ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р ИСО
13898-1-
2006

Сталь и чугун

СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ АТОМНО - ЭМИССИОННЫЙ С ИНДУКТИВНО - СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ , МЕДИ И КОБАЛЬТА

Часть 1

Общие требования

ISO 13898-1:1997

Steel and iron - Determination of nickel, copper and cobalt contents - Inductively coupled plasma atomic emission spectrometric method - Part 1: General requirements and sample dissolution

( IDT )

Москва

Стандартинформ

2007

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г . № 184- ФЗ «О техническом регулировании» , а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0- 2004 «Стандартизация в Российской Федерации . Основные положения»

Сведения о стандарте

1. ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 145 «Методы контроля металлопродукции»

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 декабря 2006 г . № 326- ст

3. Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 13898-1:1997 «Сталь и чугун . Определение содержания никеля , меди и кобальта . Спектрометрический метод атомной эмиссии с индуктивно связанной плазмой . Часть 1. Общие требования и отбор проб » (IS013898-1:1997 « Steel and iron - Determination of nickel, copper and cobalt contents - Inductively coupled plasma atomic emission spectrometric method. Part 1: General requirements and sample dissolution » ).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5- 2004 ( подраздел 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации , сведения о которых приведены в дополнительном приложении С

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» , а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты» . В случае пересмотра ( замены ) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» . Соответствующая информация , уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Содержание

1. Область применения

2 . Нормативные ссылки

3 . Сущность метода

4 . Реактивы и растворы

5 . Аппаратура

6. Отбор проб

7. Подготовка и проведение анализа

8. Определение результатов

9 . Протокол испытания

Приложение А (справочное) Методика определения инструментальных параметров

Приложение В (справочное) Образцы, используемые в межлабораторных испытаниях

Приложение С (справочное) Сведения о соответствии национальных стандартов Российской Федерации ссылочным международным стандартам

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Сталь и чугун

СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ АТОМНО-ЭМИССИОННЫЙ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ, МЕДИ И КОБАЛЬТА

Часть 1

Общие требования

Steel and iron . Inductively coupled plasma atomic emission spectpometric method for determination of nickel, copper and cobalt contents. Part 1. General requirements

Дата введения - 2008 - 01 - 01

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает спектрометрический атомно - эмиссионный с индуктивно связанной плазмой метод определения содержания никеля , меди и кобальта в нелегированных сталях и чугунах в диапазонах , приведенных в таблице 1.

Таблица 1

Элемент

Массовая доля, %

Никель

Медь

Кобальт

0,001 - 0,30

0,001 - 0,40

0,001 - 0,10

Настоящий стандарт определяет общие требования к проведению анализа , подготовке и растворению анализируемых образцов и методам расчета , а также к процедурам оценки точности индивидуальных методов по ИСО 13898-2, ИСО 13898-3, ИСО 13898-4.

Стандарт распространяется на два метода определения массовой доли элементов в анализируемых растворах с использованием и без использования внутреннего стандарта .

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты :

ИСО 385-1:1984 Посуда лабораторная стеклянная . Бюретки . Часть 1. Общие требования

ИСО 648:1977 Посуда лабораторная стеклянная . Пипетки с одной меткой

ИСО 13898-2:1997 Сталь и чугун . Определение содержания никеля , меди и кобальта . Спектрометрический метод атомной эмиссии с индуктивно связанной плазмой . Часть 2. Определение содержания никеля

ИСО 13898-3:1997 Сталь и чугун . Определение содержания никеля , меди и кобальта . Спектрометрический метод атомной эмиссии с индуктивно связанной плазмой . Часть 3. Определение содержания меди

ИСО 13898-4:1997 Сталь и чугун . Определение содержания никеля , меди и кобальта . Спектрометрический метод атомной эмиссии с индуктивно связанной плазмой . Часть 4. Определение содержания кобальта

ИСО 14284: 1996 Сталь и чугун . Отбор и подготовка проб для химического анализа

3. Сущность метода

Пробу растворяют в смеси соляной и азотной кислот , разбавляя до заданного объема . При необходимости добавляют скандий или иттрий в качестве внутреннего стандарта . Распыляют раствор в плазму атомно - эмиссионного спектрометра и измеряют интенсивность светового излучения каждого элемента или одновременно с измерением излучения от скандия или иттрия . Примеры аналитических линий приведены в таблице 2.

