---

А.5.3 Ротаметр 3 для измерения расхода кислорода от 0,2 до 3 дм³/мин.

А.5.4 Трубчатая электропечь 9, обеспечивающая внутри трубки постоянную температуру 1420 °С.

А.5.5 Огнеупорная трубка 6, предназначенная для сжигания пробы при 1450 °С, состоящая из широкой части внутренним диаметром 27 мм и длиной 450 мм и узкой части внутренним диаметром 3 мм и длиной 250 мм.

Примечания

1. Место сужения трубки должно приходиться на центральную, самую горячую зону.

2. Соединение трубки 6 с газовым выпускным краном 10 подвергается воздействию очень горячей газообразной смеси, покидающей электропечь, и поэтому должно охлаждаться, в особенности, если оно изготовлено из натурального или синтетического каучука. Охлаждение должно быть таким, чтобы температура на внутренней поверхности соединения, находящейся в соприкосновении с газообразной смесью, не превы­шала 40 °С.

А.5.6 Кран для пуска кислорода 4.

А.5.7 Устройство 5 для пуска кислорода с окошком, позволяющим визуально наблюдать за процессом сжигания (рисунок А.2).

1 — цветное стекло, установленное на эпоксидной смоле; 2— уплотнительная резиновая прокладка; 3 — водяная камера; 4— отвод воды; 5— трубка сжигания; 6— уплотнительная резиновая прокладка; 7— подача воды; 8— подача кислорода;

9 — тороидальная прокладка; 10 — втулка с насечкой

Рисунок А.2 — Устройство для трубки сжигания с водяным охлаждением

А.5.8 Платина — платинородиевая термопара 7, высокотемпературный конец которой располагается у внешней поверхности трубки поблизости от лодочки и огнеупорной капсулы. Необходимо установить и периодически проверять зависимость между температурой внутри трубки 6 и показаниями прибора.

А.5.9 Лодочка 8, изготовленная из огнеупорного материала, с широким плоским дном длиной от 80 до 100 мм, высотой 8—9 мм, шириной 15—16 мм, предназначенная для сжигания навески и выдерживающая двухкратный нагрев до 1420 °С (рисунок А.З).

1 — лодочка; 2 — капсула

Рисунок А.З

А.5.10 Огнеупорная капсула 15 (рисунок А.1), изготовленная из материала, состоящего из диоксида алюминия и 12,0 % — 15,0 % оксида кремния, внутренним диаметром 14 мм, наружным диаметром 16 мм, длиной 50 мм. Пористость капсулы обеспечивает постоянный равномерный поток газа через всю поверхность навески при заданном расходе газа от 4 до 5 дм³/мин и давлении 250 мм водного столба (рисунок А.З). Перед применением лодочку и капсулу прокаливают в потоке чистого кислорода при 1420 ’С в течение 10 мин и хранят в эксикаторе.

А.5.11 Газовый впускной кран 10 внутренним диаметром 2,5 мм, предназначенный для того, чтобы не допустить подъема абсорбирующего раствора по барботажной трубке, когда печь открывают для того, чтобы вставить в нее лодочку с огнеупорной капсулой, и во время предварительного нагрева, когда в результате окисления металла в печи создается вакуум.

А.5.12 Барботажная трубка 13 (рисунок А.1) с отверстиями приведена на рисунке А.4.

Рисунок А.4 — Барботажная трубка с отверстиями

А.5.13 Поглотительный сосуд 14 диаметром не менее 35 мм, высотой 140 мм.

А.5.14 Бюретка 12 вместимостью 10 см³, заполненная стандартным раствором натрия (А.4.7).

А.5.15 Газовая трубка 11 должна быть максимально короткой.

А.6 Отбор и подготовка проб

Отбор и подготовку проб для анализа проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 7565.

А. 7 Методика проведения анализа

В связи с опасностью взрыва при проведении анализа необходимо исключить все возможные контакты хлорнокислого магния с органическими веществами.

А.7.1 Подготовка к анализу

Для того, чтобы убедиться в герметичности установки, полноте выгорания навески и отсутствии серы в огнеупорных материалах, необходимо перед выполнением анализа провести предварительное определение серы в нескольких навесках стали или чугуна с известной массовой долей серы. Проверку герметичности аппаратуры можно проводить, не вводя лодочку с капсулой в трубку для зажигания.

