ГОСТ 24018.8-91

ГОСТ 24018.8-91 Сплави жароміцні на нікелевій основі. Методи визначення сірки

ГОСТ 24018.8-91

Група В39

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

Сплави жароміцні на нікелевій основі

Методи визначення сірки

Nickel-базований fire-resistant alloys.
Методи для визначення значення sulphur

ОКСТУ 0809

Дата введення 1992-07-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством металургії СРСР

РОЗРОБНИКИ:

В.П.Замараєв, В. Т. Абабков , А. А. Сахарнов , З. І. Черкасова , Є. А. Толстова , Л. Н. Дмитрова

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР з управління якістю продукції та стандартів від 29.05.91 N 754

3. ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

4. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Цей стандарт встановлює кулонометричний та інфрачервоно-абсорбційний (при масовій частці сірки від 0,001 до 0,02%) та титриметричний йодид-йодатний (при масовій частці сірки від 0,005% до 0,02%) методи визначення сірки в жароміцних сплавах.

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 28473 .

1.2. Відбір проб - за ГОСТ 7565 .

2. КУЛОНОМЕТРИЙ МЕТОД

2.1. Сутність методу

Метод заснований на спалюванні навішування сплаву струмі кисню при температурі 1350-1380 ° С у присутності плавня.

Двоокис сірки, що утворився, поглинається розчином із заданим значенням pH, що призводить до зміни кислотності розчину та ЕРС індикаторної системи рН-метра. Кількість електрики, необхідне досягнення початкового значення рН поглинального розчину, пропорційне масової частці сірки у пробі, фіксується кулонометром — інтегратором струму, показує безпосередній вміст сірки у відсотковій пробі.

2.2. Апаратура, реактиви та розчини

Експрес-аналізатор типу АС-7412, АС-7512, АС-7932, АУС-7544 у тому числі в комплекті з автоматичними вагами (коректором маси) типу АВ-7301 або КМ-7426. Допускається застосування аналізаторів іншого типу, які забезпечують точність аналізу, передбачену цим стандартом.

Пристрій спалювання типу УС-7077. Дозволяється використання пристроїв спалювання іншого типу, що забезпечують температуру до 1400 °C.

Човники порцелянові за ГОСТ 9147 .

Човники попередньо прожарюють у струмі кисню при робочій температурі і зберігають у ексикаторі. Шліф кришки ексікатора не рекомендується покривати змащувальною речовиною. При визначенні сірки менше 0,005% човники прожарюють безпосередньо перед проведенням аналізу.

Трубки вогнетривкі мулітокремнеземні довжиною 650-800 мм з внутрішнім діаметром 18-22 мм.

Гачок із жароміцної низьковуглецевої сталі діаметром 3-5 мм, довжиною 500-600 мм.

Кисень технічний газоподібний згідно з ГОСТ 5583 .

Аскарит за ТУ 6-09-4128.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261 розчин 0,1 моль/дм .

Калій хлористий згідно з ГОСТ 4234 .

Барій хлористий за ГОСТ 4108 .

Водню пероксид по ГОСТ 10929 , розчин 300 г/дм .

Кварцовий пісок ГОСТ 22551 .

Ефір етиловий оцтової кислоти за ГОСТ 22300 або спирт етиловий за ГОСТ 18300 .

Плавень:

Ванадія (V) окис, х. ч. за ТУ 6-09-1948, попередньо прожарена при температурі 400-450 ° С протягом 3-4 год.

Плавень зберігають у закритому бюксі в ексикаторі.

Залізо карбонільне ос. ч. 13-2 за ТУ 6-09-3000.

Поглинальний та допоміжний розчини відповідно до типу застосовуваного аналізатора.

2.3. Проведення аналізу

2.3.1. Прилад приводять у робочий стан згідно з інструкцією з експлуатації аналізатора.

У порцеляновий човник поміщають 0,2 г плавня (п'ятиокису ванадію), навішування сплаву 0,5 г, при необхідності промиту ефіром або спиртом, і покривають зверху 0,2 г плавня (п'ятиокису ванадію). Човен з наважкою проби і плавнем поміщають за допомогою гачка в трубку для спалювання, закривають затвор, встановлюють показання цифрового табло на «0» і спалюють навішування протягом 4 хв.

