Індикаторний матеріал для контролю герметичності порожнистих виробів, що заповнені тетраоксидом діазоту (амілом)

Реферат: Індикаторний матеріал для контролю герметичності порожнистих виробів, що заповнені тетраоксидом діазоту (амілом), складається з тканинного носія й чутливого до діоксиду азоту індикатора. Складається з носія у вигляді вибіленої бавовняної тканини типу бязь або батист, 2 що має питому поверхню від 0,5 до 1,7 м /г, та індикатора - біс-4-(3фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду, що має тетраедричну будову, загальної формули CoC28H30N2CI2, причому на один грам носія припадає від 0,10 до 0,34 грама індикатора. UA 87464 U (12) UA 87464 U UA 87464 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до складу і структури хімічних індикаторних матеріалів для контролю герметичності промислових порожнистих конструкцій, які заповнені тетраоксидом діазоту. Такі індикаторні матеріали можуть бути використані в ракетно-космічній техніці для виявлення місць витоків тетраоксиду діазоту (тривіальна назва - аміл) як висококиплячого компонента палива крізь наскрізні дефекти з'єднань (переважно рознімних) паливних систем ракет-носіїв або систем заправлення ракет-носіїв таким компонентом палива. Конструкціями різних рідинних ракет-носіїв, що призначені для оперативного високоточного виведення на кругові, геостаціонарні та сонячно-синхронні орбіти різних космічних апаратів, передбачена наявність великої кількості різноманітних герметичних з'єднань (див., наприклад, Технология сборки и испытаний космических аппаратов / Под общ. ред. И.Т. Белякова, И.А. Зернова // М.: Машиностроение, 1990. - 352 с. або Ф.П. Санін, Є.О. Джур, Л.Д. Кучма, В.А. Найденов. Герметичність у ракетно-космічній техніці //Дніпропетровськ: Вид-во ДДУ, 1995. - 168 с.). Задля визначення відповідності ступеня герметичності (сумарні витрати робочої речовини крізь наскрізні дефекти) таких ракет-носіїв заданим у конструкторській документації для них нормам герметичності (найбільші сумарні витрати робочої речовини крізь наскрізні дефекти конструкції, при яких ще забезпечується її працездатний стан), усі їх з'єднання в умовах підприємств-виробників контролюють на герметичність із застосуванням різноманітних за принципом дії та за чутливістю засобів контролю (див. там же). Однак в процесі зберігання, транспортування та передстартової підготовки ракет-носіїв у заправленому стані існує ймовірність розгерметизації рознімних з'єднань їх трубопроводів через складно прогнозований у часі процес релаксації в них напружень, тобто зменшення початкових напружень за рахунок часткового зниження пружної деформації й, відповідно, зростання частки пластичної деформації (див. Ф.П. Санін, Є.О. Джур, Л.Д. Кучма, В.А. Найденов. Герметичність у ракетнокосмічній техніці //Дніпропетровськ: Вид-во ДДУ, 1995. - С. 50). Це може стати причиною виникнення аварійних ситуацій в процесі передстартової підготовки ракет-носіїв та забруднення довкілля екологічно небезпечними компонентами рідкого ракетного палива, зокрема тетраоксидом діазоту (амілом) та продуктами його хімічних перетворень. Тому своєчасне визначення місць витоків цього компонента ракетного палива крізь наскрізні дефекти рознімних з'єднань ракет-носіїв або систем заправлення ракет-носіїв таким компонентом палива в разі виникнення позаштатних ситуацій є досить актуальною задачею. Слід зазначити, що тетраоксид діазоту (N2O4) як хімічна речовина складається з молекул саме тетраоксиду діазоту лише при температурі, що дорівнює точці його замерзання (-11 °C) або при більш низьких температурах. В діапазоні ж температур від -11 до +140 °C тетраоксид діазоту як нестійка сполука (слабкий зв'язок N-N) дисоціює на прості молекули діоксиду азоту (див., наприклад, Ю.С. Другов, В.Г. Березкин. Газохроматографический анализ загрязненного воздуха // М.: "Химия", 1981. - С. 151): N2O 4 40 45 50 55   2NO 2 . При цьому кожній проміжній між -11 °C до +140 °C температурі відповідає певний стан рівноваги зворотної реакції й різний вміст тетраоксиду діазоту в реакційній зоні (див. там же). Саме це пояснює широке використання на сьогодні для контролю витоків тетраоксиду діазоту (амілу) крізь наскрізні дефекти промислових об'єктів різних за складом та за конструкцією індикаторних засобів, налаштованих на аналіз діоксиду азоту як продукту дисоціації амілу. Так, наприклад, відомі індикаторні трубки для контролю витоків крізь наскрізні дефекти промислових конструкцій в атмосферу діоксиду азоту як продукту дисоціації