ГОСТ 6689.18-92. Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения серы

(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 18.02.1992 № 167)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЫ

Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Methods for the determination of sulphur

1 января 1993 года

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Разработан и внесен Министерством металлургии СССР.

Разработчики: В.Н. Федоров, Ю.М. Лейбов, Б.П. Краснов, А.Н. Боганова, И.А. Воробьева.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.92 № 167.

3. Взамен ГОСТ 6689.18-80.

4. Ссылочные нормативно-технические документы

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта, раздела
ГОСТ 83-79	2.2
ГОСТ 244-76	2.2
ГОСТ 450-77	2.2
ГОСТ 492-73	Вводная часть
ГОСТ 4159-79	2.2
ГОСТ 4204-77	2.2
ГОСТ 4220-75	2.2
ГОСТ 4232-74	2.2
ГОСТ 5583-78	2.2
ГОСТ 6689.1-92	Разд. 1
ГОСТ 9147-80	2.2
ГОСТ 10163-76	2.2
ГОСТ 19241-80	Вводная часть
ГОСТ 20490-75	2.2
ГОСТ 25086-87	Разд. 1; 2.5.3; 3.5

Настоящий стандарт устанавливает йодометрический метод (при массовой доле серы от 0,001 до 0,05%) и метод с применением автоматических и полуавтоматических анализаторов (при массовой доле серы от 0,001 до 0,05%) для определения серы в никелевых и медноникелевых сплавах по ГОСТ 492 и ГОСТ 19241.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением по разд. 1 ГОСТ 6689.1.

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЫ

2.1 Сущность метода

Метод основан на сжигании пробы в токе кислорода при 1350 — 1400 °С, поглощении выделяющейся двуокиси серы водой и титровании образовавшейся сернистой кислоты раствором йода.

2.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Установка для определения содержания серы (см. чертеж) состоит из баллона с кислородом 1; редукционного клапана 2; промывной склянки 3 с раствором, содержащим 40 г/дм3 марганцовокислого калия и 40 г/дм3 гидроокиси; промывной склянки 4 с раствором 400 г/дм3 гидроокиси калия; колонки для осушения кислорода 5, содержащей в нижней части безводный хлористый кальций, затем слой стеклянной или обыкновенной ваты и в верхней части гидроокись калия; трехходового крана 6, позволяющего направлять кислород, прошедший очистку, в печь или выпускать его в атмосферу и дополнительно регулировать скорость пропускания кислорода; фарфоровой трубки 7 внутренним диаметром 18 — 22 мм, концы которой, выходящие из печи, должны быть длиной не менее 100 мм (трубка перед применением должна быть прокалена в атмосфере кислорода при 1200 °С); горизонтальной электрической трубчатой печи 8 с автоматическим регулированием температуры до 1400 °С; пылеуловителя 9, наполненного стеклянной ватой; двухходового крана 10; двух поглотительных сосудов 11 и 12; бюретки 13 вместимостью 10 или 25 см3.

Фарфоровые неглазурованные лодочки № 2 по ГОСТ 9147. Лодочки предварительно прокаливают при 1350 — 1400 °С в атмосфере кислорода. Полнота выжигания серы и ее соединений из лодочек контролируется пропусканием газообразных продуктов из печи через раствор йода в присутствии крахмала. Конец выжигания серы из лодочек определяют по прекращению обесцвечивания йодокрахмального раствора.

Медь с массовой долей серы не более 0,001% в виде стружки толщиной 0,05 — 0,1 мм.

Стандартный образец для установления рабочего режима установки. Используют Государственные стандартные образцы сталей: ГСО 716-84п, ГСО 1557-83п, ГСО 1640-83п, ГСО 888-84п, ГСО 1416-82п или никелевый сплав: ГСО 1862-80, ГСО 1862-85п, ГСО 1498-83п, ГСО 1609-85п.

Кислород газообразный по ГОСТ 5583.

Калий йодистый по ГОСТ 4232 и раствор 50 г/дм3.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 40 г/дм3.

Промывной раствор: в мерную колбу вместимостью 1 дм3 вносят 40 г марганцовокислого калия, растворяют в 500 — 600 см3 воды, добавляют 400 г гидроокиси калия, охлаждают и разбавляют раствор водой до метки.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 5:100.