Таблица 2

Элемент

Аналитическая линия, нм

Никель

Медь

Кобальт

Скандий

Иттрий

231,60

324,75 или 327,40

228,62

361,38 или 424,68 (внутренний стандарт)

371,03 (внутренний стандарт)

4. Реактивы и растворы

Если нет других указаний , используют реактивы установленной аналитической степени чистоты , дистиллированную воду , дополнительно очищенную перегонкой или иным способом .

4.1. Чистое железо , содержащее менее 0,0001 % каждого определяемого элемента .

4.2. Соляная кислота особой чистоты плотностью ρ ≈ 1,19 г / см 3, разбавленная 1:1.

4.3. Азотная кислота особой чистоты плотностью ρ ≈ 1,40 г / см 3 , разбавленная 1:1.

4.4. Раствор скандия в качестве внутреннего стандарта , соответствующий 1 г / дм 3 .

Взвешивают с точностью до 1 мг 1,534 г окиси скандия чистотой более 99,98 %, переносят в химический стакан вместимостью 500 см 3 и растворяют в 40 см 3 азотной кислоты (4.3). Раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см 3 , доводят до метки водой и перемешивают .

1 см 3 раствора внутреннего стандарта содержит 1 мг скандия .

4.5. Раствор иттрия в качестве внутреннего стандарта , соответствующий 1 г / дм 3 .

Взвешивают с точностью до 1 мг 1,270 г окиси иттрия чистотой более 99,98 %, переносят в химический стакан вместимостью 500 см 3 и растворяют в 50 см 3 соляной кислоты (4.2). Раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см 3 , доводят до метки водой и перемешивают .

1 см 3 раствора внутреннего стандарта содержит 1 мг иттрия .

4.6. Стандартные растворы определяемых элементов .

Подготавливают стандартные растворы отдельно для каждого элемента согласно ИСО 13898-2, ИСО 13898-3, ИСО 13898-4.

5. Аппаратура

Вся мерная стеклянная посуда должна иметь класс А , соответствующий ИСО 385-1 и ИСО 648 в зависимости от типа посуды .

Весы аналитические не ниже 2- го класса точности с наибольшим переделом взвешивания 250 г .

5.1. Атомно - эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой в качестве источника возбуждения

После настройки согласно 7.4.1 спектрометр должен соответствовать требованиям , указанным в 5.1.1 - 5.1.3.

Спектрометр может быть одновременного либо последовательного типа . Если спектрометр последовательного типа измерения снабжен дополнительным устройством для одновременного измерения линии внутреннего стандарта ( скандия или иттрия ), то он может быть использован в методике с применением внутреннего стандарта . Если спектрометр последовательного действия не имеет этого устройства , то внутренний стандарт не может быть использован и следует применять другую методику без внутреннего стандарта .

5.1.1. Кратковременная стабильность

Определение кратковременной стабильности приведено в А .1.3 ( приложение А ).

Рассчитывают стандартное отклонение результатов десяти измерений абсолютной или относительной интенсивности излучения наиболее концентрированного калибровочного раствора для каждого элемента .

Относительное стандартное отклонение не должно превышать 0,4 % значения средней абсолютной или относительной интенсивности .

5.1.2. Определение предела обнаружения и концентрации , эквивалентной фоновому излучению , приведено в А .1.1 и А .1.2 ( приложение А ).

Концентрацию , эквивалентную фоновому излучению , и предел обнаружения рассчитывают для аналитической линии в растворе , содержащем только один анализируемый элемент . Полученные значения должны быть меньше значений , приведенных в таблице 3.

Таблица 3

Аналитическая линия, нм

Концентрация, эквивалентная фоновому излучению, мг/ дм3

Предел обнаружения, мг/ дм 3

Ni 231,60

Cu 324,75

Со 228,62

1,5

0,8

0,8

0,04

0,02

0,04

5.1.3. Линейность калибровочного графика

Расчет калибровочных кривых приведен в А .2. Линейность калибровочного графика проверяют путем расчета коэффициента корреляции . Полученное значение этого коэффициента должно быть более 0,999.

6. Отбор проб

Отбор проб - по ИСО 14284.