тетроксиду діазоту (див. наприклад ГОСТ Р 52717-2007. Воздух рабочей зоны. Определение массовой концентрации диоксида азота. Метод с использованием индикаторных трубок с непосредственным отсчетом показаний и ускоренным отбором проб). Як індикатори в 1 порожнині таких трубок містяться N,N -дифенілбензидин або N-(1-нафтил)етилендіаміндигідрохлорид або о-толідин, що нанесені на твердий сорбент. В результаті реакції діоксиду азоту, що відбирають з атмосфери й пропускають певний час крізь індикаторну трубку, з одним із згаданих індикаторів утворюється забарвлений продукт реакції й з'являється в трубці забарвлений шар з границею, що чітко фіксується. Концентрацію діоксиду азоту визначають шляхом порівняння довжини шару, що змінив забарвлення, з довжинами шарів, що одержані з використанням перевірочних газових сумішей з відомим вмістом діоксиду азоту (див. там же). Такі індикаторні трубки дозволяють надійно визначати наявність діоксиду азоту в атмосфері робочої зони підприємств, виробничих приміщень, "сухих" відсіків ракет-носіїв тощо в діапазоні 3 концентрацій цього аналіту від 20 до 200 мг/м (див. там же), а отже й засвідчити факт розгерметизації порожнистих промислових об'єктів, що заповнені тетраоксидом діазоту. Однак 1 UA 87464 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 за допомогою таких індикаторних засобів практично неможливо встановити місця розташування наскрізних дефектів промислових конструкцій, крізь які цей продукт дисоціації зазначеного компонента ракетного палива витікає назовні. Найближчим за технічною суттю до того, що пропонується, є індикаторний матеріал для визначення витоків діоксиду азоту як продукту дисоціації тетраоксиду діазоту крізь з'єднання промислових конструкцій, що відомий з опису до авторського свідоцтва СРСР № 197261. Цей матеріал складається з тканинного носія у вигляді стрічки й чутливого до діоксиду азоту індикатора - органічного реагенту октаметилтетраамінотетрафенілетилену. Наявність діоксиду азоту в атмосфері визначають за допомогою стрічкового автоматичного газоаналізатора за зміною кольору згаданого індикаторного матеріалу. Очевидно, що окремо взятий відомий індикаторний матеріал (без газоаналізатора) у разі приведення в контакт зі з'єднаннями промислових конструкцій може бути використаний також і для візуального визначення місць витоків крізь наскрізні дефекти з'єднань конструкцій диоксиду азоту як продукту дисоціації тетраоксиду діазоту (амілу), а отже й для точного визначення місць розташування наскрізних дефектів з'єднань конструкцій. Однак через те, що цей індикаторний матеріал реагує тільки на діоксид азоту, здійснити за його допомогою оперативну кількісну оцінку величин витоків тетраоксиду діазоту крізь наскрізні дефекти з'єднань конструкцій можна тільки шляхом порівняння величин індикаторних плям на матеріалі, що утворилися за певний проміжок часу й при певній температурі, з попередньо створеним з урахуванням ступеня дисоціації тетраоксиду діазоту при такій самій температурі банком даних "величина індикаторної плями на матеріалі, що утворилася за час контролю конструкції, - величина витоку тетраоксиду діазоту крізь наскрізний дефект з'єднання конструкції". Крім цього відомий індикаторний матеріал, налаштований на контроль витоків діоксиду азоту, практично непридатний для застосовування в умовах наявності в атмосфері вологи, оскільки, як відомо (див., наприклад, Ф.П. Санін, Є.О. Джур, Л.Д. Кучма, В.А. Найденов. Герметичність у ракетнокосмічній техніці //Дніпропетровськ: Вид-во ДДУ, 1995. - С. 4), пара тетраоксиду діазоту, проникаючи крізь дефекти конструкцій в атмосферу, миттєво реагує з вологою повітря з утворенням азотної й азотистої кислот за реакцією: N2O4 + Н2О = HNO3+HNO2. Суть корисної моделі. В основу корисної моделі поставлено задачу шляхом цілеспрямованого підбору складу й структури компонентів індикаторного матеріалу для контролю герметичності забезпечити швидку реакцію матеріалу як на тетраоксид діазоту (аміл), так і на продукт, його дисоціації діоксид азоту, а також на продукти взаємодії тетраоксиду діазоту з вологою повітря (водою) азотну й азотисту кислоти - з утворенням в індикаторному матеріалі при взаємодії з кожною з цих речовин або з сумішшю цих речовин (тетраоксиду діазоту з діоксидом азоту, чи азотної й азотистої кислот) стехіометричних кількостей забарвленого продукту реакції, що надійно реєструється візуально. Задача корисної моделі також полягає в забезпеченні можливості ефективного застосування індикаторного матеріалу за