т0— масса кислорода в образце для мониторирования, который находится в канале анализируемой пробы, г;
п0' — количество зарегистрированных импульсов от образца для мониторирования, который находится в канале анализируемой пробы.
Анализ компактных проб можно проводить при условии п°/т0 104, некомпактных — при
соотношении ло'//ио s 2 • 104; в противном случае следует провести замену нейтронной трубки
генератора нейтронов. Периодичность градуирования — в соответствии с инструкцией.
Проведение анализа
Анализ проводят в соответствии с техническим описанием и инструкцией.
Для установок, не оборудованных системами вращения образца на позициях облучения
и измерения, число циклов облучения — измерения должно быть не менее четырех.
Обработка результатов
Массовую долю кислорода в анализируемом образце Х2, %, вычисляют по формуле
Xi =
К(П - Иф! )
(4)
/Поб («0 - Лф2 ) ’
где К— градуировочный коэффициент, определяемый по 4.5.2, г-%;
nt — количество зарегистрированных импульсов от анализируемого образца;
и — количество зарегистрированных импульсов фона по каналу анализируемого образца;
— масса анализируемого образца, г;
и. — количество зарегистрированных импульсов фона по каналу монитора.
При использовании установок типов К-1 и К-7 массовую долю кислорода вычисляют с помощью арифметического устройства.
При использовании транспортных контейнеров следует вводить поправку на массовую долю кислорода в материале контейнера и в воздухе, находящемся внутри него между частицами образца.
В этом случае массовую долю кислорода в анализируемом образце Х3, %, вычисляют по формуле
от АІ+0,03(Й- Гоб)
(5)
№об
где Х2 массовая доля кислорода, рассчитанная по формуле (4), %;
V& — объем анализируемого образца, см3 ~ “р^)?
0,03 — коэффициент, учитывающий долю кислорода в воздухе, (г/см3)-%.
Массовую долю кислорода в материале транспортного контейнера определяют путем предварительного анализа пустого контейнера, имеющего отверстия для удаления активированного во время облучения воздуха из внутреннего объема.
Допускаемые расхождения результатов с доверительной вероятностью Р=0,95 не должны превышать значений, указанных в таблице 1.
метода
ГАЗА-НОСИТЕЛЯ
Таблица 1 — Нормы допускаемых расхождений
|
Массовая доля кислорода, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, % |
|||
|
для сходимости |
для воспроизводимости |
|||
|
компактных образцов |
некомпактных образцов |
компактных образцов |
некомпактных образцов |
|
|
От 0,020 до 0,040 включ. Св. 0,040 » 0,060 » » 0,060 » 0,090 » » 0,090 » 0,120 » » 0,120 » 0,150 » » 0,15 » 0,20 » » 0,20 » 0,30 » » 0,30 » 0,40 » » 0,40 » 0,50 » |
0,005 0,007 0,009 0,012 0,015 0,02 0,03 0,04 0,05 |
0,013 0,016 0,020 0,024 0,030 0,04 . 0,05 0,06 0,07 |
0,007 0,010 0,014 0,018 0,022 0,03 0,04 0,05 0,06 |
0,016 0,019 0,024 0,029 0,036 0,05 0,06 0,07 0,08 |
5 МЕТОД ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПЛАВЛЕНИЯ В ТОКЕ ИНЕРТНОГО
Метод основан на реакции взаимодействия растворенного и связанного кислорода с углеродом графитового тигля при высокой температуре. Кислород из расплавленного образца выделяется в газовую фазу в виде оксида углерода. Оксид углерода поступает в анализатор, обеспечивающий количественный анализ экстрагированного газа.
Аппаратура, материалы и реактивы
Экспресс-анализаторы кислорода типов РО-116 фирмы ЛЕКО, 02А-2002 фирмы ЛЕЙБОЛЬД- ХЕРЕУС, АК-7516 конструкции НПО Черметавтоматика и их модификации. Аппаратура должна пройти метрологическую аттестацию в соответствии с ГОСТ 8.326.
Допускается использование другой аппаратуры, обеспечивающей получение метрологических
параметров, предусмотренных настоящим стандартом.
