Применение экспресс-анализаторов АН-7560,
АН-7529 и АС-7932 в аналитической химии.
Содержание.
Наименование раздела Стр
Введение.
I. Экспресс-анализаторы АН-7560 и АН-7529.
1. Описание.
2. Работаанализаторов.
3.Конструкция.
3.1.Измерительный блок.
3.2. Датчик.
4. Газовыйтракт.
5. Указания померам безопасности при работе с анализатором.
6. Настройкаанализатора.
7. Порядокработы анализатора.
7.1. Общиеуказания.
7.2.Проведение анализов.
8. Техническоеобслуживание анализаторов.
II. Экспресс-анализатор АС-7932.
2. Описание.
2.1. Принципдействия анализатора.
2.1.1.Измерительный блок.
2.1.2. Датчик.
2.1.3.Электродная система
2.1.4. Газовыйтракт.
3. Проверка икорректировка режимов работы анализатора.
3.1. Установкарабочей точки.
3.2. Регулировка«холостого счета».
3.3.Градуировка анализатора.
4. Техническоеобслуживание анализатора.
III. Кулонометрический метод анализа.
IV. МВИ определение углерода в сырье.
V. МВИ определение серы в сырье.
Введение.
Аналитическаяхимия – наука прикладная и экспериментальная. Задачей аналитической химииопределение содержания тех или иных веществ в исследуемой системе наиболеебыстрыми, точными и рациональными методами.
Особенноинтенсивное развитие физико-химических методов анализа и расширение областейприменения их происходят в последнее время. Это связанно не только с особойсложностью задач, стоящих сейчас перед аналитической химией, но и с темивозможностями, которые для этого предоставляет современное приборостроение,электроника и автоматика. Принципиально каждое из свойств системы может бытьиспользовано для её исследования и определения состава, если будет найденнадёжный способ его измерения и сопоставления с химическими изменениями всистеме. Это предопределяет дальнейшее развитие физико-химических методованализа, появления всё новых и новых методов и их модификаций.
I.Экспресс-анализаторы АН-7560 и АН-7529.
1. Описание.
Анализаторыпредназначены для экспрессного определения содержания углерода в стали исплавах методом автоматического кулонометрического титрования по величине рН.Используются в химических лабораториях предприятий металлургическойпромышленности и других отраслях народного хозяйства, а также в лабораторияхнаучно-исследовательских учреждений.
/>
Рис. 1. Экспресс-анализаторы типов АН-7529 и АН-7560 науглерод.
Анализаторырассчитаны на непрерывную круглосуточную эксплуатацию в условиях заводскихлабораторий при температуре окружающего воздуха от 10 до 35°С, относительнойвлажности до 80%и соответствуют требованиям, предъявляемым к приборам группы 2ГОСТ 22261-76.
Диапазоныизмеряемых массовых долей углерода:
-АН-7529 от 0,03 до 4,00%;
-АН-7560 от 0,001 до 0,1%.
Сходимостьпоказаний анализаторов, определяемая как средне квадратическое отклонениерезультатов анализа, для сталей с массовыми долями углерода до 1,5%не превышаетзначений, вычисляемых по формулам:
-для АН-7529 δ=±(0,005N +0,0025);
-для АН-7560 δ=±(0,005N +0,0005);
гдеδ-сходимость показаний анализаторов,%С;
N-среднее арифметическое значение показаний анализатора,полученное на n пробах (n≥10)одного и тогоже образца, % С.
Сходимостьпоказаний анализатора АН-7529 при анализе чугунов с массовой долей углеродасвыше 1,5% (дол 4%) не превышает 0,05%С.
Продолжительностьодного анализа 1,5 мин в зависимости от навески. Индикация результатов анализацифровая (в процентах углерода). Ввод значения массы навески пробы ручной илиот автоматических весов. Питание — от сети переменного тока: напряжение 220 В,частота 50 Гц. Потребляемая мощность: экспресс-анализатора типа АН-7529 250В-А; экспресс-анализатора типа АН-7560 150 В-А; устройства сжигания 3000 В-А.Расход кислорода 0,7 л/мин. Время прогрева измерительного блока 30 мин.Габаритные размеры (не более): измерительного блока 480х240х400 мм; блокагазоподготовки 110х190х450 мм; датчика 300х700х300 мм; устройства сжигания400х450х615 мм. Масса: измерительного блока 20 кг; блока газоподготовки 10 кг;датчика 20 кг; устройства сжигания 55 кг.
В комплектпоставки входят: измерительный блок, датчик, блок газоподготовки, устройствосжигания, комплект запасных частей и принадлежностей, паспорт на анализатор.
Измерительныйблок анализатора состоит из трех субблоков: аналогового, цифрового ивыпрямительного. Датчик выполнен в виде стойки, на которой закрепленыэлектролитическая ячейка с электродной системой рН-метра и генераторнымиэлектродами (анод и катод), привод мешалки и компенсатор «холостогосчета». На датчике расположены также выключатели генераторного тока идвигателя мешалки.
Газовый трактсостоит из редуктора, устанавливаемого на кислородном баллоне (или магистрали),редуктора-фильтра, блока газоподготовки, трубки сжигания навески и трубкидожигания примесей кислорода (последняя только в АН-7560).
Устройство сжигания представляет собой трубчатую печь срегулятором температуры.
2 Работа анализаторов.
/>
Рис.2.Элементарная схема экспресс-анализатора стали на углерод'.
1-трубчатая печь; 2-измерительный электрод, 3-вспомогательныйэлектрод; 4-электролитическая ячейка, 5-поглотительный раствор;б-вспомогательный раствор, 7-проницаемая для тока перегородка; 8- катод,9-анод; 10-интегратор тока (пересчетное и индикаторное устройство); 11-мешалка,12-высокоомныи усилитель рН-метра; 13-преобразователь «U→Тц», 14-стабилизатор тока.
В анализаторах применён метод автоматического титрования повеличине рН. Функциональная схема, поясняющая принцип работы анализаторов,приведена на рис.2. Навеска стали, помещённая в фарфоровую лодочку, сжигается втрубчатой печи (1) в потоке очищенного от примесей кислорода. Образовавшийсяпри сжигании содержавшегося в стали углерода углекислый газ уносится потокомкислорода в электролитическую ячейку (4) датчика и поглощается в ней раствором(5), вызывая его закисление.
Закисление раствора приводит к изменению э.д.с. электроднойсистемы (2), (3) и соответствующему изменению выходного напряжения высокоомногоусилителя рН-метра (12), которое затем преобразователем (13) преобразуется вимпульсы напряжения с длительностью, пропорциональной значению этогонапряжения. Импульсы напряжения стабилизатором тока (14) преобразуются вимпульсы тока, протекающие по участку цепи: анод (9)-вспомогательный раствор(6)-токопроницаемая целлофановая перегородка (7)-поглотительный раствор(5)-катод (8), вызывают восстановление ионов водорода на катоде, нейтрализуякислоту, образующуюся при поглощении углекислого газа. Количествоэлектричества, потребовавшегося для нейтрализации, фиксируется пересчётным ииндикаторным устройством (10), отградуированным в % массовой доли углерода.
В составпоглотительного раствора входят хлористый стронций и хлористый калий. Припоглощении углекислого газа происходят следующие реакции:
СО2+Н2О=Н2СО3
Н2СО3+SrCl2=SrCO3+2HCl
HCl=H++Cl-
При протеканиигенераторного тока катионы водорода восстанавливаются:
2Н+2е — =Н2
На цинковоманоде при протекании тока образуются ионы цинка, взаимодействующие совспомогательным электролитом, содержащим хлористый калий и ферроцианид калия:
Zn-2e-=Zn2+; 3Zn2++2Fe (CN)64+→K2Zn3[ (CN)6]2
Образовавшаясякомплексная соль цинка выпадает в осадок.
3 Конструкция.
Анализаторвыполнен в виде измерительного блока, датчика и газового тракта. Для работыанализатора необходимо также устройство сжигания, которое может поставляться вкомплекте анализатора. Для автоматического ввода значения массы навески вкомплекте может поставляться корректор массы.
3.1Измерительный блок конструктивно выполнен в виде унифицированной конструкцииАСЭТ УТК. Для доступа к монтажу передней панели, последняя выполненаоткидывающейся. Фиксация панели осуществляется двумя винтами, расположеннымипод крышками боковых стенок блока. Радиатор крепится к тыльной части блокатакже винтами. Монтаж блока выполнен на печатных платах, входная высокоомнаячасть усилителя рН-метра выполнена в виде отдельного экранированного блока.Экран усилителя от корпуса блока изолирован.
Печатные платы установлены в разъёмах, соединяющихся друг с другомобъёмным монтажом. На передней панели блока размещены:
· Цифровой индикатор"%С";
· Цифровой индикатор" Навеска, г";
· Кнопки ручного набора массы навески;
· Цифровой индикатор «Время, мин.»; кнопка«Сброс»;
· Регулятор «Раб.точка» с лимбом;
· Регулятор «Градуировка» с лимбом;
· Кнопка проверки рабочей точки;
· Программный переключатель установки времени анализа;
· Выключатель сетевого питания и выключатель таймера.
3.2 Датчиквыполнен в виде стойки, с двумя кронштейнами, на которых установлены:
· Сосуд электролитической ячейки;
· Электродная система рН-метра;
· Мешалка;
· Генераторные электроды;
· Выключатели генераторного тока и двигателя мешалки;
· Компенсатор холостого счёта.
3.3 Сосудэлектролитической ячейки имеет два отсека, заполненные растворами и разделённыеперегородкой. Правый отсек сосуда – катодный, левый – анодный. Отсекиэлектрически соединены с помощью токопроводящей плёнки, закрывающей отверстиемежду отсеками.
В качествеплёнки, проницаемой для электрического тока, применена гидратцеллюлозная плёнка(целлофан). Допускается использовать сорта целлофана, применяемые в пищевой имясомолочной промышленности. Необходимо, чтобы применяемая плёнка впитывалаводу, и при этом сохраняла достаточную механическую прочность. Важным критериемпригодности плёнки является соответствие величины тока титрования прибораноминальному значению (4А+0,2А для АН-7529 и 0,4А+0,02А для АН-7560) в течениевсего срока работы плёнки (обычно плёнку меняют каждый раз при смене раствора).Плёнка крепится между двумя резиновыми накладками с помощью вкладыша,зажимаемого клиньями.
