Вату в шаре 11 следует менять по мере загрязнения.
Для контроля правильности результатов анализа в начале работы и через каждые 2-3 ч сжигают 2-3 навески стандартного образца стали или чугуна в присутствии плавня. Затем сжигают навеску плавня для установления поправки контрольного опыта.
Перед сжиганием пробы устанавливают нулевой уровень раствора в эвдиометре и уравнительной склянке. Для этого, повернув кран 14, соединяют эвдиометр с атмосферой и дают жидкости в бюретке и уравнительной склянке установиться на одном уровне.
Подвижную шкалу эвдиометра устанавливают так, чтобы мениски жидкости в обоих сосудах находились на нулевом делении шкалы. Нулевое положение растворов проверяют перед каждым определением содержания углерода.
Перед сжиганием каждой навески печь соединяют с атмосферой через кран 14 и, открыв кран 10, соединяющий печь с системой для очистки кислорода, пропускают кислород в течение 1-2 мин, после чего закрывают краны 10 и 14.
При необходимости, непосредственно перед анализом прокаливают фарфоровые лодочки в токе кислорода при рабочей температуре в течение 3-5 мин, охлаждают и хранят их в эксикаторе.
2.2.3. Проведение анализа
Навеску массой 0,5-1,0 г стали или 0,25-0,50 г чугуна помещают в фарфоровую лодочку, сверху покрывают равномерным слоем одного из плавней в количестве 0,5-1,0 г и с помощью крючка вводят в наиболее нагретую часть фарфоровой трубки, конец которой закрывают пробкой, соединяя таким образом печь с кислородным баллоном и газоанализатором.
При анализе углеродистых сталей допускается проводить сжигание навески пробы без плавня.
Через 10-20 с после ввода лодочки в трубку (время, необходимое, чтобы лодочка и навеска приняли температуру печи) пропускают через трубку предварительно очищенный кислород со скоростью пропускания 0,2-0,4 дм3/мин (0,03 кгс/см2) в течение 1 мин.
С помощью крана 14 на некоторое время разъединяют холодильник 13 и эвдиометр 16 с тем, чтобы сжигание проходило при некотором избытке кислорода. Затем кран 14 ставят в положение, при котором газовая смесь поступает в эвдиометр. Газовую смесь подают в эвдиометр во время сжигания пробы периодически при помощи зажима.
Уравнительную склянку ставят на подставку в верхней части газоанализатора и оставляют ее в таком положении, пока кислород и продукты горения не вытеснят жидкость из верхней части эвдиометра. Затем уравнительную склянку ставят в нижнее положение (на подставку) и оставляют в этом положении до тех пор, пока уровень жидкости не опустится примерно до деления шкалы 0,20. Разъединяют пробку с фарфоровой трубкой и извлекают из трубки лодочку. При этом уровень жидкости должен установиться в эвдиометре на нулевом делении шкалы, а в уравнительной склянке - на одной горизонтали с ним. Затем, меняя положение крана 14, переводят газовую смесь из эвдиометра в поглотительный сосуд 18, следя за тем, чтобы в верхней части эвдиометра не оставалось пузырьков газа.
Из поглотительного сосуда 18 остаток газа вновь перекачивают в эвдиометр. Эту операцию повторяют еще раз. Затем устанавливают кран 14 в положение полного разъединения эвдиометра с поглотительным сосудом и измеряют объем газа в эвдиометре. Для этого жидкость в уравнительной склянке и эвдиометре устанавливают на одном уровне, дают выдержку 1 мин, чтобы стекла жидкость, оставшаяся на стенках эвдиометра, после чего, уравняв точно мениски, по шкале эвдиометра определяют объем поглощенного диоксида углерода (пропорциональный содержанию углерода в анализируемом материале), записывая соответствующее деление шкалы. Резиновый шланг, соединяющий эвдиометр с уравнительной склянкой, должен находиться в горизонтальном положении на столе. Отмечают температуру газа в бюретке и атмосферное давление. Освобождают бюретку из газа и подготавливают аппарат для последующего сжигания.
Проверку температуры и давления проводят каждые 1,0-1,5 ч.
При анализе высокоуглеродистой стали и чугуна для контроля полноты сгорания углерода дополнительно дожигают навеску, повторно отбирают газ из печи и определяют содержание в нем углерода. Результаты, полученные при двух отборах, суммируют и принимают за окончательный результат.
