ГОСТ 27069-86 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ФЕРРОСПЛАВЫ, ХРОМ И МАРГАНЕЦ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Дата введения 01.01.88 Настоящий стандарт устанавливает методы определения углерода в ферросплавах, металлических хроме и марганце: кулонометрический и инфракрасно-абсорбционный (при массовой доле углерода от 0,002 до 10,0 %) и газообъемный (при массовой доле углерода от 0,01 до 10,0 %). Стандарт соответствует СТ СЭВ 5284-85 в части определения углерода в ферросплавах, металлических хроме и марганце. 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473. (Измененная редакция, Изм. № 2). 1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в соответствии с табл. 1, с размером частиц, проходящих через сито с сеткой по ГОСТ 6613. Таблица 1
2. КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД2.1. Сущность метода Метод основан на сжигании навески ферросплава или металла в потоке кислорода при температуре, приведенной в табл. 2. Образовавшийся при сжигании углекислый газ вытесняется потоком кислорода в сосуд, содержащий поглотительный раствор с определенным начальным значением рН. Таблица 2 Условия определения углерода в ферросплавах, металлических хроме и марганце
(Измененная редакция, Изм. № 1). В установке для кулонометрического титрования измеряют количество электричества, необходимое для восстановления исходного значения рН, которое изменяется за счет образования кислоты. Количество определяемого электричества пропорционально массовой доле углерода в навеске пробы. 2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Экспресс-анализатор типа АН-160, АН-7560, АН-29 и АН-7529. Готовят к работе согласно прилагаемым инструкциям с дополнением: перед датчиком анализатора устанавливают ловушку, заполненную 10 г гидроперита или асбест, пропитанный двуокисью марганца для поглощения сернистого газа, образующегося при сжигании навески. Допускается применять анализаторы других типов. Кислород технический из кислородопровода или баллон с кислородом, снабженный редукционным вентилем. Трубки огнеупорные муллито-кремнеземистые длиной 650 - 800 мм с внутренним диаметром 18 - 22 мм, прокаленные при рабочей температуре при пропускании через трубку кислорода до отсутствия показания на табло прибора. Лодочки № 2 фарфоровые по ГОСТ 9147, предварительно прокаленные в муфельной печи при температуре не ниже 900 °С в течение 3 - 4 ч. Прокаленные лодочки хранят в эксикаторе, содержащем гидроксид бария или оксид кальция. При определении углерода 0,1 % и менее лодочки прокаливают в потоке кислорода непосредственно перед анализом при рабочей температуре. Аскарит. Калий хлористый по ГОСТ 4234. Стронций хлористый 6-водный по ГОСТ 4140. Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199. Кислота борная по ГОСТ 9656. Калий железистосинеродистый 3-водный по ГОСТ 4207. Плавень. В качестве плавня могут быть использованы: железо металлическое или карбонильное; меди (II) окись в виде порошка по ГОСТ 16539, проволоки или гранул, прокаленная при температуре (800 ± 20) °С в течение 3 - 4 ч; ванадия пятиокись, прокаленная при температуре (450 ± 20) °С в течение 3 - 4 ч; олово металлическое по ГОСТ 860, соотношение составных частей плавня, а также соотношение массы навески с плавнем указаны в табл. 2. Допускается применять другие плавни в других соотношениях с навеской. Массовая доля углерода в плавне не должна превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл. 4. Марганца (IV) окись по ГОСТ 4470. Гидроперит. Растворы поглотительный и вспомогательный. Реактивы, применяемые для приготовления растворов, приведенные в табл. 3, помещают в стакан вместимостью 1 дм3, приливают 500 см3 воды и после растворения переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, разбавляют водой до метки и перемешивают. Таблица 3
