[发明专利]在渗透剂生产工艺中控制氯、氟、和硫离子含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料表面检验用渗透剂的生产工艺，更特别涉及在渗透剂生产工艺中控制氯、氟和硫离子含量的方法。该方法可以将渗透剂中氯、氟和硫离子对核电设备领域的不锈钢材料的危害降到最低。 

背景技术

日本福岛第一核电站事故向国际社会提出了核安全的无比重要性。为了适应核电站大规模的建设和在役检查的需要，在原来产品的基础上，降低产品中的氟、氯和硫离子的含量成为迫切急需解决的问题。 

核电站设备大部分用不锈钢材料制成，例如316L不锈钢属300系列Fe-Cr-Ni合金奥氏体不锈钢，由于铬、镍含量高，是最耐腐蚀的不锈钢之一，并具有很好的机械性能。在焊后提供特别好的耐蚀性。但是316L不锈钢抗氯离子点腐蚀的能力较差。着色渗透探伤剂新产品必须克服目前国内大多数同类制品的局限，旨在提高其渗透性能、灵敏度、并使着色渗透探伤剂之分子结构中氯、氟和硫三种元素的离子含量极低，以满足核电的需要。 

核电设备构件大量采用镍基合金，奥氏体不锈钢及钛合金材料，而且通常都在高温，应力状态下工作，而国内外有关标准都对用于核设备的渗透探伤剂的硫和卤素含量有限制性规定，如按ASTMD129和D808方法测得的硫，卤素含量应少于重量的1％(按规定试验方法得到的残渣)。渗透探伤材料，若用于镍基合金，奥氏体不锈钢及钛合金，如果探伤后清洗不彻底，残留物中以硫化物离子形式存在，硫在高温时与镍基合金接触，会发生热脆；而卤素(氟，氯)离子与不锈钢和钛合金接触时，在应力存在的情况下，会产生应力腐蚀和脆化。 

发明内容

为克服现有技术中的上述问题，本发明提供了一种在渗透剂生产工艺中控制氯、氟和硫离子含量的方法，该方法通过在线检测并利用离子电极控制生产过程中渗透剂中氯、氟和硫离子的含量，来实现对渗透剂产品中氯、氟和硫离子的控制，方法简单而可靠，成本低，且效率高。 

本发明采用的技术方案是：一种在渗透剂生产工艺中控制氯、氟和硫离 子含量的方法，其特征在于，包括以下步骤： 

(a)对制备渗透剂的原材料进行筛选，使得原材料中的硫、氟和硫的含量分别低于100ppm、50ppm和50ppm； 

(b)在渗透剂的生产过程中，用离子色谱仪实时在线监测渗透剂溶液中氯、氟和硫离子的含量，如果氯离子高于100ppm，或氟离子高于50ppm，或硫离子高于50ppm，则在渗透剂溶液中利用离子电极控制氯离子、氟离子或硫离子的含量，直至氯离子、氟离子和硫离子分别低于100ppm、50ppm和50ppm。 

进一步地，在步骤(b)中，如果氯离子高于100ppm，或氟离子高于50ppm，或硫离子高于50ppm，则将离子选择电极和相应的参比电极浸入溶液中，氯、氟或硫离子电极的敏感膜与溶液间产生电位差，根据该电位差计算出溶液中离子的活度并确定溶液中离子的浓度，直至氯离子、氟离子和硫离子浓度分别低于100ppm、50ppm和50ppm。 

更进一步地，在步骤(b)中，在线监测渗透剂溶液中离子的含量包括多点法和单点法。 

优选地，在步骤(b)中，在线监测所使用的离子色谱仪配备氧弹装置。 

作为着色渗透剂不含烃化物，由碳和氢两种元素组成的有机化合物称为碳氢化合物，又叫烃。它会和氯、溴、氧等反应生成烃的衍生物。如甲烷和氯气在见光条件下反应生成一氯甲烷、二氯甲烷和四氯甲烷(四氯化碳)等衍生物。特别对于它与氯等反应生成的烃的衍生物对核设备影响很大。由于不锈钢被氯离子腐蚀后，产生晶间腐蚀。若接触的介质含氯离子，就会促成点腐蚀。外观看似乎没什么变化，或仅失去了金属光泽。核岛蒸发器传热管的晶间腐蚀与应力开裂、凝汽器泄漏对蒸发器二次侧的腐蚀等问题，都给核电站安全带来很大危害。这样的腐蚀是来自晶格间的碳元素成为游离态析出，材料变性，失去弹性和塑性。烃类是所有有机化合物的母体，都不过是用其他原子取代烃中某些原子的结果。因此，在渗透剂中若要求不含烃化物，那么就要在原料的筛选、配方的配制、成品的检验上下功夫。