7. Подготовка и проведение анализа

7.1. Навеска пробы

Навеску пробы массой 1,000 г взвешивают с точностью до 1 мг .

7.2. Параллельно с растворением пробы , выполняя все операции методики и используя те же количества реагентов , проводят контрольный опыт , растворяя чистое железо .

7.3. Приготовление растворов

7.3.1. Приготовление анализируемого раствора пробы

Навеску пробы (7.1) помещают в химический стакан вместимостью 200 см 3 , добавляют 10 см 3 азотной кислоты ( 4.3), закрывают химический стакан часовым стеклом и медленно нагревают до прекращения бурного выделения газа . Добавляют 10 см 3 соляной кислоты ( 4.2) и продолжают нагревание до полного растворения . Охлаждают до комнатной температуры и переносят раствор в мерную колбу вместимостью 200 см 3 . Если применяется методика внутреннего стандарта , то добавляют 2 см 3 раствора скандия ( 4.4) или 10 см 3 раствора иттрия ( 4.5). Доводят раствор до метки водой и перемешивают .

7.3.2. Приготовление калибровочных растворов

Проводят операции в соответствии с ИСО 13898-2, ИСО 13898-3 и ИСО 13898-4.

7.4. Спектрометрические измерения

7.4.1. Включают спектрометр и оставляют его включенным не менее чем в течение часа перед началом каких - либо измерений .

Проводят настройку прибора по следующим параметрам :

- регулировка скорости течения каждого потока газа ( охлаждающего , промежуточного и распыляющего );

- высота фотометрирования ;

- расположение входных и выходных щелей ;

- напряжение на трубке фотоумножителя ;

- длина волн аналитических линий , указанных в таблице 2 ;

- время промывания и время интегрирования и т . д .

Регулировку осуществляют в соответствии с приложением А при введении в прибор калибровочного раствора наивысшей концентрации .

В случае использования методики с применением внутреннего стандарта подготавливают программное обеспечение для использования линии скандия (361,68 нм ) или линии иттрия (371,03 нм ) в качестве внутреннего стандарта и для расчета соотношения интенсивности линии каждого элемента и интенсивности линии скандия или иттрия .

Интенсивность линии внутреннего стандарта должна измеряться одновременно с интенсивностью аналитической линии .

Требования к рабочим характеристикам должны соответствовать 5.1.1 - 5.1.3.

7.4.2. Измерение интенсивности излучения

При измерении значений абсолютных интенсивностей температура всех растворов не должна отличаться более чем на 1 °С . Все растворы должны быть профильтрованы через фильтровальную бумагу средней плотности . Первые 2 - 3 см 3 растворов отбрасывают .

Проводят измерение абсолютной или относительной интенсивности аналитической линии элемента , начиная с калибровочного раствора .

Далее измерения проводят в следующем порядке : измеряют два или три анализируемых раствора , калибровочный раствор минимальной концентрации , затем два или более анализируемых растворов и т . д .

Такой порядок измерения всех анализируемых и калибровочных растворов позволяет минимизировать возможные колебания интенсивности калибровочных и анализируемых растворов во времени .

Для каждого раствора проводят по пять измерений . Оценивают кратковременную стабильность , которая должна соответствовать 5.1.1. Затем для каждого раствора рассчитывают среднюю интенсивность или среднюю относительную интенсивность .

Вычитают значения средней абсолютной или средней относительной интенсивности нулевого раствора I 0 из значения средней абсолютной или средней относительной интенсивности каждого раствора Ii получая при этом значения чистой абсолютной или чистой относительной интенсивности IN

IN = Ii - I0.                                                                               (1)

7.4.3. Подготовка калибровочного графика

Строят график зависимости в координатах : Y - абсолютная или относительная интенсивность ; X - концентрации определяемого элемента в калибровочном растворе ( мкг / см 3 ).

Рассчитывают коэффициент корреляции . Коэффициент корреляции должен соответствовать требованиям , установленным в 5.1.3.

8. Определение результатов

8.1. Обработка результатов

В соответствии с математическим обеспечением спектрометра проводят с помощью калибровочного графика (7.4.3) перевод значения абсолютной или относительной интенсивности в концентрацию элемента в анализируемом растворе .

