СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ ГИДРАЗИННЫХ И АМИННЫХ ГОРЮЧИХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ Российский патент 2017 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам экспресс-определения гидразинных и аминных горючих путем индикации на поверхностях, в частности для контроля целостности технических средств хранения и транспортирования.

В процессе эксплуатации технических средств хранения и транспортирования ракетных топлив неизбежны случаи нарушения целостности емкостей, трубопроводов и агрегатов. Своевременная ликвидация утечки высокотоксичных гидразинных и аминных горючих позволяет защитить окружающую среду от загрязнений и предупредить возможности поражения обслуживающего персонала.

Для определения места утечки могут быть использованы индикаторные краски, бумаги, целлюлозные пленки, что является достаточно затратно и не позволяет к тому же контролировать труднодоступные участки технических средств хранения и транспортирования ракетных топлив.

Известен способ для выявления утечек из систем, заполненных аммиаком, с помощью химических средств. Для этой цели используется индикаторная краска, состоящая из эмали, кислотно-основного индикатора бромфенолового синего, хлорида кальция, хлорида меди(II) и изопропилового спирта (АС СССР №1779963 А1).

Недостатком этого способа является невысокая надежность, обусловленная тем, что плохая диффузия индикаторных компонентов краски к месту утечки не обеспечивает полного взаимодействия аммиака с хлоридом меди(II), а также реакцию бромфенолового синего на создаваемую слабощелочную среду аммиаком.

Известен способ определения наличия несимметричного диметилгидразина и его массовой концентрации в сточной воде, включающий взятие пробы, создание необходимой рН среды раствора, внесение цветореагента, в качестве которого используют реактив Несслера и фотометрирование полученного окрашенного раствора (Патент РФ №2114417).

Недостатками данного способа являются невозможность его осуществления на поверхностях из-за трудоемкости, сложности и значительной продолжительности проведения анализа, кроме того, фотометрический анализ значительно затруднен из-за большого количества окрашенных продуктов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения наличия несимметричного диметилгидразина для контроля целостности технических средств хранения и транспортирования ракетных топлив (Патент РФ №2117935, прототип). При этом в качестве реагентов для индикации наличия несимметричного диметилгидразина используются водные растворы хлорида, нитрата или сульфата кобальта (II).

Недостатком указанного способа является невысокая точность определения места расположения течей из-за плохой смачиваемости водного раствора для индикации на металлических поверхностях, кроме того, комплексные соединения Со²⁺ неустойчивы, в присутствии кислорода воздуха подвергаются окислению с образованием соединений Со³⁺. Поэтому цвет раствора меняется за счет продуктов окисления и не дает однозначного цвета для индикации.

Цель изобретения: повышение точности и достоверности обнаружения места утечки гидразинных и аминных горючих на поверхностях.

Технический результат от использования предложенного способа заключается в повышении точности и достоверности обнаружения места утечки гидразинных и аминных горючих на поверхности металла.

Технический результат достигается за счет того, что в способе определения наличия гидразинного и аминного горючих ракетных топлив на поверхности металла путем индикации, включающий их контактирование с реагентом при распылении последнего любым распылительным устройством по поверхности металла с переходом окраски на данной поверхности. При этом используется реагент следующего состава, мас. %:

Изопропиловый спирт 40-45 Хлорид никеля 9-10 Бромфеноловый синий 0,03-0,04 Вода Остальное

Способ осуществляется следующим образом.

Емкость распылительного устройства заправляют реагентом и с расстояния 20-30 см распыляют реагент на исследуемую поверхность, например трубопровод с высокотоксичным гидразинным или аминным горючим, и наблюдают за изменением (или отсутствием изменения) окраски реагента. При взаимодействий Ni²⁺ с компонентами горючих ракетных топлив образуются комплексные соединения, окрашенные в сине-фиолетовый цвет, а также в щелочной среде, создаваемой ими, бромфеноловый синий дает реакцию с изменением цвета на сине-фиолетовый (гидразин и его алкилпроизводные, алифатические и ароматические амины проявляют одинаковые химические свойства - это создание щелочной среды рН>7 и образование цветных комплексных соединений с катионами переходных металлов). Таким образом, за счет реакции Ni²⁺ с компонентами горючих и реакции индикатора в щелочной среде усиливаются интенсивность и четкость фиолетового цвета, то есть проявляется эффект взаимоусиления индикаторного действия хлорида никеля и бромфенолового синего.

При наличии индикационного эффекта (изменение окраски реагента со светло-зеленой окраски на фиолетовую) считают поверхность покрытой компонентами гидразинных и аминных горючих.

Изопропиловый спирт в составе реагента используется для повышения смачиваемости раствора на металлической поверхности.

Пример 1. Распылительное устройство заправляют реагентом 5 (см. табл. 3) и подносят его на расстояние 30 см от поверхности, покрытой горючим, и распыляют реагентом по исследуемой поверхности. Визуально наблюдают за изменением окраски реагента со светло-зеленой на фиолетовый.

Пример 2. В условиях примера 1 проводят испытания с распылительным устройством, заправленным 10%-ным раствором хлорида кобальта(II) в воде.

В табл. 1 и 2 приведены экспериментальные данные индикационных эффектов на металлической поверхности Ст-20 при обнаружении гидразинного и аминного горючих ракетных топлив предлагаемым способом и способом прототипа.

Для определения оптимального состава реагента были приготовлены и исследованы следующие составы индикаторных реагентов (табл. 3).

Составы 1, 2 не дают интенсивного, контрастного индикационного эффекта из-за недостаточности содержания в реагенте хлорида никеля и бромфенолового синего. Устойчивость индикаторного сигнала с использованием этих составов недостаточна для обеспечения надежности обнаружения утечек гидразинных и аминных горючих. Это связано с неполнотой связывания компонентов горючих с комплексообразователем Ni²⁺ и отсутствием реакции индикатора со средой.

Составы 3-5 обладают высокой интенсивностью и контрастностью окраски фиолетового цвета на поверхности и устойчивостью ее во времени. Дальнейшее повышение содержания компонентов не приводит к улучшению индикационного эффекта реагента.

Таким образом, исходя из представленных данных видно, что предлагаемый способ позволяет провести экспресс-определение наличия гидразинного и аминного горючих ракетных топлив на металлической поверхности технических средств хранения и транспортирования ракетных топлив.

Изобретение относится к экспресс-определению наличия гидразинных и аминных горючих путем индикации на поверхностях, в частности к контролю целостности технических средств хранения и транспортирования компонентов ракетных топлив. Способ определения наличия гидразинных и аминных горючих путем индикации включает их контактирование с реагентом с переходом окраски, контактирование осуществляют на поверхности путем распыления реагента с использованием любого распылительного устройства, а в качестве реагента используют раствор при следующем соотношении компонентов, мас. %: изопропиловый спирт 40-45, хлорид никеля 9-10, бромфеноловый синий 0,03-0,04, вода - остальное. Достигается повышение точности и достоверности обнаружения утечки горючих на поверхности металла. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ определения наличия гидразинного и аминного горючих ракетных топлив на поверхности металла путем индикации, включающий их контактирование с реагентом при распылении последнего по поверхности металла с переходом окраски на данной поверхности, отличающийся тем, что в качестве реагента используют раствор следующего состава, мас. %:

Изопропиловый спирт 40-45 Хлорид никеля 9-10 Бромфеноловый синий 0,03-0,04 Вода Остальное

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для распыления реагента используют любые распылительные устройства.