SPRIEVODCA TECHNICKÝMI MATERIÁLMI

od 08.09. 1980 č. 11-10-4/1601 ustanovený dátum zavedenia od 01.10.1980

Tieto technické pokyny sa vzťahujú na chemické a fyzikálne metódy na štúdium chemického zloženia základných a zváracích materiálov používaných v chemickom a ropnom inžinierstve (okrem ochranných plynov).

Zaviesť štandardné metódy na štúdium materiálov s rôznymi základmi, metódy na výpočet výsledkov a bezpečnostné opatrenia.

RD RTM 26-366-80

NÁVOD TECHNICKÝ MATERIÁL

ZRÝCHLENÉ METÓDY ZNAČENIA
CHEMICKÁ A SPEKTRÁLNA ANALÝZA
ZÁKLADNÉ A ZVÁRACIE MATERIÁLY V
STAVBA CHEMICKÝCH A ROPNÝCH ZARIADENÍ

SPEKTRÁLNE METÓDY ANALÝZY OCELE

Tento technický návod sa vzťahuje na monitorovanie chemického zloženia uhlíkových, legovaných, konštrukčných a vysokolegovaných ocelí, ako aj materiálov zvary na hlavné označovacie a legovacie prvky pomocou spektrálnej analýzy.

1. VŠEOBECNÉ POŽIADAVKY NA ANALYTICKÉ METÓDY

1.2. Stav dodávky noriem (ktoré sa používajú ako GSO ISO TsNIICHM, ako aj SOP druhotnej výroby) a vzorky musia byť rovnaké.

1.3. Hmotnosť štandardov a vzoriek by sa nemala výrazne líšiť a mala by byť aspoň 30 g.

1.4. Ostrosť povrchu štandardov a vzoriek by mala byť Rz20.

2. FOTOGRAFICKÉ METÓDY

2.1. Stanovenie chrómu, niklu, mangánu, kremíka v uhlíkových oceliach.

2.1.1. Účel

Metóda je určená na stanovenie chrómu, niklu, mangánu, kremíka v oceliach St. 3, čl. 5 a iné podľa GOST 380-71, v triedach ocele 20, 40, 45 a iné podľa GOST 1050-74.

Stredne disperzný kremenný spektrograf typu ISP-22, ISP-28 alebo ISP-30.

Oblúkový generátor typu DT-2.

Generátor iskier typu IG-3.

Mikrofotometer MF-2 alebo MF-4.

Spektroprojektor PS-18.

Brúska s elektrokorundovými kotúčmi, zrnitosť č. 36-64.

Sada pilníkov (na ostrenie štandardov a vzoriek).

Zariadenie alebo zariadenie na ostrenie kovových a uhlíkových elektród.

Súpravy GSO ISO TsNIIChM - 12; 53; 76; 77 a ich náhrady.

Permanentné tyčové elektródyÆ od 6 do 8 mm z elektrolytickej medi triedy M- I podľa GOST 859-78 a tyčeÆ 6 mm zo spektrálne čistého uhlia triedy C 1, C2, C3.

„Spektrálne“ fotografické dosky typu I, II.

Hydrochinón (paradioxybenzén) podľa GOST 19627-74.

Siričitan sodný (siričitan sodný) kryštalický podľa GOST 429-76.

Metol (para-metylaminofenolsulfit) podľa GOST 5-1177-71.

Bezvodý uhličitan sodný podľa GOST 83-79.

Chlorid amónny podľa GOST 3773-72.

Síran sodný (tiosíran sodný) podľa GOST 4215-66.

Z koncového povrchu vzorky ocele sa pomocou brúsneho kotúča odstráni vrstva 1 mm, potom sa vzorka nabrúsi pilníkom, pričom kvalita povrchu nesmie byť menšia ako Rz20. Medené elektródy sú naostrené do 90° kužeľa, zaoblené s polomerom 1,5 až 2,0 mm. Uhlíkové elektródy sú naostrené do zrezaného kužeľa s priemerom platformy 1,0 až 1,5 mm. Svetelný zdroj je zaostrený na štrbinu spektrálneho prístroja pomocou kremenného kondenzátora s ohnisková vzdialenosť 75 mm alebo trojšošovkový systém osvetlenia. Šošovky sú inštalované vo vzdialenostiach špecifikovaných v údajovom liste spektrografu. Šírka štrbiny spektrálneho prístroja je od 0,012 do 0,015 mm.

2.1.4. Zdroj budenia spektra

Ako zdroje budenia spektra sa používa striedavý prúdový oblúk (generátor DG-2) a vysokonapäťová iskra (generátor IG-3). Hlavné parametre vybíjacieho okruhu sú uvedené (v tabuľke).

stôl 1

AC oblúk

tabuľka 2

Vysokonapäťová iskra

METÓDA FOTOELEKTRICKEJ SPEKTRÁLNEJ ANALÝZY

GOST 18895-81

Oficiálna publikácia

ŠTÁTNY VÝBOR PRE ŠTANDARDY ZSSR Moskva

VYVINUTÉ Ministerstvom metalurgie železa ZSSR DODÁVATEĽOV

N. P. Ljakishev, V. P. Zamaraev, N. V. Buyanov, A. V. Titovets, A. V. Krinevskaya, A. I. Ustinova, E. A. Sveshnikova.

ZAVEDENÉ Ministerstvom metalurgie železa ZSSR

Člen predstavenstva A. A. Kugushin

SCHVÁLENÉ A NADÚČANÉ ÚČINNOSTI vyhláškou Vojenského výboru ZSSR o štandardoch z 29. decembra 1981>