2.3. Определение углерода (0,01-0,20 %) с применением эвдиометра со шкалой до 0,25 % углерода
2.3.1. Аппаратура и реактивы
Аппаратура, реактивы, растворы и схема установки - по п. 2.2.1 с дополнениями.
Электропечь двухтрубчатая.
Фарфоровые или огнеупорные муллитокремнеземистые трубки № 7 или № 8, неглазурованные, длиной 750-800 мм, внутренним диаметром 20-22 мм. Одна из них служит для очистки кислорода от примесей, содержащих углерод, другая - для сжигания навесок стали.
Для очистки газов, поступающих из первой трубки, служат две промывные склянки: заполненные раствором гидроксида бария для поглощения диоксида углерода, содержащего в техническом кислороде, и с концентрированной серной кислотой - для поглощения влаги.
Эвдиометр со шкалой 0,25 % углерода.
Уравнительная склянка с боковой трубкой, заполненная раствором серной кислоты.
Бария гидроксид по ГОСТ 4107-78, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.
2.3.2. Подготовка аппаратуры
Перед началом работы установку приводят в рабочее состояние. Концы фарфоровых трубок закрывают резиновыми пробками со вставленными в них стеклянными или латунными трубками. Один конец фарфоровой трубки, предназначенной для очистки кислорода от примесей, содержащих углерод, соединяют резиновым шлангом через очистительные склянки с кислородным баллоном, другой конец через склянки для очистки газов соединяют с одним концом фарфоровой трубки, предназначенной для сжигания навесок. Второй конец трубки для сжигания с помощью резинового шланга соединяют с газоанализатором. После этого установку проверяют на герметичность при рабочей температуре как приведено в п. 2.2.2.
2.3.3. Проведение анализа
Навеску стали массой 1 г, предварительно промытую эфиром, этиловым спиртом или ацетоном и высушенную, помещают в фарфоровую лодочку, заранее прокаленную в токе кислорода при рабочей температуре, и далее проводят анализ как приведено в п. 2.2.3.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Находят поправку на температуру и давление для условий, в которых проводилось определение массовой доли углерода.
Массовую долю углерода (X) в процентах вычисляют по формуле
где A и A1 - показания шкалы эвдиометра после поглощения диоксида углерода при сжигании навесок анализируемого образца и контрольного опыта соответственно, %;
К - поправочный коэффициент на температуру и атмосферное давление, выбирается в соответствии с условиями градуировки прибора;
m - масса навески образца, г.
2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли углерода для стали приведены в табл. 1, для чугуна в табл. 2.
3.1. Сущность метода
Метод основан на сжигании навески пробы в токе кислорода при температуре 1250-1350 °С, поглощении образовавшегося диоксида углерода поглотительным раствором с определенным начальным значением рН и последующем измерении на установке для кулонометрического титрования, необходимого для восстановления исходного значения рН количества электричества, которое пропорционально массовой доле углерода в навеске пробы.
3.2. Аппаратура и реактивы
Кулонометрическая установка типа АН 7529, АН 7560 со всеми принадлежностями (кулонометр, поглотительные сосуды, рН-метр, корректор массы) или любого другого типа, обеспечивающая необходимую точность результатов анализа.
Горизонтальная трубчатая печь любого типа, обеспечивающая нагрев до температуры 1350 °С.
Кислород по ГОСТ 5583-78.
Трубки фарфоровые или огнеупорные муллитокремнеземистые по нормативно-технической документации длиной 600-800 мм, внутренним диаметром 20-22 мм.
Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147-80.
Муфельная печь типа СНОЛ по нормативно-технической документации или любого другого типа, обеспечивающая температуру нагрева не ниже 900 °С. Лодочки фарфоровые предварительно прокаливают при температуре не ниже 900 °С в течение суток, если прокаливание проводят в токе кислорода, то достаточно 3-4 ч. Прокаленные лодочки сохраняют в эксикаторе, содержащем гидроксид бария. Шлиф крышки эксикатора не следует покрывать смазывающим веществом.
При необходимости, непосредственно перед анализом прокаливают лодочки в токе кислорода при рабочей температуре в течение 3-5 мин. Прокаленные лодочки хранят в эксикаторе.
Марганца диоксид по ГОСТ 4470-79.
Свинец гранулированный по нормативно-технической документации.
Гидроперит по нормативно-технической документации.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.
Эфир этиловый по ГОСТ 22300-76.
Ацетон по ГОСТ 2603-79.
Поглотительный и вспомогательный растворы готовятся в соответствии с типом применяемой кулонометрической установки.
