СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ ГИДРАЗИННЫХ И АМИННЫХ ГОРЮЧИХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ
METHOD OF HYDRAZINE AND AMINE ROCKET FUELS PRESENCE DETECTING

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).
2+
3+
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 Со неустойчивы, в присутствии кислорода воздуха подвергаются окислению с образованием соединений Со. 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.
2+
2+
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 Ni 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 Ni 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).
2+
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 Ni 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.