Strana GOST 18895-81. 9

Pokračovanie tabuľky. 2

MDT 669.14.001.4:006.354 Skupina B39

ŠTÁTNY ŠTANDARD Zväzu ZSSR

Metóda fotoelektrickej spektrálnej analýzy

Oceľ. Metóda fotoelektrickej spektrálnej analýzy

Namiesto GOST 18895-73

Výnosom Štátneho výboru pre normy ZSSR zo dňa 29.12.1981 č.5720 bola stanovená doba platnosti.

od 01.01. 1983 do 01.01. 1988

Nedodržanie normy sa trestá zákonom

Tento štandard stanovuje fotoelektrickú spektrálnu metódu na určovanie prvkov v oceli, %:

Oficiálna publikácia ★

Reprodukcia je zakázaná

© Standards Publishing House, 1982

Metóda je založená na excitácii atómov ocele elektrickým výbojom, rozklade žiarenia na spektrum, meraní analytických signálov úmerných intenzite alebo logaritmu intenzity spektrálnych čiar a následnom stanovení obsahu prvkov pomocou kalibračných charakteristík. .

1. VÝBER A PRÍPRAVA VZORKY

1.1. Odber vzoriek a príprava vzoriek - podľa GOST 7565-81. Povrch vzorky určený na vyhľadávanie je vybrúsený do roviny. Na povrchu nie sú povolené diery, troskové inklúzie, zakalenie a iné chyby; drsnosť povrchu Rz by nemala byť väčšia ako 20 mikrónov podľa GOST 2789-73.

2. VYBAVENIE A MATERIÁLY

2.1. Fotoelektrické vákuové a vzduchové inštalácie s individuálnou kalibráciou.

Rezacie stroje typ 8230 a 2K337.

Brúska modely ZE881.

Brúska a brúska (brúska a šmirgľ) typ TSh 500.

Univerzálny stroj na ostrenie elektród model KP-35.

Skrutkovací sústruh model 1604.

Rezné kotúče 400X4X32 podľa GOST 21963-76.

Elektrokorundové brúsne kotúče s keramickým spojivom, zrnitosť č. 50, tvrdosť ST-2, veľkosť 300X40X70 podľa GOST 2424-75.

Brúsny papier typu ШБ-200, zrnitosť č. 40-50 podľa GOST 6456-75.

2.2. V prípade použitia vákuových fotovoltaických inštalácií sa používajú permanentné tyčové elektródy zo striebra, medi a volfrámu s priemerom 5-6 mm alebo volfrámového drôtu s priemerom 1-2 mm a dĺžkou minimálne 50 mm.

Pre vzdušné fotovoltaické inštalácie sa používajú medené tyče triedy M00, Ml, M2 podľa GOST 858-78 a uhlíkové tyče s priemerom 6 mm a dĺžkou najmenej 50 mm.

2.3. Na určenie hmotnostný zlomok používajú sa prvky vo valcovaných oceľových, vákuových a vzduchových fotovoltaických inštaláciách. Ak vzorka úplne nezakryje otvor v statíve vákuovej fotovoltaickej inštalácie, použite kontaktnú komoru (pozri obrázok) alebo iné zariadenie, ktoré obmedzí otvor v stole statívu.

Strana GOST 18895-81. 3

Kontaktná komora pre vákuový spektrometer

/-kontakt: 2-večere; I-platnička: 4-dištančná

2.4. Je povolené používať iné zariadenia, vybavenie a materiály, ktoré zabezpečia presnosť analýzy stanovenú touto normou.

3. PRÍPRAVA NA ANALÝZU

3.1. Príprava zariadenia na merania sa vykonáva v súlade s popisom údržby a prevádzky zariadenia.

3.2. Kalibrácia každej fotovoltaickej inštalácie sa vykonáva experimentálne pri zavádzaní meracej techniky s použitím referenčných štandardov (RM) zloženia, certifikovaných v súlade s GOST 8.315-78.

3.3. Počas úvodnej kalibrácie sa vykoná minimálne päť sérií meraní v rôznych dňoch prevádzky fotovoltaického zariadenia. V sérii sa pre každý RM vykonajú dva páry paralelných (vykonaných jeden po druhom na rovnakom povrchu) meraní.

Poradie párov paralelných meraní pre všetky SD v sérii je náhodné. Vypočíta sa aritmetická stredná hodnota analytických signálov pre sériu a aritmetická stredná hodnota analytických signálov pre päť sérií meraní pre každý referenčný štandard.

Kalibračné charakteristiky sa zisťujú výpočtom alebo graficky, ktoré sú vyjadrené vo forme vzorca, grafu alebo tabuľky.

Kalibračné charakteristiky sa používajú na určenie hmotnostného podielu riadených prvkov priamo alebo s prihliadnutím na vplyv chemické zloženie a fyzikálne a chemické vlastnosti objektu.

3.4. Opakovaná kalibrácia sa vykonáva v súlade s článkom 3.3, pričom je povolené zníženie počtu meraní.

4. ANALÝZA

4.1. Podmienky analýzy sú uvedené v odporúčanej prílohe (pozri tabuľky 1, 2).

4.2. Vlnové dĺžky spektrálnych čiar a rozsah hodnôt hmotnostných zlomkov sú uvedené v tabuľke. 1.

stôl 1

Strana GOST 18895-81. 5

Pokračovanie tabuľky. 1

Pokračovanie tabuľky. 1

Strana GOST 18895-81, 7

Pokračovanie tabuľky. 1

Z uvedených vedení sa vyberú optimálne vedenia pre konkrétnu analytickú techniku ​​v závislosti od ich intenzity, typu fotovoltaickej inštalácie, presahu ostatných vedení a možnosti umiestnenia výstupných štrbín na vozíkoch zariadení.