У процесі спалювання проби поглинальний розчин закислюється, і стрілка рН-метра відхиляється праворуч від вихідного положення. Автоматично включається струм титрування, але в табло здійснюється безперервний відлік показань.

Аналіз вважають закінченим, коли стрілка рН-метра повертається у вихідне положення, а показання цифрового табло не змінюються або змінюються величину холостого рахунку приладу; записують показання цифрового табло, відкривають затвор і витягають човник із трубки.

2.3.2. Градуювання експрес-аналізатора здійснюють за стандартними зразками сталі типу вуглецевої. Результати аналізу використовують для коригування налаштування аналізатора.

2.4. Обробка результатів

2.4.1. Масову частку сірки ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса навішування, по якій був відградуйований прилад, г;

- масова частка сірки, отримана під час аналізу навішування проби, %;

— масова частка сірки, отримана щодо контрольного досвіду, %;

- Маса аналізованої навішування, р.

Примітки:

1. При використанні аналізатора в комплекті з коректором маси формула набуває вигляду .

2. При повністю автоматизованому аналізі на цифровому табло безпосередньо вказується результат аналізу.

2.4.2. Норми точності та нормативи контролю точності щодо масової частки сірки наведені в таблиці.

3. ІНФРАКРАСНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД (ІЧ-спектроскопія)

3.1. Сутність методу

Метод заснований на спалюванні навішування сплаву у струмі кисню при температурі 1700 ° C у присутності плавня.

Масову частку сірки у відсотках визначають за кількістю двоокису сірки, що утворилася, вимірюванням кількості поглинених нею інфрачервоних променів.

3.2. Апаратура, реактиви

Аналізатор будь-якого типу, заснований на принципі ІЧ-спектроскопії та забезпечує точність аналізу, передбачену цим стандартом.

Тиглі керамічні вогнетривкі по НТД.

Перед вживанням тиглі прожарюють в печі муфельної при температурі 900-1000 °С протягом 3-4 год і зберігають в ексікаторі. Шліф кришки ексікатора не рекомендується покривати змащувальною речовиною.

Плавень: суміш вольфраму металевого ШВЧ за ТУ 48-19-57 та олова металевого за ТУ 6-09-2705 у співвідношенні 1:1. Суміш ванадію (V) окису за ТУ 6-09-1948 та заліза карбонільного ос. ч. 13-2 за ТУ 6-09-3000 у співвідношенні 1:5.

Ефір етиловий оцтової кислоти за ГОСТ 22300 або спирт етиловий за ГОСТ 18300 .

3.3. Проведення аналізу

3.3.1. Прилад приводять у робочий стан згідно з інструкцією з експлуатації аналізатора

У керамічний тигель поміщають навішення сплаву 1,0 г при необхідності промиту ефіром або спиртом і покривають приблизно 2,0 г плавня. Аналіз проводять згідно з інструкцією з експлуатації аналізатора.

3.3.2. Градуювання аналізатора проводять за стандартними зразками сталі типу вуглецевої. Результати аналізу використовують для коригування налаштування аналізатора.

3.4. Обробка результатів

3.4.1. Масову частку сірки у відсотках визначають безпосередньо за цифровим табло аналізатора.

3.4.2. Норми точності та нормативи контролю точності щодо масової частки сірки наведені в таблиці.

4. ТИТРИМЕТРИЙ МЕТОД

4.1. Сутність методу

Метод заснований на спалюванні навішування сплаву струмі кисню при температурі 1350-1380 ° С у присутності плавня.

Двоокис сірки, що утворився, надходить в абсорбційну судину, поглинається водою з утворенням сірчистої кислоти, яку відтитрують розчином йодид-йодату калію в присутності індикатора крохмалю.

