Порошки металлические. Метод определения кислорода, восстановимого водородом

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ПОРОШКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА,

ВОССТАНОВИМОГО ВОДОРОДОМ

ГОСТ 29006-91

(ИСО 4491-3-89)
Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москва

СТАНДАРТ

ПОРОШКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА,

ВОССТАНОВИМОГО ВОДОРОДОМ

ГОСТ 29006-91

(ИСО 4491-3-89)
Издание официальное

МОСКВА—1991

УДК 669-492.2.001.4:006.354 Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПОРОШКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

Метод определения кислорода,
восстановимого водородом
Metallic powders. Method for
determination of hydrogen-reducible oxygen

ОКСТУ 1709

Дата введения 01.07.92
Настоящий стандарт устанавливает метод определения кисло­рода, восстановимого водородом, при массовой доле кислорода от С,05 до 3%.
Стандарт распространяется на порошки нелегированных, низ­колегированных, высоколегированных металлов, содержащих уг­лерод.
Стандарт не распространяется на порошки, содержащие добав­ки сублимирующих металлов, смазки и органические добавки.
Рекомендации по выбору метода определения кислорода в ме­таллических порошках приведены в приложении 1.
Допускается проводить определение кислорода, восстановимо­го водородом, по международному стандарту ИСО 4491—3—89, приведенному в приложении 2.
Метод основан на выдержке предварительно осушенного метал­лического порошка при заданных температуре и времени в пото­ке сухого водорода и измерении массы кислорода, извлеченного в виде паров воды.
Для определения массы паров воды используют их абсорбцию абсолютированным метанолом и титрование реактивом Карла Фи­шера.
Для порошков, содержащих углерод, используют конверсию оксида углерода (II) в оксид углерода (IV) в воду и метан с по­мощью никелевого катализатора.
Допускается для определения массовой доли кислорода ис­пользовать другие методы, обеспечивающие метрологические ха­рактеристики не ниже полученных титрованием с реактивом Кар­ла Фишера.
Издание официальное
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарт СССР

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Массовую долю кислорода в пробе порошка определяют в двух (или более) параллельных навесках.
За результат анализа принимают среднее арифметическое двух (или более) параллельных определений при доверительной ве­роятности 0,95.
1.2. Отбор проб — по ГОСТ 23148.
Массу навески от пробы определяют в соответствии с табл. L
Таблица 1
Массовая доля кислорода, %
От 0^05 до 0,5 включ.
Св. 0,5 » 2,0 »
ъ 2,0 >3,0 »
1.3. Взвешивание навесок проводят с погрешностью не более 0,1 мг, если в нормативно-технической документации не указаны другие значения.

2. АППАРАТУРА

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания до 200 г или любые другие весы, отвечающие указанным требованиям по своим метрологическим характеристикам.
Установка для определения кислорода, восстановимого водо­родом, (черт. 1, 2) состоит из:

источника азота (/), снабженного газовым редуктором, рота­метром и регулятором расхода газа;
источника водорода (2), снабженного газовым редуктором, ро­таметром и регулятором расхода газа, обеспечивающим подачу газа со скоростью от 20 до 35 дм3/ч;
устройства очистки водорода (5), содержащего каталитичес­кий раскислитель (титановая губка, медь, нанесенная на силика­гель, и др.) и осушитель;
крана трехходового (4);
осушителя (5);
трубы восстановительной газонепроницаемой (5), изготовлен­ной из кварца в соответствии с требованиями одной из двух ис­пользуемых схем восстановления:
) запаянная с одной стороны кварцевая трубка с внутренним диаметром от 27 до 30 мм и длиной 400 мм, в открытый конец ко­торой через разъемное газоплотное соединение введены две труб­ки диаметром от 5 до 6 мм и длиной одна от 60 до 80 мм, другая от 200 до 240 мм (допускается длина 400 мм) (черт. 1, 3);

) кварцевая трубка, открытая с двух сторон, с внутренним диаметром 20 мм, длиной до 1000 мм с разъемными уплотнения­ми на концах для входа и выхода газа (черт. 2, 3);
печи для сушки (7) и печи для восстановления металлическо­го порошка (8) с системами управления, обеспечивающими под­держание заданной температуры в зонах расположения лодочек с навесками. Допускается применение одной двухзонной печи, совмещающей функции сушки и восстановления;
лодочек (У), изготовленных из керамики на основе оксида алюминия, имеющих гладкую поверхность и размеры, достаточные для заполнения не более чем наполовину. Рекомендуется исполь­зовать при анализе лодочки ЛС 2 или ЛС 3 по ГОСТ 9147. Ло­дочки должны быть прокалены в водороде при температуре от 900 до 1100°С не менее 1 ч и храниться в эксикаторе;
соединения байпасного (10), используемого для предохранения катализатора от попадания воздуха в том случае, если устройст­во конверсии не подключается;
устройство конверсии (11), состоящее из стеклянной трубки, заполненной никелевым катализатором, и печи с системой регу­лирования, обеспечивающей поддержание температуры 380°С. Устройство конверсии должно постоянно быть заполнено водоро­дом;
бюретки (12) вместимостью 25 см3 с ценой деления 0,05, за­щищенной от попадания атмосферной влаги стеклянной трубкой, заполненной осушителем;
детектора (13) для определения конечной точки титрования;
колбы для титрования (14) вместимостью от 200 до 300 см3 с магнитной мешалкой. Колба, при необходимости, снабжена двумя платиновыми электродами.

3. РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

Метанол абсолютированный по ГОСТ 6995.
Реактив Карла Фишера с эквивалентом 1 мг кислорода в 1 см3 реактива. Массовую концентрацию реактива Карла Фишера уста­навливают в соответствии с ГОСТ 18317.
Водород с массовой долей кислорода не более 0,005% с точкой росы, не превышающей минус 45°С.
Азот или другой инертный газ с массовой долей кислорода не более 0,005% с точкой росы, не превышающей минус 45°С.
Осушающие средства: алюмо-натриевый силикат безводный гранулированный, силикагель активированный или перхлорат маг­ния (ангидрон).

4. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

4.1. Установку собирают в соответствии с черт. 1 и 2 для спо­собов 1 и 2. Для установки по способу 1 воостанооительную трубу устанавливают в печь для сушки (7).
4.2. Для каждого способа испытания и каждого типа порошка экспериментально подбирают температуру и время проведения ис­пытания до полного восстановления порошков.
В табл. 2 приведены ориентировочные температуры восстанов­ления порошков при времени выдержки не менее 20 мин.
Таблица 2

Железо или сталь Николь
Кобальт
Медь
Молибден
Вольфрам
4.3. Сушку порошков проводят при температуре (170± 10) °С в течение 20 мин в токе инертного газа со скоростью 30 дм3/ч.
4.4. Устанавливают необходимую температуру восстановления в восстановительной печи (S).
4.5. Промывают бюретку (12) реактивом Карла Фишера» что­бы исключить изменение массовой концентрации реактива от вла­ги в бюретке. Наполняют бюретку реактивом Карла Фишера.
4.6. Заливают метанол в колбу для титрования (14) так, что­бы уровень метанола был выше уровня выхода трубки газа и электродов (если применяется электрохимический детектор); включают мешалку и титруют реактивом Карла Фишера до ви­зуальной точки нейтрализации возможных следов воды в мета­ноле.
4.7. Если используют электрохимический детектор точки экви­валентности ( черт. 4), замыкают электроды детектора переклю­чателем (5) и установив резистор (/) так, чтобы ток микроампе­рметра (2) был равен 120 А, размыкают электроды.
4.8. Для способов 1 и 2 устанавливают поток инертного газа (черт. 1 и 2) со скоростью 30 дм3/ч и поддерживают его не менее 10 мин. После этого при помощи крана (4) переключают поток инертного газа на поток водорода и устанавливают скорость по­тока 25 дм3/ч.
Для способа 1 вставляют трубку в печь восстановления и остав­ляют ее на 10 мин. Переключают поток водорода на инертный
газ. Вынимают восстановительную трубку и охлаждают до ком­натной температуры.
4.9. Титруют метанол до визуальной точки эквивалентности для нейтрализации следов воды.

Рис. 4

4.10. Для проверки герметичности и работоспособности уста­новки проводят контрольный опыт. Контрольный опыт проводят для каждой серии определений с пустой лодочкой в условиях, указанных в разд. 5. Если результат выше 1 мг кислород? или результаты разные, аппаратуру подвергают контролю на герме­тичность.

5. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

5.1. Для способов 1 и 2, при необходимости, подключают кон­версионное устройство, устанавливают температуру (380± 10)°С. Конверсионное устройство включают в момент ввода лодочки в зону восстановления печи. При использовании конверсионного ус­тройства необходимо следить за тем, чтобы в момент подключе­ния оно было заполнено осушенным водородом.
Конверсионное устройство можно не использовать, если мас­совая доля углерода в металлическом порошке составляет менее 3% массовой доли кислорода.
5.2. Способ 1
Открывают восстановительную трубку и помещают в нее ло­дочку с навеской. Закрывают трубку и продувают осушенным инертным газом со скоростью потока не менее 30 дм3/ч в течение 10 мин, чтобы удалить воздух, внесенный с навеской.
Титруют метанол до визуальной точки эквивалентности. Уста­навливают поток инертного газа со скоростью 30 дм3/ч и встав­ляют восстановительную трубку в печь осушки с температурой (170±10)°С. После окончания сушки титруют метанол до точки эквивалентности, определяемой либо визуально, либо электрохи­
мическим детектором. Записывают объем реактива Карла Фишера в бюретке и время сушки.
С помощью крана (4) переключают поток инертного газа на поток водорода, скорость потока водорода 25 дм3/ч, и помещают трубку в печь восстановления, в которой поддерживается задан­ная температура. После восстановления титруют метанол до точ­ки эквивалентности. Записывают объем реактива Карла Фишера.
С помощью крана (4) переключают поток водорода на поток инертного газа. Вынимают трубку из печи, охлаждают до комнат­ной температуры (допускается использовать вентилятор), откры­вают трубку и извлекают лодочку с порошком.
5.3. Способ 2
Устанавливают температуру в осушительной и восстановитель­ной зонах печи (8),