2.3. Проведение анализа В лодочку помещают навески пробы и плавня массой, установленной в соответствии с табл. 3. Затем лодочку помещают в наиболее нагретую часть трубки печи и сразу же закрывают затвором. Устанавливают показание индикаторного цифрового табло на «0» и сжигают пробу при соответствующей температуре, указанной в табл. 3. В процессе сжигания пробы на цифровом табло осуществляется непрерывный отсчет показаний. Анализ считается законченным, если цифровые показания табло за 1 мин изменяются на величину, не превышающую величину холостого отсчета прибора. Записывают результаты анализа по показаниям табло, открывают затвор и извлекают лодочку. 2.4. Обработка результатов 2.4.1. Массовую долю углерода (X) в процентах вычисляют по формуле
где m1 - масса навески стандартного образца, по которому отградуирован прибор, г; a - показания прибора при сжигании анализируемой навески, %; m - масса анализируемой навески, г; a1 - показания прибора при проведении контрольного опыта на загрязнение реактивов, %. 2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли углерода приведены в табл. 4. Таблица 4
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2). 3. ГАЗООБЪЕМНЫЙ МЕТОД3.1. Сущность метода Метод основан на сжигании навески пробы в потоке кислорода при температуре, приведенной в табл. 2, и измерении объема образующейся двуокиси углерода. 3.2. Аппаратура, реактивы и растворы Установка для газообъемного определения углерода, схема которой приведена на чертеже, состоит из кислородопровода или баллона с кислородом, снабженных редукционным вентилем 1; промывной склянки 2, содержащей раствор марганцовокислого калия. Допускается применение сухой очистки кислорода. Для этого склянка 2 заменяется U-образной трубкой, наполненной в первой половине по ходу потока кислорода асбестом, пропитанным оксидом марганца, а во второй ангидроном; сушильной колонки 3, наполненной в нижней части натронной известью или натронным асбестом, а в верхней - ангидроном; огнеупорной муллито-кремнеземистой трубки 5, длиной 650 - 800 мм и с внутренним диаметром 18 - 22 мм. Чтобы концы трубки не нагревались, на них наматывают влажные хлопчатобумажные ленты или используют другое, пригодное для охлаждения концов трубки приспособление. Трубку закрывают с обеих сторон хорошо подогнанными металлическими затворами или резиновыми пробками, в отверстия которых вставляют стеклянные трубки для подключения соединительных резиновых трубок. Резиновые пробки с внутренней стороны защищают от обгорания ободками из асбеста, надетыми на концы стеклянных трубок; трубчатой печи 6, обеспечивающей температуру нагрева до 1400 °С; термопары с регулятором 7 для регулирования температуры печи; фарфоровой лодочки 8; трансформатора 9 для регулирования рабочего напряжения печи; шарообразного сосуда 10 диаметром 20 - 25 мм, наполненного ватой, для улавливания порошкообразных продуктов сгорания; склянки 11 для поглощения сернистого газа, наполненной раствором хромовой кислоты. Свободный объем в склянке над раствором не должен превышать 40 см3; трехходового крана 12; холодильника 13; трехходового U-образного крана 14; эвдиометра 15 (измерительной бюретки); термометра 16; уравнительной склянки 17 с боковым сообщающимся отводом, диаметр которого соответствует диаметру узкой части эвдиометра; шкалы эвдиометра 18 с ценой деления 0,01 или 0,005 %, градуированной по навеске массой 1 г. В зависимости от градуировки шкалы эвдиометра уравнительную склянку наполняют или 2 %-ным раствором серной кислоты или раствором хлористого натрия 260 г/дм3; поглотительного сосуда 19, наполненного раствором гидроксида калия; защитной насадки 20, наполненного натронной известью. Лодочки фарфоровые № 2 по ГОСТ 9147, предварительно прокаленные при температуре не ниже 900 °С в течение 3 - 4 ч. Прокаленные лодочки сохраняют в эксикаторе, содержащем гидроксид бария или оксид кальция. При определении углерода 0,1 % и менее лодочки прокаливают в потоке кислорода непосредственно перед анализом при рабочей температуре. Барометр. Кислород технический из кислородопровода или баллон с кислородом. Калия гидроокись по ГОСТ 24363, растворы 400 г/дм3 и 100 г/дм3. Кислота серная по ГОСТ 4204 и 2 %-ный раствор. Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор 260 г/дм3. Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм3 в растворе гидроксида калия с массовой концентрацией 100 г/дм3.
