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
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ |
||
|
|
НАЦИОНАЛЬНЫЙ |
ГОСТ Р ИСО |
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 |