4.3. Pre každý kontrolovaný prvok analyzovanej vzorky sa vykonajú tri paralelné merania. Sú povolené dve paralelné merania.

Stránka 8 GOST 18895-81

5. SPRACOVANIE VÝSLEDKOV

5.1. Za konečný výsledok analýzy sa považuje aritmetický priemer dvoch alebo troch paralelných stanovení.

5.2. Ak rozdiel medzi hodnotami analytického signálu, vyjadrený v jednotkách hmotnostného zlomku, nie je väčší ako d cx (tabuľka 2) pre tri paralelné merania alebo 0,8 d cx pre dve paralelné merania, vypočítajte aritmetický priemer týchto stanovení. .

tabuľka 2

Atómová emisná spektrálna analýza je najpoužívanejšou metódou na stanovenie obsahu prvkov v širokej škále prírodných a umelé materiály. Dá sa použiť na analýzu pevných, kvapalných a plynných látok takmer na všetko chemické prvky počnúc kovmi alkalických zemín a končiac inertnými plynmi. Viacprvková povaha metódy, ako aj pomerne nízke limity detekcie prvkov v kombinácii s relatívne nízkymi nákladmi na analýzu a jednoduchosťou jej implementácie ju zaraďujú do kategórie mimoriadne potrebnej pre akýkoľvek analytické laboratórium, ktorá tvrdí, že vykonáva širokú škálu analytických prác.

Emisné spektrum vzorky, excitovanej vo svetelnom zdroji, sa zaznamenáva pomocou spektrografu, spektroskopu alebo spektrometra (monochromátora alebo polychromátora). V tomto ohľade možno všetky metódy vykonávania atómovej emisnej spektrálnej analýzy rozdeliť do troch skupín: spektrografické, vizuálne a spektrometrické (s fotoelektrickým záznamom spektra). Metodicky má každá z týchto skupín svoje špecifiká spojené so spôsobom zaznamenávania analytického signálu a získavania informácií o prítomnosti a obsahu stanovených prvkov v analyzovaných vzorkách. Spolu s tým možno niektoré metodické techniky vyvinuté pre jednu skupinu metód úspešne aplikovať na inú skupinu s malými úpravami, ktoré zohľadňujú špecifiká registrácie spektra.

Spektrografická analýza

Registrácia atómového emisného spektra vzorky na fotografickej platni umožňuje získať veľmi veľké množstvo informácií o elementárnom zložení analyzovaného objektu. Úloha analýzy však veľmi často nezahŕňa extrahovanie všetkých informácií obsiahnutých vo fotografovanom spektre. Stačí mať informácie napríklad o kvalitatívnom prvkovom zložení vzorky alebo o kvantitatívnom obsahu určitých prvkov v nej. V súlade s tým sa spektrografická analýza delí na dva typy: kvalitatívnu a kvantitatívnu.

Kvalitatívna analýza

Pri vykonávaní kvalitnej atómovej emisnej spektrálnej analýzy možno rozlíšiť tri typy problémov:

1. všeobecná kvalitatívna analýza na určenie zloženia zložiek vzorky;
2. súkromná kvalitatívna analýza, pomocou ktorej sa zistí prítomnosť alebo neprítomnosť jedného alebo viacerých požadovaných (vopred určených) prvkov v danej vzorke;
3. kvalitatívna analýza stopových prvkov, ktorá umožňuje určiť prítomnosť znečisťujúcich alebo nečistôt v malých koncentráciách vo vzorke analyzovaného materiálu.

Na vykonávanie kvalitnej atómovej emisnej spektrálnej analýzy sa najčastejšie používa oblúkový svetelný zdroj, v ktorom sú excitované rezonančné spektrálne čiary atómov prevažnej väčšiny prvkov periodickej tabuľky. Mendelejev. Vzhľadom na to, že emisné spektrum oblúkového výboja bolo dostatočne dobre preštudované, skúsený spektrálny analytik môže určiť elementárne zloženie analyzovanej vzorky z hustoty sčernenia spektrálnych čiar zaznamenaných na fotografickej platni a urobiť približné vyhodnotenie. obsahu jednotlivých zložiek v ňom.

Kvalitatívna analýza kovov a zliatin sa vykonáva s excitáciou spektra v oblúku striedavého prúdu pri sile prúdu 5-10 A. V tomto prípade je jedna z elektród (zvyčajne spodná) analyzovanou vzorkou a iná elektróda je vyrobená z uhlíkovej, hliníkovej alebo medenej tyče naostrením jej konca na kužeľ. Ak nie je potrebné určovať obsah stopových prvkov, potom pre všeobecnú kvalitatívnu analýzu vzoriek kovov možno spolu s budením v oblúku striedavého prúdu použiť iskrové budenie spektra. V druhom prípade je odpor R ≈ 100 Ohm zahrnutý do výbojového obvodu nízkonapäťového iskrového generátora elektrickej energie (U = 1 kV, C = 50 μF, L = 100 μH), ktorý tlmí výboj. Spektrum takéhoto svetelného zdroja je blízke oblúkovému spektru z hľadiska povahy emisie spektrálnych čiar, a preto je vhodnejšie na dešifrovanie a vykonávanie kvalitatívnej analýzy. Pri analýze monolitických kovových vzoriek sa nepoužíva viacstupňová fotografia, pretože je zrejmé, že v tomto prípade získané spektrá budú identické. Pred vystavením spektra by sa však mala vzorka aj tak prehľadať.

Vysokonapäťová iskra (U = 12 kV, C = 10 µF, L = 500 µH) je vhodná aj pre všeobecnú kvalitatívnu analýzu kovov a zliatin, kde nie je potrebné stanovovať prvky s obsahom menším ako 10–20 %. V tomto prípade má zvýšenie indukčnosti priaznivý vplyv na detekciu prvkov s nízkou energiou budenia.

