ГОСТ Р 51927-2002

ГОСТ Р 51927-2002 Сталь та чавун. Атомно-емісійний з індуктивно зв'язаною плазмою спектральний метод визначення кальцію

ГОСТ Р 51927-2002

Група В39

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

СТАЛЬ І чавун

Атомно-емісійний з індуктивно зв'язаною плазмою спектральний метод визначення кальцію

Steel and cast iron.
Atomic emission nith inductively coupled plasma spectral method of calcium determination

ГКС 77.080
ОКСТУ 0709

Дата введення 2003-03-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕНИЙ І ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 145 «Методи контролю металопродукції"

2 ПРИЙНЯТИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Держстандарту Росії від 14 серпня 2002 р. N 304-ст

3 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює атомно-емісійний з індуктивно зв'язаною плазмою спектральний метод визначення масової частки кальцію у вуглецевих, легованих, високолегованих сталях та чавунах у діапазоні 0,001%-0,10%.

Метод ґрунтується на вимірюванні інтенсивності емісії атомів кальцію при введенні розчину проби в джерело збудження.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 4517-87 Реактиви. Методи приготування допоміжних реактивів та розчинів, що застосовуються при аналізі

ГОСТ 10157-79 Аргон газоподібний та рідкий. Технічні умови

ГОСТ 11125-84 Кислота азотна особливої чистоти. Технічні умови

ГОСТ 14261-77 Кислота соляна особливої чистоти. Технічні умови

ГОСТ 18300-87 Спирт етиловий технічний ректифікований. Технічні умови

ГОСТ 28473-90 Чавун, сталь, феросплави, хром, марганець металеві. Загальні вимоги до методів аналізу

3 Загальні вимоги

Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 28473 .

4 Похибка виміру

Похибка вимірювання наведена у таблиці 1.


Таблиця 1

В процентах

Гранична похибка результату аналізу розрахована за рівня довірчої ймовірності 0,95.

Середньоквадратичне відхилення випадкової складової вимірювання розраховане за рівня довірчої ймовірності 0,85.

5 Апаратура, реактиви, розчини

Спектрометрична установка, що складається із спектрометра (багатоканального або скануючого послідовного), штатива збудження, високочастотного генератора, вимірювальної електронної системи та комп'ютера.

Аргон за ГОСТ 10157 .

Склянки, колби, вирви з прозорого кварцового скла за ГОСТ 19908 .

Колби мірні із фторопласту 4МБ місткістю 100 см .

Циліндри та склянки з фторопласту.

Примітка — Весь посуд, що використовується, повинен бути ретельно промито гарячою хлористоводневою кислотою (1:2), а потім бідистильованою водою (водопровідну воду для проміжного полоскання не застосовують).

Ваги лабораторні 2-го та 3-го класів точності.

Вода бідистильована за ГОСТ 4517 або еквівалентним ступенем чистоти (зберігають у поліетиленовому посуді).

Залізо, ос.ч., з масовою часткою кальцію трохи більше 0,0005%.

Кислота хлористоводнева за ГОСТ 14261 додатково очищена і розведена 1:2 і 1:9.

Для очищення кислоти в ексикатор наливають хлористоводневу кислоту, на підставку поміщають склянку з поліетилену або фторопласту, наповнений бідистильованою або деіонізованою водою. Співвідношення обсягів води та кислоти має бути 1:6. Ексікатор щільно закривають кришкою. Отриманий таким чином розчин хлористоводневої кислоти, вільної від домішок кальцію, щільністю 1,15 можна використовувати приблизно через 4 дні. Зберігають розчин у поліетиленовому посуді.

Діетиловий ефір (етиловий ефір медичний) за нормативним документом.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Кислота азотна, ос.ч., за ГОСТ 11125 .

Кислота фтористоводнева, ос.ч., найвищої категорії.

Кислота хлорна, х.ч.

Кальцію карбонат, ос.ч.

Стандартні розчини кальцію.

5.1 Приготування стандартних розчинів кальцію

5.1.1 Розчин А: 0,250 г карбонату кальцію, висушеного при температурі 100 °C протягом 1 години та охолодженого в ексикаторі до кімнатної температури, поміщають у склянку, обережно додають 10 см. хлористоводневої кислоти (1:2), накривають склянку годинниковим склом і розчиняють при помірному нагріванні. Розчин охолоджують, переносять у мірну колбу місткістю 1 дм. , доливають до мітки водою і перемішують. 1 см розчину, містить А 100 мкг кальцію. Зберігають розчин у герметично закритому поліетиленовому посуді.