Примечание - Результаты, полученные при этих определениях, а также разница между средним значением и известной массовой долей серы в анализируемых пробах, не должны отличаться от соответству­ющих значений, присущих всем методам определения серы.

А.7.2 Навеска

Масса навески анализируемой пробы в виде мелкой стружки размером в несколько десятых долей миллиметра должна составлять:

1,0 ± 0,001 г — при массовой доле серы в образце менее 0,10 %;

0,5 ± 0,001 г — при массовой доле серы в образце 0,10 %—0,20 %;

при массовой доле серы более 0,20 % величину навески анализируемой пробы необходимо рассчитать таким образом, чтобы массовая доля серы в ней составляла не более 1000 мкг. Для сохранения одинаковых условий сжигания навеску пробы следует дополнить до 1 г чистым железом (А.4.4).

А.7.3 Проведение анализа

А.7.3.1 Сжигание нежаропрочных сталей и чугунов

Электрическую печь 9 нагревают так, чтобы внутри трубки температура составляла не менее 1420 °С. Открывают краны 4 и 10, пропускают кислород со скоростью 1,2 дм³/мин через печь в сосуд с поглотительным раствором (А.4.6), при этом уровень раствора должен обязательно подняться на 80 мм выше отверстий барботажной трубки 13.

Добавляют в поглотительный раствор 4—5 капель смеси индикаторов (А.4.8) и нейтрализуют его стандартным раствором тетраборнокислого натрия (А.4.7) до получения устойчивой светло-зеленой окраски раствора. Отмечают уровень стандартного раствора в бюретке в кубических сантиметрах.

Закрывают краны 4 и 10, прекратив подачу кислорода. Открывают заслонку входного устройства 5 и помещают лодочку с капсулой и анализируемой пробой в широкую, наиболее нагретую часть трубки сжигания 6. Закрывают заслонку входного устройства 5, открывают входной кран 4 для потока кислорода со скоростью 1,2 дм³/мин, а затем быстро открывают кран для вывода газа 10.

Навеску пробы сжигают в течение 3 мин в потоке кислорода. Образующийся при этом сернистый газ полностью переходит из трубки сжигания в поглотительный сосуд, где поглощается поглотительным раствором, который титруют в течение 4 мин стандартным раствором тетраборнокислого натрия (А.4.7) до получения устойчивой светло-зеленой окраски. Отмечают уровень стандартного раствора в бюретке И₂ в кубических сантиметрах.

Конец титрования можно установить также потенциометрическим методом.

А.7.3.2 Сжигание жаростойких сталей и чугунов

В связи с тем, что начальный этап сжигания этих сталей и чугунов затруднителен, к навеске пробы необходимо добавлять определенное количество плавня (А.4.5), но при этом следует иметь в виду, что размеры лодочки и капсулы рассчитаны для сжигания навески массой не более 1,2 г.

А. 8 Обработка результатов

А.8.1 Массовую долю серы S, %, вычисляют по формуле

(И, - К) (И, - И,)

5=0,00010 — ^L 100 = 0,010 — —, (А.1)

тп тп

где 0,00010 — массовая концентрация раствора тетраборнокислого натрия, г/см³ серы;

(И₂ — И,) — объем раствора тетраборнокислого натрия, израсходованный на титрование, см³;

m — масса навески анализируемой пробы, г.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)

Сталь и чугун. Определение массовой доли серы методом инфракрасной абсорбционной
спектроскопии после сжигания навески пробы в индукционной печи (ИСО 4935—89)

Б.1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает инфракрасно-абсорбционный метод определения массовой доли серы в стали и чугуне после сжигания пробы в индукционной печи.

Метод применяют при определении массовой доли серы в диапазоне 0,002 %— 0,10 %.

Б.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 5583—78 (ИСО 2046—73) Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия

ГОСТ 7565—81 (ИСО 377-2—89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для 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

Б.З Сущность метода

Метод основан на сжигании навески пробы в высокочастотной индукционной печи в потоке кислорода в присутствии плавня и определении количества образовавшегося диоксида серы по поглощению в инфра­красной области.

Б.4 Реактивы и материалы

При проведении анализа, если нет других указаний, используют реактивы известной аналитической чистоты, дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.

Б.4.1 Кислород чистотой не менее 99,5 % по ГОСТ 5583.

Для удаления органических примесей, содержащихся в кислороде, перед фильтром очистки устанавли­вают трубку с катализатором (диоксид меди или платина), нагретую до температуры выше 450 "С.

