Введен в действие
Постановлением
Госстандарта РФ
от 20 января 2004
г. N 24-ст
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА
Alloyed
and high-alloyed steels.
Methods for determination of
carbon
ГОСТ 12344-2003
Группа В39
МКС 77.040.30;
ОКСТУ 0709
Дата введения
1 сентября 2004 года
Предисловие
1. Разработан Российской Федерацией, Межгосударственным
техническим комитетом по стандартизации МТК 145 "Методы контроля
металлопродукции".
Внесен Госстандартом России.
2. Принят
Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации
(протокол N 23 от 22 мая 2003 г.). Зарегистрирован
Бюро по стандартам МГС N 4451.
За принятие
проголосовали:
┌─────────────────────────┬──────────────────────────────────────┐
│Наименование
государства │ Наименование
национального органа │
│ │ по стандартизации │
├─────────────────────────┼──────────────────────────────────────┤
│Азербайджан │Азстандарт │
│Республика
Армения │Армгосстандарт │
│Республика
Беларусь │Госстандарт
Республики Беларусь │
│Грузия │Грузстандарт │
│Казахстан │Госстандарт Республики
Казахстан │
│Кыргызская
Республика │Кыргызстандарт │
│Республика
Молдова │Молдовастандарт │
│Российская
Федерация │Госстандарт
России │
│Республика
Таджикистан │Таджикстандарт │
│Туркменистан │Главгосслужба
"Туркменстандартлары" │
│Узбекистан │Узстандарт │
│Украина │Госстандарт
Украины │
└─────────────────────────┴──────────────────────────────────────┘
3. Приложение А настоящего стандарта соответствует международному
стандарту ИСО 9556:1989 "Сталь и чугун. Определение массовой доли общего
углерода. Метод инфракрасной абсорбционной спектроскопии после сжигания пробы в
индукционной печи" в части области распространения, сущности метода и
отбора проб.
4. Постановлением
Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии
от 20 января 2004 г. N 24-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12344-2003 введен
в действие непосредственно в качестве национального стандарта Российской
Федерации с 1 сентября 2004 г.
5. Взамен ГОСТ
12344-88.
1. Область
применения
Настоящий стандарт
устанавливает кулонометрический метод определения углерода (при массовой доле
углерода от 0,002% до 2,00%) и метод инфракрасной спектроскопии (при массовой
доле углерода от 0,001% до 2,00%) в легированных и высоколегированных сталях.
Допускается
определение углерода методом инфракрасной абсорбционной спектроскопии по международному
стандарту ИСО 9556:1989, приведенному в Приложении А.
2.
Нормативные ссылки
В настоящем
стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 546-2001
Катоды медные. Технические условия
ГОСТ 860-75 Олово.
Технические условия
ГОСТ 2603-79
Ацетон. Технические условия
ГОСТ 4470-79
Марганца (IV) окись. Технические условия
ГОСТ 5583-78 (ИСО
2046-73) Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия
ГОСТ 9147-80 Посуда
и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические
условия
ГОСТ 13610-79
Железо карбонильное радиотехническое. Технические условия
ГОСТ 16539-79 Меди
(II) оксид. Технические условия
ГОСТ 28473-90
Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к
методам анализа
3. Общие
требования
Общие требования к
методам анализа - по ГОСТ 28473.
4.
Кулонометрический метод определения углерода
4.1. Сущность
метода
Метод основан на
сжигании навески стали в токе кислорода в присутствии плавня при температуре
1300 °С - 1400 °С, поглощении образовавшейся двуокиси
углерода поглотительным раствором с определенным начальным значением рН и
последующем измерении (на установке для кулонометрического титрования)
количества электричества, затраченного для восстановления исходного значения
рН, которое пропорционально массовой доле углерода в навеске пробы.
4.2. Аппаратура
Установка для
определения массовой доли углерода кулонометрическим методом (рисунок 1).
1 - баллон с
кислородом (чистотой не менее 95%) по ГОСТ 5583 (допускается использование
кислорода из кислородопровода); 2, 3 - редукторы,
понижающие давление кислорода; 4 - ротаметр с пневматическим регулированием
подачи кислорода (от 0,2 до 2,0 дм3/мин); 5 - трубка огнеупорная муллитокремнеземистая, предназначенная для сжигания
навески; 6 - трубчатая печь, обеспечивающая температуру до 1400 °С; 7 - фильтр-поглотитель, заполненный ватой для очистки
продуктов сгорания от твердых частиц окислов; 8 - датчик экспресс-анализатора;
9 - электродная пара рН-метра; 10 - авторегулирующее
устройство кулонометрического титрования; 11 - цифровое табло; 12 - анодный
отсек датчика; 13 - целлофановая перегородка между датчиками; 14 - катодный
отсек датчика; 15 - трубка огнеупорная муллитокремнеземистая,
предназначенная для горячей очистки кислорода (при определении углерода с
массовой долей более 0,03% горячую очистку кислорода можно не применять); 16 -
колонка, заполненная аскаритом для очистки кислорода
от углекислого газа
Рисунок 1.