Массовую долю элемента Wθ , %, вычисляют по формуле

                         (2)

где ρθ,1 - концентрация элемента в анализируемом растворе , мкг / см 3 ;

ρθ,0 - концентрация элемента в контрольном растворе , мкг / см 3 ;

m - масса навески , г ;

W θ,0 - содержание элемента в используемом чистом железе , %.

8.2. Точность

С целью оценки точности методов , предусмотренных в ИСО 13898-2, ИСО 13898-3, ИСО 13898-4, были проведены межлабораторные испытания на образцах , приведенных в приложении В .

9. Протокол испытания

Протокол испытания должен содержать :

a ) всю информацию о лаборатории , дате проведения испытания , идентификации образцов ;

b ) ссылку на метод , применяемый в настоящем стандарте ;

c ) результаты испытаний ;

d ) любые операции , не предусмотренные в настоящем стандарте , или любые дополнительные операции , способные повлиять на результаты испытания .

Приложение А
(справочное)
Методика определения инструментальных параметров

А .1. Определение предела обнаружения ( DL ), концентрации , эквивалентной фоновому излучению ( ВЕС ), и кратковременной стабильности

При разработке стандартных методов анализа с использованием атомно - эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой эти критерии должны быть выбраны рабочей группой , ответственной за результаты межлабораторных испытаний .

Включают спектрометр и выдерживают его некоторое время для стабилизации . Время стабилизации может меняться в зависимости от прибора . При обычных лабораторных условиях современное лабораторное оборудование должно достигать стабильного режима ориентировочно через 15 минут . Это может быть проверено в дальнейших испытаниях кратковременной стабильности с помощью тестов , указанных ниже .

Подготавливают три раствора определяемого элемента , соответствующих нулевой концентрации , концентрации 10, умноженной на предел обнаружения (10 ´ DL ), и концентрации 1000, умноженной на предел обнаружения (1000 ´ DL ).3 th растворы должны содержать кислоты таких же концентраций , те же дополнительные реагенты и основные элементы , как и растворы анализируемых образцов . Пределы обнаружения для указанных растворов могут служить в качестве лабораторных оценок или номинальных характеристик метода .

Раствор концентрации 1000 ´ DL распыляют в плазму в течение 10 с до начала измерений , чтобы гарантировать стабильность распыления .

Тщательно выбирают позицию , соответствующую максимальному пику на выбранной длине волны , выбирают подходящее положение фотоумножителя ( если это не проводится автоматически ), чтобы убедиться , что интенсивность измеряется с точностью до четырех значащих цифр . Устанавливают время интегрирования 3 с .

А .1.1. Определение предела обнаружения

Значения пределов обнаружения могут быть определены различными методами в зависимости от типа прибора .

Может быть рекомендована следующая методика .

Распыляют фоновый раствор в течение приблизительно 10 с . Снимают 10 показаний при заранее установленном времени интегрирования . Распыляют раствор концентрации 10 × DL в течение приблизительно 60 с . Снимают 10 показаний при заранее установленном времени интегрирования .

Поданным интенсивности , полученным для фонового раствора и раствора концентрации 10 × DL , вычисляют значения средних интенсивностей Х 1 и Х b и стандартного отклонения фонового раствора Sb .

Рассчитывают среднюю истинную интенсивность для раствора концентрации 10 × DL

Xn 1 = X 1 - Xb                                                                                                                           ( A .1)

По приведенной ниже формуле рассчитывают предел обнаружения DL для рассматриваемого элемента

DL = 3 Sb (C1/Xn1),                                                              (A.2)

где С1 , - концентрация , мкг / см 3 , раствора концентрации 10 × DL .

А .1.2. Определение концентрации , эквивалентной фоновому излучению

Концентрацию , эквивалентную фоновому излучению , ВЕС вычисляют по формуле

ВЕС = (Х b /Х n 1) С1.                                                              (А.3)

А .1.3. Определение кратковременной стабильности

Распыляют раствор концентрации 1000 × DL в течение примерно Юс . Фиксируют 10 показаний при заранее определенном времени интегрирования . Исходя из этих данных и данных , полученных для раствора концентрации 10 × DL , проводят соответственно расчет средних истинных интенсивностей Х n 1 и Х n 2 , а также стандартных отклонений S 1 и S 2 .