призначенням в умовах високої вологості. Поставлена задача вирішується тим, що індикаторний матеріал для контролю герметичності порожнистих виробів, що заповнені тетраоксидом діазоту (амілом), який складається з тканинного носія й чутливого до діоксиду азоту індикатора, згідно з корисною моделлю, складається з носія у вигляді вибіленої бавовняної тканини типу бязь або батист, що має 2 питому поверхню від 0,5 до 1,7 м /г, та індикатора - біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду, що має тетраедричну будову, загальної формули CoC28H30N2CI2, причому на один грам носія припадає від 0,10 до 0,34 грама індикатора. Біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлорид тетраедричної будови координаційна сполука 3d-перехідного металу (кобальту) з 4-(3-фенілпропілпіридином) та хлоридом - є новою, вперше синтезованою й охарактеризованою нами задля використання як основного компонента індикаторного матеріалу для контролю герметичності порожнистих виробів, що заповнені тетраоксидом діазоту (амілом). При взаємодії сполуки як з тетраоксидом діазоту, так і з продуктом його дисоціації - діоксидом азоту, а також з продуктами реакції тетраоксиду діазоту з вологою повітря - азотною й азотистою кислотами - або з сумішшю тетраоксиду діазоту з діоксидом азоту чи з сумішшю азотної й азотистої кислот відбувається зміна будови комплексу: біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлорид тетраедричної будови, що має початковий синій колір, переходить у біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлорид октаедричної будови, що має слабке рожеве забарвлення. Візуально така зміна забарвлення індикаторного матеріалу для контролю герметичності, що містить згаданий комплекс, сприймається на відстані як знебарвлення матеріалу в місцях його контакту з наскрізними дефектами, крізь які назовні 2 UA 87464 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 проникає тетраоксид діазоту або діоксид азоту як продукт його дисоціації. При контакті індикаторного матеріалу з азотною або азотистою кислотами як продуктами реакції тетраоксиду діазоту з вологою повітря на виході з наскрізних дефектів з'єднань конструкцій початковий колір матеріалу (синій) також змінюється на блідо-рожевий. Зазначимо, що ароматичні та аліфатичні фрагменти молекули біс-4-(3фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду обумовлюють також і практично повну гідрофобність індикаторного матеріалу для контролю герметичності, що пропонується, й, відповідно, можливість застосування такого матеріалу за призначенням в умовах високої вологості. Біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлорид синтезували таким чином. Попередньо перетерту у фарфоровій ступці наважку (99,038 г) хлориду кобальту розміщували у хімічному стакані (об'ємом біля 100 мл) з магнітним стрижнем, а потім наливали туди наважку (99,038 г) рідкого ліганду 4-(3-фенілпропіл)піридину. Суміш нагрівали до температури близько 80 °C й перемішували її магнітною мішалкою близько 3 годин. Після цього до суміші додавали біля 100 мл хлористого метилену (для екстракції комплексу) і продовжували її перемішувати ще приблизно 1 годину. Залишок солі-хлориду кобальту -, що не прореагував, відфільтровували на фільтрі Шотта й тричі промивали невеликими (біля 25 мл) порціями хлористого метилену. При цьому потрібний комплекс знаходився у фільтраті. Останній випаровували на роторному випаровувачі до повного видалення розчинника. Одержану речовину розчиняли у невеликій кількості (біля 50 мл) хлористого метилену, потім до розчину додавали біля 150 мл етанолу й перекристалізовували речовину. В результаті отримували кристали синього кольору. Вихід речовини становив 95 %. Зазначимо, що, як з'ясувалось, для екстракції та перекристалізації біс4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду можна використовувати будь-які безводні розчинники спиртової природи (наприклад метанол, пропанол, бутанол тощо) або галогеналкани (наприклад хлористий метилен, хлороформ, тетрахлорметан, дихлоретан тощо), або циклічні прості ефіри (тетрагідрофуран, діоксан тощо) або аліфатичні складні ефіри (етилацетат, бутилацетат тощо). Готовий продукт був ідентифікований методом рентгеноструктурного аналізу. Для цього було використано дифрактометр типу "Bruker SMART APEX II" (CCD-детектор: МоКα, λ=0,71073Å). Монокристали кінцевого продукту синтезу (біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду) для рентгено-структурного аналізу у вигляді призм синього кольору отримували повільним