ГОСТ 22974.2-96 Флюсы сварочные плавленые. Методы определения оксида кремния

ГОСТ 22974.2-96

Группа В09

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФЛЮСЫ СВАРОЧНЫЕ ПЛАВЛЕНЫЕ

Методы определения оксида кремния

Melted welding fluxes.
Methods of silicon oxide determination

МКС 77.040

ОКСТУ 0809

Дата введения 2000-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 72; Институтом электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины

ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 9 от 12 апреля 1996 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 21 апреля 1999 г. N 134 межгосударственный стандарт ГОСТ 22974.2-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2000 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 22974.2-85

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический метод определения оксида кремния (при массовой доле оксида кремния от 10 до 50%), фотометрический метод определения оксида кремния (при массовой доле оксида кремния от 5 до 20,0%) и гравиметрический метод определения оксида кремния с доопределением в фильтрате остаточного оксида кремния фотометрическим методом (при массовой доле оксида кремния от 10 до 50%).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3765-78 Аммоний молибденовокислый. Технические условия

ГОСТ 4165-78 Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия

ГОСТ 4197-74 Натрий азотистокислый. Технические условия

ГОСТ 4199-76 Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4332-76 Калий углекислый - натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 6344-73 Тиомочевина. Технические условия

ГОСТ 6995-77 Метанол-яд. Технические условия

ГОСТ 9428-73 Кремний (IV) оксид. Технические условия

ГОСТ 9656-75 Кислота борная. Технические условия

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия

ГОСТ 11293-89 Желатин пищевой. Технические условия

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 22974.0-96 Флюсы сварочные плавленые. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 22974.1-96 Флюсы сварочные плавленые. Методы разложения флюсов

3 Общие требования

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 22974.0.

4 Гравиметрический метод определения оксида кремния

4.1 Сущность метода

Метод основан на сплавлении навески флюса со смесью калия углекислого - натрия углекислого и натрия тетраборнокислого или борной кислоты, разложении плава в соляной кислоте и выделении образовавшейся кремниевой кислоты в осадок выпариванием раствора досуха. Массовую долю оксида кремния определяют по разнице масс до и после обработки фтористоводородной кислотой.

Этот метод не пригоден при наличии оксида титана свыше 5%.

4.2 Реактивы и растворы

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 5:95.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Калий углекислый - натрий углекислый по ГОСТ 4332.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный по ГОСТ 22974.1.

Метанол-яд по ГОСТ 6995.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Желатин пищевой по ГОСТ 11293, раствор массовой концентрации 0,01 г/см.

Плавень: смешивают пять массовых частей калия углекислого - натрия углекислого и одну массовую часть натрия тетраборнокислого или борной кислоты.

4.3 Проведение анализа

Навеску флюса массой 0,5 г сплавляют с 6 г плавня в платиновом тигле с крышкой при 950-1050 °С в течение 30 мин. Плав выливают на полированную пластину из нержавеющей стали.

Тигель, крышку и плав помещают в фарфоровую чашку диаметром 12-13 см, приливают 50 см соляной кислоты (1:1). Для предупреждения разбрызгивания чашку накрывают стеклом. После разложения плава тигель и крышку извлекают и тщательно обмывают водой. Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 20-25 см соляной кислоты и 20-25 см метилового или этилового спирта. Раствор выпаривают досуха. Операцию выпаривания с соляной кислотой и спиртом повторяют. К сухому остатку приливают 20-25 см соляной кислоты, нагревают, приливают 70-80 см горячей воды и нагревают до кипения. Осадок отфильтровывают на фильтр "белая лента", промывают 5-6 раз горячей соляной кислотой (5:95) и несколько раз горячей водой. Осадок сохраняют. Из фильтра вновь выделяют остатки кремниевой кислоты, как описано выше, но без обработки спиртом. Осадок сохраняют.

Фильтрат выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 30-35 см соляной кислоты и нагревают до растворения солей. К раствору приливают 7-10 см желатина, перемешивают, оставляют на 10-15 мин. Приливают 50-60 см горячей воды, перемешивают и отфильтровывают на фильтр "белая лента", содержащий фильтробумажную массу.

Осадок кремниевой кислоты промывают 5-6 раз горячей соляной кислотой (5:95) и несколько раз горячей водой.

Осадки кремниевой кислоты объединяют, помещают в платиновый тигель, сушат, прокаливают при 950-1050 °С 30-35 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Прокаливание повторяют до постоянной массы. К прокаленному осадку приливают 5-10 капель серной кислоты (1:1), 5-8 см фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха. Сухой остаток прокаливают при 950-1050 °С в течение 3-5 мин, охлаждают и взвешива

ют.

4.4 Обработка результатов

Массовую долю оксида кремния , %, вычисляют по формуле

, (1)

где - масса тигля с прокаленным осадком оксида кремния до обработки фтористоводородной кислотой, г;

- масса тигля с прокаленным остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;

- масса тигля с прокаленным осадком контрольного опыта до обработки фтористоводородной кислотой, г;

- масса тигля с прокаленным остатком контрольного опыта после обработки фтористоводородной кислотой, г;

- масса навески флюса, г.