Б.4.2 Железо металлическое с массовой долей серы менее 0,0005 %.

Б.4.3 Растворитель, пригодный для промывки жирной или грязной стружки, например ацетон.

Б.4.4 Магний хлорнокислый Mg(C10₄)₂ размером частиц 0,7—1,2 мм.

Б.4.5 Плавень — вольфрам с массовой долей серы не более 0,0005 %. Размер частиц плавня зависит от типа используемого прибора.

Б.4.6 Стандартные растворы серы.

Взвешивают с точностью до 0,1 мг указанные в таблице Б.1 количества сернокислого калия, предвари­тельно высушенного при 105—110 °С в течение 1 ч до постоянной массы и охлажденного в эксикаторе.

Переносят навески в семь мерных колб вместимостью 100 см³, растворяют в дистиллированной воде, доводят до метки (дистиллированной водой) и перемешивают.

Таблица Б. 1

Б.4.7 Аскарит (асбест, пропитанный гидроксидом натрия) размером частиц от 0,7 до 1,2 мм.

Б.5 Аппаратура

При проведении анализа, если нет других указаний, применяют только обычный лабораторный прибор.

Вся лабораторная стеклянная посуда должна соответствовать ГОСТ 29251, ГОСТ 29169 и ГОСТ 1770.

Характеристики выпускаемых промышленных приборов приведены в приложении В.

Б.5.1 Микропипетки на 50 и 100 см³ с погрешностью измерения не более 1 см³.

Б.5.2 Капсула оловянная диаметром около 6 мм, высотой 18 мм, объемом 0,4 см³, массой 0,3 г.

Б.5.3 Тигли керамические, способные выдержать нагрев в индукционной печи. Перед использованием тигли прокаливают в электропечи в воздухе или струе кислорода в течение двух часов при температуре 1100 “С и хранят в эксикаторе.

Примечание — При определении низких содержаний серы рекомендуется прокаливать тигли при температуре 1350 °С в струе кислорода.

Б.6 Отбор и подготовка проб

Отбор и подготовку проб для анализа проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 7565.

Б.7 Методика проведения анализа

Техника безопасности

Основная опасность связана с возможностью получения ожогов при предварительном прокаливании керамических тиглей и работе с расплавом. Следует пользоваться специальными щипцами для тиглей и контейнерами для использованных тиглей. При использовании баллонов с кислородом следует соблюдать обычные для этого случая меры предосторожности. После завершения сжигания пробы следует немедленно удалить кислород из печи, так как повышенное содержание кислорода в замкнутом пространстве может привести к воспламенению и взрыву.

Б.7.1 Подготовка к анализу

Для предварительной очистки кислород пропускают через трубку, заполненную аскаритом (асбестом, пропитанным раствором гидроксида натрия), и трубку с хлорнокислым магнием. Для очистки кислорода от пыли используют фильтр из стекловаты или металлическую сетку из нержавеющей стали, которые следует чистить или заменять по мере необходимости. Камеру сгорания печи, подставку под тигли и фильтры необходимо периодически чистить для удаления осевших окислов.

Каждый блок оборудования после его включения необходимо прогреть в течение времени, указанного в инструкции к прибору.

После очистки камеры сгорания печи, замены или очистки фильтров, а также после перерыва в работе прибора для стабилизации его работы необходимо провести сжигание нескольких проб, состав которых аналогичен анализируемым.

Через установку пропускают кислород и устанавливают контрольно-измерительные приборы на нуль. Если шкала измерительного прибора регистрирует массовую долю серы сразу в процентах, необходимо настроить прибор для каждой области калибровки. Для этого выбирают стандартный образец с массовой долей серы, близкой к максимальному в калибровочном интервале. Анализ образца проводят, как указано в Б.7.4, и устанавливают аттестованное значение массовой доли серы на измерительной шкале прибора.

Примечание — Настройку шкалы проводят перед калибровкой по Б,7.4, она не заменяет и не корректирует саму калибровку.

Б.7.2 Проба для анализа

Анализируемую пробу обезжиривают, промыв в соответствующем растворителе, высушивают для удале­ния следов растворителя и взвешивают с точностью до 1 мг:1 г — при массовой доле серы менее 0,04 %;

0,5 г — при массовой доле серы более 0,04 %.

Примечание — Масса навески может зависеть от типа используемого анализатора.