Semikvantitatívna analýza

Semikvantitatívna metóda spektrografickej analýzy zahŕňa techniky, ktoré nielen určujú prítomnosť akýchkoľvek prvkov vo vzorke, ale tiež približne určujú ich obsah. Dôležitou vlastnosťou tejto metódy je rýchlosť jej implementácie, preto sa využíva najmä na riešenie takých analytických problémov, pri ktorých je rýchlosť analýzy dôležitejšia ako jej presnosť.

Metodologické základy a množstvo metód na vykonávanie semikvantitatívnej analýzy boli vyvinuté už v 20. až 30. rokoch, t. j. v období prechodu z kvalitatívnej na kvantitatívnu spektrografickú analýzu. Semikvantitatívna analýza, ktorá je v podstate typom kvantitatívnej spektrálnej analýzy, je metodicky založená na subjektívnom (vizuálnom) porovnaní intenzít spektrálnych čiar buď v spektre analyzovanej vzorky alebo v spektrách analyzovaných a referenčných vzoriek.

Spôsob vzhľadu a spevnenia čiar

Je zrejmé, že s poklesom koncentrácie ktoréhokoľvek prvku v sérii vzoriek rovnakého makrozloženia sa zníži intenzita spektrálnych čiar prvku v zodpovedajúcich spektrách za predpokladu, že parametre excitácie a záznamu spektrá zostávajú nezmenené. Keďže spektrálne čiary prislúchajúce určovanému prvku majú rôznu intenzitu, pri znižovaní jeho koncentrácie slabšie čiary v spektre zmiznú skôr ako tie intenzívnejšie. Výsledkom je, že na základe neprítomnosti niektorých v spektrách a prítomnosti iných, intenzívnejších čiar daného prvku, možno vyvodiť záver o jeho koncentrácii vo vzorke.

Metóda porovnávania spektra

Podstata metódy porovnávania spektier spočíva v tom, že sa porovnávajú hustoty sčernenia spektrálnych čiar stanovených prvkov v spektre vzorky s tými v spektrách viacerých referenčných vzoriek, ktoré obsahujú tieto prvky v rôznych koncentráciách. Na tento účel sa na fotografickú platňu pomocou Hartmannovej clony súčasne odfotografuje určitý počet spektier analyzovanej vzorky tak, že medzi týmito spektrami ostanú vodorovné neexponované pásy fotografickej emulzie so šírkou rovnajúcou sa výške spektrálnych čiar.

Metóda porovnávania spektier je veľmi vhodná, keď je potrebné získať odpoveď na otázku: daný prvok je prítomný v analyzovanej vzorke v koncentrácii vyššej alebo nižšej ako je daná koncentrácia. Na vykonanie takejto analýzy stačí mať spektrum jednej referenčnej vzorky, ktorej obsah prvku sa rovná limitnej koncentrácii. Starostlivo vyvinuté metódy umožňujú určiť koncentráciu prvku vo vzorke pomocou uvažovanej metódy s chybou 15-20%.

Metóda postupného zoslabovania spektrálnych čiar (Clairova metóda)

Metóda stupňovitého útlmu je založená na skutočnosti, že intenzita spektrálnych čiar fotografovaných počas excitácie spektra jednej analyzovanej vzorky sa postupne znižuje do výšky pomocou špeciálneho atenuátora umiestneného priamo pred vstupnou štrbinou spektrografu. Na základe vizuálneho skúmania spektrálnych čiar v spektrách takto odfotografovaných štandardných vzoriek je možné zostaviť tabuľky alebo vykresliť závislosť počtu pozorovaných krokov pre analytické čiary prvkov od ich koncentrácie vo vzorke.

Kvantitatívna analýza

Úlohou kvantitatívnej spektrálnej analýzy je určiť kvantitatívny obsah študovaných prvkov vo vzorke na základe relatívnej intenzity analytického páru čiar.

Kvantitatívna spektrálna analýza je založená na skutočnosti, že intenzita spektrálnych čiar určovaného prvku súvisí s jeho koncentráciou. Intenzita spektrálnych čiar však závisí nielen od koncentrácie analyzovaného prvku, ale aj od množstva ďalších faktorov, ktoré je prakticky nemožné zohľadniť. V tomto ohľade je zmena absolútnych intenzít spektrálnych čiar náročná úloha a výsledky kvantitatívne stanovenia, na základe meraní absolútnych intenzít spektrálnych čiar nemožno považovať za dostatočne spoľahlivé. Preto sa v praxi kvantitatívna spektrálna analýza vykonáva meraním relatívnej intenzity dvoch čiar: analytickej a porovnávacej čiary. Ako porovnávacie riadky sa vyberú riadky prvku, ktorého obsah vo vzorke je konštantný. Takáto dvojica línií musí spĺňať podmienku homológie, t.j. ich relatívna intenzita by mala málo závisieť od podmienok budenia. To je možné, ak:

1. obe vedenia majú rovnaký alebo podobný excitačný potenciál;
2. ionizačné potenciály atómov prvkov, ktoré vytvárajú analytický pár čiar, sú tiež veľmi blízke.

V tomto prípade by sa intenzity oboch čiar nemali navzájom výrazne líšiť.