випаровуванням насиченого розчину цього комплексу в хлористому метилені або в будь-якому іншому з числа вище згаданих безводних розчинників. До виконання рентгеноструктурного аналізу готовий продукт зберігали в затемненій посудині. Для підтвердження можливості ефективного застосування індикаторного матеріалу, що пропонується, для визначення місць витоків крізь наскрізні дефекти з'єднань конструкцій як тетраоксиду діазоту (амілу), так продукту його дисоціації - діоксиду азоту, а також для визначення місць витоків тетраоксиду діазоту за реакцією матеріалу на продукти взаємодії цього компонента ракетного палива з вологою повітря (водою) - азотною й азотистою кислотами - були записані відповідні спектри дифузійного відбиття. Для цього було використано спектрофотометр типу "Specord 210" зі спеціальною приставкою до нього, яка забезпечувала можливість досліджень поверхні індикаторного матеріалу, що пропонується, в режимі відбиття монохроматичного світла. Короткий опис таблиць і креслень В таблиці 1 представлені параметри елементарної комірки та основні характеристики кристалу біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду, а в таблиці 2 - відстані та кути між сусідніми атомами в молекулі цієї речовини. На фігурі 1 наведена спрощена (без атомів водню) структура молекули біс-4-(3-фенілпропілшридин)кобальт(II) дихлориду, на фігурі 2 - структура молекули біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду з атомами водню, на фігурах 3 і 4 елементарна комірка кристалу біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду без атомів водню й з атомами водню відповідно, а на фігурі 5 - приклади стекінг-взаємодії між молекулами біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду в кристалі. На фігурах 6-9 зображені спектри дифузійного відбиття від поверхні індикаторного матеріалу при його контакті з тетраоксидом діазоту (фігура 6), діоксидом азоту як продуктом дисоціації тетраоксиду диазоту (фігура 7), азотною та азотистою кислотами як продуктами взаємодії тетраоксиду діазоту з вологою повітря (фігура 8 і 9 відповідно). 3 UA 87464 U Таблиця 1 Параметри елементарної комірки та основні характеристики кристалу біс-4-(3фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду Тип симетрії Просторова група Параметри комірки, Å Параметри комірки,° Кількість молекул у комірці R-factor, % моноклінна Р21/с а 12,0685(8) b 16,6457(11) c 13,2440(9) α 90,00 β 98,091(2) γ 90,00 2 4,47 4 UA 87464 U Таблиця 2 Відстані та кути між сусідніми атомами в молекулі біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду Co1 Co1 Co1 Co1 N2 N2 C2 C2 N1 N1 C3 C4 C4 C4 C5 C5 C6 C8 C8 C16 C16 C9 С11 С11 C17 C17 C18 C19 C19 C19 C22 C23 C24 C25 C27 C32 Відстань між атомами, Å N2 2,026(2) N1 2,037(2) C12 2,2344(8) C13 2,2424(8) С3 1,339(3) Сс10 1,340(3) С30 1,518(3) С14 1,521(3) С18 1,336(3) С20 1,341(3) С7 1,379(4) С6 1,378(4) С7 1,389(4) С30 1,504(4) С9 1,380(4) С8 1,383(4) С10 1,379(4) С12 1,390(4) С14 1,508(4) С20 1,364(4) С17 1,385(4) С13 1,381(4) С13 1,360(4) С12 1,383(4) С21 1,380(4) С22 1,512(4) С21 1,372(4) С23 1,369(4) С28 1,424(5) С32 1,485(5) С31 1,478(5) С24 1,355(4) С25 1,333(5) С27 1,348(5) С28 1,401(5) С31 1,568(5) N2 N2 N1 N2 N1 С12 С3 С3 С10 С30 С18 С18 С20 N2 С6 С6 С7 С9 С4 С3 С5 С5 С12 С20 С5 N2 С13 С21 С21 С16 N1 С23 С23 С28 N1 С18 С11 С11 С8 С31 С24 С25 С24 С25 С27 C4 C19 C22 Кути між атомами,° Co1l N1 Co1 С12 Co1 С12 Co1 С13 Co1 С13 Co1 С13 N2 С10 N2 Co1 N2 Co1 С2 С14 N1 С20 N1 Co1 N1 Co1 С3 С7 С4 С7 С4 С30 С4 С30 С5 С8 С6 С10 С7 С4 С8 С12 С8 С14 С8 С14 С16 С17 С9 С13 С10 С6 С11 С12 С17 С16 С17 С22 С17 С22 С18 С21 С19 С28 С19 С32 С19 С32 С20 С16 С21 С17 С12 С8 С13 С9 С14 С2 С22 С17 С23 С19 С24 С23 С25 С27 С27 С28 С28 С19 С30 C2 C32 C31 C31 C32 108,41(8) 109,27(7) 104,94(7) 107,09(6) 108,11(7) 118,68(3) 116,8(2) 122,19(17) 120,93(18) 111,8(2) 117,0(2) 121,40(18) 121,56(19) 123,1(2) 116,6(2) 124,1(2) 119,2(2) 121,0(3) 120,3(3) 120,1(3) 117,7(3) 122,0(3) 120,3(3) 120,6(3) 120,2(3) 123,1(2) 120,3(3) 116,5(3) 121,0(3) 122,4(3) 123,3(3) 116,1(3) 121,6(4) 122,4(4) 122,6(3) 119,9(3) 121,1(3) 119,7(3) 112,5(2) 112,5(3) 122,9(3) 120,5(4) 121,1(4) 119,9(4) 119,5(3) 116,5(2) 113,0(3) 113,2(4) Таким чином, як свідчать дані рентгеноструктурного аналізу (таблиці 1, 2, фігури 1-4) біс-4(3-фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлорид має молекулярну кристалічну ґратку, 5 UA 87464 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 характеризується щільною упаковкою (без пор, каналів та порожнин). Ґратка