Кулонометрическая установка
Допускается
использование установок любого типа, в том числе в комплекте с автоматическими
весами (корректором массы), обеспечивающими точность результатов анализа,
предусмотренную настоящим стандартом.
При использовании
автоматических весов погрешность измерения массы навески не должна превышать
+/- 0,001 г.
Лодочки фарфоровые
по ГОСТ 9147 или другому нормативному документу, предварительно прокаленные в
токе кислорода при рабочей температуре.
При определении
углерода менее 0,05% лодочки прокаливают непосредственно перед проведением
анализа, охлаждают до комнатной температуры и хранят в эксикаторе.
Трубчатая
печь сопротивления, обеспечивающая температуру до 1400 °С. Допускается применение индукционных печей.
Крюк из жаропрочной
низкоуглеродистой стали длиной 300 - 600 мм, диаметром 3 - 5 мм.
4.3. Реактивы и
растворы
Поглотительный и
вспомогательный растворы в соответствии с типом применяемой кулонометрической
установки.
Плавни: железо
карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610, ос. ч., олово по ГОСТ 860, окись меди по ГОСТ 16539, медь
металлическая по ГОСТ 546.
Допускается
применение других плавней.
Эфиры: сернокислый
(медицинский) или диэтиловый эфир.
Допускается применение
других летучих органических растворителей: ацетон по ГОСТ 2603, хлороформ.
Марганца двуокись
по ГОСТ 4470.
Гидроперит.
4.4. Подготовка к
анализу
Перед проведением
анализа установку приводят в рабочее состояние в соответствии с инструкцией,
прилагаемой к прибору.
Перед началом
работы, а также после замены муллитокремнеземистых
трубок сжигают две - три произвольные навески стали с массовой долей углерода
1,00%.
При определении
углерода в материалах с высокой массовой долей серы (автоматная сталь) для устранения
влияния двуокиси серы применяют двуокись марганца или гидроперит,
помещенные в фильтр-поглотитель 7.
Градуировку прибора
проводят по стандартным образцам углеродистых сталей.
4.5. Проведение
анализа
При анализе
легированных сталей навеску стали массой 0,25 - 0,50 г (в зависимости от
массовой доли углерода в стали и ее химического состава) помещают в прокаленную
фарфоровую лодочку и прибавляют 0,5 - 1,0 г меди или железа, или другого
плавня.
При анализе
высоколегированных сталей применяют 1,5 г смеси плавней, состоящих из олова и
железа или окиси меди и железа, взятых в обоих случаях в соотношении 1:2.
При массовой доле
углерода в стали менее 0,20% навеску рекомендуется предварительно промывать
эфиром или другим летучим органическим растворителем и высушивать на воздухе.
Лодочку с навеской
металла и плавня помещают в наиболее нагретую часть фарфоровой трубки, которую
быстро закрывают металлическим затвором: нажимают на клавишу "сброс",
при этом показания индикаторного цифрового табло устанавливают на "нуль".
В процессе сжигания
навески металла на цифровом табло идет непрерывный счет.
Анализ считается
законченным, если показание на табло не изменяется в течение одной минуты или
изменяется на величину холостого счета прибора.
Для внесения
соответствующей поправки в результат анализа пробы проводят контрольный опыт.
Для этого в прокаленную фарфоровую лодочку помещают соответствующий плавень и
сжигают его при рабочей температуре в течение времени, затрачиваемого на
сжигание навески анализируемого материала. Продолжительность измерения
(сжигания навески металла) - 1,5 - 3 мин в зависимости от химического состава
анализируемого материала.
4.6. Обработка
результатов
4.6.1. Массовую
долю углерода С, %, вычисляют по формуле
, (1)
где 
- масса навески, при которой отградуирован
прибор, г;
а - показания
прибора, полученные в результате сжигания навески анализируемого материала, %;
-
среднеарифметическое значение показаний прибора, полученное в результате
сжигания плавня при проведении контрольного опыта, %;
m - масса
анализируемой навески металла, г.
При использовании
прибора с автоматическими весами (корректором массы) массовую долю углерода C,
%, вычисляют по следующей формуле
. (2)
4.6.2 Нормативы
оперативного контроля сходимости, воспроизводимости и
точности определения массовой доли углерода приведены в таблице 1.