Metóda troch štandardov

Na zabezpečenie jednotnosti meraní elementárneho zloženia sa metódou atómovej spektrálnej analýzy používajú najmä vzorky štátneho štandardu (GSO). Bez toho, aby sme sa dotkli postupu certifikácie elementárneho zloženia GSO, treba poznamenať, že tieto vzorky sú akýmsi druhom A ak sa v priemyselnom alebo individuálnom podnikovom meradle vyvíjajú a používajú metódy založené na použití referenčných vzoriek vyrobených v dom, potom sa tieto vzorky musia porovnať (alebo korelovať) s GSO. Ak je takáto korelácia z nejakého dôvodu nemožná (napríklad neexistuje štátna štandardná norma pre analyzované objekty), potom musia byť príslušne certifikované priemyselné štandardné vzorky (IRM) alebo podnikové štandardné vzorky (SOP).

Spolu s vyššie uvedenými referenčnými vzorkami sa v praxi spektrálnej analýzy používajú pracovné referenčné vzorky, ktoré sa vyrábajú napríklad týždenne z dôvodu vysokej spotreby alebo nestability ich chemického zloženia v čase. Pri týchto vzorkách je potrebné mať certifikovanú metódu ich prípravy alebo ak je to možné, ich zloženie porovnať so SOP, OCO alebo GSO. Kritériá na objektívne posúdenie zhody zloženia pri certifikácii alebo porovnávaní porovnávacích vzoriek rôznych úrovní vychádzajú z metód štatistického spracovania výsledkov meraní.

Metóda referenčných vzoriek alebo metóda troch štandardov spočíva v tom, že podľa metódy použitej na analýzu sa spolu so spektrami analyzovaných vzoriek odfotia aj spektrá niekoľkých, nie však menej ako troch porovnávacích vzoriek. na tej istej fotografickej platni. Tieto spektrá merajú analytické signály určovaného prvku, ktorého obsah je v referenčných vzorkách známy. Ďalej sa zostrojí kalibračná závislosť, podľa ktorej sa určí obsah meraného prvku pre analytický signál analyzovanej vzorky.

Vizuálna spektrálna analýza

Vizuálna metóda atómovej emisnej spektrálnej analýzy sa líši od spektrografickej a fotometrickej predovšetkým v tom, že pozorovanie spektra a meranie relatívnych intenzít spektrálnych čiar v ňom sú subjektívne, pretože priamym prijímačom žiarenia je oko. konkrétna osoba. Viditeľná oblasť spektra použitá v tejto metóde, od približne 400 do 760 nm, značne obmedzuje analytické schopnosti z hľadiska limitov detekcie, pretože najcitlivejšie spektrálne čiary prvkov, s výnimkou alkalických kovov a kovov alkalických zemín, sú v oblasť spektra s kratšou vlnovou dĺžkou. Napriek tomu je vizuálna metóda analýzy široko používaná v spektroanalytickej praxi predovšetkým pre jej metodologickú jednoduchosť, vysoká rýchlosť a rýchlosť stanovenia a nízke náklady na analýzu. Najdôležitejšou oblasťou použitia metódy vizuálnej spektrálnej analýzy je sledovanie obsahu legujúcich a iných nečistôt v kovových zliatinách a oceliach počas výrobného procesu alebo pri triedení. Okrem toho sa metóda používa na analýzu vzoriek dielektrického prášku, kvapalín a roztokov a dokonca aj zmesí plynov.

Na vykonanie analýzy s vizuálnym záznamom spektra sa používajú hlavne hranolové prístroje nazývané spektroskopy, ktoré sa delia na dva typy: styloskopy a stylometre. Stylometre sú na rozdiel od steeloskopov vybavené fotometrickým zariadením, ktoré umožňuje nielen skúmať spektrum skúmanej vzorky, ale aj merať relatívne intenzity spektrálnych čiar. Optická konštrukcia stylometra navyše vytvára v zornom poli pozorovateľa dve identické spektrá z jedného svetelného zdroja, ktoré je možné vzájomne posúvať a vytvárať tak analytickú čiaru a porovnávaciu čiaru vedľa seba.

Spektrálna analýza so záznamom fotoelektrického spektra

Analýza s fotoelektrickým záznamom spektra (spektrometrická analýza), rovnako ako vizuálna analýza, sa líši od spektrografickej metódy v účinnosti získania analytických informácií o vzorke, pretože je založená na priamej fotometrii intenzít spektrálnych čiar priamo počas prevádzky. zdroj svetla. Navyše na rozdiel od vizuálnej metódy je analýza s fotoelektrickým záznamom objektívnou metódou. Ďalšou veľmi dôležitou vlastnosťou tejto metódy je, že umožňuje takmer úplnú automatizáciu analytického procesu, vrátane spracovania analytického signálu na PC a vystavovania výsledkov analýzy v archivovanej forme.

Prvýkrát fotoelektrický záznam spektra použil v 20. rokoch G. Lundegard, pričom pomocou fotobunky meral intenzity spektrálnych čiar vyžarovaných plameňom. V súčasnosti sú všetky vyrábané plameňové fotometre vybavené jednotkou na záznam fotoelektrického spektra.

Začiatkom 40. rokov boli prvé viackanálové inštalácie, ktoré sa neskôr nazývali kvantové merače, navrhnuté a vyrobené spoločnosťami ARL a Baird. V týchto inštaláciách sa ako spektrálne zariadenie používa polychromátor, ktorý má veľa výstupných štrbín, za ktorými sú inštalované fotobunky alebo fotonásobiče. Počet výstupných štrbín v moderných kvantových meračoch vyrábaných rôznymi spoločnosťami sa môže pohybovať od niekoľkých desiatok do stoviek.