3.4Электродная система рН-метра из стеклянного (измерительного) электрода ивспомогательного электрода.
Электроднаясистема соединяется специальным антивибрационным кабелем со входом рН-метра,находящегося в измерительном блоке.
3.5 Мешалка,предназначенная для перемешивания поглотительного раствора, выполнена изнержавеющей стали, а её конструкция, состоящая из цилиндрической сетки свращающимися внутри её проволочным ротором, обеспечивает эффективное поглощениеуглекислого газа раствором.
Мешалкаприводится во вращение двигателем. Ось мешалки вращается в шарикоподшипнике,установленном на кронштейне крепления ячейки.
Вращение осидолжно происходить по часовой стрелке (вид сверху), во избежание свинчиваниямешалки.
На оси мешалкипод крышкой ячейки установлена резиновая втулка, которая препятствует выходубрызг вместе с газом из сосуда вдоль оси наружу. При эксплуатации датчика нужноследить, чтобы эта резиновая втулка была прижата вверх с небольшим усилием, прикотором зазор между резиновой втулкой и крышкой ячейки отсутствует, а трениемежду втулкой и платой не тормозит вращение мешалки.
3.6 Анод икатод, являющиеся генераторными электродами, конструктивно выполнены различно.В качестве анода используются сменные цинковые пластины толщиной 1÷3 мммарки ЦО или ЦР ГОСТ 3640-65. анод крепится винтом в левом отсеке сосудаэлектролитической ячейки.
Катод выполнениз нержавеющей стали в виде U-образной скобы споперечными перемычками. Катод крепится к верхней крышке правого отсека сосудаячейки симметрично относительно окна перегородки.
3.7 Тумблер«Мешалка» предназначен для включения и выключения двигателя мешалки,обеспечивающей перемешивание поглотительного раствора ячейки с целью увеличенияэффективности поглощения углекислого газа, получающегося в результате сжиганияпроб анализируемых образцов.
Тумблер«Ток» предназначен для включения и выключения цепи тока генераторныхэлектродов, обеспечивающего кулонометрическое титрование поглотительногораствора.
3.8Компенсатор «Холостого счёта» предназначен для уменьшенияинтенсивности самопроизвольного счёта индикатора "%С" из-за наличияпримесей в техническом кислороде.
Компенсаторсостоит из 10 резисторов, коммутируемых переключателем «Компенсация».Компенсация обеспечивается подщелачиванием поглотительного раствора током,величина которого определяется положением переключателя «Компенсация»независимо от системы автоматического титрования.
4. Газовыйтракт.
/>
Рис.3.Газовыйтракт анализатора АН-7529.
1-баллон;2-редуктор; 3-редуктор-фильтр; блок газоподготовки (а – фильтр; б –редуктор-ограничитель; в – ротаметры; г – поглотитель); 5-дожигатель;6-сожигательная трубка; 7-фильтр-поглотитель; 8-фильтр; 9-дроссель (капилляр);10-сосуд ячейки; 11-склянка Дрекселя.
/>
Рис.4.Газовыйтракт анализатора АН-7560.
1-баллон;2-редуктор; 3-редуктор-фильтр с манометром; 4-блок газоподготовки (А-фильтр,Б-редуктор-ограничитель, В-ротаметры, Г-поглотитель); 5-дожигательная трубка;6-сожигательная трубка; 7-фильтр-поглотитель; 8-фильтр; 9-дроссель (капилляр);10-сосуд ячейки; 11-склянка Дрекселя.
4.1 В составгазового тракта (рис.3 и 4) входят:
· Редуктор кислородный;
· Редуктор-фильтр с манометром;
· Блок газоподготовки;
· Фарфоровая трубка печи Ø 14 мм (дожигания) — только дляАН=7560;
· Фарфоровая трубка печи Ø 23 мм с затвором и пробкой;
· Фильтр;
· Фильт-поглотитель окислов серы;
· Дроссель (капиллярный);
· Поглотительный сосуд ячейки датчика;
· Склянке Дрекселя;
· Соединительные резиновые рукава и трубки.
4.2 В качествередуктора, понижающего давление до 0,4±0,1 МПа (4±1 кгс/см2),применяется кислородный редуктор ДКП-1-65. давление на входе редуктора должносоставлять не менее 0,6 МПа и не более 15,0 МПа.
Редуктор-фильтрс манометром типа РДФ-3 обеспечивает уменьшение давления кислорода до 0,04 МПа(0,4 кгс/см2) и его очистку.
4.3 Блокгазоподготовки состоит из:
· Фильтра;
· Редуктора-ограничителя;
· Ротаметров (2шт.);
· Поглотителя;
· Соединительных резиновых рукавов.
Схемасоединения блока для анализаторов АН-7560 отличается от схемы для анализаторовАН-7529 наличия в первой линий дожигания. В этом случае очистка кислорода впоглотителе производится после дожигания, чем обеспечивается удаление примесейиз технического кислорода.
Фильтрпредназначен для очистки кислорода от технических примесей. Конструкция фильтраобеспечивает его лёгкую разборку для смены фильтрующего элемента.
Редуктор-ограничительпредназначен для дальнейшего понижения давления кислорода до величины примерно0,0005 МПа (0,05 кгс/см2), обеспечивающей требуемый поток кислородачерез печь-0,7 л/мин.
Ротаметрыпредназначены для измерения расхода кислорода в единицу времени. Ротаметрыустановлены на передней панели блока газоподготовки. Ротаметр 1 имеет верхнийпредел измерения 1 л/мин, а ротаметр 2-205 л/мин.
Поглотительвыполнен в виде цилиндра, заполненного аскаритом. Аскарит представляет собойволокнистый асбест, пропитанный едким натром. Проходя через слой аскаритакислород освобождается от углекислого газа. Очистка кислорода от углекислогогаза необходима для того, чтобы не исказить результаты анализа.
Фарфороваятрубка Ø 26мм предназначена для сжигания внутри её навески стали илисплава. Трубка устанавливается в печи и фиксируется двумя пружинами,поставляемыми в комплекте анализатора.
Затворпредназначен для герметизации фарфоровой трубки, установленной в печи, послезагрузки в неё лодочки с анализируемой пробой.
Затвор (рис.5)состоит из корпуса с закреплёнными на нём кронштейном (1) и штуцером (2) дляввода кислорода в печь, двух откидных крышек – герметизирующей (3) и запирающей(4), накидной гайки (5) с шайбой (6), резиновым кольцом (7). Пробка (рис.5),герметизирующая задний конец фарфоровой трубки, снабжена ребристым корпусом(10) и массивной гайкой (11), обеспечивающими хороший отвод тепла от резиновойпробки (12).
Фарфороваятрубка Ø14мм предназначена для дожигания примесей, имеющихся втехническом кислороде, которые могут повлиять на результаты анализов,производимых экспресс-анализатором АН-7560. Трубка устанавливается в нижнемотверстии печи и имеет на концах штуцеры для включения в газовый тракт.
4.4 Фильтрслужит для очистки кислородно-газовой смеси, направляющей в электролитическуюячейку, от частиц пыли, образовавшихся при сгорании анализируемой пробы. Плохаяочистка газового потока от пыли может привести к засорению дросселя и кзагрязнению раствора в ячейке.
Фильтр (рис.6)состоит из основания (1), корпуса (2) с двумя штуцерами, крышки (3) и прокладки(4). Корпус, крышка и прокладка сжимаются винтом (5), заворачиваемым в гайку,закреплённую в основании.
4.5 Фильтр — поглотитель предназначен для очистки кислородно-газовой смеси от окислов серы.Фильтр-поглотитель представляет собой стеклянную трубку, наполненную грануламигидроперита или другого вещества, способного активно поглощать окислы серы.
/>
Рис.5.Затвор ипробка.
1-кронштейн;2-штуцер; 3-крышка герметизирующая; 4-крышка запирающая; 5-гайка накидная;6-шайба; 7,8-кольцо резиновое; 9-прокладка; 10-корпус пробки; 11-гайка;12-пробка резиновая; 13-отводной штуцер.
/>
Рис.6. Фильтр.
1-основание;2-корпус; 3-крышка; 4-прокладка резиновая; 5-винт; 6-ватный тампон (заменяется1-2 раза в неделю); 7-ватный тампон (заменяется через 50-100 анализов).
4.6 Дроссель,представляющий собой отрезок стеклянного капилляра, имеет диаметр внутреннегоотверстия 0,5мм, обеспечивающий необходимый расход кислорода (0,7л/мин).
5. Указания померам безопасности при работе с анализатором.
5.1 К работе санализаторами допускается обслуживающий персонал, изучивший техническоеописание и инструкцию по эксплуатации анализаторов, изложенные в настоящемпаспорте, а также действующие правила эксплуатации электроустановок.
5.2 Передвключением в сеть анализаторов измерительный блок, датчик и устройство сжиганиядолжны быть заземлены медным проводом сечением 2-3мм2.
5.3 Недопускается попадание масла и других горючих веществ на элементы газовоготракта анализаторов.
5.4 Корпуспоглотителя в блоке газоподготовки, находящийся под давлением, должен бытьзащищён от случайных ударов.
5.5 Дляисключения попадания частиц раствора, выносимых из датчика потоком кислорода ватмосферу лаборатории, выходной конец трубки следует размещать под вытяжкой илиподключить к нему склянку Дрекселя, заполненную на 1/3 водой.
6. Настройкаанализатора.
Настройкаанализатора включает следующие операции, выполняемые последовательно:
· Проверка и компенсация «холостого счёта»;
· Проверка и регулировка «рабочей точки»;
· Градуировка.
6.1 Проверка икомпенсация «холостого счёта».
Причинойсамопроизвольного счёта индикатора "%С" (холостой счёт) анализатораявляется, в основном, наличие примесей в техническом кислороде.
Проверку икомпенсацию «холостого счета» производят перед проведением анализов,а так же по мере необходимости, когда окажется, что на каком либо этапепроведения анализов интенсивность «холостого счета» измениласьвследствие изменения качества кислорода, ухудшения поглощения и фильтрующихсвойств узлов газового тракта.