додатково стабілізована за рахунок гідрофобних стекінг-взаємодій (фігура 5) - паралельного зміщеного стекінгу (відстань між крайніми атомами водню сусідніх кілець - 3,752 Å) та Т-стекінгу (відстань між атомом водню одного ароматичного кільця та центром сусіднього кільця становить 3,178 Å). Координаційний поліедр кобальту має тетраедричну будову (таблиця 2). Загальна формула координаційної сполуки (біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(П) дихлориду - CoC28H30N2CI2. Як свідчать результати якісного аналізу індикаторного матеріалу, що пропонується, спектрофотометричним методом в режимі відбиття монохроматичного світла, згаданий матеріал можна ефективно застосовувати для визначення місць витоків крізь наскрізні дефекти з'єднань конструкцій як тетраоксиду діазоту (фігура 6), так продукту його дисоціації - діоксиду азоту (фігура 7), а також для визначення місць витоків тетраоксиду діазоту за реакцією матеріалу з продуктами взаємодії цього компонента ракетного палива з вологого повітря (водою) - азотною (фігура 8) й азотистою кислотами (фігура 9) - за локальною зміною кольору індикаторного матеріалу з синього на слабо рожевий, що обумовлена зміною будови комплексної сполуки, що містить матеріал, з тетраедричної на октаедричну. Далі суть корисної моделі пояснюється описом методик одержання індикаторного матеріалу для контролю герметичності порожнистих промислових конструкцій, що заповнені тетраоксидом діазоту (амілом) та результатами атестації індикаторного матеріалу за допомогою каліброваних за пропускною здатністю імітаторів наскрізних дефектів з використанням тетраоксиду діазоту як пробної речовини. Найкращі варіанти утілення корисної моделі. Узагальнені методика одержання індикаторного матеріалу для контролю герметичності та приклад його застосування. Загальна методика одержання індикаторного матеріалу для контролю герметичності, що пропонується, була такою. Як носій використовували вибілену бавовняну тканину типу бязь або батист, що мала 2 питому поверхню від 0,5 до 1,7 м /г. Тканину розрізали на стрічки потрібної ширини й довжини з урахуванням габаритів рознімних з'єднань промислової конструкції, її зварних швів тощо як об'єктів контролю на герметичність. Краї стрічок оверлочували з метою запобігання їх розплетення. Для просочування стрічок тканини готували розчин біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду в одному з вище згаданих розчинників (в розчиннику спиртової природи або в галогеналкані або в циклічному простому ефірі або в аліфатичному складному ефірі). Кількість розчину, що готували, залежала від кількості стрічкового тканинного носія, що підлягав обробці. Відповідний розчин заливали в затемнену посудину з хімічно стійкого по відношенню до нього матеріалу. В розчин занурювали стрічку тканини й певний час просочували її розчином при кімнатній температурі. Потім просочену стрічку тканини вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. Як з'ясувалось, найбільш рівномірного розподілу біс-4-(3-фенілпропілпіридин) кобальт(II) дихлориду по об'єму матеріалу, й відповідно, однакову реакцію кожної ділянки індикаторного матеріалу на тетраоксид діазоту, діоксид азоту, азотну й азотисту кислоти можна досягти у разі застосування подвійного просочення носія (стрічки вибіленої бавовняної тканини типу бязь або 2 батист що має питому поверхню від 0,5 до 1,7 м /г) розчином індикатора певної концентрації й обов'язкового його сушіння після кожного просочення. Таким чином одержували однорідний за забарвленням індикаторний матеріал для контролю герметичності з'єднань порожнистих конструкцій, що заповнені тетраоксидом діазоту. До використанням індикаторний матеріал зберігали в затемненому герметичному пакеті. Індикаторний матеріал для контролю герметичності з'єднань конструкцій, що заповнені тетраоксидом діазоту, застосовували за призначенням таким чином. Спочатку індикаторний матеріал атестували за допомогою каліброваних контрольних теч (імітаторів наскрізних дефектів конструкцій, що відтворювали відомі за величиною потоки тетраоксиду діазоту) задля одержання банку даних діаметр індикаторної плями на матеріалі, що утворилася за певний проміжок часу від початку контролю герметичності, при певній температурі й вологості повітря величина потоку тетраоксиду діазоту крізь контрольну течу (імітатор наскрізного дефекту). Потім індикаторний матеріал приводили в щільний контакт зі з'єднанням промислової порожнистої конструкції, що заповнена тетраоксидом діазоту, й закріплювали на