Po pomerne dlhú dobu bola hlavným účelom kvantových meračov atómová emisná spektrálna analýza ocelí a zliatin. Preto svetelnými zdrojmi, ktoré vybavili tieto inštalácie, bol oblúk striedavého prúdu a iskrový výboj. S príchodom svetelného zdroja s indukčne viazanou plazmou však množstvo zahraničných a domácich spoločností vyrábajúcich prístroje začalo vyrábať viackanálové inštalácie nazývané ICP spektrometre. Pretože svetelný zdroj s indukčne viazanou plazmou dokáže analyzovať roztoky širokej škály materiálov a látok, ako aj prírodných a produkčných vôd sa používanie týchto zariadení na viacprvkovú atómovú emisnú spektrálnu analýzu výrazne rozšírilo vo vzťahu k predmetom analýzy.

Dôležitým atribútom moderných kvantových meračov je počítač, ktorý nielen spracováva analytické signály prichádzajúce z fotonásobiča do záznamového zariadenia a vypočítava koncentrácie a chyby pri ich stanovení, ale riadi aj chod všetkých inštalačných systémov. Kalibračné údaje pre rôzne materiály, ako aj výsledky analýz, ktoré je možné kedykoľvek vyžiadať, sú uložené v pamäti počítača.

Existujú a sú široko používané atómové emisné spektrometre, v ktorých sa na záznam spektra používajú fotodiódové matrice, inštalované v ohniskovej rovine šošovky spektrografovej kamery namiesto fotografickej platne. Proces registrácie pomocou poľa fotodiód, riadený počítačom, prebieha v troch fázach. V prvej fáze, ktorej trvanie je asi 1 ms, dochádza k akumulácii fotoelektrického potenciálu na všetkých prvkoch matrice. Druhou etapou je čítanie informácií nahromadených na jednotlivých fotodiódach o množstve svetelného toku na ne dopadajúceho (1 μs). Tretia etapa dokončí cyklus registrácie žiarenia vymazaním všetkých informácií obsiahnutých v bunkách fotodiódy matrice vynulovaním ich potenciálov a uvedením matrice do pôvodného stavu (1 μs). Keďže najdlhší, ako vidíme, je prvý registračný stupeň, trvanie jedného cyklu ako celku je presne určené akumulačným štádiom a je približne 1 ms. Za jednu sekundu tak prebehne približne 103 cyklov záznamu spektrálnej oblasti pokrytej jednou matricou. Ak je potrebné registrovať spektrum vo viacerých široké okolie vlnových dĺžok, potom sa použijú dve alebo viac matíc inštalovaných vedľa seba v rovnakej rovine. V tomto prípade sa čas každého registračného cyklu zvyšuje úmerne k počtu použitých matríc.

Použitie fotodiódových matríc, ktoré sa nazývajú CCD dosky, vo fotometrickej atómovej emisnej spektrálnej analýze umožňuje spojiť v jednej registračnej metóde výhody fotoelektrickej registrácie a registrácie pomocou fotografickej dosky, vrátane akumulácie spektier analyzovaných vzoriek v pamäti počítača . Posledná okolnosť otvára široké možnosti na vytvorenie databanky o spektrách širokej škály vzoriek.

MEDZIŠTÁTNY ŠTANDARD

OCEL

METÓDA FOTOELEKTRICKEJ SPEKTRÁLNEJ ANALÝZY

Oficiálna publikácia

MEDZIŠTÁTNA RADA PRE ŠTANDARDIZÁCIU, METROLÓGIU A CERTIFIKÁCIU

Predslov

1 VYVINUTÉ Ruskou federáciou, Medzištátny technický výbor MTK 145 „Metódy kontroly kovových výrobkov“

PREDSTAVIL Gosstandart z Ruska

2 PRIJATÉ Medzištátnou radou pre normalizáciu, metrológiu a certifikáciu (protokol č. 11-97 z 25. apríla 1997)

3 Uznesenie Štátneho výboru Ruská federácia o normalizácii, metrológii a certifikácii zo dňa 23.09.1997 č. 332 priamo vstúpila do platnosti medzištátna norma GOST 18895-97 ako štátna norma Ruská federácia od 1. januára 1998

4 MIESTO GOST 18895-81

© IPC Standards Publishing House, 1998

Túto normu nie je možné úplne alebo čiastočne reprodukovať, replikovať a distribuovať ako oficiálnu publikáciu na území Ruskej federácie bez povolenia Štátnej normy Ruska.

1 oblasť použitia ................................................ ...............1

3 Odber vzoriek a príprava ................................................................ .....

4 Vybavenie a materiály ................................................................ .....

5 Príprava na analýzu ............................................................ ......

6 Vykonanie analýzy ............................................................ .....

7 Spracovanie výsledkov ................................................................ .....

Príloha A Podmienky vykonávania analýzy na fotovoltaických zariadeniach................8

MEDZIŠTÁTNY ŠTANDARD

Metóda fotoelektrickej spektrálnej analýzy

Oceľ. Metóda fotoelektrickej spektrálnej analýzy

Dátum zavedenia 1998-01-01

I OBLASŤ POUŽITIA

Táto norma stanovuje fotoelektrickú spektrálnu metódu na stanovenie hmotnostného podielu prvkov v oceli, %:

Metóda je založená na excitácii atómov oceľových prvkov elektrickým výbojom, rozklade žiarenia na spektrum, meraní analytických signálov úmerných intenzite alebo logaritmu intenzity spektrálnych čiar a následnom stanovení hmotnostných zlomkov spektrálnych čiar. prvkov pomocou kalibračných charakteristík.