В процентах
┌─────────────────────────┬────────┬─────────┬─────────┬────────┬─────────┐
│ Массовая доля углерода │Пре- │Норматив │Норматив
│Норматив│Норматив │
│ │дельная
│опера- │опера- │опера- │опера- │
│ │погреш-
│тивного
│тивного
│тивного │тивного │
│ │ность
│контроля │контроля │контроля│контроля │
│ │резуль-
│сходи- │сходи- │воспро-
│точности │
│ │татов │мости d │мости d │изводи-
│дельта │
│ │анализа
│ 2 │ 3 │мости d │ │
│ │Дельта │ │ │ к│ │
├─────────────────────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│От 0,001 до 0,002 включ.│
0,0006 │ 0,0007 │ 0,0008 │ 0,0008 │ 0,0004 │
│Св.
0,002 " 0,005 "
│ 0,0008 │ 0,0008
│ 0,0010 │ 0,0010
│ 0,0005 │
│" 0,005 "
0,010 " │ 0,0016 │ 0,0017 │ 0,0020 │ 0,0020 │ 0,0010 │
│" 0,010 "
0,020 " │ 0,003 │
0,003 │ 0,004
│ 0,004 │ 0,002
│
│" 0,020 "
0,050 " │ 0,005 │
0,005 │ 0,006
│ 0,006 │ 0,003
│
│" 0,050 "
0,10 " │ 0,008 │
0,008 │ 0,010
│ 0,010 │ 0,005
│
│" 0,10
" 0,20 "
│ 0,012 │ 0,012
│ 0,015 │ 0,015
│ 0,008 │
│" 0,20
" 0,50 "
│ 0,016 │ 0,017
│ 0,020 │ 0,020
│ 0,010 │
│" 0,50
" 1,0 "
│ 0,024 │ 0,025
│ 0,030 │ 0,030
│ 0,016 │
│" 1,0
" 2,0 "
│ 0,04 │ 0,04
│ 0,05 │ 0,05 │
0,03 │
└─────────────────────────┴────────┴─────────┴─────────┴────────┴─────────┘
Нормативы
оперативного контроля сходимости и нормативы контроля воспроизводимости
рассчитаны при уровне доверительной вероятности P = 0,95. Нормативы оперативного
контроля точности рассчитаны при уровне доверительной вероятности P = 0,85.
5.
Инфракрасно-абсорбционный метод определения углерода
5.1. Сущность
метода
Метод основан на
сжигании навески стали в токе кислорода в присутствии плавня при температуре
1700 °С и определении количества образовавшейся
двуокиси углерода путем измерения поглощенной ею инфракрасной радиации.
5.2. Аппаратура и
реактивы
Любой тип
автоматического анализатора, основанный на принципе абсорбции инфракрасной
радиации и обеспечивающий точность результатов анализа, предусмотренную
настоящим стандартом.
Эфир сернокислый
(медицинский). Допускается применение других летучих органических
растворителей: ацетон, хлороформ и др.
Плавень,
используемый в зависимости от типа применяемого анализатора.
5.3. Подготовка к
анализу
Перед проведением
анализа установку приводят в рабочее состояние в соответствии с инструкцией,
прилагаемой к прибору.
Градуировку прибора
проводят по стандартным образцам углеродистых сталей.
5.4. Проведение
анализа
Анализ проводят в
соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
При массовой доле
углерода в стали менее 0,20% навеску рекомендуется предварительно промывать
эфиром или другим летучим органическим растворителем и высушивать на воздухе.
Для внесения соответствующей
поправки в результат анализа проводят контрольный опыт.
Продолжительность
измерения (сжигание навески металла) - 45 с.
5.5. Обработка
результатов
5.5.1 Массовую долю
углерода C, %, вычисляют по формуле
, (3)
где а - показания
прибора, полученные в результате сжигания навески анализируемого материала, %;
-
показания прибора, полученные в результате сжигания плавня при проведении
контрольного опыта, %.
5.5.2. Нормативы
оперативного контроля сходимости, воспроизводимости и
точности определения массовой доли углерода приведены в таблице 1.
Приложение А
(обязательное)
СТАЛЬ И
ЧУГУН. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ОБЩЕГО УГЛЕРОДА
МЕТОДОМ
ИНФРАКРАСНОЙ АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ
ПОСЛЕ СЖИГАНИЯ
ПРОБЫ В ИНДУКЦИОННОЙ ПЕЧИ (ИСО 9556:1989)
А.1. Область
применения
Настоящий стандарт
устанавливает инфракрасно-абсорбционный метод определения содержания общего
углерода в стали и чугуне после сжигания пробы в индукционной печи.