«Холостойсчет» за 1 минуту не должен превышать 1-3 дискретности для АН-7529 и 1-2дискретности для АН-7560 при следующих условиях:
· Измерительный блок прогрет в течение 30 минут;
· Температура в печи 1250 -1400°С;
· Затвор печи закрыт, утечки в газовом тракте отсутствуют;
· Расход кислорода 0,012 дм3/с (0,7л/мин);
· Лодочки в печи отсутствуют;
· Тумблеры «ток» и «мешалка» на датчикевключены;
· На индикаторе «навеска, г» установлено значение 0,500.
При установкена индикаторе «навеска, г» значений 0,250 или 1,000 указанные нормысоответственно увеличиваются или уменьшаются в 2 раза.
Для уменьшения«холостого счета» в электрическую схему анализаторов введенкомпенсатор «холостого счета», а в газовом тракте анализатораАН-7560, кроме того, предусмотрена трубка дожигания.
Проверку икомпенсацию «холостого счета» производят при указанных выше условияхв следующем порядке:
· Устанавливают на индикаторе «навеска, г» значение0,500;
· Устанавливают переключатель компенсатора «холостогосета» на 0;
· С помощью секундомера «холостой счет» за 1 минуту недолжен превышать 1-3 дискретности для АН-7529 и 1-2 дискретности для АН-7560.
Прикомпенсации «холостого счета» не допустима полная компенсация (до 0уровня) и, тем более, перекомпенсация «холостого счета», так как приэтом может происходить некоторое занижение результатов анализа.
При работеанализаторов от кислородных баллонов компенсации «холостого счета»производят каждый раз при установке нового баллона. Причиной увеличения«холостого счета» может так же быть снижение поглотительнымисвойствами аскорита и гидроперита от длительной эксплуатации. В этом случаеследует заменить аскорит или гидропирит в поглотителях.
6.2 Проверка иустановка рабочей точки.
Прикулонометрическом титровании по величине рН удельный расход количестваэлектричества ∆Q/∆рН определяется выборомрабочей точки. Поскольку характеристика титрования ∆Q=ƒ(рН) нелинейная, то каждому значению рН поглотительного раствора соответствуетсвоё вполне определённое значение удельного расхода. В анализаторах рабочаяточка выбирается из оптимальных условий, обеспечивающих достаточно малуюпродолжительность анализа и исключающих перетитровывание.
Номинальныеисходные значения рН поглотительных растворов:
-дляАН-7529-10,5 рН; -для АН-7560-10,2 рН,
которыеобеспечиваются установкой соответствующей величины напряжения компенсации(регулировка «Раб.точка») и последующей автоматической отработкисистемы титрования.
Проверкурабочей точки анализаторов проводят 1-2 раза в смену. Предварительно должнобыть проведено определение и компенсация «холостого счета».
Регулировкупроизводят после 30 минутного прогревания анализатора в следующем порядке:
· Проверяют отсутствие в печи лодочки и закрывают затвор в печи;
· Проверяют расход кислорода (0,7 л/мин);
· Включают тумблеры «Ток» и «Мешалка» надатчике, а также устанавливают лимб потенциометра «Раб.точка»примерно на деление "+40", при этом указатель индикатора «ВыходрН-метра» отклоняется в право. После отработки системы автоматическоготитрования (указатель индикатора устанавливается на нуль) производят сброспоказаний индикатора "%С" нажатием кнопки «Сброс» иустанавливают на индикаторе «Навеска, г» значение 0,500;
· Нажимают, (не отпуская!) кнопку «Проверка». При этомуказатель индикатора «Выход рН-метра» отклоняется вправо от нулевого(среднего) положения и включится система автоматического кулонометрическоготитрования. Между генераторными электродами датчика начнёт протекать ток.
Когда стрелкаиндикатора вернётся в исходное положение, отсчитывают показания индикатора"%С", которое при правильной регулировке чувствительности должносоставлять 80-100 дискретностей (для АН-7529-0,080-0,100% С и дляАН-7560-0,0080-0,0100% С)
Если показанияиндикатора "%С" будет выше указанного, то отпускают кнопку«Проверка» и ось потенциометра «Раб.точка» поворачиваютпримерно на 5 делений лимба в сторону нуля (против часовой стрелки). При этомуказатель индикатора «Выход рН-метра» отклонится влево от исходногоположения. Поддувают изо рта немного воздуха в поглотительный раствор с тем,чтобы указатель индикатора «Выход рН-метра» перешёл вправо от нуля.После отработки системы автоматического титрования он снова возвратится висходное положение уже при новом значении рН поглотительного раствора.
После этогопроверку регулировки повторяют. Ещё несколько раз поворачивают осьпотенциометра каждый раз на 5 делений в ту же сторону и аналогично повторяютпроверку.
В случае, еслипоказания индикатора "%С" окажутся ниже, то ось потенциометра«Раб. точка» немного (на 1-3 деления лимба) поворачивают по часовойстрелке. При этом указатель индикатора «Выход рН-метра» отклонитсявправо от исходного положения. После отработки системы автоматическоготитрования указатель индикатора установится в исходное положение, после чегопроизводят проверку установки рабочей точки.
Обычнотрёх-четырёх указанных выше операций оказывается достаточно для установкинеобходимого значения рН поглотительного раствора. После окончания регулировкипроверяют, не изменилась ли интенсивность «холостого счета».
6.3Градуировка анализатора.
Градуировкуанализатора проводят для того, чтобы показания индикатора "%С"соответствовали процентному содержанию углерода в анализируемой пробе.Градуировку анализаторов осуществляют путём проведения нескольких анализовстандартного образца (СО), как правило, близкого по химическому составу кстали, образцы которой предстоит анализировать. Анализы проводят по методикенастоящего паспорта.
Обычноградуировку производят один раз в смену, а также перед проведениемответственных анализов. В правильно отградуированном приборе показанияиндикатора "%С" по окончании анализа должны соответствоватьсуммарному содержанию углерода в СО и в лодочке с плавнем («холостой пробе»).Если такого соответствия нет, то производят корректировку градуировкианализатора с помощью переменного резистора «Градуировка».
Для увеличенияпоказаний ось потенциометра «Градуировка» поворачивают по часовойстрелке, а для уменьшения показаний – против часовой стрелки и затем повторяютанализ образца. Как правило, 2-3 анализов СО и подстроек оказывается достаточнодля градуировки прибора.
7.Порядокработы с анализаторами.
7.1. Общиеуказания.
7.1.1. Приотключении подачи кислорода обязательно открывайте затвор печи во избежаниезасасывания в газовый тракт поглотительного раствора из сосуда датчика.
7.1.2. Наанализаторах АН-7529 и АН-7560 не производите анализов материалов, содержащихфтор и его соединения, которые попадая в поглотительный раствор, могут вывестииз строя стеклянную мембрану измерительного электрода.
7.1.3. Дляполучения возможно большей точности анализа следует руководствоватьсяследующим:
· После заливки свежих растворов в ячейку датчика или установкиновых фарфоровых труб в печи, а также после замены других элементов газовоготракта для насыщения тракта углекислым газом и стабилизации свойствпоглотительного раствора необходимо включить тумблеры «Ток» и«Мешалка» на датчике и произвести сжигание нескольких проб углеродистойстали;
· При проведении анализов не допускается истощение рабочихрастворов ячейки. Перед проведением анализов для определения сходимостипоказаний анализаторов рекомендуется в ячейку заливать свежие растворы;
· При обращениями с лодочками применять пинцет. Лодочки за несколькочасов до анализа прокалить в потоке кислорода при рабочей температуре.
· Массу навесок определять на аналитических весах с погрешностьювзвешивания, не превышающей 0,2мг, или использовать корректор массы;
· Для определения «холостой пробы» навеска плавня должнаиметь тот же состав и примерно ту же массу, как и при последующих анализахпроб, причём на индикаторе «Навеска, г» следует установить незначение плавня, а среднее значение навески анализируемого впоследствииобразца.
· Вдвигание лодочек в трубку печи и их извлечение производитькрючком из толстой медной (не латунной) или малоуглеродистой стальнойпроволоки;
· Анализы проводить после установления постоянной температурырастворов в ячейке;
· При проведении анализа следить по ротаметру 1за постоянством расходакислорода;
· В конце каждого анализа контролировать стабильность«холостого счета»;
· При определении содержании углерода в образце из показанийиндикатора "%С" необходимо вычитать значение «холостойпробы», измеренное за такое же время, как и продолжительность анализа;
· Анализы (в особенности одинаковых анализов) следует проводить приодних и тех же условиях.
7.2 Проведениеанализов.
7.2.1 Анализына углерод проводят после полной подготовки анализатора к работе.
7.2.2 Анализыпроводят в условиях, предусмотренных действующими ГОСТам или инструкциями накулонометрический метод определения углерода для отдельных групп сталей исплавов. При отсутствии указанных нормативных документов анализы на углеродпроводят при следующих номинальных условиях:
· Температура в рабочей зоне трубки печи 1250-1350°С;
· Время прогрева измерительного блока – не менее 30 минут;
· Навеска пробы 0,450-0,550г, для больших массовых долей навескууменьшают и наоборот;
· Плавень – окись меди 0,500±0,100г;
· Расход кислорода 0,7±0,1л/мин.
7.2.3 Порядокпроведения анализов.
Анализыпроводят в следующем порядке:
· Сжигают «холостые пробы» определяют средний результат;
· Сжигают несколько проб СО с известным содержанием углерода;
· После проведения сжигания всех навесок определяют результатыанализа. Для этого из образца с плавнем вычитают показания «холостойпробы».
8. Техническоеобслуживание анализаторов.
Постояннаяисправность и готовность анализаторов, а также точность результатов анализовобеспечивается систематическим проведением профилактических работ, выполняемыхобслуживающим персоналом.