GOST 8.315-97 GSI. Štandardné vzorky zloženia a vlastností látok a materiálov. Základné ustanovenia

GOST 859-78 meď. Známky

GOST 2424-83 Brúsne kotúče. technické údaje GOST 6456-82 Brúsny papier. Technické špecifikácie GOST 7565-81 (ISO 377-2-89) Liatina, oceľ a zliatiny. Metóda odberu vzoriek na chemické zloženie

GOST 10157-79 Argón plynný a kvapalný. Technické špecifikácie GOST 21963-82 Rezné kotúče. technické údaje

Oficiálna publikácia

3 VÝBER A PRÍPRAVA VZORKY

Výber a príprava vzoriek - v súlade s GOST 7565 s prídavkom. Povrch vzorky určený na vyhľadávanie je vybrúsený do roviny. Na povrchu nie sú povolené diery, troskové inklúzie, zafarbené farby a iné chyby.

4 VYBAVENIE A MATERIÁLY

Fotoelektrické vákuové a vzduchové inštalácie s individuálnou kalibráciou.

Rezačka typu 8230 a 2K337.

Model brúsky ZE881.

Brúska a brúska (brúska a brúska) typ TSCH-500.

Univerzálny strojček na ostrenie elektród model KP-35.

Skrutkovací sústruh model 1604.

Rezné kotúče 400 x 4* x 32 mm podľa GOST 21963.

Elektrokorundové brúsne kotúče s keramickým spojivom, zrnitosť č. 50, tvrdosť ST-2, rozmery 300 x 40 x 70 mm podľa GOST 2424.

Brúsny papier typ papiera 2 na papieri triedy BSh-200 (P7) z bežného elektrokorundu so zrnitosťou 40-60 podľa GOST 6456.

Argónový plyn najvyššej kvality podľa GOST 10157.

Elektrická pec na sušenie a čistenie argónu typ SUOL-0.4.4/12-N2-U4.2.

V prípade použitia vákuových fotovoltaických inštalácií sa používajú permanentné elektródové tyče zo striebra, medi a volfrámu s priemerom 5-6 mm alebo volfrámový drôt s priemerom 1-2 mm a dĺžkou minimálne 50 mm.

Pre vzdušné fotovoltaické inštalácie sa používajú medené tyče tried M00, Ml, M2 podľa GOST 859 a uhlíkové tyče triedy SZ s priemerom 6 mm a dĺžkou najmenej 50 mm.

Na stanovenie hmotnostného podielu prvkov vo valcovanej oceli sa používajú vákuové a vzduchové fotovoltaické inštalácie. Ak vzorka úplne nezakryje otvor v stojane na nastavenie vákua, použite kontaktnú komoru (pozri obrázok 1) alebo iné zariadenie, ktoré obmedzí otvor v stole stojana.

Obrázok 1 - Kontaktná komora pre vákuový spektrometer

Je povolené používať iné zariadenia, vybavenie a materiály, ktoré zabezpečia presnosť analýzy stanovenú touto normou.

5 PRÍPRAVA NA ANALÝZU

5.1 Príprava inštalácie na merania sa vykonáva v súlade s pokynmi na údržbu a prevádzku inštalácie.

5.2 Kalibrácia každého fotovoltaického zariadenia sa vykonáva experimentálne pri zavádzaní meracej techniky s použitím referenčných štandardov (RM) zloženia, certifikovaných v súlade s GOST 8.315.

Je povolené používať homogénne vzorky analyzované štandardizovanými alebo certifikovanými metódami chemickej analýzy,

5.3 Počas úvodnej kalibrácie sa vykoná najmenej päť sérií meraní v rôznych dňoch prevádzky fotovoltaického zariadenia. V sérii sa pre každý RM vykonajú dva páry paralelných (vykonaných jeden po druhom na rovnakom povrchu) meraní. Poradie párov paralelných meraní pre všetky SD v sérii je náhodné. Vypočíta sa aritmetická stredná hodnota analytických signálov pre sériu a aritmetická stredná hodnota analytických signálov pre päť sérií meraní pre každý referenčný štandard.

Kalibračné charakteristiky sa zisťujú výpočtom alebo graficky, ktoré sú vyjadrené vo forme vzorca, grafu alebo tabuľky. Kalibračné charakteristiky sa používajú na určenie hmotnostných podielov kontrolovaných prvkov priamo alebo s prihliadnutím na vplyv chemického* zloženia a fyzikálnych a chemických vlastností objektu.

Pre inštalácie prepojené s počítačom je určený postup kalibrácie softvér. V tomto prípade musí presnosť výsledkov analýzy spĺňať požiadavky tejto normy.

5.4 Pri opakovanej kalibrácii je dovolené znížiť počet sérií na dve.

5.5 V prípade prevádzkovej kalibrácie (získanie kalibračných charakteristík s každou dávkou analyzovaných vzoriek) sa pre každý RM vykonajú aspoň dve paralelné merania.

6 VYKONÁVANIE ANALÝZY

6.1 Podmienky vykonávania analýzy fotovoltaických zariadení sú uvedené v prílohe A (tabuľky AL, A.2).

6.2 Vlnové dĺžky spektrálnych čiar a rozsah hmotnostných zlomkov prvkov sú uvedené v prílohe A (tabuľka A.3).

6.3 Vykonajte dve paralelné merania hodnôt analytického signálu pre každý kontrolovaný prvok analyzovanej vzorky za podmienok prijatých počas kalibrácie. Sú povolené tri paralelné merania.

7 VÝSLEDKY SPRACOVANIA

7.1 Ak rozdiel medzi hodnotami analytického signálu, vyjadrenými v jednotkách hmotnostného zlomku, nie je väčší ako d cx (tabuľka 1) pre dve paralelné merania a 1,2 d cx pre tri paralelné merania, vypočíta sa aritmetický priemer.

Je povolené vyjadrovať hodnotu analytického signálu a odchýlky paralelných meraní v jednotkách stupnice čítacieho a záznamového zariadenia fotovoltaického zariadenia. V tomto prípade je d cx vyjadrené v jednotkách stupnice čítacieho a záznamového zariadenia pomocou stanovených kalibračných charakteristík.