4.2. Апаратура, реактиви та розчини

Установка визначення сірки титриметричним методом, наведена на черт.1, складається з балона з киснем 1 (допускається використання кисню з кисню); редукційного вентиля 2; промивної склянки 3 містить розчин марганцевокислого калію з масовою концентрацією 40 г/дм у розчині гідроксиду калію з масовою концентрацією 400 г/дм ; склянки Тищенка 4 з концентрованою сірчаною кислотою; -подібної трубки 5, заповненої безводним хлористим кальцієм або ангідроном (допускається проводити сухе очищення кисню: для цього замість склянок 3, 4 і 5 використовують хлоркальцієву трубку, колонку з аскаритом і -подібну трубку, що містить у першій половині (по ходу газу) азбест, просочений двоокисом марганцю, а в другій - ангідрон); ротаметра 6; двоходового крана 7; трубки муллітокремнеземістої 8; горизонтальної печі 9 з карбідкремнієвими нагрівачами, що забезпечує температуру до 1400 °C; трубки 10 з кулястим розширенням, заповненим ватою для уловлювання частинок продуктів згоряння; двоходового крана 11, службовця для пуску газової суміші в поглинач, бюретки 12 місткістю 25 см ; скляної поглинальної судини 13 заввишки 250 мм і діаметром 40 мм; в посудину входить Г-подібна трубка 14, що закінчується барбатером 15 для розпилення газів з метою кращого поглинання сірки двоокису водою; скляної посудини порівняння 16 заввишки 250 мм та діаметром 40 мм.

чорт.1. Схема установки визначення сірки титриметричним методом

Схема установки визначення сірки титриметричним методом

Чорт.1

Допускається застосування поглинальної комірки, що складається з двох скляних судин внутрішнім діаметром 30-35 мм заввишки 150 мм (чорт.2). У лівому посудині 1 відбувається поглинання двоокису сірки і титрування отриманого розчину сірчистої кислоти, правому посудині 2 знаходиться розчин порівняння. Судини мають загальний злив, який закривається триходовим краном 3 і з'єднані скляною перемичкою 4.

Чорт.2. Схема поглинального осередку

Схема поглинального осередку

Чорт.2

Човники порцелянові за ГОСТ 9147 .

Човники прожарюють у струмі кисню при робочій температурі та зберігають в ексикаторі. Шліф кришки ексікатора не рекомендується покривати змащувальною речовиною.

Трубки муллітокремнеземні довжиною 650-800 мм з внутрішнім діаметром 18-22 мм.

Гачок із жароміцної низьковуглецевої сталі довжиною 500-600 мм, діаметром 3-5 мм.

Кисень технічний газоподібний згідно з ГОСТ 5583 .

Калій йодноватокислий за ГОСТ 4202 .

Калій йодистий ГОСТ 4232 .

Калію гідроксид, розчин з масовою концентрацією 400 г/дм .

Калій марганцевокислий за ГОСТ 20490 , розчин з масовою концентрацією 40 г/дм у розчині гідроксиду калію з масовою концентрацією 400 г/дм .

Кальцій хлористий з нормативно-технічної документації.

Аскарит за ТУ 6-09-4128.

Ангідрон за ТУ 6-09-3880.

Калій сірчанокислий згідно з ГОСТ 4145 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 .

Кислота соляна згідно з ГОСТ 3118 .

Крохмаль розчинний за ГОСТ 10163 розчин з масовою концентрацією 0,5 г/дм : 0,5 г розчинного крохмалю змішують з 50 см. холодної води. Отриману суспензію вливають у склянку, що містить 950 см окропу, додають 10 см соляної кислоти та кип'ятять 2-3 хв. Після охолодження додають розчин йодид-йодату калію до отримання блідо-блакитного забарвлення розчину та перемішують.

Калію йодид-йодату титровані розчини.

Розчин А: 0,1110 г йодноватокислого калію, 15 г йодистого калію та 0,4 г гідроксиду калію поміщають у склянку місткістю 250 см і розчиняють у 100 см води. Розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм. , доливають водою до мітки та перемішують.

Розчин зберігають у темній пляшці.

1 см розчину А відповідає приблизно 0,00005 г сірки.

Розчин Б: 100 см розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 500 см , розбавляють водою до мітки та перемішують.

1 см розчину Б відповідає приблизно 0,00001 г сірки.