Таблица 1.Профилактические работы.Наименование работ Периодичность выполнения Промывка стеклянного шарика измерительного электрода в 1% растворе HCl В начале смены Проверка отработки системы автоматического титрования В начале смены, по мере надобности Проверка рабочей точки анализатора В начале и в течение смены Градуировка анализатора по СО В начале смены, по мере надобности Проверка сходимости по СО По мере надобности Контроль по ротаметру 1 за расходом кислорода при закрытом затворе печи В течение смены Контроль величины титрующего тока при сжигании проб (по индикатору «Ток датчика») В течение смены Продувка от пыли газового тракта от устройства сжигания до фильтра В течение смены, по мере надобности, через каждые сутки Замена ватных тампонов в фильтре В начале смены, по мере надобности, в течение смены Контроль за чистотой внешней поверхности сосуда датчика В течение смены, по мере надобности Смена рабочих растворов и промывка водой сосуда датчика По мере надобности, 1 раз в 3 дня Прочистка газоподводящей трубки сосуда датчика В течение смены, по мере надобности Замена целлофановой перегородки в сосуде датчика При смене растворов 1 раз в 3 дня Замена цинкового анода По мере надобности Промывка сетки мешалки По мере надобности Смазка подшипников двигателя мешалки и оси мешалки смазкой ОКБ 122-7 По мере надобности, каждый месяц Промывка катода 1% HCl По мере надобности, каждую неделю Профилактика 1 раз в месяц
Составрастворов для каждого анализатора.
Поглотительныйраствор АН 7560: стронций хлористый- 50гр; калий хлористый-50гр; вода до 1литра. Вспомогательный раствор: ферроцианид калия- 50гр; хлористый калий -50гр;бура-2гр; вода до 1 литра.
Поглотительныйраствор АН-7529: стронций хлористый-100гр; калий хлористый-100гр; борнаякислота-2гр; вода до 1 литра. Вспомогательный раствор: ферроцианид калия-100гр;хлористый калий-100гр; борная кислота-2гр; вода до 1 литра.
IIЭкспресс-анализатор АС-7932.
2.Описание.
Экспресс-анализатор на серуАС-7932 предназначен для определения массовой доли серы в сталях, чугунах, атакже в сплавах и других материалах при наличии методик на кулонометрическийметод анализа. Применяется как для маркировочных, таки для экспресс-анализов на серу продукции и сырья металлургических иметаллообрабатывающих предприятий, а также для проведения других анализов насеру в лабораториях предприятий и научно-исследовательских учреждений различныхотраслей народного хозяйства.
Анализатор рассчитан нанепрерывную круглосуточную эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от10 до 35°С и относительной влажности до80% и соответствует требованиям,предъявляемым приборам группы 2 ГОСТ 22261-82.
/>
Рис.7.Экспресс-анализатор на серу АС-7932.
Диапазон измеряемыхмассовых долей серы от 0,001 до 0,2% S. Сходимость показаний (среднееквадратичное отклонение случайной составляющей основной относительнойпогрешности) не более:
1. 2%- для массовой доли 0,2% S;
2. 2,7%-для массовой доли 0,1% S;
3. 7,4%-для массовой доли 0,01% S;
4. 20%-для массовой доли 0,001% S.
Масса навески до 2 г. Ввод данных о массе навески ручнойили автоматический (при наличии коллектора массы). Продолжительность анализалегко сжигаемых образцов стали 1-2 мин. Установка времени таймера дляавтоматической остановки до 9,9 мин. Расход кислорода 2,7-3,7 л/мин.
Питание от сетипеременного однофазного тока: напряжение 220 В, частота 50 или 60 Гц.Потребляемая мощность 150 В-А (без устройства сжигания). Мощность, потребляемаяустройством сжигания, 3 кВ-А. Габаритные размеры: измерительного блока500х220х415 мм; датчика 250х500х300 мм; блока газоподготовки 150х200х450 мм;устройства сжигания 420х450х630 мм. Масса соответственно: 20; 5; 6;60кг.
2.1. Принцип действия анализатора.
В анализатореприменён метод автоматического кулонометрического титрования по величине рН.Пробу металла 1 виде стружки или порошка сжигают с добавлением плавня(пятиокиси ванадия) в фарфоровой лодочке 2 в рабочей зоне печи 4 устройствасжигания при температуре 1350°С впотоке очищенного от влаги кислорода. Образовавшиеся при сжигании серы,содержащейся в пробе, газообразные окислы, отводятся из печи черезгазоотборник. Благодаря наличию водоохлаждённого газоотборника происходитстабилизация соотношения SO2 и SO3 в газовой смеси, в результате чего сераокисляется преимущественно до сернистого газа (SO2).После очистки от пылевидных окислов в фильтре предварительной очистки 9 газоваясмесь поступает через газоподводящую трубку 10 в поглотительный раствор 11,залитый в сосуд 12. при барботаже газовой смеси в поглотительном растворепроисходит поглощение сернистого газа этим раствором, сопровождающеесязакислением (уменьшением величины рН) последнего.
Происходящеепри этом изменение э.д.с. индикаторной электродной системы, состоящей изизмерительного 14 и вспомогательного 15 электродов, преобразуется рН-метром 13в сигнал, управляющий импульсным преобразователем, который включаетстабилизированный источник тока 16.
При протеканиигенераторного тока на катоде происходит разряд ионов водорода, концентрацияэтих ионов в растворе понижается (рН раствора повышается). Протеканиегенераторного тока происходит до того момента, когда рН поглотительногораствора станет равной исходной (рН»3,3).Количество электричества, затраченное на титрование всего образовавшегося присжигании сернистого газа, является, таким образом, мерой массовой доли серы вобразце. Количество электричества измеряется интегратором тока 17. величина,пропорциональная этому количеству, индицируется на цифровом табло 18измерительного блока. Коэффициент пересчёта в зависимости от массы навески,установленной вручную или автоматически от корректора массы, вводится с помощьюделителя частоты, входящего в состав измерительного блока.
При поглощениисернистого газа поглотительным раствором, в состав которого входят перекисьводорода и хлористый барий, происходят следующие реакции:
SO2+H2O®H2SO3
H2SO3+H2O2®H2SO4+H2O
H2SO4+BaCl2®BaSO4+2HCl
Образовавшаясямолекула HCl диссоциирует на ионы:
2HCl®2H++2Cl-
При этом накатоде происходит выделение газообразного водорода:
2Н++2е®Н2
на аноде:
2Cl—2e®Cl2
Образующийсяхлор реагирует с перекисью водорода:
Cl2+H2O2®2HCl+O2
2HCl®2H++2Cl-
Анализаторвыполнен в виде измерительного блока, датчика и газового тракта. Для работыанализатора необходимо также устройство сжигания, которое поставляется вкомплекте анализатора.
2.1.1Измерительный блок конструктивно выполнен в виде унифицированной конструкцииАСЭТ УТК, на передней панели которого расположены трицифровых табло результата анализа, значения навески и таймера, а также кнопкиустановки навески и переключатель установки времени анализа. Цифровые табловыполнены на светодиодах. На передней панели расположены также органы настройкии регулировки, обеспечивающие установку рабочей точки титрования и калибровкупо стандартным образцам. На тыльной части блока расположены разъемы дляподключения датчика, электродной системы и корректора массы (автоматическихвесов). Для доступа к монтажу передней панели последняя выполненаоткидывающейся. Фиксация панели осуществляется двумя винтами, расположеннымипод крышками боковых стенок блока. Радиатор также крепится винтами к тыльнойчасти блока. Монтаж блока выполнен на печатных платах, входная высокоомная частьусилителя рН-метра выполнена в виде отдельного экранированного блока.
/>
Рис.8.Функциональная схема анализатора.
2.1.2 Датчиксостоит из стойки с основанием. К стойке крепится горизонтальная плита, ккоторой с помощью винтов прикреплён катодный отсек (поглотительный сосуд).Уплотнение сосуда на плите осуществляется резиновым кольцом. В тыльной частиотсека установлен наклонно катод, вывод которого выполнен в виде штыря. Внижней части отсека размещено кольцо, внутри которого установлена керамическаяперегородка, проницаемая для электрического тока.
Анодный отсек(сосуд со вспомогательным раствором) выполнен в виде цилиндра и устанавливаетсяв отверстие плиты. В нижней части анодного отсека установлено кольцо икерамическая перегородка, аналогичные катодному отсеку.
Подвод тока канодному отсеку осуществляется прижимным контактом. Под катодным и аноднымотсеками устанавливается промежуточный сосуд, через наполненную полостькоторого образуется электролитическая цепь между анодным и катодным отсеками.Фиксация промежуточного сосуда осуществляется поворотным прижимным рычагом.
На стойкедатчика крепится фильтр тонкой очистки с капилляром-дросселем, такжеустановлены тумблер «Ток» для подключения тока, переключатель«Компенсация» холостого счёта и кнопка быстрого подкисленияпоглотительного раствора.
/>
Рис.9. Датчик.
1-кнопкаподкисления; 2-переключатель «холостого счёта»; 3-тумблер включениятока титрования; 4-электродная система; 5-винт; 6-анодный отсек; 7-прижимнойконтакт анода; 8-катодный отсек; 9-штеккер катода; 10-промежуточный сосуд;11-прижимной рычаг.
2.1.3.Электродная система датчика обеспечивает измерение рН поглотительного раствораи состоит из измерительного и вспомогательного электродов. Измерительныйэлектрод имеет на нижнем конце шарик из специального стекла, вспомогательный –электролитический ключ (резиновая пробка с фитилем). Специальным кабелемэлектроды соединяются с разъёмом ²Вход² измерительного блока.
Внутреннеезаполнение измерительного электрода выбрано с учётом компенсации температурногоизменения э.д.с. в пределах рабочих температур. Измерительный и вспомогательныйэлектроды фиксируются в корпусе электродной системы с помощью втулки и цоколя.Электродная система устанавливается на плите и крепится двумя винтами. При этомоба электрода оказываются погруженными в поглотительный раствор.
/>Рис.10. Электродная система.
1-электродвспомогательный; 2-электрод измерительный; 3,4-кольца; 5-цоколь; 6-контактнаяпружина; 7-контактные винты; 8-экран; 9-разъём коаксиального кабеля; 10-винтстопорный; 11-винт; 12-металлический фланец; 13-фланец; 14-гайка.
2.1.4. Газовыйтракт анализатора включает в себя редуктор фильтр РДФ-3, подключаемыйнепосредственно к редуктору ДКП-1-65 через медную трубку или резиновый рукав,блок газоподготовки, затвор, трубка для сжигания пробы, газоотборноеустройство, фильтр тонкой очистки.
В блокегазоподготовки расположены:
· Редуктор-ограничитель, обеспечивающий снижение давления кислородас 0,04 МПа до 0,01МПа (с 0,4 до 0,1 кгс/см2) и ограничениемаксимального расхода на уровне 2,5-3,0 л/мин;
· Ротаметр, предназначенный для контроля расхода основного потокакислорода, установлен на передней панели блока газоподготовки;
· Фильтр-поглотитель влаги, заполнен ангидроном. Поток кислороданаправлен сверху вниз.