Ртуть йодистая.

Кальций хлористый по ГОСТ 450, плавленный, безводный.

Крахмал по ГОСТ 10163, раствор 10 г/дм3: 10 г крахмала смешивают с небольшим количеством воды до образования однородной массы. Крахмальную суспензию вливают при перемешивании в 1 дм3 горячей воды. Раствор кипятят 2 — 3 мин и фильтруют через складчатый фильтр в склянку, в которую помещают 0,03 — 0,05 г йодистой ртути.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, 0,0125 моль/дм3 раствор: готовят из препарата, дважды перекристаллизованного и высушенного при 170 °С.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.

Натрия тиосульфат кристаллический по ГОСТ 244, растворы 0,0125 моль/дм3 и 0,0005 моль/дм3: раствор 0,0125 моль/дм3 готовят за 2 — 3 дня до установления массовой концентрации раствора: 6,2 г серноватистокислого натрия растворяют в 100 см3 свежепрокипяченной охлажденной воды, прибавляют 2 г углекислого натрия и разбавляют водой до 1000 см3. Раствор 0,0005 моль/дм3 тиосульфата натрия готовят соответствующим разбавлением 0,0125 моль/дм3 раствора свежепрокипяченной и охлажденной водой.

Установка массовой концентрации раствора тиосульфата натрия.

В коническую колбу со шлифом вместимостью 250 см3 помещают 10 см3 соляной кислоты, 10 см3 раствора йодистого калия и 25 см3 0,0125 моль/дм3 раствора двухромовокислого калия. Колбу закрывают пришлифованной пробкой и оставляют в темном месте 8 — 10 мин. Ополаскивают стенки колбы небольшим количеством воды (общий объем раствора должен быть 70 — 80 см3) и титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия до светло-желтой окраски раствора, прибавляют 2 см3 раствора крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски.

Массовую концентрацию 0,0125 моль/дм3 раствора тиосульфата натрия по двухромовокислому калию ( T_{1} ) в граммах вычисляют по формуле

T_{1} = \frac{0,1554}{V} ,

где V — объем раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование, см3.

Йод кристаллический по ГОСТ 4159, раствор 0,0005 моль/дм3: 1,27 г кристаллического йода и 2,5 г йодистого калия взвешивают в фарфоровой чашке, перемешивают с небольшим количеством воды, тщательно растирают пестиком и растворяют в воде. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доливают до метки водой. Раствор хранят в темной склянке с притертой пробкой. 100 см3 полученного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доливают водой до метки. Раствор готовят в день применения. Допускается приготовление 0,0005 моль/дм3 раствора йода разбавлением 0,005 моль/дм3 раствора йода, приготовленного из фиксанала.

1 г стандартного образца никеля или стали помещают в фарфоровую лодочку. Вынимают пробку со стороны баллона из трубки и при помощи проволочного крючка устанавливают лодочку в наиболее нагретую зону трубки. Далее поступают, как указано в п. 2.4.

Массовую концентрацию раствора йода ( T_{2} ), выраженную в граммах серы на 1 см3 раствора, вычисляют по формуле

T_{2} = \frac{m \cdot C}{100V} ,

где m — масса навески стандартного образца, г;

V — объем раствора йода, израсходованный на титрование, см3.

В отсутствие стандартного образца массовую концентрацию раствора йода можно установить по раствору тиосульфата натрия, массовую концентрацию которого устанавливают по раствору двухромовокислого калия.

Установка массовой концентрации раствора йода по раствору тиосульфата натрия.

В колбу вместимостью 250 см3 наливают 18 — 20 см3 воды, приливают из бюретки 20 см3 раствора йода, разбавляют водой до 70 — 80 см3, перемешивают, титруют 0,0005 моль/дм3 раствора тиосульфата натрия до светло-желтой окраски раствора, приливают 2 см3 раствора крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски.

Массовую концентрацию 0,0005 моль/дм3 раствора йода по тиосульфату натрия ( T_{2} ) вычисляют по формуле

T_{2} = 0,00102T_{1} \cdot V ,

где T_{1} — массовая концентрация 0,0125 моль/дм3 раствора тиосульфата натрия по двухромовокислому калию, г;

V — объем раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование, см3.