цьому з'єднанні, наприклад за допомогою прозорої клейкої стрічки типу "скотч". У момент забезпечення контакту матеріалу зі з'єднанням конструкції включали секундомір. У місцях наскрізних дефектів з'єднання конструкції на матеріалі утворювались плями слабко-рожевого кольору, діаметр яких з часом збільшувався. Контроль герметичності з'єднання конструкції 6 UA 87464 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 індикаторним матеріалом здійснювали протягом часу, що необхідний для утворення індикаторним плям на матеріалі такого діаметру, який легко фіксується візуально й піддається вимірюванню з невеликою похибкою. Після закінчення контролю герметичності з'єднання конструкції індикаторним матеріалом останній знімали зі з'єднання. Одночасно зупиняли секундомір. Вимірювали діаметри індикаторних плям на матеріалі, що утворилися за час контролю. Шляхом порівняння визначених при певній температурі діаметрів індикаторних плям на матеріалі з попередньо створеним за допомогою контрольних теч банком даних визначали величини потоків тетраоксиду діазоту крізь наскрізні дефекти з'єднання промислової конструкції. Як вдалось з'ясувати, вибір як носія бавовняної тканини типу бязь або батист з питомою 2 поверхнею від 0,5 до 1,7 м /г дозволяє, по-перше, швидко адсорбувати з розчину й, по-друге, надійно закріпити сушінням просоченої розчином тканини до повного видалення з неї розчинника таку кількість біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду, яка необхідна для утворення на індикаторному матеріалі для контролю герметичності добре помітних неозброєним оком плям в місцях контакту такого засобу контролю з тетраоксидом діазоту (амілом) або з продуктами хімічних перетворень цієї речовини. У разі, коли як носій застосовували бавовняну тканину типу бязь або батист з питомою поверхнею меншою за 0,5 2 м /г, носій просочувався розчином згаданого індикатора недостатньо й, як наслідок, одержували після сушіння індикаторний матеріал, на якому при контакті з тетраоксидом діазоту або з продуктами хімічних перетворень тетраоксиду діазоту утворювались мало контрастні плями, що фіксувались візуально не надійно. Цим обумовлена недоречність застосування як носія 2 бавовняної тканини типу бязь або батист з меншою за 0,5 м /г питомою поверхнею. Використання ж як носія бавовняної тканини типу бязь або батист з питомою поверхнею 2 більшою за 1,7 м /г є також недоречним з точки зору економії речовини-індикатора, оскільки у цьому випадку носій швидко сорбує надлишкову кількість біс-4-(3фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду, яка практично не впливає на об'єктивність оцінки величин витоків тетраоксиду діазоту за допомогою індикаторного матеріалу, що пропонується. З'ясувалось також, що оптимальний вміст біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду в індикаторному матеріалі має бути від від 0,10 до 0,34 грама на один грам носія (бавовняної 2 тканини типу бязь або батист з питомою поверхнею від 0,5 до 1,7 м /г). У випадку, коли кількість біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду в індикаторному матеріалі менша за 0,10 грама на один грам згаданого носія, індикаторні плями на матеріалі в місцях його контакту з тетраоксидом діазоту або з продуктами хімічних перетворень тетраоксиду діазоту утворюються мало контрастні й тому візуально фіксуються не надійно. Коли ж кількість біс-4-(3фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду в індикаторному матеріалі перевищує 0,34 грама на -5 один грам згаданого носія, лише частка індикатора реагує на витоки величиною порядку 1·10 -6 3 1·10 м . Па/с тетраоксиду діазоту або продуктів хімічних перетворень тетраоксиду діазоту й тому збільшення вмісту індикатора в матеріалі не виправдане з економічної точки зору. Приклад 1. Для просочування стрічок бавовняної тканини типу бязь або батист з питомою поверхнею 2 від 0,5 до 1,7 м /г готували 1,0 %-ний за масою розчин біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду в етанолі. В розчин занурювали стрічку тканини й біля 17 с просочували її розчином при кімнатній температурі. Потім просочену стрічку тканини вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. Суху стрічку тканини знову занурювали у той же розчин на 12-14 с, вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. В результаті одержували індикаторний матеріал, вміст біс-4-(3фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду в якому був від 0,10 до 0,11 грама на один грам носія. Одержаний індикаторний матеріал атестували