Метод применяют при
определении массовой доли углерода в диапазоне 0,003% - 4,5%.
А.2. Нормативные
ссылки
В настоящем
стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 1770-74 Посуда
мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие
технические условия
ГОСТ 7565-81 (ИСО
377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического
состава
ГОСТ 29169-91 (ИСО
648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной меткой
ГОСТ 29251-91 (ИСО
385-1-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования
А.3. Сущность
метода
Метод
основан на сжигании пробы в высокочастотной индукционной печи в токе кислорода
в присутствии плавня при высокой температуре и определении количества
образовавшихся оксида или смеси оксида и диоксида углерода по поглощению в
инфракрасной области.
А.4. Реактивы
При проведении
анализа, кроме случаев, оговоренных особо, используют реактивы известной
аналитической чистоты и дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.
А.4.1. Вода,
очищенная от диоксида углерода. Воду кипятят в течение 30 мин, охлаждают до
комнатной температуры и насыщают кислородом в течение 15 мин. Готовят
непосредственно перед употреблением.
А.4.2. Кислород
чистотой не менее 99,5%. Если в кислороде подозревается наличие органических
соединений, то для их окисления перед фильтром очистки должна быть установлена
трубка с катализатором (диоксидом меди или платиной), нагретая до температуры
свыше 450 °С.
А.4.3.
Железо металлическое с массовой долей углерода менее 0,0010%.
А.4.4.
Растворитель, пригодный для промывания и сушки образцов, например ацетон.
А.4.5.
Магний хлорнокислый 
размером частиц 0,7 - 1,2 мм.
А.4.6.
Барий углекислый, содержание основного вещества - не менее 99,9% (масс.). Перед
использованием его высушивают при температуре 105 °С -
110 °С в течение 3 ч и охлаждают в эксикаторе.
А.4.7.
Натрий углекислый, содержание основного вещества - не менее 99,9% (масс.).
Перед использованием его высушивают при температуре 285 °С
в течение 3 ч и охлаждают в эксикаторе.
А.4.8.
Плавни: металлическая медь, смесь вольфрама и олова или вольфрам с массовой
долей углерода менее 0,0010%.
А.4.9.
Сахароза, титрованный раствор: 14,843 г сахарозы 
,
предварительно высушенной при 100 °С - 105 °С в
течение 2,5 ч и охлажденной в эксикаторе, взвешивают с точностью до 1 мг,
растворяют в 100 мл воды (А.4.1), переводят в мерную колбу вместимостью 250 мл,
доводят до метки и перемешивают. 1 мл этого раствора содержит 25 мг углерода.
А.4.10. Натрий
углекислый, титрованный раствор: 55,152 г углекислого натрия (А.4.7) взвешивают
с точностью до 1 мг, растворяют в 200 мл воды, переводят в мерную колбу
вместимостью 250 мл, доливают до метки водой и перемешивают. 1 мл этого
раствора содержит 25 мг углерода.
А.4.11. Аскарит (асбест, пропитанный гидроксидом натрия) размером
частиц 0,7 - 1,2 мм.
А.5. Аппаратура
При проведении
анализа, если нет других рекомендаций, используют только обычную лабораторную
аппаратуру.
Все стеклянные
изделия должны быть класса А в соответствии с ГОСТ
1770, ГОСТ 29169 и ГОСТ 29251.
Характеристики
выпускаемых промышленных приборов приведены в Приложении Б.
А.5.1. Микропипетка
вместимостью 100 мл с погрешностью измерения не более 1 мл.
А.5.2.
Капсула оловянная диаметром около 6 мм, высотой 18 мм, массой 0,3 г, объемом
приблизительно 0,4 мл, с массовой долей углерода не более 0,0010%.
А.5.3.
Тигли керамические, способные выдержать температуру сжигания в индукционной
печи.
Перед
использованием тигли прокаливают в электропечи на воздухе или в потоке
кислорода в течение 2 ч при температуре 1100 °С и
хранят в эксикаторе.
Примечание. При
определении массовых долей углерода менее 0,0010% рекомендуется прокаливать
тигли при температуре 1350 °С в потоке кислорода.
А.6. Отбор проб
Отбор проб - по
ГОСТ 7565 или другим нормативным документам на металлопродукцию.
А.7. Методика
проведения анализа
Меры безопасности
Основная опасность
связана с возможностью получения ожогов при прокаливании тиглей и работе с
расплавом. Следует пользоваться специальными тигельными щипцами и контейнерами
для использованных тиглей.
