ГОСТ 12345-88 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения серы.
ГОСТ 12345-88
Группа В39
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮ3А ССР
СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ
Методы определения серы
Alloyed and high-alloyed steels.
Methods of sulphur determination
ОКСТУ 0809
Срок действия с 01.07.90
до 01.07.95*
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
С. М. Новокщенова, В. П. Замараев, А. И. Оржеховская
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23.09.88 N 3239
3. ВЗАМЕН ГОСТ 12345-80
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
3.3
| |
ГОСТ 546-79
| 2.3, 3.3 |
2.3
| |
4.3, 5.3
| |
| 2.3 |
| 3.3 |
| 3.3 |
| 2.3 |
| 2.3 |
| 3.3 |
| 2.3 |
| 2.3, 3.3 |
| 2.2, 3.2, 4.2 |
| 2.3 |
| 2.3, 3.3 |
| 2.3 |
| 2.3, 3.3 |
| 2.3, 3.3 |
ГОСТ 20560-81
| 1.1 |
| 2.3 |
| 2.2, 3.2 |
Настоящий стандарт устанавливает титриметрические методы определения серы: йодид-йодатный и тетраборатный (при массовой доле серы от 0,002 до 0,4%) и методы, основанные на применении автоматических анализаторов: кулонометрический и инфракрасно-абсорбционный (при массовой доле серы от 0,001 до 0,4%).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 20560-81.
2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ ЙОДИД-ЙОДАТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЫ
2.1. Сущность метода
Метод основан на сжигании навески стали в токе кислорода при температуре 1300-1400°С в присутствии плавней с последующим поглощением сернистого газа водой и титрованием образующейся сернистой кислоты титрованным раствором смеси йодноватокислого калия и йодистого калия в присутствии индикатора крахмала.
2.2. Аппаратура
Черт. 1
Черт. 2
В левый сосуд впаяна Г-образная стеклянная трубка диаметром 7 мм, оканчивающаяся барботером с поплавком, через который в поглотительный сосуд поступают газообразные продукты сжигания. В нижней части сосуда имеется кран для слива раствора.
Допускается применение поглотительной ячейки другой формы без сосуда сравнения.
Крючок, с помощью которого лодочки вводят в трубку для сжигания и извлекают из нее, изготовляют из жароупорной низкоуглеродистой проволоки квадратного или круглого сечения стороной квадрата или диаметром 3-5 мм, длиной 500-600 мм.
2.3. Реактивы и растворы
Кислород по ГОСТ 5583-78 чистотой не менее 99%.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или ГОСТ 14261-77.
Калия гидроокись по ГОСТ 24363-80 или натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77.
Магний хлорнокислый безводный (ангидрон) по нормативно-технической документации.
Калий йодноватокислый по ГОСТ 4202-75.
Калий йодистый по ГОСТ 4232-74.
Для определения серы в материалах, содержащих менее 0,02% серы, титрованный раствор разбавляют в соотношениях (1:1); (1:4); (1:6).
Крахмал растворимый по ГОСТ 10163-76.
Плавни: медь металлическая по ГОСТ 546-79 или ГОСТ 859-78 или по другой нормативно-технической документации; окись меди по ГОСТ 16539-79, ос. ч. или по другой нормативно-технической документации; железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79 или по другой нормативно-технической документации.
Допускается применение в качестве плавня пятиокиси ванадия.
Массовая доля серы в плавне или смеси плавней, применяемых при сжигании навески, не должна превышать величины допускаемых расхождений, приведенных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля серы, % |
Абсолютные допускаемые расхождения, % | |
|  |  |
От 0,001 до 0,002 включ. |
0,0010 |
0,0008 |
Св. 0,002 до 0,005 " | 0,0015 | 0,0012 |
" 0,005 " 0,01 " | 0,0020 | 0,0017 |
" 0,01 " 0,02 " | 0,0030 | 0,0025 |
" 0,02 " 0,05 " | 0,005 | 0,004 |
" 0,05 " 0,1 " | 0,008 | 0,007 |
" 0,1 " 0,2 " | 0,012 | 0,010 |
" 0,2 " 0,4 " | 0,020 | 0,017 |
2.4. Подготовка к анализу
Участок системы между трубкой сжигания и поглотительным сосудом должен быть сухим.