Масову концентрацію розчину Б йодид-йодату калію встановлюють за стандартними зразками з відомою масовою часткою сірки, близьких за хімічним складом до аналізованих проб.

Масову концентрацію розчину Б йодид-йодату калію ( ), г/см , обчислюють за формулою

,

де - масова частка сірки у стандартному зразку, %;

- Маса навішування стандартного зразка, г;

- Об'єм розчину йодид-йодату калію, витраченого на титрування навішування стандартного зразка, см ;

- Об'єм розчину йодид-йодату калію, витраченого на титрування при проведенні контрольного досвіду, см .

Плавень: суміш окису міді, прожареної при температурі (800±20) °С протягом 3-4 год, і заліза, взятих у співвідношенні (2:1); п'ятиокис ванадію за ТУ 6-09-1948, розжарений при температурі 400-450 ° С протягом 3-4 год. Допускається застосування інших плавнів.

Ефір етиловий оцтової кислоти за ГОСТ 22300 або спирт етиловий за ГОСТ 18300 .

4.3. Підготовка до аналізу

4.3.1. Перед проведенням аналізу перевіряють повноту вигоряння сірки з муллітокремнеземістої трубки.

Поглинальну посудину і посудину порівняння наповнюють на висоти розчином крохмалю, забарвленого йодид-йодатом калію до світло-блакитного кольору. Через поглинальну посудину пропускають потік кисню. Якщо через 4-5 хв розчин знебарвиться, додають йодид-йодат калію до отримання світло-блакитного забарвлення та знову пропускають кисень. Стійкість фарбування в поглинальній посудині говорить про повне вигоряння сірки з трубки.

4.3.2. Перевіряють установку на герметичність. Для цього нагріту до робочої температури муллитокремнеземистую трубку пропускають кисень при закритому двоходовому крані 11. Установку вважають герметичною, якщо в промивній склянці 3 через деякий час припиниться поява бульбашок газу. В іншому випадку установку слід розібрати, перевірити скляні стики, крани, змастити вазеліном, зібрати установку і знову перевірити її герметичність.

4.4. Проведення аналізу

4.4.1. У порцеляновий човник поміщають навішення сплаву 0,5-1,0 г, при необхідності промиту ефіром або спиртом і 1,5 г суміші окису міді та заліза (при використанні п'ятиокису ванадію навішення плавня становить 0,4 г).

Поглинальну посудину та посудину порівняння наповнюють розчином крохмалю, забарвленим розчином йодид-йодату калію до блідо-блакитного кольору.

Човен з наважкою проби і плавнем поміщають у найбільш нагріту зону трубки.

При закритих кранах 7 та 11 (див. рис.1) трубку закривають гумовою пробкою (або затвором). Потім обережно відкривають кран 7 для подачі кисню в піч і витримують пробу під тиском газу 20, після чого відкривають кран 11 і пропускають потік газу через поглинальний розчин. Для контролю швидкості подачі кисню використовують газовий лічильник або реометр і підтримують витрату кисню 1-1,5 дм /хв.

Коли двоокис сірки, що надходить з печі в поглинальний розчин, починає знебарвлювати нижній шар рідини, з бюретки краплями додають розчин Б йодид-йодату калію з такою швидкістю, щоб рідина весь час залишалася блідо-блакитного кольору. Титрування вважають закінченим, якщо інтенсивність фарбування в розчині в обох судинах стає однаковою і не змінюється протягом 1 хв.

Для повноти спалювання навішування кисень подають протягом 1 хв. Якщо інтенсивність забарвлення в поглинальній посудині не зменшується, аналіз вважають закінченим.

4.4.2. Для проведення контрольного досвіду в човник поміщають навішування плавня та виконують аналіз згідно з п. 4.4.1.

4.5. Обробка результатів

Масову частку сірки ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - масова концентрація розчину йодид-йодату калію по сірці, г/см ;

- Об'єм розчину йодид-йодату калію, витраченого на титрування, см ;

- Об'єм розчину йодид-йодату калію, витраченого на титрування контрольного досвіду, см ;

- Маса навішування, г

.

4.6. Норми точності та нормативи контролю точності щодо масової частки сірки наведені у таблиці.