2.1.5Газоотборник.
В его составвходят устройство фиксации трубы сжигания и водоохлаждаемая фурма, котораяобеспечивает резкое охлаждение газообразных продуктов горения, что приводит кстабилизации соотношения SO2 и SO3. тем самым исключает ошибки измерения.
Кроме того, вгазоотборнике установлен фильтр грубой очистки, заполненный кварцем. Применениеваты в этом фильтре недопустимо из-за возможности её возгорания и заметногопоглощения сернистого газа при повышенных температурах.
/>
Рис.11.Газоотборник.
1-фильтр;2-зажимное устройство; 3-труба сжигания; 4-водоохлаждаемая фурма.
2.1.6.Фарфоровая трубка Æ 26ммпредназначена для сжигания внутри её навески стали или сплава. Трубкаустанавливается в печи и фиксируется в газоотборнике.
Затворпредназначен для герметизации фарфоровой трубки. Он состоит из корпуса сзакреплёнными на нём кронштейном и штуцером для входа кислорода в печь, двухоткидных крышек – герметизирующей и запирающей, накидной гайки с шайбой,резиновым кольцом.
2.1.7. Узелфильтра тонкой очистки конструктивно расположен на стойке датчика и выполняетследующие функции:
· Окончательную очистку продуктов сжигания от пыли. В качествефильтрующего элемента применён ватный тампон;
· Нормирование расхода кислорода с помощью дросселя;
· Объединение основного потока кислорода и потока ²поддува²перед подачей их в поглотительный сосуд.
3. Проверка икорректировка режимов работы анализатора.
3.1. Установкарабочей точки.
3.1.1 Системаавтоматического титрования поддерживает заданную кислотность поглотительногораствора. Изменение заданной кислотности осуществляется регулировкой ²Раб. точка². Оптимальная кислотность-3,3 рН.
Прикислотности раствора меньше 3,0 рН возможны инструментальные ошибки, крометого, может иметь место неполное поглощение SO2и, как следствие, занижение результатов анализа.
Прикислотности больше 3,5 рН начинает сказываться поглощение СО2, врезультате которого в растворе образуются дополнительные ионы водорода:
СО2+Н2О®Н2СО3
Н2СО3®Н++НСО3-
Восстановлениеэтих ионов на катоде обуславливает затрату дополнительного количестваэлектричества в процессе титрования, что, в свою очередь, приводит к появлениюошибок измерения. Особенно заметно влияет СО2 при анализе чугунов ивысокоуглеродистых сталей.
3.1.2 Проверкаправильности задания рабочей точки титрования:
1. убедиться, что стрелка индикатора ²ВыходрН-метра² находится на серединешкалы — система титрования находится в исходном состоянии; при наличиикорректора массы отключить его от анализатора;
2. нажать кнопку ²Сброс²;
3. установить навеску ²0500²;
4. нажать кнопку ²Проверка² и держать её нажатой до тех пор, покане закончится процесс титрования;
5. по окончании процесса титрования считать показания цифрового индикатора ²%S². Показания должны быть от 0,0090 до0,0140 единиц.
6. если показания индикатора больше указанных выше, то необходимо изменитьчувствительность, повернув вал потенциометра ²Раб.точка² на небольшой угол в сторонуотрицательных значений лимба; затем система титрования автоматически приведётрН раствора к новому заданию;
7. если показания индикатора меньше указанных выше, то необходимо изменитьчувствительность, повернув вал потенциометра ²Раб.точка² на небольшой угол в сторонуувеличения положительных значений, затем подкислить раствор, нажав кнопкуподкисления на датчике настолько, чтобы стрелка индикатора ²Выход рН-метра² сместилась правее середины шкалы; после этого систематитрования автоматически приведёт рН раствора к новому заданию;
8. провести проверку правильности нового задания рабочей точки титрования.
3.2.Регулировка ²холостого счёта² анализатора.
3.2.1. ²Холостой счёт² анализатора представляет собой показание прибора,получаемое за время анализа при отсутствии лодочки с навеской в печи и,характеризует состояние измерительной системы анализатора.
Причинами ²холостого счёта² могут быть:
1. поступление из газового тракта с кислородом следов SO2,обусловленных предшествующими анализами;
2. поступление в поглотительный раствор кислоты или щёлочи, накопленныхранее в пористой керамической перегородке;
3. электрические процессы в измерительной цепи.
3.2.2. ²Холостой счёт² должен определятся за то же время, которое требуется дляанализа материала. Порядок определения ²холостогосчёта²:
1. поставить переключатель ²Компенсация² ²холостогосчёта²на стойке датчика вположение²0²;
2. нажать кнопку ²Авт. ² таймера;
3. установить на задатчике таймера необходимое время;
4. убедиться, что система титрования находится в исходном состоянии –стрелка индикатора ²Выход рН-метра² — в нулевом положении;
5. установить значение навески ²0500²;
6. нажать кнопку ²Сброс²;
7. после остановки счёта снять показания цифрового индикатора ²%S².
Оптимальнымявляется ²Холостой счёт² порядка 1-2 единицы за 1,5мин, 2-3единицы за 3мин и 3-4 единицы за 5мин.
3.2.3.Отсутствие ²холостого счёта² может вызвать ошибки измерения за счёт²защелачивания² (стрелка индикатора ²Выход рН-метра² находится левее нулевой отметки).
Большой ²холостой счёт² может привести к ухудшению сходимости результатовизмерений, а также к погрешностям градуировки, в особенности при определениималых массовых долей серы.
Для увеличения²холостого счёта² переключатель ²Компенсация²настойке датчика нужно перевести в одно из положений, обозначенных знаком ²+².Для уменьшения ²холостого счёта² переключатель нужно перевести в одноиз положений, обозначенных знаком ²+².
3.3.Градуировка анализатора.
3.3.1.Градуировку анализатора производят для того, чтобы его показаниясоответствовали действительной процентной массовой доле серы в анализируемойпробе.
3.3.2.Градуировку осуществляют путём проведения нескольких анализов государственного стандартногообразца (ГСО), как правило, близко по химическому составу к металлу, пробукоторого предстоит анализировать.
3.3.3. Вправильно отградуированном приборе показания индикатора ²%S²по оканчании анализа должны соответствовать суммарному содержанию серы встандартном образце и в лодочке с плавнем. Если такого соответствия нет, топроизводят корректировку с помощью потенциометра ²Градуировка².
Для увеличенияпоказаний вал потенциометра ²Градуировка² поворачивают по часовой стрелке, а дляуменьшения показаний – против часовой стрелки и затем повторяют анализ образца.Как правило, 2-3 анализов стандартного образца и подстроек оказываетсядостаточно для градуировки прибора.
3.3.4. Обычноградуировку производят один раз в смену, а также перед проведениемответственных анализов. Правильность проведённой градуировки и стабильностьрезультатов измерений проверяют тремя или более анализами с последующимопределение сходимости показаний.
4. Техническое обслуживаниеанализатора.
4.1. В течение смены.
4.1.1. Анализатор позволяетвыполнить в течение смены до 150 анализов.
Интенсивнаяработа анализатора соответствует стабилизации параметров и позволяет получатьнаилучшие результаты измерений.
Длительныеперерывы в работе и неравномерная загрузка анализами в течение смены требуютдополнительных проверок и создают условия для появления ошибок.
4.1.2. Вначале смены:
· Сменить трубку сжигания в печи;
· Прочистить металлическим стержнем фурму и продуть её, удаливосевшие в ней окислы металлов;
· Извлечь узел ввода газа из конусного отверстия на плате датчика;с помощью воронки через указанное отверстие долить поглотительный раствор вкатодный отсек до верхней метки и вновь установить узел ввода газа на место;
· Долить вспомогательный раствор в анодный отсек до метки;
· Проверить правильность установленного расхода кислорода;
· Проверить рабочую точку титрования;
· Произвести сжигание 2-3 произвольных навесок стандартного образцас содержанием серы 0,03-0,05%.
· Проверить ²холостойсчёт² анализатора;
· Выполнить контрольный опыт;
· Проверить правильность градуировки, выполнив 1-2 анализастандартных образцов стали; при необходимости отградуировать прибор.
4.1.3. По мереуменьшения объема поглотительного раствора в катодном отсеке, происходящеговследствие интенсивного барботирования, а также перетекания раствора черезпористую керамическую перегородку в промежуточный сосуд (когда уровень растворав катодном отсеке приблизится к нижней метке), долить раствор.
4.2. Один разв сутки.
· Промыть и очистить катодный отсек от образовавшегося сернокислогобария;
· Заменить растворы во всех отсеках датчика;
· Протереть стеклянный шарик измерительного электрода датчикаватой, смоченной 0,1N раствором соляной кислоты;
· Проверить сходимость показаний, выполнив 3-5 измерений состандартными образцами стали.
4.3. Один разв месяц.
· Произвести отмывку катодного и анодного отсеков 10-20%-ным раствором соляной кислоты;
· В случае снижения расхода охлаждающей воды через системуохлаждения и фурму промыть систему 40-50%-нымраствором уксусной кислоты для удаления из неё накипи и осадков;
· Сменить засыпку (ангидрон) в фильтре блока газоподготовки;
· Сменить кварцевую засыпку в фильтре газоотборника. Загрязнённуюзасыпку фильтра восстановить, промыв её в серной кислоте, тщательно отмывпроточной и затем дистиллированной водой и, наконец, высушив.
III. Кулонометрический анализ.
Кулонометрическийанализ основывается на измерении количества электричества, затраченного наколичественное осуществления донного электрохимического процесса в даннойпробе.
Определениеколичества прошедшего через испытуемый раствор электричества и называется кулонометрией.
Кулонометрическиеопределения проводятся в условиях, исключающих возможность протекания побочныхпроцессов, чтобы выход по току применительно к осуществляемомуэлектрохимическому составлял 100%.
Кулонометрическийметод может быть применён для определения не только металлов, но и целого рядадругих сложных веществ при их количественном электровосстановлении на катодеили электроокислении на аноде.
Осадка наэлектроде при этом не получается, полученный продукт остаётся в электролите, исодержание исходного вещества в пробе, как указывалось, оценивается поколичеству затраченного на его получение электричества. Это количествоэлектричества определяется при помощи кулонометра.