Рассчитывают кратковременную стабильность эмиссионного сигнала при двух уровнях концентрации

RSD1 = (S1/Xn1) 100%.                                                                            

RSD2 = (S2/Xn2) 100%.                                                                    ( A .4)

Если имеются несколько наборов данных , проводят расчет значения RSD для каждого набора .

Среднее значение RSD = сумма RSD / n .

А .2. Расчет калибровочных кривых

Определяют прямую зависимость , наилучшим образом описывающую набор точек ( линейная регрессия ), что сводится к нахождению коэффициентов а и b в уравнении

I = a + bC,                                                                               (A.5)

где I - измеренные значения абсолютных или относительных интенсивностей ;

С - значения концентрации калибровочных растворов .

Данный метод называется методом наименьших квадратов . Наклон , получаемой линии b и точку пересечения а определяют по следующим формулам :

b = SCI/SCC;                                                                          (A.6)

a = Ī - bC,                                                                               (A.7)

где

SCI = S (C - C) (I - Ī);

SCC = S (C - C)2,

где С - среднее значение концентрации ;

Ī - среднее значение интенсивности .

Коэффициент корреляции r определяют по формуле

                                                                      (A.8)

где SII = S ( Ī - I)2.

Приложение В
(справочное)
Образцы, используемые в межлабораторных испытаниях

Таблица В .1

Образец

Химический состав, %

Cu

Ni

Со

С

Si

P

Mn

Cr

JSS 003-3

Нелегированная сталь

0,0014

0,0008

0,0010

0,0011

0,0041

0,0048

0,0002

NR 1 C

Нелегированная сталь

0,0014

0,0090

0,0046

0,0042

0,0019

0,0059

0,0012

NR 21

Нелегированная сталь

0,045

0,035

0,008

0,1726

0,36

0,016

1,45

0,024

NBS 15 h

Нелегированная сталь

0,0130

0,017

0,076

0,008

0,005

0,373

0,018

NBS 16 f

Нелегированная сталь

0,006

0,008

0,003

0,97

0,214

0,014

0,404

0,020

BAS 087-1

Нелегированная сталь

0,171

0,118

0,015

0,174

0,263

0,010

0,671

0,078

BCS 456-1

Нелегированная сталь

0,052

0,101

0,24

0,018

0,20

BCS 452

Нелегированная сталь

0,22

0,19

0,315

0,086

0,033

0,03

0,042

IRSID 081-1

Нелегированная сталь

0,026

0,042

0,017

0,099

0,105

0,0129

0,605

0,012

IRSID 010-1

Нелегированная сталь

0,279

0,259

0,941

0,268

0,019

0,410

0,231

EURO 488-1

Чугун в чушках

0,0216

0,0651

3,73

0,241

0,0212

0,218

0,0414

EURO 487-1

Чугун в чушках

0,040

0,0088

3,27

0,006

0,0020

0,094

0,063

Приложение С
(справочное)
Сведения о соответствии национальных стандартов Российской Федерации ссылочным международным стандартам

Таблица С .1

Обозначение ссылочного международного стандарта

Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта

ИСО 385-1:1984

ГОСТ 29251-91 (ИСО 385-1-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования

ИСО 648:1977

ГОСТ 29169-91 (ИСО 648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной меткой

ИСО 13898-2:1997

ГОСТ Р ИСО 13898-2-2006 Сталь и чугун. Спектрометрический атомно-эмиссионный с индуктивно связанной плазмой метод определения никеля. Часть 2

ИСО 13898-3:1997

ГОСТ Р ИСО 13898-3-2007 Сталь и чугун. Спектрометрический атомно-эмиссионный с индуктивно связанной плазмой метод определения меди. Часть 3

ИСО 13898-4:1997

ГОСТ Р ИСО 13898-4-2007 Сталь и чугун. Спектрометрический атомно-эмиссионный с индуктивно связанной плазмой метод определения кобальта. Часть 4

ИСО 14284:1996

*

* Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его утверждения рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. Перевод данного международного стандарта находится в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

Ключевые слова: сталь, чугун, метод определения, никель, медь, кобальт, индуктивно связанная плазма, спектрометрический атомно-эмиссионный метод

Еще документы скачать бесплатно