Известь натронная или аскарит. Магний хлорнокислый (ангидрон). Хрома (VI) окись по ГОСТ 3776. Поглотительный раствор (хромовая кислота): 4 г оксида хрома растворяют в 12 см3 воды и 60 см3 серной кислоты. Марганца (IV) окись по ГОСТ 4470. Метиловый красный, индикатор, раствор 1 г/дм3. Растворы для заполнения уравнительной склянки (затворная жидкость): для эвдиометра с ценой деления шкалы 0,005 % углерода: к 1 дм3 раствора хлористого натрия добавляют 1 см3 серной кислоты и 2 см3 раствора метилового красного; для эвдиометра с ценой деления шкалы 0,01 % углерода: к 1 дм3 раствора серной кислоты добавляют 2 см3 раствора метилового красного. Плавень. В качестве плавня могут быть использованы: железо металлическое или железо карбонильное; меди (II) окись в виде порошка по ГОСТ 16539, проволоки или гранул, прокаленная при температуре (800 ± 20) °С в течение 3 - 4 ч; ванадия пятиокись, прокаленная при температуре (450 ± 20) °С в течение 3 - 4 ч; олово металлическое по ГОСТ 860. Соотношение составных частей плавня, а также соотношение массы навески с плавнем приведены в табл. 3. Допускается применять другие плавни в других соотношениях с навеской. Массовая доля углерода в плавнях не должна превышать величины допускаемых расхождений, приведенных в табл. 4. 3.3. Проведение анализа 3.3.1. Нагревают печь до рабочей температуры, затем пропускают кислород в течение 2 мин для удаления из трубки остатков органических веществ. Проверяют герметичность и работу аппарата. Для этого краном 14 отключают поглотительный сосуд 19 и уравнительную склянку 17 устанавливают на нижнюю полку прибора. Аппарат герметичен, если уровень жидкости в эвдиометре остается без изменения. Для проверки герметичности печи, целостности муллито-кремнеземистой трубки и всех соединений кран 14 ставят в положение, разобщающее эвдиометр с печью и пускают поток кислорода со скоростью 4 - 5 пузырьков в секунду. Установка герметична, если не наблюдается прохождение пузырьков кислорода через очистительную склянку 2. Если пузырьки кислорода проходят - следует сменить муллито-кремнеземистую или соединительные трубки, проверить пробки, протереть краны, смазать их смазкой и вновь проверить установку на герметичность. Для насыщения затворной жидкости двуокисью углерода и проверки правильности работы прибора перед проведением анализа сжигают 3 - 4 навески стандартного образца. 3.3.2. В лодочку помещают навеску пробы и плавня массой, установленной в соответствии с табл. 2. Открывают редукционный вентиль и кран 4 для подачи кислорода и выдерживают навеску в среде кислорода в течение 20 с. Затем при помощи кранов 12 и 14 соединяют печь с эвдиометром. Подача кислорода ведется с таким расчетом, чтобы газовая смесь вытеснила жидкость из широкой части эвдиометра за 5 - 6 мин после начала поступления газовой смеси в эвдиометр. После этого уравнительную склянку ставят на нижнюю полочку аппарата. Как только жидкость в узкой части измерительной бюретки опустится примерно до нулевого деления шкалы, но не ниже, краном 14 перекрывают поступление кислорода в измерительную бюретку. Поворотом крана 12 соединяют холодильник с атмосферой, а затем кран 14 ставят в положение, соединяющее измерительную бюретку с холодильником и через 15 - 20 с сверяют правильность положения менисков жидкости в узкой части измерительной бюретки и уравнительной склянки. В случае несовпадения уровней, при помощи подвижной шкалы, находят такое положение, при котором уровни жидкости в измерительной бюретке и уравнительной склянке окажутся на одной высоте. Не вынимая лодочку из фарфоровой трубки, краном 4 перекрывают подачу кислорода в печь. Поворотом крана 12 разъединяют измерительную бюретку с атмосферой и краном 14 соединяют ее с сосудом для поглощения 19, в который перегоняют газовую смесь поднятием уравнительной склянки 17. Из сосуда для поглощения газовую смесь снова перекачивают в измерительную бюретку и операцию поглощения двуокиси углерода повторяют. Затем устанавливают кран 14 в положение полного разобщения с сосудом для поглощения, уравнительную склянку ставят на нижнюю полочку. Через 15 - 20 с проводят замер объема газа, осторожно перемещая уравнительную склянку вдоль бюретки снизу вверх до выравнивания уровней жидкости в измерительной бюретке и уравнительной склянке. Соответствующее деление шкалы, температуру газа в измерительной бюретке и атмосферное давление записывают. 