Кулонометрпредставляет собой электролизер, включаемый в цепь последовательно с ячейкойдля электролиза. Для кулонометра подбирают электрохимический процесс,протекающий со стопроцентным выходом по току и сопровождающийся выделениемопределённого вещества, количество которого можно легко и точно установить темили иным способом.
Через обапоследовательно соединённых электролизера – электроаналитическую ячейку икулонометр – пройдёт, естественно, одно и то же количество электричества.
Оченьинтересен метод, получивший название кулонометрического титрования. Оттитрования в обычном понимании этого слова этот метод отличается тем, что здесьпроизводится электролитическое генерирование титранта, причём в подавляющембольшинстве случаев непосредственно в том же растворе, в котором находится иопределяемое вещество. Электрогенерированный реагент вступает во взаимодействиес определяемым веществом и появление малейшего избытка его, свидетельствующегоо конце титрования, мгновенно фиксируется специально предусмотренной для этогоиндикаторной системой. Необходимо, чтобы титрующее вещество реагировало сопределяемым быстро и количественно, не взаимодействуя ни с каким другим изимеющихся в данной пробе.
Не говоря о многих прочихпреимуществах этого метода, отсутствие необходимости приготовления стандартныхрастворов, сокращение количества употребляемых реактивов и посуды,универсальность применения однажды собранной установки очень облегчаютаналитическую практику.
Так какреагент является здесь продуктом электролиза, то количество его, пошедшее натитрование определяемого вещества, а следовательно, и количество последнего,может быть определено по количеству затраченного за время титрования, вплоть досигнала о завершении его, электричества. Необходимо, чтобы всё затраченное впроцессе титрования электричество расходовалось исключительно на генерированиетитранта. Возможность одновременного протекания каких-либо побочных процессовдолжна быть совершенно исключена. Генерирование титранта должно происходить,таким образом, при 100%-ном выходе потоку.
Генерированиетитранта производят при контролируемом значении генераторного тока. Поддержаниеэтого тока постоянным (это возможно при достаточном содержании в растворевещества, продуктом электрохимического разложения которого является титрант)соответствует введению в раствор во времени определённых порций реагента, какэто имеет место при обычном титровании.
Методкулонометрического титрования часто называют кулонометрией при постояннойсиле тока и относятся к числу косвенных кулонометрических определений, таккак здесь в электрохимическом процессе участвует не само определяемое вещество,а некоторый промежуточный продукт, химически реагирующий затем с этимвеществом.
Вкулонометрическом титровании применяются различные способы определения эквивалентнойточки. Могут быть применены и те же, что и в обычном титровании (например,цветные индикаторы). Однако высокая чувствительность и точность этих методовобусловливает применение и более чувствительных способов индикации,обеспечиваемых инструментальными методами анализа: амперометрией,потенциометрией, спектрофотомерией, фотоэлектроколориметрией.
Криваякулонометрического титрования может быть вычерчена в координатах: сила тока виндикаторной цепи (по оси ординат) – время (по оси абсцисс). Ясно, что припостоянной силе тока в генераторной цепи время прямо пропорционально количествудобавляемого к титруемой пробе реагента. Эта величина обычно откладывается пооси абсцисс при объёмно-аналитических определениях. Форма кривой титрованиябудет зависеть от того, какая из окислительно-восстановительных пар –определяемая (кривая а) или генерируемая (кривая б), в качестве титранта – илиобе они (кривая в) являются электрохимически обратимыми.
Дляпотенциометрической индикации конечной точки титрования применяется обычная впотенциометрии электродная пара, состоящая из платинового индикаторного икаломельного электрода сравнения.
Прифотометрическом определении конца титрования производится слежение заизменением величины оптической плотности пробы. В этом случае отпадаетнеобходимость в применении индикаторных электродов. Для измерения оптическойплотности титруемого раствора пользуются фотоэлектроколориметрами илиспектрофотометрами, в соответствующем отделении которых устанавливаюткулонометрическую ячейку.
Кулонометрическимпутём можно осуществлять бромометрическое, йодометрическое,пермаганатометрическое, титанометрическое, хромометрическое и другие видытитрований.
Подобно другимметодам физико-химического анализа, кулонометрия применяется не только в аналитическойхимии, но и вообще в различных физико-химических исследованиях. Кинетика имеханизм реакций, каталитические процессы, комплексообразование, химическоеравновесие и т.д. являются теми областями, в которых применение кулонометрииоказывается весьма плодотворным.
Не говоря о многих прочихпреимуществах этого метода, отсутствие необходимости приготовления стандартныхрастворов, сокращение количества употребляемых реактивов и посуды,универсальность применения однажды собранной установки очень облегчаютаналитическую практику.
Так какреагент является здесь продуктом электролиза, то количество его, пошедшее натитрование определяемого вещества, а следовательно, и количество последнего,может быть определено по количеству затраченного за время титрования, вплоть досигнала о завершении его, электричества. Необходимо, чтобы всё затраченное впроцессе титрования электричество расходовалось исключительно на генерированиетитранта. Возможность одновременного протекания каких-либо побочных процессовдолжна быть совершенно исключена. Генерирование титранта должно происходить,таким образом, при 100%-ном выходе потоку.
Генерированиетитранта производят при контролируемом значении генераторного тока. Поддержаниеэтого тока постоянным (это возможно при достаточном содержании в растворевещества, продуктом электрохимического разложения которого является титрант)соответствует введению в раствор во времени определённых порций реагента, какэто имеет место при обычном титровании.
Методкулонометрического титрования часто называют кулонометрией при постояннойсиле тока и относятся к числу косвенных кулонометрических определений, таккак здесь в электрохимическом процессе участвует не само определяемое вещество,а некоторый промежуточный продукт, химически реагирующий затем с этимвеществом.
Вкулонометрическом титровании применяются различные способы определенияэквивалентной точки. Могут быть применены и те же, что и в обычном титровании(например, цветные индикаторы). Однако высокая чувствительность и точность этихметодов обусловливает применение и более чувствительных способов индикции,обеспечиваемых инструментальными методами анализа: амперометрией,потенциометрией, спектрофотометрией, фотоэлектроколориметрией.
Криваякулонометрического титрования может быть вычерчена в координатах: сила тока виндикаторной цепи (по оси ординат) – время (по оси абсцисс). Ясно, что припостоянной силе тока в генераторной цепи время прямо пропорционально количествудобавляемого к титруемой пробе реагента. Эта величина обычно откладывается пооси абсцисс при объёмно-аналитических определениях. Форма кривой титрованиябудет зависеть от того, какая из окислительно-восстановительных пар –определяемая (кривая а) или генерируемая (кривая б), в качестве титранта – илиобе они (кривая в) являются электрохимически обратимыми (рис.12).
Дляпотенциометрической индикации конечной точки титрования применяется обычная впотенциометрии электродная пара, состоящая из платинового индикаторного икаломельного электрода сравнения.
Прифотометрическом определении конца титрования производится слежение заизменением величины оптической плотности пробы. В этом случае отпадаетнеобходимость в применении индикаторных электродов. Для измерения оптическойплотности титруемого раствора пользуются фотоэлектроколориметрами илиспектрофотометрами, в соответствующем отделении которых устанавливаюткулонометрическую ячейку.
Кулонометрическимпутём можно осуществлять бромометрическое, йодометрическое,пермаганатометрическое, титанометрическое, хромометрическое и другие видытитрований.
Подобно другимметодам физико-химического анализа, кулонометрия применяется не только ваналитической химии, но и вообще в различных физико-химических исследованиях.Кинетика и механизм реакций, каталитические процессы, комплексообразование,химическое равновесие и т.д. являются теми областями, в которых применениекулонометрии оказывается весьма плодотворным./> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
/>/>/> время время время
а) б) в)
Рис.12. Кривыекулонометрического титрования.
IV. Определение углерода в сырье.
Методика количественного химического анализа: окиси хрома, пятиокиси ниобия, ферросилиция,извести, хромовой и марганцевой руды, хромового, ильменитового имарганцеворудного концентратов и железорудных окатышей
Определениемассовой доли углерода.
Кулонометрический метод.
Настоящая методика аттестована порезультатам метрологической экспертизы в ОАО КЗФ и внесена в заводской реестрметодик количественного химического анализа.
4.1.Назначение МВИ
4.1.1.Настоящий нормативный документ устанавливает методику выполненияколичественного химического анализа (КХА) массовой доли углерода в окиси хромапо ГОСТ 2912-79, ТУ 645 РК5604173-005-2000, в руде хромовой по ТУ 645 РК0186760-01-98, в концентрате хромовом по ТУ645 РК0186760-06-98, в марганцевойруде и концентрате марганцеворудном по ТУ 5.965-11491-92, в концентратеильменитовом, железорудных окатышах по ТУ 0722-002-00186803-97, в пятиокисиниобия по ГОСТ23920-79, ТУ 1763- 019-00545484-2000, в извести по ГОСТ 9179-77,в ферросилиции по ГОСТ 1415-93 кулонометрическим методом.
4.1.2. Диапазон измерений массовой доли углерода по методике КХА, в %: от 0,005 до10,0
4.1.3. МВИпредназначена для контроля поступающего сырья, контроля технологическихпроцессов и установления химического состава стандартных
образцов предприятия (СОП).
4.2.Требования к погрешности измерений. Погрешность результатов измерений понастоящей методике КХА не превышает регламентированных ГОСТ15848.4-70 и МУ МО14-1-61-90 значений норм погрешности, указанных в таблице 2.