Массовая концентрация раствора йода по сере ( T_{s} ) вычисляется по формуле T_{s} = 0,126T_{2} .

2.3 Подготовка аппарата к анализу

Перед проведением анализа проверяют герметичность установки при 1350 — 1400 °С. Для этого баллон с кислородом подсоединяют к прибору, открывают трехходовый кран на воздух, осторожно открывают вентиль баллона, пропускают кислород со скоростью 20 — 30 пузырьков в минуту, переключают трехходовый кран в положение, при котором кислород поступает в печь, и закрывают кран. Спустя 2 — 3 мин должно прекратиться выделение пузырьков в промывных склянках, после чего выжидают еще 5 — 7 мин. Если пузырьки больше не выделяются, установку считают герметичной.

Правильность работы всей аппаратуры контролируют по стандартному образцу, варьируя величиной анализируемой навески.

До проведения анализа проверяют фарфоровую трубку на присутствие летучих восстановителей. Для этого в оба сосуда помещают по 50 см3 воды и по 10 см3 раствора крахмала, приливают из бюретки несколько капель раствора йода до появления голубой окраски, поднимают температуру печи до 1350 — 1400 °С и пропускают ток кислорода. Если через 4 — 5 мин голубая окраска ослабевает, то к раствору добавляют еще несколько капель раствора йода до уравнивания окраски в обоих сосудах.

2.4 Проведение анализа

Навеску сплава в виде стружки массой 1 г при массовой доле серы менее 0,01% и 0,5 г при массовой доле серы от 0,01 до 0,05% помещают в фарфоровую лодочку, вынимают пробку из трубки со стороны баллона с кислородом и при помощи проволочного крючка устанавливают лодочку с навеской, покрытой 1 г медной стружки или опилок, в наиболее нагретую зону трубки. Трубку быстро закрывают пробкой и пропускают кислород с такой скоростью, чтобы предотвратить образование вакуума в печи.

Когда поступающие из печи газы начинают обесцвечивать раствор йода в нижней части поглотительного сосуда, приливают из бюретки раствор йода с такой скоростью, чтобы голубая окраска поглотительного раствора не исчезла во время сжигания.

При небольшом уменьшении интенсивности окраски раствора в поглотительном сосуде замедляют поступление раствора йода и прекращают его, если окраска раствора остается постоянной и одинаковой с окраской раствора в контрольном сосуде. После этого пропускают кислород через установку еще 1 мин, и, если окраска в поглотительном сосуде не изменяется, сжигание считается законченным.

2.5 Обработка результатов

2.5.1 Массовую долю серы (X) в процентах вычисляют по формуле

X = \frac{V \cdot T_{1} \cdot 100}{m} ,

где V — объем раствора йода, израсходованный на титрование, см3;

T_{1} — массовая концентрация раствора йода, выраженная в г/см3 серы;

m — масса навески сплава, г.

2.5.2. Расхождения результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и результатов двух анализов D (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в таблице.

2.5.3. Контроль точности результатов анализа гарантируется установлением рабочего режима установки по Государственным стандартным образцам сталей и никелевых сплавов (п. 2.2) в соответствии с ГОСТ 25086.

2.5.4. Титриметрический метод применяется при разногласиях в оценке качества никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов.

Массовая доля серы, %	Допускаемые расхождения, %
	d	D
От 0,001 до 0,002 включ. Св. 0,002 « 0,004 » « 0,004 » 0,006 « » 0,006 « 0,012 » « 0,012 » 0,024 « » 0,024 « 0,05 »	0,0007 0,0012 0,002 0,003 0,004 0,007	0,001 0,002 0,003 0,004 0,006 0,01

3. МЕТОД С ПРИМЕНЕНИЕМ АВТОМАТИЧЕСКИХ И ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ

3.1 Сущность метода

Метод основан на определении серы с помощью автоматического и полуавтоматического анализатора, обеспечивающего сжигание навески пробы сплава в токе кислорода при 1200 — 1600 °С, поглощении образовавшегося диоксида серы раствором окислителя и определении серы в зависимости от типа анализатора кондуктометрическим, кулонометрическим, амперометрическим методами или по измерению абсорбции молекулярных полос диоксида серы в инфракрасной области спектра.

3.2 Аппаратура

3.3 Проведение анализа

---