Способы определения утечки аммиака

Способ определения утечек аммиака на участке сварных швов тепловых труб и резервуаров

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 CoCl₂6H₂O. 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.

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 CoCl₂6H₂O 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 -аминодикобальта (III) фиолетово-черного цвета.

С целью использования рассмотренной реакции для определения утечек аммиака была проделана следующая работа: фильтровальная бумага пропитывалась растворами CoCl₂6H₂O 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 мм 3 МПа/с.

Из приведенных данных видно, что использование растворов 5-ти и 3%-ной концентрации CoCl₂6H₂O дает одинаковые результаты, а применение 1%-ного раствора приводит к снижению чувствительности.

Применение 3%-ного раствора CoCl₂6H₂O повышает чувствительность способа до 5,4910 -7 мм 3 МПа/с вместо 1,3310 -4 мм 3 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 CoCl₂6H₂O. 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 CoCl₂6H₂O.

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 CoCl₂6H₂O.

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

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.

Источник

Проверка холодильной системы на утечку аммиака

По правилам безопасности во время эксплуатации холодильного оборудования необходимо каждый месяц производить проверку холодильной системы на утечку. При возникновении подозрения на нарушение герметичности аммиачных холодильных систем необходимо немедленно убедиться, что воздух компрессорного цеха и охлаждаемых помещений, вода или промежуточный хладоноситель не заражены ядовитым аммиаком.

При обнаружении места утечки хладагента, герметичность установки необходимо немедленно восстановить: хладагент удаляется из соответствующего аппарата или трубопровода и производится ремонт аммиачных холодильных установок.

Принцип проверки холодильных систем на обнаружение следов аммиака по изменению цвета индикаторной бумажки

С помощью бумажки, обработанной специальным составом, проверяется реакция среды на концентрацию в ней ионов: при преобладании водородных ионов наблюдается кислая среда, гидроксильных ионов – щелочная; равенство количества ионов показывает нейтральную среду. В принципе, для характеристики среды достаточно выявить содержание любого из двух видов ионов, но в настоящее время принято определять реакцию среды по содержанию в ней ионов водорода.

Концентрация водородных ионов на 1 л среды называется водородным числом; на практике же используется логарифм этой величины, который называется pH. При нейтральной среде показатель pH равняется 7,0; его понижение от 6,9 до 1,0 указывает на увеличение кислотности среды, а увеличение с 7,1 до14,0 свидетельствует об увеличении щелочности.

Виды индикаторных бумажек для проверки холодильных систем на утечку аммиака

Для определения утечки аммиака применяются специальные химические индикаторы, изменяющие цвет при наличии в проверяемой среде следов NH₃, из-за чего значительно увеличивается ее щелочность. В присутствии даже небольших количеств аммиака (0,001% от объема) индикаторная бумажка, пропитанная химическими веществами-реагентами, меняет цвет:

• при pH=10 – на серый;
• при определении с помощью влажной лакмусовой бумажки – на синий;
• индикаторная бумажка, пропитанная раствором фенолрота, становится красной;
• фенолфталеин при взаимодействии с аммиаком резко меняет окраску, образуя пятна ярко-малинового цвета.

Вещество-реагент для проверки холодильных систем выбирают в зависимости от необходимого уровня чувствительности индикаторных бумажек. Индикаторы высокой чувствительности изготавливают на основе фенолового красного: в фарфоровой емкости или кристаллизаторе 0,1 г фенолрота смешивают со 100 мл спирта-ректификата (этанола) и 20 мл глицерина, и после полного растворения компонентов получившимся раствором пропитывают фильтровальную бумагу.

Для изготовления индикаторов средней чувствительности, которые в основном используются для проверки холодильных систем на утечку аммиака, полоски фильтровальной бумаги пропитывают 1%-ным раствором фенолфталеина и спирта-ректификата (этанола). Такие индикаторы легко изготавливаются самостоятельно, используя лекарственное средство пурген: 10 таблеток измельчаются и растворяются в 100 мл этанола, и когда осядет мел, то получится раствор фенолфталеина требуемой консистенции.

Определение утечки аммиака в воздухе

Утечка аммиака в воздухе выявляется поднесением индикаторной бумажки к предполагаемым местам неплотности: фланцевым соединениям, сальникам запорной арматуры. Если бумажка изменит цвет, значит аммиак в этом месте просачивается из системы.

Определение наличия аммиака в воде

Попадая в систему охлаждения систем холодоснабжения, аммиак равномерно распределяется в воде, так что утечку бывает трудно выявить. Для определения примесей аммиака систему охлаждения промывают, заправляют свежей водой и закрывают все задвижки; через 5-6 часов из каждого аппарата берут пробу воды и проверяют ее с помощью индикаторной бумажки.