5.1.2 Розчин Б: вносять 10 см розчину, А в мірну колбу місткістю 100 см , додають 5 см хлористоводневої кислоти (1:9), доливають до мітки водою і перемішують. У 1 см розчину міститься 10 мкг кальцію. Розчин готують безпосередньо перед вживанням.

5.1.3 Розчин B: у мірну колбу місткістю 100 см вносять 5 см розчину А додають 5 см хлористоводневої кислоти (1:9), доливають до мітки водою і перемішують. У 1 см розчину міститься 5 мкг кальцію. Розчин готують безпосередньо перед вживанням.

6 Підготовка до проведення аналізу

6.1 Підготовку приладу до вимірювань проводять відповідно до інструкції з експлуатації та обслуговування приладу. Інструментальні параметри приладу та витрати трьох потоків аргону встановлюють у межах, що забезпечують максимальну чутливість визначення кальцію.

6.2 Встановлення градуювальних характеристик проводять по розчину (5.1.3) і розчину хлористоводневої кислоти (1:9). Для кожного розчину виконують щонайменше п'ять вимірювань інтенсивностей аналітичної лінії кальцію при довжині хвилі 393,37 нм (або 396,847 нм). За середніми значеннями інтенсивностей обчислюють параметри градуювальних характеристик. Масову частку кальцію в розчині виражають у відсотках, відповідних навішуванні проби (0,10% для навішування масою 0,5000 г). Параметри градуювальних характеристик записують пам'ять комп'ютера.

Примітка — Дозволяється застосовувати інші методи визначення параметрів градуювальних характеристик, якщо це передбачено математичним забезпеченням приладу.

6.3 Наважку проби масою 0,5000 г, попередньо промиту в діетиловому ефірі або етиловому спирті та висушену, розчиняють одним із двох способів.

Спосіб 1: навішування поміщають у фторопластовий склянку, додають 15 см хлористоводневої кислоти, накривають фторопластової кришкою і розчиняють при помірному нагріванні. Потім розчин злегка охолоджують і додають 3-5 см. азотної кислоти. Після припинення бурхливого спінювання додають 5 см. хлорної кислоти та 3-5 см фтористоводневої кислоти. Продовжують помірне нагрівання до виділення густих білих парів хлорної кислоти.

Попередження: хлорна кислота може вибухати у присутності аміаку, парів азотної кислоти та будь-яких органічних реактивів.

Розчин охолоджують, омивають стінки склянки водою та продовжують нагрівання до припинення виділення парів хлорної кислоти. Солі розчиняють у 5 см хлористоводневої кислоти, додають 20 см води та нагрівають до кипіння. Гарячий розчин профільтровують у мірну колбу місткістю 100 см через фільтр середньої щільності, попередньо промитий 5-6 разів гарячою хлористоводневою кислотою (1:2) і кілька разів бидистильованою водою. Осад на фільтрі промивають гарячою кислотою хлористоводневої (1:9), додаючи її невеликими порціями до повного відмивання фільтра від солей заліза, а потім кілька разів невеликими об'ємами гарячої води. Фільтр відкидають. Розчин у мірній колбі доводять до мітки та перемішують.

Спосіб 1 слід використовувати при аналізі чавунів та вуглецевих сталей.

Спосіб 2: навішування проби поміщають у фторопластовий склянку, додають 15 см хлористоводневої кислоти, накривають фторопластової кришкою і розчиняють при помірному нагріванні. Потім розчин злегка охолоджують, додають 3-5 см. азотної кислоти та знову нагрівають до кипіння. Після повного розчинення проби розчин випарюють до вологих солей і додають 5 см хлористоводневої кислоти та 20 см води. Після повного розчинення солей переводять розчин у мірну колбу місткістю 100 см. , доводять до мітки водою і перемішують

ють.

6.4 Паралельно з розчиненням проби, виконуючи всі операції методики та використовуючи ті ж кількості реактивів, проводять розчинення навішування карбонильного заліза (0,5000 г). Використовують цей розчин як розчин контрольного досвіду для внесення поправки в результати аналізу на вміст кальцію в реагентах.