Перед началом работы, а также после замены трубок сжигают две-три произвольных навески стали.
2.5. Проведение анализа
2.5.1. В зависимости от массовой доли серы в анализируемой пробе берут навеску в количестве, приведенном в табл. 1.
Таблица 1
Массовая доля серы, % | Масса навески, г |
От 0,002 до 0,05 включ. | 1,0 |
Св. 0,05 " 0,1 " | 0,5 |
" 0,1 " 0,4 " | 0,2 |
2.5.2. Навеску стали помещают в прокаленную фарфоровую лодочку и прибавляют равномерным слоем 1 г меди или окиси меди при анализе легированных сталей. При анализе высоколегированных сталей применяют 1,5 г смеси плавней, состоящих из железа и меди или окиси меди и железа, и в обоих случаях в соотношении 1:2.
В процессе горения навески наблюдают за изменением окраски раствора в поглотительном сосуде, в котором происходит поглощение окислов серы. Во время сжигания навески окраска раствора в поглотительном сосуде должна быть все время близкой к окраске раствора в контрольном сосуде. Для этого к раствору в поглотительном сосуде (по мере уменьшения интенсивности окраски) добавляют из бюретки по каплям раствор йодноватокислого калия.
Титрование считают законченным, когда интенсивность окраски растворов в обоих сосудах будет одинаковой. Продолжительность измерения (сжигания навески металла) - 3 мин.
2.5.3. Для проверки полноты сгорания навески кислород продолжают подавать в течение 30 с. Если интенсивность окраски раствора не уменьшается, определение считают законченным. После сжигания анализируемой пробы лодочку извлекают из печи крючком, поглотительный раствор сливают из сосуда и промывают сосуд водой.
2.6. Обработка результатов
2.6.2. Массовую концентрацию раствора йодноватокислого калия устанавливают по стандартному образцу стали, близкому по химическому составу и массовой доле серы к анализируемой стали, в соответствии с п. 2.5.
2.6.5. За результат анализа принимают среднее арифметическое двух (трех) параллельных определений за вычетом среднего арифметического двух (трех) параллельных результатов контрольного опыта.
За окончательный результат принимают результат, удовлетворяющий требованиям п. 2.6.4.
3. ТЕТРАБОРАТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЫ
3.1. Сущность метода
Метод основан на сжигании навески стали в токе кислорода при 1300-1400°С в присутствии плавней с последующим поглощением сернистого газа окисляющим раствором, состоящим из сернокислого калия и перекиси водорода. Образующуюся серную кислоту оттитровывают раствором тетрабората натрия в присутствии смеси индикаторов метилового красного и метиленового синего.
3.2. Аппаратура
Черт. 3
Соединения между отдельными частями установки должны быть короткими.
Крючок, с помощью которого лодочки вводят в трубку для сжигания и извлекают из нее, изготовляется из жароупорной низкоуглеродистой проволоки квадратного или круглого сечения, стороной квадрата или диаметром 3-5 мм, длиной 500-600 мм.
3.3. Реактивы и растворы
Кислород чистотой не менее 99% по ГОСТ 5583-78.
Магний хлорнокислый безводный (ангидрон) по нормативно-технической документации.
Кальций хлористый безводный по ГОСТ 4234-77.
Калий сернокислый по ГОСТ 4145-74.
Для определения серы в материалах, содержащих менее 0,020% серы, титрованный раствор разбавляют в соотношении 1:1.
Плавни: железо карбонильное по ГОСТ 13610-79 или по другой нормативно-технической документации; медь по ГОСТ 546-79 или по другой нормативно-технической документации; окись меди по ГОСТ 16539-79 или по другой нормативно-технической документации.
Допускается применение в качестве плавня пятиокиси ванадия.
Массовая доля серы в плавне или смеси плавней, применяемых при сжигании навески, не должна превышать величины допускаемых расхождений, приведенных в табл. 2.
3.4. Подготовка к анализу
Для приведения установки (см. черт. 3) в рабочее состояние концы огнеупорной муллитокремнеземистой трубки закрывают металлическим затвором или резиновыми пробками со вставленными в них стеклянными или металлическими некорродирующими трубками. Один конец трубки соединяют с помощью резинового шланга с баллоном, содержащим кислород, через поглотительные склянки для очистки кислорода, а второй - с поглотительным сосудом.