При использовании
баллонов с кислородом следует соблюдать обычные для этого случая меры
предосторожности. После завершения сжигания пробы необходимо немедленно удалить
кислород из печи, т.к. повышенное содержание кислорода в замкнутом пространстве
может привести к воспламенению и взрыву.
А.7.1. Общие
требования
Для предварительной
очистки кислород пропускают через трубку, заполненную аскаритом
(асбестом), пропитанным раствором гидроксида натрия (А.4.11), и трубку с хлорнокислым магнием (А.4.5). Для очистки кислорода от пыли
используют фильтр из стекловаты или сетку из нержавеющей стали, которые
необходимо чистить или заменять по мере необходимости. Камеру сгорания,
подставку под тигли и фильтры периодически очищают, удаляя осевшие окислы.
Каждый блок
оборудования после его включения необходимо прогреть в течение времени,
указанного в инструкции к прибору.
После очистки
камеры сгорания, замены или очистки фильтров, а также после перерыва в работе
прибора для стабилизации его работы необходимо проводить сжигание нескольких
проб, состав которых аналогичен анализируемым.
Через установку
пропускают кислород и устанавливают контрольно-измерительные приборы на нулевые
отметки. Если шкала измерительного прибора регистрирует массовую долю углерода
сразу в процентах, необходимо настраивать прибор для каждой области калибровки.
Для этого выбирают стандартный образец с массовой долей углерода, близкой к максимальному в калибровочном интервале, проводят его анализ
(как указано в А.7.4) и устанавливают аттестованное значение массовой доли
углерода на измерительной шкале прибора.
Примечание.
Настройку шкалы проводят перед калибровкой, указанной в А.7.4, она не заменяет
и не корректирует саму калибровку.
Подготовка проб -
по ГОСТ 7565 или другим нормативным документам на металлопродукцию.
Анализируемую пробу
обезжиривают промыванием в соответствующем растворителе и высушивают для
удаления следов растворителя. Взвешивают приблизительно 1 г анализируемой пробы
с точностью до 1 мг при массовых долях углерода менее 1,00% или около 0,5 г при
массовых долях более 1,00%.
Примечание.
Масса навески может зависеть от типа используемого анализатора.
А.7.3. Контрольный
опыт
Перед проведением
анализа необходимо дважды провести описанный ниже контрольный опыт.
Оловянную капсулу
(А.5.2) помещают в керамический тигель (А.5.3) и слегка прижимают ее ко дну
тигля. Добавляют чистое железо (А.4.3) в количестве, соответствующем навеске
анализируемой пробы, и необходимое для анализа количество плавня (примечание 2
настоящего пункта) и проводят анализ, как описано в А.7.4.
Полученные
результаты переводят с помощью калибровочного графика (А.7.5) в массовую долю
углерода и рассчитывают значение контрольного опыта, вычитая массовую долю
углерода, содержащуюся в чистом железе, из найденного значения.
Среднее значение
контрольного опыта определяют по двум параллельным определениям.
Примечания. 1. При
получении данных для построения калибровочных графиков капсулу готовят
следующим образом: с помощью микропипетки в капсулу (А.5.2) помещают 100 мл
воды и высушивают при температуре 90 °С в течение 2 ч.
2.
Количество плавня зависит от индивидуальных характеристик прибора и типа
анализируемого материала. Используемое количество плавня должно обеспечивать
полное сгорание навески.
3. Значение
контрольного опыта и разность между значениями двух параллельных измерений
контрольных опытов не должны превышать 0,01 мг по содержанию углерода. Если эти
значения больше, то необходимо установить и ликвидировать причину загрязнения.
Оловянную капсулу
(А.5.2) помещают в керамический тигель (А.5.3), слегка прижав ее ко дну,
помещают в нее навеску (А.7.2) (см. примечание к А.7.2) анализируемой пробы и
соответствующее количество плавня (А.4.8). Тигель с содержимым ставят на
специальную подставку для тиглей, приводят прибор в режим сжигания и закрывают
камеру сгорания. Согласно инструкции по эксплуатации прибора включают печь. По
окончании сжигания и измерения тигель удаляют и записывают результаты анализа.
А.7.5.
Построение калибровочного графика
А.7.5.1. Образцы с
массовой долей углерода от 0,003% до 0,01%.
А.7.5.1.1.
Подготовка калибровочных растворов
В пять мерных колб
вместимостью 250 мл помещают различные объемы стандартного раствора сахарозы
(А.4.9) или углекислого натрия (таблица А.1), доводят до метки водой и
перемешивают. С помощью микропипетки вводят по 100 мл каждого из полученных
растворов в оловянные капсулы, высушивают при 90 °С в
течение 2 ч и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе.
