Штехер М.С. Топлива и рабочие тела ракетных двигателей (1241539), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Згот окислитель начали использовать раньше, чем чистый фтор, но из-за каталитичеокой взрывоопасиости масштабы его применения сокрашались, в настоящее время его снова начинают использовать. Дифторид кислорода является слабокрногенным окислителем и при давлениях выше критического (р„р — — 49,5 кг/см') может храниться при температуре сухого льда (1= — 70 С); Т=200 К. Производственные возможности, получения моноокиси ограничены и связаны с большими трудностями, чем при производстве фтора. Обычно она получается по схеме 2Г~+ 2ХаОН = ОГх+ 2НаГ+ НеО, 77 т. е. пропусканием газообразного фтора через слабый раствор едкого патра, Ее стоимость по пятибальной шкале можно принять около четырех единиц.
Токсичность моноокиси очень высока. Предельная допустимая доза 0,00001 мг/л воздуха. Не допускается использование поглощающих противогазов с активированным углем, так как они могут взрываться. При работе в атмосфере с парами дифторида кислорода нужны изолирующие маски или противогазы типа «акваланг» и защитная одежда такого же типа, как при работе с фтором. Степень проникновения моноокиси в дыхательные пути и в легкие выше, чем у фтора, и поэтому ее допускаемые концентрации должны быть на порядок ниже, чем у фтора. Взрывоопасность и пожароопасность дифторида кислорода несколько меньше, чем фтора. При кратковременном контакте с твердыми горючими моноокись не воспламеняет их, если нет трения и заметного повышения температуры.
Опасность воспламенения и взрыва появляется при повышенной влажности, высоком давлении и температуре. В газообразном состоянии моноокись взрывается с парами воды (влажный воздух) при нормальной температуре, но только над поверхностью жидкости. Трение или механический удар, а также движение моноокиси по шероховатым поверхностям могут привести к воспламенению элементов конструкции.
Коррозионная активность дифторида кислорода значительно меньше, чем у фторида, и поэтому перечень материалов, стойких в этом окислителе, шире. Все материалы, годные для фтора, могут использоваться с дифторидом кислорода и, кроме того, удовлетворительно стойкими могут считаться низколегированные и углеродистые стали, алюминиевые сплавы и бронзы. Наилучшими прокладочными материалами являются тефлон или винипласт. Транспортировка и хранение моноокиси фтора как криогенной жидкости должны проводиться в специальных баках-танках с герметизацией и вакуумной изоляцией нли обычной теплоизоляцией при температуре сухого льда и внутреннем давлении в сосуде выше критического (49,5 кг/смэ).
Хранение дифторнда кислорода при нормальном давлении возможно, но в сосудах с тройными стенками, как для фтора. Один из промежутков между стенками заливается либо жидким азотом, либо жидким кислородом, во втором промежутке создается вакуум. В хранилище обеспечивается отбор и нейтрализация паров моноокиси фтора.
Двуокись фтора (ОэЕя) — диоксифторид Слабокрногенная жидкость красноватого цвета, интенсивно разлагающаяся на фтор и кислород в области температуры кипения 2!6 К ( — 57' С). Этот окислитель эффективнее, чем чистый 78 кислород и менее коррозионноактивен, чем чистый фтор. С до. бавкой фтора в пределах 5 — 10зв является надежным самовоспламеняющимся топливом с органическими горючими. Двуокись фтора токсична почти так же, как фтор, предельные концентрации могут быть несколько завышены, но не более чем на юдин порядок. Защитная одежда та же, что и прн работе с фтором.
Диоксифторид реагирует со взрывом, при контакте с мокрым снегом, твердым спиртом, другими горючими веществами вступает в реакцию и самовоспламеняется. Коррозионная активность по отношению к большинству конструкционных материалов, проблемы транспортировки, хранения и другие условия эксплуатации пока еще недостаточно выяснены. Трнфторид хлора (С1Гз) Представляет собой светло-зеленую жидкость с низкой температурой кипения 285 К (12'С), имеющую специфический запах, напоминающий запах горчицы. Химическая активность трифторида хлора очень высока, в ряде случаев он может соперничать со фтором, практически он реагирует со всеми веществами, за исключением некоторых инертных газов.
