СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТЕЧЕК АММИАКА НА УЧАСТКЕ СВАРНЫХ ШВОВ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ И РЕЗЕРВУАРОВ Российский патент 1997 года по МПК G01M3/20 

Предлагаемое изобретение относится к испытательной технике, к способам неразрушающего контроля и может быть использовано для определения утечек аммиака на участке сварных швов тепловых труб и резервуаров, заполненных аммиаком, а также для определения образования микропор в процессе эксплуатации в результате коррозии.

Известные способы определения дефектов на участке сварных швов и резервуаров посредством ультразвука, рентгеновского просвечивания, магнитной дефектоскопии требует специального оборудования, дороги [1, 2, 3]
Менее сложен способ обнаружения трещины в сварном участке резервуара, когда контролируемый участок покрывают съемной оболочкой, на которую помещают электродный слой. Между слоем и контролируемым участком подают переменное напряжение и измеряют комплексное сопротивление системы. По изменениям сопротивления фиксируют наличие трещин на контролируемом участке [4] Этот способ все же относительно сложный, трудоемкий и дорогой. Кроме того, он не может быть использован в процессе эксплуатации, когда в результате коррозии в слабых местах сварного шва образуются микротечи.

Более простым способом является способ определения утечек аммиака, заключающийся в том, что на контролируемый участок накладывают фильтровальную бумагу, смоченную индикаторным раствором, и определяют место течи по появлению на фильтровальной бумаге пятен или точек от голубого до сине-фиолетового цвета, при этом в качестве индикаторных растворов используют растворы бромфенола синего, бромбензола голубого и т.д. [5]
Однако изменение цвета происходит в результате действия ионов OH^- на индикатор, поэтому изменение цвета индикатора может быть вызвано не только под воздействием аммиака, но и ряда других веществ. Кроме того, вследствие воздействия углекислоты темные пятна, образующиеся после реакции в местах течи, могут обесцвечиваться. Это, естественно, приводит к ошибкам при контроле герметичности и понижению чувствительности метода.

Цель настоящего изобретения состоит в повышении качества контроля, увеличении чувствительности способа при простоте и низкой стоимости способа определения утечек аммиака.

Эта цель достигается тем, что для определения утечки аммиака используется химическая реакция между гидратом хлористого кобальта и аммиаком. Указанная реакция обеспечивает избирательность способа и тем самым повышает качество контроля. В результате этой реакции образуются окрашенные соединения, причем цвет зависит от количества аммиака.

Хлористый кобальт CoCl₂ с водой образует различно окрашенные гидраты, наиболее насыщенный гидрат CoCl₂•6H₂O имеет розовую окраску. Гексагидрат хлорида кобальта товарный продукт.

При воздействии аммиака на раствор хлористого кобальта происходит взаимодействие указанных соединений и окисление солей кобальта (II) в аминные соли кобальта (III). В зависимости от количества аммиака образуется ряд различно окрашенных соединений:
[Co(NH₃)₆]Cl₃ хлорид гексаамминкобальта (III) оранжево-желтого цвета;
[CoCl₂(NH₃)₄] Cl хлорид дихлортетраамминкобальта (III) сине-фиолетового цвета;
[(NH₃)₃Cl₂CO←_ NH₂-CO(NH₃)₃ClH₂OICl₂- хлорид трихлораквогексааммин μ -аминодикобальта (III) фиолетово-черного цвета.

С целью использования рассмотренной реакции для определения утечек аммиака была проделана следующая работа: фильтровальная бумага пропитывалась растворами CoCl₂•6H₂O 5, 3, 1%-ной концентрации, при этом бумага окрашивалась в розовый цвет. Затем микрошприцом с ценой деления 0,02 мкл наносились капли раствора аммиака различной концентрации от 2,8 до 0,028% Время хронометрировалось секундомером. В результате по появлению окрашенных пятен и точек была установлена чувствительность способа, а также граничные значения концентрации индикаторного раствора. В таблице приведены результаты в пересчете в размерность мм³•МПа/с.

Из приведенных данных видно, что использование растворов 5-ти и 3%-ной концентрации CoCl₂•6H₂O дает одинаковые результаты, а применение 1%-ного раствора приводит к снижению чувствительности.

Применение 3%-ного раствора CoCl₂•6H₂O повышает чувствительность способа до 5,49•10^-7 мм³•МПа/с вместо 1,33•10^-4 мм³•МПа/с, указанного в прототипе. Скорость проявления 1-2 с вместо 5 мин по прототипу.

Следует также отметить снижение трудоемкости приготовления индикаторного раствора за счет уменьшения числа компонентов и количества операций.

Избирательность предлагаемого метода исключает возможность воздействия других веществ и поэтому исключает ошибки при контроле герметичности.

Метод прост, не требует специального оборудования, может быть использован в полевых условиях, дешев.

Пример 1. К участку сварного шва тепловой трубы, заполненной аммиаком и приготовленной к сдаче в эксплуатацию, приложили фильтровальную бумагу, смоченную 3% -ным раствором CoCl₂•6H₂O. На розовом фоне появилась синяя точка, что свидетельствует о дефекте сварного шва.

Пример 2. К участку сварного шва тепловой трубы, заполненной аммиаком и подготовленной к сдаче в эксплуатацию, приложили фильтровальную бумагу, смоченную 3%-ным раствором CoCl₂•6H₂O.

Розовый фон бумаги не претерпел изменений, следовательно, дефект отсутствует.

Пример 3. К участку сварного шва тепловой трубы, заполненной аммиаком и подготовленной к сдаче в эксплуатацию, приложили фильтровальную бумагу, смоченную 3%-ным раствором CoCl₂•6H₂O.

Появилась синяя точка, которая стала быстро превращаться в голубое пятно с желтой точкой в середине, что свидетельствует о значительном дефекте сварного шва.

Использование: изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля качества сварных швов тепловых труб и резервуаров, заполненных аммиаком. Сущность: для обнаружения утечек аммиака на контролируемый участок сварных швов тепловых труб или резервуаров, заполненных аммиаком, накладывают фильтровальную бумагу, смоченную индикаторным раствором, при этом в качестве индикаторного раствора выбирают 3%-ный раствор CoCl₂•6H₂O. Место течи определяют по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступившего аммиака. 1 табл.

Способ определения утечек аммиака на участке сварных швов тепловых труб и резервуаров, заполненных аммиаком, заключающийся в том, что на контролируемый участок накладывают фильтровальную бумагу, смоченную индикаторным раствором, и определяют место течи по появлению пятен или точек, отличающийся тем, что в качестве индикаторного раствора выбирают 3%-ный раствор CoCl₂ • 6H₂O, при этом пятна или точки окрашиваются в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступающего аммиака.