Таблица А.1
┌───────────────┬───────────────┬───────────────┬────────────────┐
│ Объем
│ Масса │
Масса
│ Массовая доля │
│
стандартного │ углерода в │
углерода, │ углерода в
│
│ раствора, мл
│ разбавленном │
находящегося │ анализируемом │
│ │ растворе, │ в капсуле, мг │ образце, %
│
│ │ мг/мл
│ │ │
├───────────────┼───────────────┼───────────────┼────────────────┤
│ 0 <*> │
0 │ 0
│ 0 │
│ 1,0
│ 0,10 │ 0,010
│ 0,001 │
│ 2,0
│ 0,20 │ 0,020
│ 0,002 │
│ 5,0
│ 0,50 │ 0,050
│ 0,005 │
│ 10,0
│ 1,00 │
0,100 │
0,010 │
├───────────────┴───────────────┴───────────────┴────────────────┤
│ <*> Нулевой раствор (контрольный
опыт). │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Оловянную капсулу,
содержащую сахарозу или углекислый натрий, помещают в керамический тигель
(А.5.3) и слегка прижимают ее ко дну тигля, добавляют 1,000 г железа высокой
чистоты (А.4.3) и необходимое количество плавня (примечание 2 к А.7.3).
Тигель с содержимым
проводят через весь ход анализа, как указано в А.7.4.
А.7.5.1.3.
Построение калибровочного графика
Из значений,
определенных для каждого калибровочного раствора, вычитают значения, полученные
для контрольного опыта. Калибровочный график строят по найденным таким образом
истинным показаниям шкалы и соответствующим им содержаниям углерода в
миллиграммах в каждом растворе калибровочной серии.
А.7.5.2. Образцы с
массовой долей углерода от 0,01% до 0,1%
А.7.5.2.1.
Подготовка растворов калибровочной серии
В пять мерных колб
вместимостью 50 мл помещают различные объемы стандартного раствора сахарозы
(А.4.9) или углекислого натрия (таблица А.2), доводят до метки водой и
перемешивают. С помощью микропипетки вводят по 100 мкл
каждого из полученных растворов в оловянные капсулы, высушивают при 90 °С в течение 2 ч и охлаждают до комнатной температуры в
эксикаторе.
Таблица А.2
┌───────────────┬───────────────┬───────────────┬────────────────┐
│ Объем
│ Масса │
Масса
│ Массовая доля │
│
стандартного │ углерода в │
углерода, │ углерода в
│
│ раствора, мл
│ разбавленном │
находящегося │ анализируемом │
│ │ растворе, │ в капсуле, мг │ образце, %
│
│ │ мг/мл
│ │ │
├───────────────┼───────────────┼───────────────┼────────────────┤
│ 0 <*> │
0 │ 0
│ 0 │
│ 2,0
│ 1,0 │ 0,10
│ 0,010 │
│ 4,0
│ 2,0 │
0,20 │ 0,020
│
│ 10,0
│ 5,0 │ 0,50
│ 0,050 │
│ 20,0
│ 10,0 │ 1,00
│ 0,100 │
├───────────────┴───────────────┴───────────────┴────────────────┤
│ <*> Нулевой раствор (контрольный
опыт). │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘
А.7.5.2.2.
Измерение
Выполняют, как
указано в А.7.5.1.2.
А.7.5.2.3.
Построение калибровочного графика
Выполняют, как
указано в А.7.5.1.3.
А.7.5.3. Образцы с
массовой долей углерода от 0,1% до 1,0%
А.7.5.3.1.
Подготовка растворов калибровочной серии
Указанную в таблице
А.3 навеску углекислого бария (А.4.6) или углекислого натрия (А.4.7) взвешивают
с точностью до 0,1 мг и помещают в капсулу (А.5.2).
Таблица А.3
┌───────────────────────────────┬────────────────┬───────────────┐
│ Масса стандартного │Масса углерода, │ Массовая
доля │
│ вещества, мг │ содержащегося │
углерода в
│
├───────────────┬───────────────┤ в оловянной
│ анализируемой │
│ Углекислый
│ Углекислый │
капсуле, мг │ пробе, %
│
│ барий
│ натрий │ │ │
├───────────────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┤
│ 0 <*> │
0 │ 0
│ 0 │
│ 16,4
│ 8,8 │ 1,0
│ 0,10 │
│ 32,9
│ 17,7 │ 2,0
│ 0,20 │
│ 82,1
│ 44,1 │ 5,0
│ 0,50 │
│ 164,3
│ 88,2 │ 10,0
│ 1,00 │
├───────────────┴───────────────┴────────────────┴───────────────┤
│ <*> Нулевой раствор (контрольный
опыт). │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘
А.7.5.3.2.