6.5 Приготування розчинів, що використовуються для контролю стабільності градуювальних характеристик

6.5.1 Три навішування заліза масою по 0,5 г поміщають у фторопластові склянки, додають по 15 см хлористоводневої кислоти та по 5 см азотної кислоти, накривають фторопластовими кришками і розчиняють при помірному нагріванні. Після повного розчинення заліза розчин випарюють до вологих солей, додають по 5 см хлористоводневої кислоти та по 20 см води, доводять до кипіння, охолоджують і переносять у мірні колби місткістю 100 см кожна.

6.5.2 Три мірні колби, що містять розчини заліза, приготовані, як описано в 6.5.1, вводять вказані в таблиці 2 обсяги стандартного розчину Б, доводять до мітки водою і перемішують.


Таблиця 2

Отримані таким чином розчини 1, 2 і 3 використовують при контролі стабільності градуювальних характеристик.

Примітка — Необхідно зрівняти матричний склад розчинів, що використовуються для контролю стабільності градуювальних характеристик, із складом аналізованих зразків при вмісті останніх: хрому і нікелю — більше 10%; марганцю, ванадії, титану та міді — понад 5%; вольфраму, алюмінію та кобальту - більше 2%.


З цією метою розчини 1, 2, 3 готують, як описано в 6.5.1, вводячи крім навішування заліза навішування інших металів у кількостях, відповідних їх вмісту в зразку, що аналізується.

Загальна сума навішування не повинна перевищувати (0,50±0,01) м. Далі - як зазначено в 6.5.2.

Розчини 1 та 2 використовують для контролю стабільності градуювальних характеристик при аналізі матеріалів з масовою часткою кальцію до 0,02%, а розчини 1 та 3 використовують відповідно при аналізі матеріалів з масовою часткою кальцію від 0,02% до 0,10%.

Розчини, які використовуються контролю стабільності градуировочных характеристик, готують кожної партії аналізованих проб.

Примітка - Для підготовки всієї серії розчинів аналізованих зразків, контрольного досвіду та розчинів 1, 2, 3 використовують реактиви з однієї партії.

7 Проведення аналізу

7.1 Контроль стабільності градуювальних характеристик здійснюють за процедурою, передбаченою математичним забезпеченням приладу, перед початком аналізу. Для контролю стабільності по нижній точці градуювального графіка використовують розчин 1, а для контролю стабільності по верхній точці градуювального графіка - розчини 2 і 3 при аналізі сталей з масовими частками кальцію, зазначеними в таблиці 1. Для цього виконують 3-5 вимірювань інтенсивностей кальцію, розпорошуючи у плазму відповідні розчини.

Примітка — Дозволяється застосування інших способів контролю стабільності характеристик градуювання, передбачених програмними забезпеченнями приладів.

7.2 Вимірювання масової частки кальцію для кожного розчину аналізованих проб проводять наступним чином. Розпорошуючи в плазму відповідний розчин, виконують по три паралельні вимірювання, середній результат яких буде одним визначенням масової частки кальцію в пробі.

7.3 Вимір масової частки кальцію в розчині контрольного досвіду проводять, як описано в 7.2.

7.4 Після кожного вимірювання систему промивають розпорошенням у плазму розчину хлористоводневої кислоти (1:9).

8 Обробка результатів

8.1 Масову частку кальцію в пробі , %, обчислюють за формулою

, (1)

де - масова частка кальцію в аналізованому розчині проби, %;

- Масова частка кальцію в розчині контрольного досвіду, %.

За остаточний результат аналізу приймають середньоарифметичні результати двох паралельних визначень за двома незалежними наважками аналізованої проби.

Абсолютні розбіжності результатів паралельних визначень при довірчій ймовірності 0,95 не повинні перевищувати розбіжностей, що допускаються, для відповідного інтервалу концентрацій, наведених у таблиці 3.


Таблиця 3 - Нормативи оперативного контролю похибки та її випадкової складової

В процентах

Нормативи оперативного контролю збіжності та нормативи контролю відтворюваності розраховані за рівня довірчої ймовірності 0,95. Нормативи оперативного контролю похибки розраховані за довірчої ймовірності 0,85.

При отриманні результатів з розбіжностями більш допустимих аналіз слід повторити, використовуючи нові наважки зразка. Якщо при повторному аналізі розбіжності результатів паралельних ухвал знову перевищують допустимі, пробу бракують і замінюють на нову.

8.2 Періодичність контролю похибки вимірювань – за нормативними документами, затвердженими в установленому порядку.