Для подготовки образцов к анализу и проведения анализа используют следующие материалы и реактивы
.Тигли графитовые фирм — изготовителей анализаторов или тигли марок УК-1 [1], ТГ-1 (по чертежу ФЭ7768003 «Э») завода «Электроугли».
Цеолит марки 5А.
Газ-носитель.
Азот поверочный нулевой марки Б [2].
Аргон газообразный, сорт высший по ГОСТ 10157.
Азот газообразный по ГОСТ 9293.
Кислород газообразный по ГОСТ 5583.
Поверочная газовая смесь окиси углерода с азотом, марки Б [3].
Стандартные образцы состава титанового сплава по ГОСТ 8.315 с аттестованной массовой долей кислорода от 0,02 до 0,50 % (например, ГСО № 3608—87 состава сплава титанового марки ВТ16).
Прутки первичного никеля марки Н1 или Н2 по ГОСТ 849.
Прутки диаметром от 8 до 10 мм стали марки У8 или У12 по ГОСТ 1435.
Олово гранулированное марки О1 или 02 по ГОСТ 8603.
Надфили по ГОСТ 1465.
Тиски слесарные ручные по ГОСТ 4045.
Секундомеры.
Весы лабораторные 2-го класса точности по ГОСТ 24104.
Пинцеты по ГОСТ 21241.
Эксикаторы по ГОСТ 25336.
Ацетон по ГОСТ 2603.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
Бензин авиационный по ГОСТ 1012.
Магния перхлорит [4]. Батист4.
Подготовка к анализу
Подготовка образцов
Пробы для анализа отбирают по нормативной документации на конкретную продукцию.
Поверхность пробы не должна иметь оксидных пленок и загрязнений.
Цилиндрические образцы выгачивают на токарном станке, не допуская появления цветов побежалости (оксидных пленок). Поверхность образцов прямоугольной формы зачищают надфилем. Образцы не должны иметь трещин, заусенцев, раковин.
Масса и размеры образцов — в соответствии с техническим описанием анализатора.
Перед анализом образцы обезжиривают бензином, ацетоном, затем спиртом, сушат на чистой поверхности и взвешивают.
Подготовка аппаратуры
Аппаратуру готовят к работе в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации (далее — инструкцией).
Построение градуировочного графика
Градуировочный график в координатах «Температура тигля, еС — напряжение тока нагрузки, В» строят по значениям температур плавления чистых металлов в диапазоне температур испытаний титановых сплавов. График строят при первичном запуске аппаратуры или замене партии тиглей.
Используя градуировочный график, устанавливают напряжение тока нагрузки при анализе и дегазации в соответствии с температурой, указанной в таблице 2.
Подготовка анализаторов
Для подготовки анализаторов типов РО-116 и 02А-2002 используют поверочную газовую смесь окиси углерода с азотом при объемной доле окиси углерода не менее 99 %. Порядок подготовки — по инструкции.
Работоспособность системы титрования анализаторов типа АК-7516 проверяют продувкой газоподводящей трубки преобразователя, медленно выдыхая воздух (при дыхании) и добиваясь отклонения стрелки индикатора pH-метра на 0,5—0,65 Р, где Р — максимальное значение по шкале. Полученное значение свидетельствует о пригодности растворов в измерительной ячейке. При меньшем отклонении стрелки индикатора растворы заменяют в соответствии с инструкцией.
В соответствии с инструкцией определяют поправку контрольного опыта (ПКО) и вводят ее в микропроцессор. Определение проводят на тех же режимах дегазации и анализа, что и для образца, с введением компенсатора массы образца, указанного в инструкции.
При значении ПКО более 64 О-4 % партию тиглей отжигают при остаточном давлении не более 6,65 Па (540-2 мм рт. ст.) и температуре 1900—2000 *С в течение 4—5 ч. После охлаждения тиглей при указанном давлении до комнатной температуры и извлечения их следует хранить в эксикаторах или полиэтиленовых пакетах, заполненных сухим азотом.
Среднее значение ПКО вводят в запоминающее устройство анализатора в виде реактивного значения со знаком минус в соответствии с инструкцией.
Градуирование анализаторов
Анализаторы градуируют с использованием СО. Порядок градуирования — в соответствии с инструкцией. Значение коэффициента градуирования вводят в микропроцессор.