Ak nezrovnalosti medzi paralelnými meraniami prekročia prípustné hodnoty d cx (1,2 d cx), analýza sa zopakuje.

7.2 Konečný výsledok analýzy sa berie ako aritmetický priemer dvoch alebo troch paralelných meraní, ktoré spĺňajú požiadavky bodu 7.1.

7.3 Monitorovanie stability analytických výsledkov

7.3.1 Sledovanie stability kalibračných charakteristík pre hornú a dolnú hranicu meracieho rozsahu sa vykonáva najmenej raz za zmenu pomocou RM alebo homogénnych vzoriek. Kontrolu je dovolené vykonávať len pre Horná hranica alebo v strede meracieho rozsahu.

Pre CO (vzorku) sa vykonajú dve paralelné merania analytického signálu. Hodnoty analytického signálu N sú vyjadrené v jednotkách hmotnostného zlomku alebo stupnice čítacieho a záznamového zariadenia fotovoltaického zariadenia.

7.3.2 Ak sa rozdiel medzi hodnotami analytického signálu pre paralelné merania nezvýši d cx (tabuľka 1), vypočítajte aritmetický priemer hodnoty N a rozdiel AN = N$ - N> kde N 0 je hodnota analytického signálu pre RM (vzorku), získaného metódou špecifikovanou v 5.3.

Tabuľka 1 - Normy a normy pre kontrolu presnosti

Koniec tabuľky 1

7.3.3 Ak AN prekročí prípustnú hodnotu 5^ (tabuľka 1), merania sa zopakujú podľa 7.3.1. Ak pri opakovaných meraniach AN prekročí prípustnú hodnotu, kalibračná charakteristika sa obnoví. Postup obnovenia kalibračnej charakteristiky pre každú inštaláciu je určený jej analytickými a konštrukčnými schopnosťami.

7.3.4 Mimoriadna kontrola stability sa vykonáva po oprave alebo údržbe fotovoltického zariadenia.

7.3.5 Počas prevádzkovej kalibrácie sa kontrola stability nevykonáva.

7.3.6 Pre inštalácie prepojené s počítačom je postup kontroly stability určený softvérom. V tomto prípade musí presnosť výsledkov analýzy spĺňať požiadavky tejto normy.

7.4 Monitorovanie reprodukovateľnosti výsledkov analýz

7.4.1 Monitorovanie reprodukovateľnosti výsledkov spektrálnej analýzy sa vykonáva stanovením hmotnostných frakcií prvkov v predtým analyzovaných vzorkách.

7.4.2 Počet opakovaných stanovení musí byť aspoň 0,3 % z celkového počtu stanovení počas kontrolovaného obdobia.

7.4.3 Reprodukovateľnosť meraní sa považuje za vyhovujúcu, ak počet nezrovnalostí medzi primárnou a opakovanou analýzou presahujúci prípustnú hodnotu (tabuľka 1) nie je väčší ako 5 % z počtu kontrolovaných výsledkov.

7.5 Monitorovanie presnosti výsledkov analýzy

7.5.1 Kontrola presnosti sa vykonáva selektívnym porovnaním výsledkov spektrálnej analýzy vzoriek s výsledkami chemickej analýzy vykonanej štandardizovanými alebo certifikovanými metódami.

7.5.2 Počet výsledkov počas kontroly presnosti musí byť aspoň 0,3 % z celkového počtu stanovení počas kontrolovaného obdobia.

7.5.3 Presnosť meraní sa považuje za vyhovujúcu, ak počet nezrovnalostí vo výsledkoch spektrálnej a chemickej analýzy presahujúci prípustnú hodnotu (tabuľka 1) nie je väčší ako 5 % z počtu kontrolovaných výsledkov.

7.5.4 Overenie presnosti je povolené pomocou metódy spektrálnej analýzy založenej na reprodukovaní hodnôt hmotnostných zlomkov prvkov v RM podniku.

7.6 Pri splnení požiadaviek tejto normy by chyba výsledku analýzy (s pravdepodobnosťou spoľahlivosti 0,95) nemala prekročiť limitnú hodnotu A (tabuľka 1).

Podmienky analýzy vo fotovoltaických zariadeniach

Tabuľka A.1

Tabuľka A.2

Poznámka - Parametre sa vyberajú v rámci zadaných hodnôt

Tabuľka A.3

Pokračovanie tabuľky L.Z

Koniec tabuľky A3

Poznámka - Linky sa vyberajú špeciálne pre analytickú techniku ​​v závislosti od ich I intenzity, typu fotovoltaickej inštalácie, presahu iných vedení, možností umiestnenia; výstupné otvory na vozíkoch zariadenia_

MDT 669.14.001.4:006.354 MKS 77.080.40 V39 OKSTU 0809

Kľúčové slová: oceľ, analýza, fotoelektrická spektrálna metóda, vzorka, zariadenie, materiály, výsledok, chyba výsledkov

Redaktor L I Nakhimova Technický redaktor V I Prusakova Korektor RA Mentova Usporiadanie počítača A N Zolotareva

Vydané osobami č. 021007 zo dňa 10 08 95 Odovzdané do súpravy 03 12 97 Podpísané do tlače 27 02 98 Uslpechl 1,86 Uch-izdl 1,40

Náklad 335 kópií С 1226 Zak 899

IPK Publishing House of Standards 107076, Moskva, Kolodezny Lane, 14 Písané vo vydavateľstve na PC

Pobočka vydavateľstva IPK Standards - typ „Moskovská tlačiareň“ Moskva, Lyalin lane, 6