В промышленности трифторид хлора получают, пропуская газообразные фтор и хлор через медный реактор с медной посеребренной стружкой в качестве катализатора с последующим охлаждением до 200 К ( — 70'С). Токсичность его высока. Трифторид хлора оказывает очень сильное действие на кожу, глаза и особенно на дыхательные пути. Предельная допустимая концентрация при восьмичасовом рабочем дне 3.10-'. При концентрации 510-з воздействие вещества в течение 0,5 — 1,0 ч может оказаться смертельным, но обычно пребывание в помещении с такими концентрациями даже в течение 3 — 5 мин невозможно из-за невыносимых раздражений дыхательных путей и глаз. Защитная одежда при работе с трифторидом хлора совершенно обязательна, но она не спасает, если контакт с веществом длится более 5 — 10 мин. При контакте с веществом возможно возгорание одежды, поэтому должны предусматриваться меры для тушения огня — защитный душ или специальные огнетушители с бикарбонатом натрия.
В качестве противогаза применяется кислородная или воздушная изолирующая маска, нли воздушный заслон для паров жидкости. Взрывоопасность и пожароопасность при работе с трифторидом хлора очень высоки. Практически ои воспламеняется прн контакте со всеми органическими материалами и в ряде случаев со взрывом даже при очень низких температурах и давлениях.
Небольшая добавка его к другому окнслнтелю гарантирует надежное самовоспламенение топлива в условиях космоса. Задержка воспламенения всегда уменьшается, это способствует плавности запуска. Неорганические вещества, такие, как водород, аммиак, графит, хлорная кислота, а также молибден, вольфрам, железо, рубидий, кремний и др., при контакте с С(Г, воспламеняются. При реакции его с водой происходит очень сильный взрыв. При работе с трнфторидом хлора категорически запрещается использовать стеклянную посуду, стеклянные воронки, так как всякий контакт со стеклом вызывает взрыв. В то же время трифторид хлора вполне стоек по отношению к механическим ударам. Термическое разложение возможно даже при сравнительно низких температурах н атмосферном давлении. Его критические константы Т„„=99 К ( — 1?4'С), р„„=- =57 кг/смз. Коррознонная активность трифторида хлора очень высока, но все-такн ряд материалов может использоваться с этим окислителем.
Такие материалы как магний, алюминий, медь, цинк, олово, свинец, кальций прн температурах около 293 К (20' С) образуют защитные пленки, но при повышении температуры выше 188 — 373 К ( — 85 — '100'С) возможно воспламенение н даже взрыв. Надежные защитные пленки могут образовываться на меди, латуни, монель-металле, никеле и нержавеющей стали. Предпочтительнее использовать монель-металл и никель, которые работают до температур 1023 К(750'С).
Медь работоспособна до 673 К (400' С), а'стали — до 523 К (250' С). В качестве прокладочного материала при отсутствии непосредственного контакта с жидким трифторидом хлора можно использовать фторопласт. В качестве мягкого металлического прокладочного материала, допускающего непосредственный контакт, рекомендуется использовать красную электролитическую медь, чистый алюминий и свинец. Коррозионная стойкость всех указанных конструкционных материалов при работе с трнфторидом хлора обеспечивается только при условии образования защитной пленки. Для ее образования необходима пассивация деталей, а перед пассивацией поверхность материалов должна быть очень тщательно обезжирена и очищена от всяких посторонних покрытий.
Очищенные н обезжиренные детали нельзя брать руками, и даже использование специальных защитных перчаток не всегда приносит положительный результат, если контакт с деталью был достаточно долгим. Особенно тщательно с деталей должны удаляться остатки технологической грязи, окалина, краски и покрытия консистентной смазкой. Тара для хранения трифторида хлора должна изготовляться из нержавеющей стали или (лучше) из меди, при низких температурах возможно кратковременное использование нелегированных сталей. Хранение предпочтительно производить при температуресухого льда. Перед заливкой окислителя все емкости должны быть тщательно обезжнрены четыреххлористым углеродом нлн аи- зп хлорэтаном с последующей просушкой при температуре до 323 К (50 С) и продувкой чистым азотом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