Во время нейтрализации поглотительного раствора кислород пропускают через печь в поглотительный сосуд.
Для проверки установки на герметичность перед началом анализа сжигают две-три навески стандартного образца стали в присутствии плавня по методике, приведенной в п. 3.5.
Затем сжигают 2-3 навески плавня и устанавливают поправку контрольного опыта. Массовая доля серы в контрольном опыте не должна превышать соответствующей величины допускаемых расхождений результатов параллельных определений, приведенных в табл. 2.
3.5. Проведение анализа
В зависимости от массовой доли серы берут навеску в количестве, приведенном в табл. 1.
Навеску стали помещают в прокаленную фарфоровую лодочку и покрывают равномерным слоем 1 г меди или окиси меди при анализе легированных сталей. При анализе высоколегированных сталей применяют 1,5 г смесей плавней, состоящих из железа и меди или железа и окиси меди, в обоих случаях в соотношении 1:2.
Открывают фарфоровую трубку и помещают лодочку с навеской металла и плавнем в наиболее нагретую часть фарфоровой трубки, которую закрывают металлическим затвором или резиновой пробкой и нагревают навеску металла при 1300-1400°С в течение 1 мин без доступа кислорода. Во время нагревания образца газ должен барботировать в поглотительном сосуде, чтобы не допустить засасывания раствора в барботажную трубку.
Образующаяся при этом двуокись серы поглощается поглотительным раствором с образованием серной кислоты, в результате чего происходит изменение окраски раствора из светло-зеленой в малиновую. Из бюретки приливают по каплям раствор тетрабората натрия до получения устойчивой светло-зеленой окраски - титрование считают законченным, когда интенсивность окраски раствора не будет меняться в течение 1 мин.
Участок системы между трубкой сжигания и поглотительным сосудом должен быть сухим; для надежности перед началом работы его промывают этиловым спиртом и эфиром.
Если же в процессе сжигания навески металла или в момент переключения кранов все же наблюдается засасывание поглотительного раствора в барботажную трубку, то необходимо слить раствор из поглотительного сосуда и просушить его путем длительного пропускания горячего потока кислорода, проходящего через печь, или заменить поглотительный сосуд другим сосудом с сухой барботажной трубкой.
3.6. Обработка результатов
Массовую концентрацию раствора тетрабората натрия устанавливают по стандартному образцу стали, близкому по химическому составу и массовой доле серы к анализируемой стали в соответствии с п. 3.5.
Массовую концентрацию раствора тетрабората натрия, выраженную в граммах на кубический сантиметр серы, вычисляют по формуле
За результат анализа принимают среднее арифметическое двух (трех) параллельных определений за вычетом среднего арифметического двух (трех) параллельных результатов контрольного опыта. За окончательный результат принимают результат, удовлетворяющий требованиям п. 2.6.4.
4. МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ПРИМЕНЕНИИ АВТОМАТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ
4.1. Кулонометрический метод
4.1.1. Сущность метода
Метод основан на сжигании навески стали в токе кислорода в присутствии плавня при температуре 1300-1400°С, поглощении образовавшейся двуокиси серы поглотительным раствором с определенным начальным значением рН ~ 3,3 и последующем измерении (на установке для кулонометрического титрования) количества электричества, необходимого для восстановления исходного значения рН, которое пропорционально содержанию серы в навеске анализируемой пробы.
4.2. Aппаратура
Кулонометрическая установка любого типа, в том числе в комплекте с корректором массы, обеспечивающая точность результатов анализа, предусмотренную настоящим стандартом.
Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147-80, предварительно прокаленные в токе кислорода при рабочей температуре.
При определении серы менее 0,005% лодочки прокаливают непосредственно перед проведением анализа.
Трубчатая печь сопротивления, обеспечивающая температуру до 1400°С. Допускается применение индукционных печей.
Весы лабораторные или автоматические весы (корректор массы). При использовании автоматических весов погрешность измерения массы навески не должна превышать ±0,001 г.
4.3. Реактивы и растворы
Поглотительный и вспомогательный растворы в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору и типом применяемой кулонометрической установки.
Плавень: пятиокись ванадия (0,2-0,4 г) по нормативно-технической документации. Допускается применение в качестве плавня железа карбонильного, а также вольфрама по нормативно-технической документации при использовании индукционных печей.