Измерения
Оловянную капсулу,
содержащую углекислый барий или углекислый натрий, помещают в керамический
тигель, слегка придавив ее ко дну тигля, добавляют 1,000 г железа высокой
чистоты (А.4.3) и необходимое количество плавня (примечание 2 к А.7.3).
Тигель с содержимым
проводят через весь ход анализа, как указано в А.7.4.
А.7.5.3.3.
Построение калибровочного графика
Выполняют, как
указано в А.7.5.1.3.
А.7.5.4. Образцы с
массовой долей углерода от 1,0% до 4,5%
А.7.5.4.1.
Подготовка калибровочной серии
Указанную в таблице
А.4 навеску углекислого бария (А.4.6) или углекислого натрия (А.4.7) взвешивают
с точностью до 0,1 мг и помещают в капсулу.
Примечание. Если
навеска углекислого натрия или углекислого бария не помещается в оловянную
капсулу, ее можно положить непосредственно на дно керамического тигля.
Таблица А.4
┌───────────────────────────────┬────────────────┬───────────────┐
│ Масса стандартного │Масса углерода, │ Массовая
доля │
│ вещества, мг │ содержащегося │
углерода в
│
├───────────────┬───────────────┤ в оловянной
│ анализируемой │
│ Углекислый
│ Углекислый │
капсуле, мг │ пробе, %
│
│ барий
│ натрий │ │ │
├───────────────┼───────────────┼────────────────┼───────────────┤
│ 0 <*> │
0 │ 0
│ 0 │
│ 82,1
│ 44,1 │ 5,0
│ 1,00 │
│ 164,3
│ 88,2 │ 10,0
│ 2,00 │
│ 246,4
│ 132,3 │ 15,0
│ 3,00 │
│ 369,7
│ 198,6 │ 22,5
│ 4,5 │
├───────────────┴───────────────┴────────────────┴───────────────┤
│ <*> Нулевой раствор (контрольный
опыт). │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘
А.7.5.4.2.
Измерения
Оловянную капсулу,
содержащую углекислый барий или углекислый натрий, помещают в керамический
тигель (А.5.3) и слегка придавливают ее ко дну тигля, добавляют 0,5000 г железа
высокой чистоты (А.4.3) и необходимое количество плавня (примечание 2 к А.7.3).
Тигель с содержимым
проводят через весь ход анализа, как указано в А.7.4.
А.7.5.4.3.
Построение калибровочного графика
Выполняют, как
указано в А.7.5.1.3.
А.8. Обработка
результатов
А.8.1. Методика
расчета
По полученным для
анализируемых образцов показаниям шкалы прибора определяют по калибровочным
графикам соответствующие значения содержания углерода в миллиграммах.
Массовую долю
углерода C, %, вычисляют по формуле
,
(А.1)
где 
- масса углерода, содержащаяся в анализируемом
образце, мг;
-
масса углерода в контрольном опыте, мг;
m - масса
анализируемого образца, г.
А.8.2. Точность
метода
Качество измерений
в данном методе характеризуется следующими метрологическими характеристиками:
повторяемостью (r), внутрилабораторной воспроизводимостью (R) и межлабораторной воспроизводимостью (
).
Между массовой
долей углерода и величинами r, R и ,
приведенными в таблице А.5, существует логарифмическая зависимость.
Таблица А.5
┌─────────────┬─────────────┬──────────────────┬─────────────────┐
│Массовая
доля│ Сходимость │Внутрилабораторный│ Межлабораторный │
│
углерода, % │ r, % │
контроль │ контроль │
│ │ │воспроизводимости
│воспроизводимости│
│ │ │ R, % │ R , %
│
│ │ │ │ w
│
├─────────────┼─────────────┼──────────────────┼─────────────────┤
│ 0,003
│ 0,00053 │
0,00119 │ 0,00077
│
│ 0,005
│ 0,00069 │
0,00160 │ 0,00102
│
│ 0,01
│ 0,00099 │
0,00240 │ 0,00150
│
│ 0,02
│ 0,00142 │
0,00359 │ 0,00220
│
│ 0,05
│ 0,00229 │
0,00612 │ 0,00365
│
│ 0,1
│ 0,00329 │
0,00917 │ 0,00536
│
│ 0,2
│ 0,00472 │
0,0137 │ 0,00785
│
│ 0,5
│ 0,00762 │
0,0234 │ 0,0130
│
│ 1,0
│ 0,0110 │
0,0351 │ 0,0191
│
│ 2,0
│ 0,0157 │
0,0526 │ 0,0280
│
│ 4,5
│ 0,0240 │
0,0844 │ 0,0438
│
└─────────────┴─────────────┴──────────────────┴─────────────────┘
А.9. Протокол
испытания
Протокол испытания
должен содержать следующие сведения:
- всю информацию о
лаборатории и дате анализа;
- использованный
метод со ссылкой на настоящий стандарт;
- результаты;
- любые необычные
особенности, отмеченные в ходе проведения анализа;
- любые операции,
не указанные в настоящем стандарте, или любые операции, которые могли бы
повлиять на результаты анализа.