Таблица 2.Нормы погрешности измерений (абс. проценты)
Массовая доля углерода, %
Предел допускаемой погрешности D (Р=0,95)
Характеристика случайной составляющей погрешности СКО, Gk От 0,005 до 0,010 0.004 0.0019 Св. 0,010 " 0,050 0.010 0.0043 " 0,050 " 0,100 0.019 0.0087 " 0,10 " 0,20 0.029 0.013 " 0,20 " 0,50 0.037 0.017 " 0,50 " 1,00 0.05 0.022 " 1,00 " 2,50 0.07 0.030 " 2,50 " 5,00 0.10 0.043 " 5,00 " 10.,0 0.13 0.061
4.3. Метод измерений
Методавтоматического кулонометрического титрования по величине рН основан насжигании навески в трубчатой печи, при температуре 1350-1400°С, в потоке очищенного от примесейкислорода. Образовавшийся при сжигании навески пробы углекислый газ уноситсяпотоком кислорода в электролитическую ячейку датчика анализатора и поглощаетсяв ней раствором, вызывая его закисление. Закисление раствора приводит к изменениюэ.д.с. электродной системы. Изменяется выходное напряжение усилителя рН-метра,которое затем преобразуется в импульсы напряжения с длительностьюпропорциональной значению этого напряжения. Импульсы напряжения стабилизаторатока
преобразуются в импульсы тока,вызывают восстановление ионов водорода на катоде, нейтрализуя кислоту.Количество электричества, потребовавшееся для нейтрализации, фиксируетсяпересчетным устройством, отградуированным в процентах массовой доли углерода.
4.4.Требования к средствам измерений, вспомогательному оборудованию, материалам,растворам.
При выполненииизмерений применяют следующие средства измерений и другие технические средства:
· Стандартные образцы состава по ГОСТ 8.315, состав которыхсоответствует области применения данной методики, с аттестованным значениеммассовой доли углерода.
· Набор ГСО сталей для калибровки анализаторов на все используемыедиапазоны.
· Экспресс — анализатор АН-7560 или АН-7529 со всемипринадлежностями или аналогичный
· Устройство сжигания УС — 7077 или аналогичное.
· Корректор массы КМ — 7573 или аналогичный.
· Печь муфельная с температурой нагрева до 1000°С
· Баллон с кислородом по ГОСТ5583, снабженный редукционным вентилем
· Трубки огнеупорные муллито-кремнеземистые по ГОСТ 5.923, длиной650-800 мм диаметром 18-22мм прокаленные по всей длине при рабочей температуреи пропускании через трубку кислорода до прекращения изменений показаний таблоприбора.
· Лодочки фарфоровые № 2 по ГОСТ 9147, перед применениемпрокаливают в потоке кислорода при температуре 1200±25°С.
· Крючок из низкоуглеродистой жаропрочной проволоки диаметром 3-5ммдлиной 500-600 мм.
· Посуда мерная стеклянная лабораторная, цилиндры, мензурки, колбыпо ГОСТ 1770.
· Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 2-го класса сабсолютной погрешностью при измерении массы не более 0,0002 г.
· Промывная склянка Тищенко.
4.5.Материалы,реактивы, растворы:
· Калий хлористый по ГОСТ 4234, не ниже ч.д.а., прокаленный притемпературе 400-450°С в течение 4часов.
· Стронций хлористый 6-водный по ГОСТ 4140, не ниже ч.д.а.прокаленный при температуре 400-450°С втечение 4 часов.
· Натрия тетраборат 10-водный по ГОСТ4199 не ниже ч.д.а.
· Кислота борная по ГОСТ 9656, не ниже ч.д.а.
· Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
· Калий железистосинеродистый 3-водннй по ГОСТ 4207.
· Кислота соляная по ГОСТ3118-77, раствор с молярной концентрацией0,1моль/ дм3.
· Меди (II) оксид в виде проволоки илипорошка по ГОСТ 16539, прокаленная при температуре 700-750°С в течение 3 — 4 часов.
· Гидропирит таблетированный помещают в стеклянную трубку передпоглотительной ячейкой для дополнительной очистки кислородно-газовой смеси отокислов серы.
· Аскарит ТУ6-09-4128-88.
· Натрий хлористый по ГОСТ 4233, не ниже ч.д.а.
· Железо хлорное по ГОСТ 4147, не ниже ч.д.а.
4.6. Раствордля промывной склянки Тищенко готовят следующим образом: 5г натрия хлористого и7,5г хлорного железа помещают в мерную колбу на 100см3 растворяют внебольшом количестве дистиллированной воды, разбавляют водой до метки и хорошоперемешивают.
5. Операции поподготовке к выполнению измерений
5.1. Отборпроб и подготовка их к анализу.
Отбор пробпроизводит ОТК завода. Подготовка проб производится по методике подготовки пробдля химического анализа, утвержденной главным инженером завода.
5.2.Условиявыполнения измерений:
5.2.1.Температура в рабочей зоне трубки печи устанавливается 1350-1400°С.
5.2.2. Времяпрогрева измерительного блока не менее 30 минут.
5.2.3.Подготовка к работе и порядок работы с анализаторами АН-7929 и АН-7960проводится согласно инструкции по эксплуатации анализатора.
Экспресс-анализаторАН-7560 используют при анализе материалов с массовой долей углерода до 0,1%,анализ проб с массовой долей углерода свыше 0,1% ведут на экспресс-анализатореАН-7529.
5.2.4.Градуировкуанализаторов проводят ежесменно по ГСО сталей, близким по содержанию углерода канализируемым материалам.
5.2.5. Скаждой партией проб проводят контрольный опыт на присутствие углерода влодочках и плавне. Для этого проводят 2-3 сжигания лодочки с плавнем в условияханализа. При этом на индикаторе «Навеска, г» следует установитьсреднее значение навески анализируемых впоследствии проб. Контрольный опытсчитается выполненным, если цифровые показания табло «%С» за одну минутуизменяется на величину холостого счета прибора. Полученные результатыусредняются.
5.2.6. Плавень:2г CuO.
5.2.Выполнение измерений.
Навеску лабораторной пробы, массой, указанной в таблице 3
Таблица 3Массовая доля углерода, % Навеска, г От 0,005 до 1,0 0,5 “ 1,0 “ 2,0 0,25 “ 2,0 “ 4,0 0,2 “ 4,0 “ 10,0 0,1
помещают в прокаленную фарфоровуюлодочку и прибавляют 2г плавня — меди (II) оксида.Лодочку с навеской и плавнем с помощью крючка, помещают в наиболее нагретуючасть фарфоровой трубки, которую быстро закрывают металлическим затвором.Устанавливают показание индикаторного цифрового табло «%C»на «нуль» нажатием на кнопку «сброс» и сжигают пробу при температуре 1350-1400°С. В процессе сжигания пробы на цифровомтабло «%C» осуществляется непрерывный счёт показаний.
Анализ считаютзаконченным, если цифровые показания табло «%C» за однуминуту изменяется на величину холостого счета прибора. Записывают результатыанализа по показаниям табло, открывают затвор и извлекают лодочку.
5.3 Обработкарезультатов измерений.
5.3.1.Вычисление результата измерений.
Массовая долясеры (Х) в процентах вычисляют по формуле:
Х = С — СКО;
где — С — показание цифровоготабло анализатора при сжигании анализируемой навески, в % углерода;
— СКО--показаниецифрового табло анализатора при проведении контрольного опыта, % углерода.
5.3.2. Зарезультат анализа пробы (результат измерений) принимают среднее арифметическоезначение результатов параллельных измерений, которое вычисляют по формуле:
Х = Х1+ Х2
2
6. Контрольпогрешности результатов измерений.
6.1.Погрешность результата измерений не превысит предела D при выполнении условий оперативного контроля сходимости иоперативного контроля точности.
6.1.1.Оперативный контроль сходимости.
Оперативныйконтроль сходимости проводят для каждого получаемого результата. Сходимостьизмерений признают удовлетворительной, если расхождение параллельныхопределений, полученных при анализе пробы, не превышает значения допускаемыхрасхождений d2 (норматив оперативного контроля сходимости):
|Х1 — Х2 | £ d2
значения d2 приведеныв таблице 4.
6.1.2.Оперативный контроль точности
Одновременно спроведением анализа проб в тех же условиях выполняют анализ стандартногообразца (СО), химический состав которого не должен отличаться от анализируемойпробы настолько, чтобы потребовалось изменить методику анализа.
Примечание. При массовоманализе допускается проводить контроль точности один раз в смену.
Погрешностьрезультатов анализа признают удовлетворительной, если отличие воспроизведенногов СО значения массовой доли определяемого элемента от аттестованного непревышает норматива контроля точности Кт:
|Хсо — Асо| £ Кт
Значения Ктприведены в таблице 4.
6.1.3. Вслучае превышения одного из нормативов проводят повторный анализ. Если и приповторном анализе требования к точности результатов не выполняются, результатыанализа признают неверными, измерения прекращают до выявления и устраненияпричин, вызвавших нарушение нормального хода анализа.
6.2. Контрольвоспроизводимости
Расхождениемежду двумя результатами измерений, полученными в различных условиях (например,при внутрилабораторном контроле воспроизводимости, оценке допустимостирасхождения результатов, полученных разными исполнителями, в разное время или вразных лабораториях), не должно превышать (при доверительной вероятности 0.95)значения норматива контроля воспроизводимости Д, приведенного в таблице 4.
6.3. Контрольпогрешности измерений и нормативы контроля погрешности при проведенииколичественного химического анализа СО регламентируется НД, утвержденными вустановленном порядке.
6.3.1.Нормативыконтроля погрешности
Таблица 4.Абс. Проценты.
Массовая доля
Углерода, %
d2
(Р=0.95)
Кт
(Р=0.85)
Д
(Р=0.95) От 0,005 до 0,010 0.004 0.003 0.005 Св. 0,01 " 0,05 0.010 0.006 0.012 " 0,05 " 0,10 0.020 0.013 0.024 " 0,10 " 0,20 0.03 0.02 0.04 " 0,20 " 0,50 0.04 0.03 0.05 " 0,50 " 1,00 0.05 0.03 0.06 " 1,00 " 2,50 0.07 0.04 0.08 " 2,50 " 5,00 0.10 0.06 0.12 " 5,00 " 10,0 0.14 0.09 0.17 /> /> /> /> />
7. Требованияк квалификации оператора
Выполнениеизмерений может производить лаборант химического анализа, владеющий навыкамиработы с экспресс-анализаторами и прошедший специальный курс обучения.
V.Определение серы в сырье.
Методика количественного химического анализа: окисихрома, пятиокиси ниобия, ферросилиция, марганцевой, хромовой руды, хромового,ильменитового, вольфрамового концентратов и железорудных окатышей.
Определениемассовой доли серы.
Кулонометрический метод.
Настоящая методика аттестована порезультатам метрологической экспертизы в ОАО КЗФ и внесена в заводской реестрметодик количественного химического анализа.