за допомогою каліброваних контрольних теч (імітаторів наскрізних дефектів конструкцій, що відтворювали відомі за величиною потоки тетраоксиду діазоту) при певній температурі й вологості повітря. Контроль герметичності індикаторним матеріалом промислової порожнистої конструкції, що була заповнена тетраоксидом діазоту, здійснювали при температурі -13 °C й відносній вологості повітря 25 %. У місцях контакту матеріалу з наскрізними дефектами, крізь які проникав тетраоксид діазоту під надлишковим тиском, на матеріалі практично одразу утворювалися індикаторні плями блідо-рожевого кольору. Приблизно через 16 хвилин діаметр індикаторних -6 3 плям на матеріалі у місцях контакту останнього з наскрізними дефектами порядку 1·10 м ·Па/с становив не менше 3 мм. Індикаторні плями такого розміру легко фіксувалися візуально з відстані біля 2 м. Приклад 2. 7 UA 87464 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Для просочування стрічок бавовняної тканини типу бязь або батист з питомою поверхнею 2 від 0,5 до 1,7 м /г готували 2,0 %-ний за масою розчин біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду в дихлоретані. В розчин занурювали стрічку тканини й біля 14 с просочували її розчином при кімнатній температурі. Потім просочену стрічку тканини вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. Суху стрічку тканини знову занурювали у той же розчин на 10-11 с, вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. В результаті одержували індикаторний матеріал, вміст біс-4-(3фенілпропілпіридин) кобальт(ІІ) дихлориду в якому був від 0,19 до 0,22 грама на один грам носія. Одержаний індикаторний матеріал атестували за допомогою каліброваних контрольних теч (імітаторів наскрізних дефектів конструкцій, що відтворювали відомі за величиною потоки тетраоксиду діазоту) при певній температурі й вологості повітря. Контроль герметичності індикаторним матеріалом промислової порожнистої конструкції, що була заповнена тетраоксидом діазоту, здійснювали при температурі +24 °C й відносній вологості повітря 41 %. У місцях контакту матеріалу з наскрізними дефектами, крізь які під надлишковим тиском проникали тетраоксид діазоту й продукт його дисоціації - діоксид азоту, на матеріалі практично одразу утворювалися індикаторні плями слабко-рожевого кольору. Приблизно через 9 хвилин діаметр індикаторних плям на матеріалі у місцях контакту останнього -6 3 з наскрізними дефектами порядку 1·10 м ·Па/с становив не менше 3 мм. Індикаторні плями такого розміру легко фіксувалися візуально з відстані біля 2 м. Приклад 3. Для просочування стрічок бавовняної тканини типу бязь або батист з питомою поверхнею 2 від 0,5 до 1,7 м /г готували 3,0 %-ний за масою розчин біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду в тетрагідрофурані. В розчин занурювали стрічку тканини й біля 13 с просочували її розчином при кімнатній температурі. Потім просочену стрічку тканини вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. Суху стрічку тканини знову занурювали у той же розчин на 9-11 с, вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. В результаті одержували індикаторний матеріал, вміст біс-4-(3фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду в якому був від 0,29 до 0,34 грама на один грам носія. Одержаний індикаторний матеріал атестували за допомогою каліброваних контрольних теч (імітаторів наскрізних дефектів конструкцій, що відтворювали відомі за величиною потоки тетраоксиду діазоту) при певній температурі й вологості повітря. Контроль герметичності індикаторним матеріалом промислової порожнистої конструкції, що була заповнена тетраоксидом диазоту, здійснювали при температурі +31 °C й відносній вологості повітря 85 %. У місцях контакту матеріалу з наскрізними дефектами, крізь які під надлишковим тиском проникали тетраоксид диазоту й продукт його дисоціації - диоксид азоту, на матеріалі практично одразу утворювалися індикаторні плями слабко-рожевого кольору. Приблизно через 7 хвилин діаметр індикаторних плям на матеріалі у місцях контакту останнього -6 3 з наскрізними дефектами порядку 1·10 м ·Па/с становив не менше 3 мм. Індикаторні плями такого розміру легко фіксувалися візуально з відстані біля 2 м. Приклад 4. Для просочування стрічок бавовняної тканини типу бязь або батист з питомою поверхнею 2 від 0,5 до 1,7 м /г готували 2,0 %-ний за масою розчин біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду в етилацетаті. В розчин занурювали стрічку тканини й біля 16 с просочували її розчином при кімнатній