Приложение Б
(справочное)
ТЕХНИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕЙ
И ИНФРАКРАСНЫХ
АНАЛИЗАТОРОВ,
ИЗГОТОВЛЯЕМЫХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА
Б.1. Источник
кислорода (баллон или кислородопровод) должен быть
снабжен редукционным вентилем и манометром для регулирования давления
кислорода, подаваемого в печь, при этом регулятор давления должен быть
рассчитан на 28 кг/м2.
Б.2. Устройство для
очистки кислорода состоит из поглотительной трубки для поглощения диоксида
углерода, наполненной асбестом, пропитанным гидроксидом натрия, и осушительной
трубки с хлорнокислым магнием.
Б.3. Измеритель
газового потока (реометр), рассчитанный на измерение в диапазоне 0 - 4 л/мин.
Б.4.
Высокочастотная индукционная печь
Б.4.1. Печь для
сжигания состоит из индукционной катушки и высокочастотного генератора. Камера
печи представляет собой кремнеземистую трубку (наружный диаметр 30 - 40 мм,
внутренний диаметр 26 - 36 мм, длина трубки 200 - 220 мм), которая вставлена
внутрь индукционной катушки. На концах трубки находятся металлические пластины,
укрепленные металлическими кольцами. В пластинах есть входное и выходное
отверстия для газа.
Б.4.2.
Высокочастотный генератор с помощью 1,5 - 2,5 кВт может иметь различную частоту
в зависимости от конкретного изготовителя: 2 - 6 мГц,
15 мГц или 20 мГц. Энергия
от генератора подается на индукционную катушку, в которую помещена
кремнеземистая трубка, охлаждаемая воздухом.
Б.4.3. Тигель с
образцом, флюсом и плавнем помещают на подставку, расположенную так, чтобы при
ее подъеме металл в тигле оказывался непосредственно внутри индукционной
катушки, что обеспечивает эффективную связь при подаче энергии.
Б.4.4. Диаметр
индукционной катушки, число витков, геометрические размеры камеры печи и
мощность генератора определяет фирма-изготовитель.
Б.4.5. Температура
сжигания зависит как от факторов, указанных в Б.4.4, так и от свойств металла в
тигле, формы и массы анализируемого образца.
Б.5. Установка
снабжена пылеуловителем, предназначенным для очистки тока кислорода, выходящего
из печи, от пыли и окислов металлов.
Б.6. Десульфирующая трубка состоит из нагреваемой окислительной
трубки, заполненной платиновой или платинированной двуокисью кремния, и фильтра
для поглощения триоксида серы, содержащего
целлюлозное волокно.
Б.7. Инфракрасный
анализатор
Б.7.1. Для
большинства приборов этого типа характерно, что газообразные продукты сжигания
переносятся в систему анализатора непрерывным потоком кислорода. Поток газа
проходит через ячейку, где фотоэлемент регистрирует излучение, поглощенное
диоксидом или смесью диоксида и оксида углерода в инфракрасной области спектра;
излучение измеряют и суммируют за заданный период времени. Сигнал преобразуют в
процентное содержание углерода и выводят на шкалу прибора.
Б.7.2. В некоторых
анализаторах продукты сжигания собираются в атмосфере кислорода при
контролируемом давлении в заданном объеме и эту смесь анализируют на содержание
окиси и/или двуокиси углерода.
Б.7.3. Анализатор
обычно снабжают электронными приспособлениями для установки шкалы прибора на
нуль, компенсации холостого опыта, установки наклона калибровочной кривой и
коррекции в случае ее нелинейного характера. Кроме того, анализатор имеет, как
правило, устройство для ввода массы навески стандартного образца и
анализируемой пробы для автоматической коррекции считываемого результата.
Приборы могут быть также снабжены автоматическими весами для взвешивания
тиглей, навесок испытуемых образцов и передачи значений их масс в калькулятор.
ТЕХНОРМАТИВЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЕЙ И ПРОЕКТИРОВЩИКОВ
Copyright © www.docstroika.ru, 2013 -
2024