Плавни: медь по ГОСТ 546-79, олово по ГОСТ 860-75, железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79 или оксиды этих металлов. Допускается применение других плавней. Плавни должны быть проверены на содержание углерода. Массовая доля углерода в плавне не должна превышать величины допускаемых расхождений для соответствующего значения массовой доли углерода, приведенных в табл. 1 и 2.
3.3. Проведение анализа
Прибор подготавливают к работе в соответствии с инструкцией и проводят его градуировку по стандартным образцам. Для удаления следов углерода из установки перед началом анализа через установку пропускают кислород и прокаливают трубку. Пропускание кислорода и прокаливание трубки проводят до получения минимального постоянного показания прибора.
При анализе пробы с массовой долей углерода менее 0,10 % необходима дополнительная очистка от диоксида серы. Для этого в фильтр-поглотитель, находящийся между поглотительным сосудом и печью, помещают диоксид марганца или гидроперит. Допускается использовать свинец для устранения влияния серы при ее массовой доле менее 0,03 %. Для этого после установления фарфоровой трубки и при каждой последующей ее замене сжигают навеску свинца.
Для контроля правильности результатов анализа перед началом работы и через каждые 2-3 ч во время работы сжигают 2-3 навески стандартного образца стали и чугуна с известной массовой долей углерода и близкой к определяемой.
Навеску пробы массой, установленной в зависимости от типа кулонометрической установки, помещают в фарфоровую лодочку и покрывают равномерным слоем плавня. Соотношение масс навесок плавня и пробы составляет 0,5:1 или 1:1.
При анализе углеродистых сталей допускается проводить сжигание навески пробы без плавня.
При анализе стали с массовой долей углерода менее 0,2 % стружку пробы при необходимости промывают эфиром или спиртом, или ацетоном, высушивают и отбирают навеску.
Лодочку с навеской и плавнем помещают в рабочую часть печи и сжигают пробу в токе кислорода при температуре 1250-1350 °С.
Анализ считают законченным, если показания прибора не изменяются в течение 1 мин или изменяются на величину холостого счета прибора.
3.4. Обработка результатов
Массовую долю углерода определяют по цифровому табло анализатора за вычетом результата контрольного опыта.
3.5. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли углерода приведены в табл. 1 и 2. Метод применяют при разногласиях в оценке качества углеродистой стали и нелегированного чугуна.
4.1. Сущность метода
Метод основан на сжигании навески пробы в токе кислорода при температуре 1350-1700 °С и определении количества образовавшегося диоксида углерода путем измерения поглощенной им инфракрасной радиации.
4.2. Аппаратура и реактивы
Автоматический анализатор, основанный на абсорбции инфракрасной радиации, любого типа со всеми принадлежностями.
Плавень 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.
Для контроля правильности результатов анализа перед началом работы и через каждые 2-3 ч во время работы сжигают 2-3 навески стандартного образца стали или чугуна с известной массовой долей углерода и близкой к определяемой.
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Массовую долю углерода определяют по цифровому указателю анализатора за вычетом результата контрольного опыта.
4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли углерода приведены в табл. 1 и 2.
5.1. Сущность метода
Метод основан на свойстве графита не растворяться при растворении пробы чугуна или стали в разбавленной азотной кислоте. Осадок отфильтровывают, высушивают, сжигают в токе кислорода и определяют массовую долю графита газообъемным или кулонометрическим методом, или методом инфракрасной спектроскопии.
5.2. Аппаратура и реактивы
Аппаратура, реактивы и растворы - по пп. 2.2.1, с дополнениями.
Насос Комовского или любого другого типа - для создания разрежения при фильтровании.
Асбест для фильтрования. Волокнистый асбест режут на кусочки длиной примерно 10 мм и обрабатывают при кипячении соляной кислотой по ГОСТ 3118-77 до тех пор, пока новые порции кислоты не перестанут окрашиваться в желтый цвет, свидетельствующий о наличии железа. После чего асбест отмывают от кислоты горячей водой, сушат и прокаливают при 800-850 °С в течение 0,5-1,0 ч до полного выгорания углерода. Необходимо проверить асбест на содержание углерода, сжигая его в печи в таком же количестве, как и при проведении анализа.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Индикатор дифениламин по ГОСТ 5825-70: 1 г дифениламина растворяют в 100 см3 серной кислоты по ГОСТ 4204-77 или в 100 см3 ортофосфорной кислоты по ГОСТ 6552-80.