Массовая доля серы в плавне, или смеси плавней, применяемых при сжигании навески, не должна превышать величины допускаемых расхождений, приведенных в табл. 2.
Эфир сернокислый (медицинский).
Допускается применение других летучих органических растворителей: ацетон по ГОСТ 2603-79, хлороформ и др.
4.4. Подготовка к анализу
Перед проведением анализа установку приводят в рабочее состояние согласно инструкции, прилагаемой к прибору.
Перед началом работы, а также после замены трубок для насыщения системы сжигают две-три произвольные навески стали с массовой долей серы 0,1-0,2%.
Градуировку прибора проводят по стандартным образцам углеродистых сталей.
Контроль правильности результатов анализа устанавливают по стандартным образцам сталей, соответствующих по химическому составу и определяемым концентрациям анализируемым материалам.
С целью контроля правильности результатов анализа с каждой партией проб анализируют стандартные образцы сталей не реже двух раз в смену.
4.5. Проведение анализа
В лодочку помещают навеску стали массой 0,25-0,5 г, установленной в зависимости от содержания серы в пробе. Покрывают навеску стали равномерным слоем плавня.
В случае необходимости, навеску рекомендуется предварительно промыть эфиром или другим летучим органическим растворителем и высушить на воздухе.
Лодочку с навеской металла и плавнем помещают в наиболее нагретую часть фарфоровой трубки, которую быстро закрывают металлическим затвором, нажимают на клавишу "сброс" и сжигают навеску металла при температуре 1300-1400°С.
В процессе сжигания навески металла на цифровом табло осуществляется непрерывный отсчет показаний. Анализ считается законченным, если цифровые показатели табло не изменяются в течение одной минуты или изменяются на величину холостого счета прибора, а стрелка индикатора рН установится в исходном положении.
Параллельно через все стадии анализа проводят анализ контрольного опыта. Для этого в прокаленную фарфоровую лодочку помещают плавень - пятиокись ванадия массой 0,2 или 0,4 г (в зависимости от химического состава анализируемой стали) и сжигают плавень при рабочей температуре в течение времени, затрачиваемого на сжигание навески анализируемого материала стали. Массовая доля серы в контрольном опыте не должна превышать соответствующей величины допускаемых расхождений между результатами параллельных определений, приведенных в табл. 2.
4.6. Обработка результатов
За результат анализа принимают среднее арифметическое двух (трех) параллельных определений за вычетом среднего арифметического двух (трех) параллельных результатов контрольного опыта.
За окончательный результат принимают результат, удовлетворяющий требованиям п. 2.6.4.
5. ИНФРАКРАСНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
5.1. Сущность метода
Метод основан на сжигании навески стали в токе кислорода при температуре 1700°С и определении количества образовавшейся двуокиси серы путем измерения поглощенной ею инфракрасной радиации.
5.2. Aппаpатура
Любой тип автоматического анализатора, основанный на принципе абсорбции инфракрасной радиации, обеспечивающий точность результатов анализа, предусмотренную настоящим стандартом.
5.3. Реактивы
Эфир сернокислый (медицинский).
Допускается применение других летучих органических растворителей: ацетон по ГОСТ 2603-79, хлороформ и др.
Плавень, используемый в зависимости от типа применяемого анализатора.
5.4. Подготовка к анализу
Перед проведением анализа установку приводят в рабочее состояние в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
Градуировку прибора проводят по стандартным образцам сталей типа углеродистой.
Контроль правильности результатов анализа устанавливают по стандартным образцам сталей, соответствующих по химическому составу и определяемым концентрациям анализируемым материалам.
С целью контроля правильности результатов анализа с каждой партией проб анализируют стандартные образцы сталей не реже двух раз в смену.
5.5. Проведение анализа
Анализ проводят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
В случае необходимости, навеску рекомендуется предварительно промыть эфиром или другим летучим органическим растворителем и высушить на воздухе.
Параллельно через все стадии анализа проводят анализ контрольного опыта.
5.6. Обработка результатов
За результат анализа принимают среднее арифметическое двух (трех) параллельных определений за вычетом среднего арифметического двух (трех) параллельных результатов контрольного опыта.
За окончательный результат принимают результат, удовлетворяющий требованиям п.2.6.4.