Подтверждение безопасности при высоких концентрациях перекиси водорода

Перекись водорода с высокой концентрацией (HTP) находит применение в космической и ракетной промышленности. Из-за специфики использования требуется очень высокая чистота продукта. Jakusz SpaceTech Sp. z oo имеет производственную линию, которая позволяет производить перекись водорода в концентрации 98% + с высокой чистотой, соответствующей требованиям ограничительного стандарта MIL-PRF-16005F. В настоящее время перекись водорода доступна на европейском рынке в максимальной концентрации 87%, чистота которой не соответствует требованиям стандарта. В рамках проекта, осуществляемого для Европейского агентства комиксов под названием «Проверочные испытания безопасности с использованием перекиси водорода высокой концентрации», Jakusz SpaceTech Sp. z oo предпримет шаги, которые позволят внедрить производимую перекись водорода марки HTP для продажи и безопасной транспортировки в пределах Европы. Проект предполагает анализ транспортного законодательства, на основании которого будет произведена классификация продукта и сертификация транспортной упаковки. Следующим шагом будет разработка аналитических методов для характеристики химического состава производимого ПВТ.

Перекись водорода - относительно стабильное вещество, но только при условии высокой чистоты и стабилизации соответствующими соединениями. Небольшие количества примесей могут вызвать разложение HTP до воды и кислорода. Поэтому во время производственного процесса необходимо соблюдать особую чистоту и осторожность. Чтобы избежать чрезмерного разложения и, как следствие, снижения концентрации перекиси водорода как во время транспортировки, так и во время хранения, в раствор добавляют подходящие стабилизаторы. Хотя добавление стабилизаторов необходимо для поддержания желаемой стабильности перекиси водорода, их количество не может быть превышено по двум причинам. Во-первых, выше определенного оптимума может наблюдаться снижение стабильности HTP, а во-вторых, что важно в случае ракетных двигателей, любые дополнительные вещества могут откладываться на катализаторе, вызывая дезактивацию. С учетом этих предпосылок в рамках проекта будет предпринята попытка разработать оптимальный состав смеси стабилизаторов, обеспечивающий высокую стабильность перекиси водорода.

Следующим шагом будет выполнение серии аналитических тестов для определения химического состава продукта и проверки соответствия стандарту MIL-PRF-16005F. Стандарт определяет необходимое содержание различных компонентов: анионов (хлоридов, фосфатов, сульфатов, нитратов), металлов, иона аммония, общего органического углерода (TOC) и содержания сухого остатка после испарения раствора. Поскольку высококонцентрированная перекись водорода сильно окисляет и вызывает коррозию, прямой анализ в некоторых случаях невозможен. Полученные результаты могут быть искажены, а измерительное оборудование может быть повреждено. По этой причине необходимо будет разработать процедуры пробоподготовки для анализа и процедуры испытаний, применимые к высококонцентрированным растворам перекиси водорода. Кроме того, для каждого типа анализа будет выполняться проверка повторяемости метода путем выполнения пятикратных измерений. Для достижения цели анализа анионов в растворах перекиси водорода исследование будет основано на методе ионной хроматографии. Будет сложно подвергнуть образцы этому анализу, поскольку они абсолютно не могут содержать перекись водорода. Аналитические исследования содержания металлов будут сравниваться на основе двух различных методов пробоподготовки, а также двух аналитических методов - атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES) и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS).

В дополнение к вышеупомянутым аналитическим исследованиям, объем проекта будет включать разработку процедур для измерения физико-химических свойств, таких как концентрация, pH, общее количество растворенных твердых веществ (TDS) и проводимость. Кроме того, концентрация будет сравниваться с использованием двух методов (расчет на основе измеренной плотности и классический метод титрования для определения перекиси водорода с использованием перманганата калия).

На следующем этапе проекта перекись водорода 98% + будет классифицирована в соответствии с Европейским соглашением о международной дорожной перевозке опасных грузов (ADR). Во время испытаний по изучению взрывчатых свойств (класс 1 согласно ADR) будет проверяться, показывает ли ПВТ чувствительность к ударной волне, а также к испытаниям на воздействие нагрева и воспламенения при плотном затворе. Кроме того, будут проверены окислительные и коррозионные свойства HTP, а также температура его разложения.

Завершающим этапом проекта является сертификация упаковки для перевозки 981ТР1Т + перекись водорода. Для этого будет проведена оценка совместимости материалов канистр 5 л и 30 л из полиэтилена высокой плотности. Серия канистр будет выдержана в контакте с ПВТ в течение 6 месяцев. Влияние контакта с HDPE на перекись водорода будет исследовано путем повторного анализа химического состава раствора. В то же время орган по сертификации проведет серию испытаний для проверки устойчивости канистр к механическим воздействиям, возникающим во время транспортировки.