Определение наличия аммиака в хладоносителе

В аммиачных холодильных установках обнаружить утечку хладагента при попадании в систему оборотного водоснабжения еще сложнее: мало того, что аммиак равномерно смешивается с хладоносителем, так и добавляемые антикоррозийные присадки сами защелачивают среду. Поэтому пробу берут так: прогоняют 50 мл хладоносителя и в 5 мл отгона добавляют 1,2 мл реактива Несслера; если в пробирке образуется красно-коричневый осадок, то концентрация аммиака в хладоносителе превышает 0,01% и имеет место утечка.

Для обеспечения безопасного функционирования и повышения эффективности использования аммиачных холодильных установок компания НПП «Холод» рекомендует производить модернизацию холодильных систем. Имея богатый опыт в построении промышленных холодильных систем, специалисты НПП «Холод» подскажут наиболее выгодное решение для конкретных условий функционирования вашего предприятия.

Источник

6.5. Определение утечек аммиака из системы

При негерметичности системы возникает утечка аммиака в воздух помещений компрессорного цеха или охлаждаемых камер, а также в воду или хладоноситель. Определение и устранение утечек в помещениях входит в обязанность каждой дежурной смены. Герметичность аппаратов проверяют ежемесячно.
Принцип определения утечек аммиака. Определение утечки аммиака производится различными индикаторами, которые изменяют свой цвет при его наличии. Аммиак, имеющий щелочную реакцию, окрашивает индикаторы в следующие цвета:

Реакция среды определяется содержанием в ней водородных (Н + ) и гидроксильных (ОН — ) ионов. Преобладание ионов водорода обусловливает кислую, гидроксильных — щелочную, а их равенство — нейтральную реакцию среды. Для характеристики реакции среды достаточно определить в ней содержание каких-либо одних ионов: водородных или гидроксильных. В настоящее время принято определять реакцию среды по содержанию в них ионов водорода.
Концентрация водородных ионов, выраженная в г-ионах на 1 л, получила название водородного числа. Поскольку водородное число имеет ничтожно малую величину, неудобную для практического использования, введен водородный показатель, обозначенный символами рН. Он представляет собой логарифм величины Н (абсолютной концентрации водородных ионов), взятый с обратным знаком.
В принятом обозначении нейтральной реакции соответствует рН 7,0. Понижение рН от 6,9 до 1,0 свидетельствует об увеличении кислотности среды. Увеличение водородного показателя от 7,1 до 14,0 указывает на увеличение щелочности.
Определение утечек аммиака в воздухе. Утечки определяют, поднося индикаторные бумажки, пропитанные рН, лакмусом, фенолротом или фенолфталеином, к предполагаемым местам утечек: фланцевым соединениям, сальникам запорной арматуры и т. д. По изменению цвета бумажки судят о наличии неплотности.
Определение утечек аммиака в воду и хладоноситель. Определение утечек осложняется равномерным распределением аммиака по системе воды и хладоносителя (при оборотном водоснабжении и по системе охлаждения), а также добавлением в хладоноситель антикоррозийных присадок, имеющих щелочную реакцию.
Для определения наличия утечки аммиака в системе охлаждения систему промывают, заправляют свежей водой и закрывают все задвижки. Через 5—6 ч производят отбор проб из каждого аппарата и проверяют их индикаторной бумажкой.
Для уменьшения коррозионной активности в хладоноситель чаще всего добавляют щелочные присадки, при этом его рН 9,5—10. На фоне собственной щелочности хладоносителя проверка наличия утечки аммиака индикаторными бумажками затруднена. В этом случае перегоняют 50 мл хладоносителя, из отгона берут 5 мл и прибавляют 1,2 мл реактива Несслера. Если концентрация аммиака превышает 0,01 %, то выпадает красно-бурый осадок.
Приготовление индикаторных бумажек. Индикатор высокой чувствительности изготовляют на основе фенолрота. Для этого 0,1 г фенолрота помещают в фарфоровую чашку или кристаллизатор, добавляют 100 мл спирта-ректификата и 20 мл чистого глицерина. Смесь стеклянной палочкой помешивают до полного растворения компонентов. После этого фильтровальную бумагу, нарезанную полосками 100X15 мм, пропитывают полученным раствором и сушат на воздухе.
Индикатор средней чувствительности готовят на основе фенолфталеина. Для этого приготовляют 1 %-й раствор фенолфталеина в спирте-ректификате и пропитывают им полоски фильтровальной бумаги.
Приготовление фенолфталеиновых индикаторов наиболее доступно. Фенолфталеин (пурген) —лекарство, выпускаемое с дозировкой 0,1 г фенолфталеина в одной таблетке. Десять таблеток нужно растолочь и растворить в 100 мл спирта-ректификата. Когда мел осядет, переливают раствор в другую емкость и пропитывают им пористую бумагу. После того как бумага высохнет, её нарезают на ленточки. Хранить индикатор необходимо в герметичной таре.

Источник