3.3.3. При анализе трудносгораемых материалов или при определении массовой доли углерода свыше 1,0 %, производят дополнительное (контрольное) сжигание той же навески. Для этого после первого измерения объема двуокиси углерода, поворотом кранов 14 и 12 измерительную бюретку соединяют с наружной атмосферой, заполняют бюретку затворной жидкостью, при помощи крана 12 разъединяют измерительную бюретку с наружной атмосферой и соединяют с печью, затем открывают кран 4 для пуска кислорода в печь и приступают к повторному отбору смеси газа как описано выше. Время забора газа в эвдиометр, при дополнительном сжигании, уменьшают до 2 мин. Объем первого и второго замеров двуокиси углерода суммируют и принимают за окончательный результат. Объем поглощенной двуокиси углерода, определенный по шкале эвдиометра, пересчитывают, применяя поправочные коэффициенты, взятые из таблиц, прилагаемых к соответствующим анализаторам. 3.4. Обработка результатов 3.4.1. Массовую долю углерода (X) в процентах вычисляют по формуле
где m1 - масса навески, по которой отградуирована шкала эвдиометра, г; А - массовая доля углерода, найденная по шкале эвдиометра после поглощения двуокиси углерода при сжигании навески пробы, %; А1 - массовая доля углерода, найденная по шкале эвдиометра после поглощения двуокиси углерода в контрольном опыте, %; K - поправочный коэффициент на температуру газа в эвдиометре и атмосферное давление в момент проведения анализа, определяемые по таблице, прилагаемой к соответствующему газоанализатору; m - масса навески пробы, г. 3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли углерода приведены в табл. 4. (Измененная редакция, Изм. № 1). 4. ИНФРАКРАСНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД4.1. Сущность метода Метод основан на сжигании навески ферросплава или металла в потоке кислорода при соответствующей температуре и определении количества образовавшейся двуокиси углерода путем измерения поглощенной ею инфракрасной радиации. 4.2. Аппаратура, реактивы и растворы Автоматический анализатор, основанный на абсорбции инфракрасной радиации, любого типа. Плавень, поглотительный, вспомогательный растворы и вспомогательные материалы - в зависимости от типа применяемого анализатора. 4.3. Проведение анализа Перед проведением анализа проводят градуировку прибора по стандартным образцам. Анализ проводят в зависимости от типа анализатора. 4.4. Обработка результатов 4.4.1. Массовую долю углерода определяют по цифровому указателю анализатора. 4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли углерода приведены в табл. 4. (Измененная редакция, Изм. № 1).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ 1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР РАЗРАБОТЧИКИ Н.П. ПОЗДЕЕВ, Н.А. ЧИРКОВ, В.Л. ЗУЕВА, Г.И. ГУСЕВА 2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПОСТАНОВЛЕНИЕМ ГОСУДАРСТВЕННОГО КОМИТЕТА СССР ПО стандартам от 30.10.86 № 3338 Изменение № 2 принято Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 15.04.94 по переписке (отчет Технического секретариата № 2) За принятие проголосовали:
3. ВЗАМЕН ГОСТ 13020.2-85, ГОСТ 13151.3-82, ГОСТ 13201.4-77, ГОСТ 13217.2-79, ГОСТ 13230.2-81, ГОСТ 14021.2-78, ГОСТ 14250.2-80, ГОСТ 14638.7-81, ГОСТ 14858.1-81, ГОСТ 15933.1-70, ГОСТ 16591.1-71, ГОСТ 16698.2-71, ГОСТ 17001.1-71, ГОСТ 21600.1-76, ГОСТ 21876.2-76 4. Стандарт соответствует СТ СЭВ 5284-85 в части определения углерода в ферросплавах, металлических хроме и марганце 5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
6. Ограничение срока действия снято по протоколу № 2-92 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93) 7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (июнь 1999 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в октябре 1990 г., декабре 1995 г. (ИУС 6-90, 3-96)
СОДЕРЖАНИЕ
|