5. Назначение МВИ
5.1. Настоящий нормативныйдокумент устанавливает методику выполнения измерений (МВИ) массовой доли серы вокиси хрома, выпускаемой по ГОСТ 2912-79 и ТУ 645 РК5604173-005-2000,ильменитовым концентрате (обожжённом), хромовым концентрате по ТУ 645 РК0186760-06-98, хромовой руде по ТУ 645 РК0186760-01-98, марганцевой руде ТУ5.965-11491-92, пятиокиси ниобия по ГОСТ 23620-79, ТУ1763-019-00545484-2000,железорудных окатышах по ТУ 0722-002-00186803-97, вольфрамовом концентрате поГОСТ213-83, ферросилиции по ГОСТ 1415-93 кулонометрическим методом.
5.2. Диапазон измерений массовойдоли серы в процентах:
от 0,005 до 0,10
5.3. МВИ предназначена дляконтроля поступающего сырья и технологических процессов.
5.2 Требования к погрешностиизмерений.
Погрешность результатов измеренийпо настоящей МВИ не превышает регламентированных ГОСТ22772.7-96 и МУ МО14-1-61-90 значений норм погрешности, указанных в таблице 5.
Таблица 5. Нормы погрешности измерений, абс.%.Массовая доля серы,% Предел допускаемой погрешности D (Р=0,95)
Характеристика случайной составляющей погрешности СКО, Gk От. 0,005 ² 0,010 0,002 0,00087 Св. 0,01 ² 0,02 0,003 0,0013 ² 0,02 ² 0,05 0,005 0,0022 ² 0,05 ² 0,10 0,008 0,0035
5.3. Метод измерений
Методавтоматического кулонометрического титрования по величине рН основан насжигании навески в трубчатой печи в потоке очищенного от примесей кислородапри температуре 1350-1400°С.Образовавшийся при сгорании навески пробы сернистый газ уносится потокомкислорода в электролитическую ячейку датчика анализатора, наполненнуюпоглотительным раствором с определенным начальным значением величины рН,вызывая его закисление. Закисление раствора приводит к изменению э.д.с.электродной системы, что, в свою очередь, ведет к включению тока титрования.Количество электричества, необходимое для достижения первоначального значениявеличины рН поглотительного раствора, пропорционально массовой доле серы впробе и фиксируется специальным кулонометром — интегратором тока, отображающимна табло прибора непосредственно массовую долю серы в процентах.
5.4. Требования к средствамизмерений, вспомогательному оборудованию, материалам, растворам..
При выполнении измеренийприменяют следующие средства измерений и другие технические средства:Стандартные образцы состава по ГОСТ 8.315, состав которых соответствует области применения данной методики, с аттестованным значением массовой доли серы. Экспресс — анализатор АС-7932 или аналогичный. Устройство сжигания УС — 7077 или аналогичное. Корректор массы КМ — 7573 или аналогичный. Печь муфельная с температурой нагрева до 800-900°С . Баллон с кислородом по ГОСТ 5583, снабженный редукционным вентилем. Трубки огнеупорные муллито-кремнеземистые по ГОСТ 5.923, длиной 650-800 мм диаметром 18-22мм. Лодочки фарфоровые № 2 по ГОСТ 9147 . Крючок из низкоуглеродистой жаропрочной проволоки диаметром 3-5 мм, длиной 500-600 мм. Посуда мерная стеклянная лабораторная: цилиндры, мензурки, колбы по ГОСТ 1770. Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 2- го класса с абсолютной погрешностью при измерении массы не более 0,0002 г. Комплект стандартных образцов сталей, применяемых для градуировки анализатора.
5.5. Материалы, реактивы,растворы:Калий хлористый по ГОСТ 4234, прокаленный при температуре 400-450°С в течение 4 часов. Барий хлористый 6-водный по ГОСТ4108, прокаленный при температуре 400-450°С в течение 4 часов. Кислота соляная по ГОСТ3118-77, раствор с молярной концентрацией 0,1 моль/ дм3. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72. Окись меди в виде проволоки или порошка по ГОСТ 16539, прокаленная при температуре 700-750°С в течение 3 — 4 часов. Пятиокись ванадия по ТУ6-09-02-295-88. Перекись водорода по ГОСТ10929-76,30%-ный раствор. Аскарит ТУ6-09-4128-88.
Все применяемые реактивы должныиметь квалификацию не ниже ч.д.а.
5.6. Подготовка растворов.
5.6.1.Поглотительный растворготовят следующим образом:
30г прокаленного бария хлористогои 70г прокаленного калия хлористого помещают в мерную колбу на 1 дм3,растворяют в дистиллированной воде, затем приливают15 см3 растворасоляной кислоты молярной концентрацией 0,1моль/ дм3, и 20 см330%-ного раствора перекиси водорода, раствор доливают дистиллированной водой дометки и перемешивают.
5.6.2.Вспомогательный растворготовят следующим образом:
В мерную колбувместимостью 1 дм3 наливают небольшое количество дистиллированнойводы, растворяют в ней 200г прокаленного калия хлористого, приливают 300см330%-ного раствора перекиси водорода, раствор доливают дистиллированной водой дометки и перемешивают.
Поглотительный и вспомогательныйрастворы должны быть израсходованы в течение 5 суток.
5.6.3.Трубки огнеупорныемуллито-кремнеземистые прокаливают по всей длине при температуре 1350 ± 25°Св токе кислорода.
5.6.4.Лодочки фарфоровыепрокаливают при температуре 1200± 25°С непосредственно перед анализом.
5.6.5.Плавни: 0,2г пятиокисиванадия или 2г окиси меди.
5.7.Операции по подготовке квыполнению измерений
5.7.1.Отбор проб и подготовка ихк анализу.
Отбор пробпроизводит ОТК завода. Подготовка проб производится по методике, утвержденнойглавным инженером завода.
5.8.Условия выполнения измерений:
5.8.1. Время прогреваизмерительного блока не менее 30 минут.
5.8.2.Подготовка к работе ипорядок работы с анализатором АС-7932 проводится согласно инструкции поэксплуатации анализатора.
5.8.3. Скаждой партией проб проводят контрольный опыт на присутствие серы в лодочках иплавне. Для этого проводят 2-3 сжигания лодочки с плавнем в условиях анализа.При этом на индикаторе «Навеска, г» следует установить среднеезначение навески анализируемых впоследствии проб. Контрольный опыт считаетсявыполненным, если цифровые показания табло «%S » за 1минуту изменяется на величину холостого счета прибора. Полученные результатыусредняются.
5.8.4.Градуировка анализатора по СО сталей проводят в начале каждой смены согласноинструкции по эксплуатации анализатора.
5.9.Выполнение измерений.
Навескулабораторной пробы, массой 0,5г помещают в прокаленную фарфоровую лодочку,прибавляют плавень и перемешивают. Лодочку с навеской и плавнем с помощьюкрючка, помещают в наиболее нагретую часть фарфоровой трубки, которую быстрозакрывают металлическим затвором. Устанавливают показание индикаторногоцифрового табло «%S» на «нуль» нажатием на кнопку«сброс» и сжигают пробу при температуре 1350-1400°С.В процессе сжигания пробы на цифровом табло осуществляется непрерывный счётпоказаний..
Анализ считаютзаконченным, если цифровые показания табло «%S» за однуминуту изменяется на величину холостого счета прибора. Записывают результатыанализа по показаниям табло, открывают затвор и извлекают лодочку.
6. Обработка результатовизмерений.
6.1.Вычисление результатаизмерений:
Массовая доля серы (Х ) впроцентах вычисляют по формуле:.
Х = S1– SКО, где
S1 — показание цифровоготабло анализатора, при сжигании навески, в %;
SКО — показание цифровоготабло анализатора при проведении контрольного опыта на загрязнение реактивов,%.
6.2. Зарезультат анализа пробы (результат измерений) принимают среднее арифметическоезначение результатов параллельных измерений, которое вычисляют по формуле
: Х = Х1 + Х2
2
6.3. Контроль погрешностирезультатов измерений.
Погрешностьрезультата измерений не превысит предела Dпри выполнении условий оперативного контроля сходимости и оперативного контроляточности.
6.3.1.Оперативный контроль сходимости.
Оперативныйконтроль сходимости проводят для каждого получаемого результата. Сходимостьизмерений признают удовлетворительной, если расхождения между результатамипараллельных измерений, полученных при анализе пробы, не превышает значениядопускаемых расхождений d2 (норматив оперативного контролясходимости):
| Х1 — Х2| £ d2
значения d2 приведены в таблице 6.
6.3.2. Оперативный контрольточности
Одновременно спроведением анализа проб в тех же условиях выполняют анализ стандартного образца(СО), химический состав которого не должен отличаться от анализируемой пробынастолько, чтобы потребовалось изменить методику анализа.
Примечание. При массовом анализе допускаетсяпроводить контроль точности один раз в смену.
Погрешностьрезультатов анализа признают удовлетворительной, если отличиевоспроизведенного в СО значения массовой доли определяемого элемента отаттестованного не превышает норматива контроля точности Кт:
|Хсо – Асо| £ Кт
Значения Кт приведены в таблице6.
6.3.3. Вслучае превышения одного из нормативов проводят повторный анализ. Если и приповторном анализе требования к точности результатов не выполняются, результатыанализа признают неверными, измерения прекращают до выявления и устраненияпричин, вызвавших нарушение нормального хода анализа.
6.3.4.Контрольвоспроизводимости
Расхождениемежду двумя результатами измерений, полученными в различных условиях (например,при внутрилабораторном контроле воспроизводимости, оценке допустимостирасхождения результатов, полученных разными исполнителями, в разное время или вразных лабораториях), не должно превышать (при доверительной вероятности 0.95)значения норматива контроля воспроизводимости Д, приведенного в таблице6.
Таблица 6. Нормативы контроля погрешности (абс. проценты).Массовая доля серы, %
d2
(Р=0.95)
Кт
(Р=0.85)
Д
(Р=0.95) От.0,005 “ 0,010 0,002 0,001 0,002 св. 0,010 “ 0,020 0,003 0,002 0,004 “ 0,020 “ 0,050 0,005 0,003 0,006 “ 0,05 “ 0,10 0,008 0,005 0,010
6.4. Требованияк квалификации оператора
Выполнение измерений можетпроизводить лаборант химического анализа, владеющий навыками работы наэкспресс-анализаторах и прошедший специальный курс обучения.