Требования к СО — по 3.2.
Порядок определения массовой доли кислорода в анализируемых образцах должен соответствовать инструкции по эксплуатации анализатора конкретного типа (раздел «Работа»).
Для определения массовой доли кислорода в титане и титановых сплавах используют «холостую» ванну, загружаемую непосредственно в тигель на этапе его установки на нижний электрод печи перед дегазацией.
Оптимальные рабочие режимы, масса образцов и состав «холостой» ванны с учетом типов используемых анализаторов должны соответствовать указанным в таблице 2.
Таблица 2
анализатора
Масса
образца, г
Состав
«холостой*
ванны*
(соотношение
масс)
Разбавление
(соотношение
масс)**
Температура
анализа, *С
Время
экстракции, с
Температура
дегазации, ‘С
Время
дегазации, с
РО-116
0,2-0,3
02А-2002,
АК-7516
0,05-0,10
1:10
2200-2250
20-25
2500-2600
25-30
В числителе указана масса никеля или стали, в знаменателе — масса олова (относительная).
* В числителе указана масса анализируемого образца, в знаменателе — масса «холостой» ванны (относительная).
■■■ ■ ■■■ .... —- . - __ . . _______ _ —
Примечание — При подготовке «холостой» ванны и разбавлении допускается отклонение от занных массовых соотношений, но не более 15 %,
5.5 Обработка результатов
Результаты определения выдаются автоматически, высвечиваются на табло цифрового вольтметра или печатаются на ленте: для анализаторов типов РО-116 и АК-7516 — в процентах, для анализаторов типа 02А-2002 — в частях на миллион (млн-1).
Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 3, при доверительной вероятности Р = 0,95.
Таблица 3 — Нормы допускаемых расхождени
й
I,
Массовая доля кислорода, % ... — . . — . ,,, От 0,020 до 0,040 включ.
Св. 0,040 » 0,060 »
» 0,060 » 0,090 »
» 0,090 » 0,120 »
» 0,120 » 0,150 »
» 0,15 * 0,20 »
» 0,20 » 0,30 »
» 0,30 » 0,40 »
» 0,40 » 0,50 »
Абсолютное допускаемое расхождение, %
для сходимости
для воспроизводимости
0,013 0,016
0,020
0,024 0,030
0,04
0,05
0,06
0,07
0,016 0,019
0,024 0,029 0,036
0,05
0,06
0,07
0,08
[1] ТУ 48—4803—90/У—80
12] ТУ 6-21-39-79
13]
6-21-81-78
(4] ТУ 6-09-3880-75
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(информационное)
БИБЛИОГРАФИЯ
Тигли графитовые (Новочеркасский электродный завод, г. Новочеркасск Ростовской обл.)
Азот поверочный (Балашихинский кислородный завод, г. Балашиха Московской обл.)
Смесь поверочная газовая окиси углерода с азотом (Балашихинский кислородный завод, г. Балашиха Московской обл.)
Магний хлорнокислый (Березниковский химический завод, г. Березники, Пермской обл.)
УДК 669.14.001.4:006.354
МКС 120.50
В59
ОКСТУ 1709
Ключевые слова: титан, титановые сплавы, методы определения кислорода, аппаратура, материалы, реактивы
Редактор Л, И. Нахимова
Технический редактор Н. С. Гришанова
Корректор В.И. Варенцова
Компьютерная верстка С.В. Рябовой
Изд. лиц. № 021007 от 10.08.95. Сдано в набор 29.04.98. Подписано в печать 10.07.98. Усл.печл. 1,40. Уч.-издл. 0,91.
Тираж 237 экз. С 728. Зак. 492.
ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14.
Набрано в Издательстве на ПЭВМ
Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. “Московский печатник”, Москва, Лялин пер., 6
Плр № 080102
10,02 • Л?об. МИН
2т
3 В перечень не включены материалы и реактивы, используемые при эксплуатации конкретных типов аппаратуры и указанные в соответствующих инструкциях.
4 Допускается использование других материалов и реактивов, обеспечивающих точность измерений не ниже указанной в настоящем стандарте.
