| 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
где а - показания прибора, полученные в
результате сжигания навески анализируемого материала, %;
m - масса анализируемой навески металла, г. При использовании прибора с
автоматическими весами (корректором массы) массовую долю углерода C, %,
вычисляют по следующей формуле
4.6.2 Нормативы оперативного контроля
сходимости, воспроизводимости и точности определения
массовой доли углерода приведены в таблице 1. Таблица 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
где а - показания прибора, полученные в
результате сжигания навески анализируемого материала, %;
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
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 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. А.7.2. Подготовка проб 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. А.7.4. Проведение анализа 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). │ └────────────────────────────────────────────────────────────────┘ А.7.5.1.2. Измерения 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
где
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 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. |