температурі. Потім просочену стрічку тканини вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. Суху стрічку тканини знову занурювали у той же розчин на 12-13 с, вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. В результаті одержували індикаторний матеріал, вміст біс-4-(3фенілпропілпіридин) кобальт(II) дихлориду в якому був від 0,20 до 0,23 грама на один грам носія. Одержаний індикаторний матеріал атестували за допомогою каліброваних контрольних теч (імітаторів наскрізних дефектів конструкцій, що відтворювали відомі за величиною потоки тетраоксиду діазоту) при певній температурі й вологості повітря. Контроль герметичності індикаторним матеріалом промислової порожнистої конструкції, що була заповнена тетраоксидом діазоту, здійснювали при температурі +43 °C й відносній вологості повітря 97 %. У місцях контакту матеріалу з наскрізними дефектами, крізь які під надлишковим тиском проникали тетраоксид діазоту й продукт його дисоціації - діоксид азоту, на матеріалі практично одразу утворювалися індикаторні плями слабко-рожевого кольору. Приблизно через 6 хвилини діаметр індикаторних плям на матеріалі у місцях контакту 8 UA 87464 U -6 5 10 15 20 25 30 3 останнього з наскрізними дефектами порядку 1·10 м ·Па/с становив не менше 3 мм. Індикаторні плями такого розміру легко фіксувалися візуально з відстані біля 2 м. Приклад 5. Для просочування стрічок бавовняної тканини типу бязь або батист з питомою поверхнею 2 від 0,5 до 1,7 м /г готували 2,0 %-ний за масою розчин біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду в хлористому метилені. В розчин занурювали стрічку тканини й біля 22 с просочували її розчином при кімнатній температурі. Потім просочену стрічку тканини вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. Суху стрічку тканини знову занурювали у той же розчин на 15-16 с, вилучали з розчину й сушили при кімнатній температурі в повністю затемненій витяжній шафі до повного видалення розчинника. В результаті одержували індикаторний матеріал, вміст біс-4-(3фенілпропілпіридин)кобальт(ІІ) дихлориду в якому був від 0,20 до 0,23 грама на один грам носія. Одержаний індикаторний матеріал атестували за допомогою каліброваних контрольних теч (імітаторів наскрізних дефектів конструкцій, що відтворювали відомі за величиною потоки тетраоксиду діазоту) при певній температурі й вологості повітря. Контроль герметичності індикаторним матеріалом промислової порожнистої конструкції, що була заповнена тетраоксидом діазоту, здійснювали при температурі +48 °C й відносній вологості повітря 98 %. У місцях контакту матеріалу з наскрізними дефектами, крізь які під надлишковим тиском проникали тетраоксид діазоту й продукт його дисоціації - діоксид азоту, на матеріалі практично одразу утворювалися індикаторні плями блідо-рожевого кольору. Приблизно через 5 хвилин діаметр індикаторних плям на матеріалі у місцях контакту останнього -6 3 з наскрізними дефектами порядку 1·10 м ·Па/с становив не менше 3 мм. Індикаторні плями такого розміру легко фіксувалися візуально з відстані біля 2 м. Таким чином, індикаторний матеріал для контролю герметичності, що пропонується, дозволяє швидко й надійно виявити витоки тетраоксиду діазоту (амілу), а також витоки продуктів хімічних перетворень тетраоксиду діазоту крізь наскрізні дефекти з'єднань -6 3 порожнистих промислових конструкцій величиною не менше порядку 1·10 м ·Па/с при роботі в різних температурних умовах і при різній вологості повітря. Промислова придатність. Індикаторний матеріал для контролю герметичності порожнистих виробів, що заявляється, може бути легко відтворений промисловим шляхом і забезпечує оперативний контроль витоків тетраоксиду діазоту (амілу) крізь наскрізні дефекти з'єднань заповнених цією речовиною -6 3 промислових конструкцій з чутливістю не гірше 1·10 м ·Па/с. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Індикаторний матеріал для контролю герметичності порожнистих виробів, що заповнені тетраоксидом діазоту (амілом), який складається з тканинного носія й чутливого до діоксиду азоту індикатора, який відрізняється тим, що складається з носія у вигляді вибіленої 2 бавовняної тканини типу бязь або батист, що має питому поверхню від 0,5 до 1,7 м /г, та індикатора - біс-4-(3-фенілпропілпіридин)кобальт(II) дихлориду, що має тетраедричну будову, загальної формули CoC28H30N2CI2, причому на один грам носія припадає від 0,10 до 0,34 грама індикатора. 9 UA 87464 U 10 UA 87464 U 11 UA 87464 U 12 UA 87464 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13