4.5 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли оксида кремния приведены в таблице 1.

Таблица 1

В процентах

5 Фотометрический метод определения оксида кремния

5.1 Сущность метода

Ионы кремния в слабокислой среде реагируют с молибденовокислым аммонием, образуя кремнемолибденовую гетерополикислоту желтого цвета. При восстановлении последней тиомочевиной в присутствии катализатора - сернокислой меди - возникает окраска молибденовой сини за счет восстановления молибдена, входящего в состав гетерополикислоты. Интенсивность окраски молибденовой сини измеряют при длине волны 810 нм на спектрофотометре или на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром в кювете с толщиной поглощающего слоя 10 мм.

5.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 5:95.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и растворы с молярной концентрацией эквивалента 0,15 и 8 моль/дм. Готовят растворы: 0,15 моль/дм - 5 см концентрированной серной кислоты разбавляют водой до 1000 см, 8 моль/дм - 230 см концентрированной серной кислоты разбавляют водой до 1000 см.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Медь (II) сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165, раствор: 20 г сернокислой меди растворяют в 200 см воды, прибавляют 15 см концентрированной серной кислоты и разбавляют до 1000 см.

Калий углекислый - натрий углекислый по ГОСТ 4332.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор массовой концентрации 0,02 г/см.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный по ГОСТ 22974.1.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор массовой концентрации 0,01 г/см.

Тиомочевина по ГОСТ 6344, раствор массовой концентрации 0,07 г/см.

Кремния (IV) оксид по ГОСТ 9428.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, перекристаллизованный, раствор массовой концентрации 0,05 г/см. Для перекристаллизации 250 г реактива растворяют в 400 см воды при нагревании до 70-80 °С, раствор фильтруют через фильтр "синяя лента", охлаждают до комнатной температуры, приливают при перемешивании 300 см этилового спирта, дают осадку отстояться в течение 1 ч и отфильтровывают его на фильтр "белая лента", помещенный в воронку Бюхнера, пользуясь водоструйным насосом. Осадок промывают 2-3 раза этиловым спиртом и высушивают на воздухе.

Плавень: смешивают пять массовых частей калия углекислого - натрия углекислого и одну массовую часть натрия тетраборнокислого или борной кислоты.

Стандартные растворы оксида кремния.

Раствор А: 0,2 г прокаленного при 950-1050 °С до постоянной массы оксида кремния сплавляют в платиновом тигле с крышкой с 2 г натрия углекислого безводного при температуре 950-1050 °С в течение 15-20 мин. Охлажденный плав выщелачивают в растворе натрия углекислого массовой концентрации 0,01 г/см. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см и доводят до метки раствором углекислого натрия массовой концентрации 0,01 г/см.

Раствор А с массовой концентрацией оксида кремния 0,0002 г/см хранят в полиэтиленовой бутылке.

Массовую концентрацию раствора оксида кремния уточняют гравиметрическим методом: 100 см раствора А переносят в фарфоровую чашку диаметром 12-13 см и приливают 20-25 см соляной кислоты (1:1). Раствор выпаривают досуха. Сухой остаток смачивают 10-15 см соляной кислоты и снова выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 10-15 см соляной кислоты, нагревают, приливают 70-80 см горячей воды и нагревают до кипения. Кремниевую кислоту отфильтровывают на фильтр "белая лента" с добавлением небольшого количества фильтробумажной массы. Осадок промывают 3-6 раз горячей соляной кислотой (5:95) и еще 2-3 раза горячей водой. Фильтр с осадком сохраняют.

Фильтрат и промывную жидкость переносят в фарфоровую чашку, в которой проводили осаждение кремниевой кислоты, и выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 15-20 см соляной кислоты и нагревают до растворения солей. К раствору приливают 7-10 см желатина, перемешивают, оставляют на 10-15 мин. Приливают 50-60 см горячей воды, перемешивают и отфильтровывают на фильтр "белая лента", содержащий фильтробумажную массу.

Осадок кремниевой кислоты промывают 3-5 раз горячей соляной кислотой (5:95) и 2-3 раза горячей водой.

Осадки кремниевой кислоты объединяют, помещают в платиновый тигель, сушат и прокаливают при температуре 950-1050 °С 30-35 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. К прокаленному осадку приливают 5-10 капель серной кислоты (1:1), 5-8 см фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха. Сухой остаток прокаливают при температуре 950-1050 °С в течение 3-5 мин, охлаждают и взвешивают.

Массовую концентрацию раствора оксида кремния , г/см, вычисляют по формуле

, (2)

где - масса тигля с осадком оксида кремния, г;

- масса тигля с остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;

- масса тигля с осадком в контрольном анализе, г;

- масса тигля с остатком в контрольном анализе после обработки фтористоводородной кислотой, г;

- объем раствора А, см.

Раствор Б: 25 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают; готовят перед употреблением.

Раствор Б имеет массовую концентрацию оксида кремния 0,00005 г/с

м.

5.3 Проведение анализа

5.3.1 Навеску флюса массой 0,1 г сплавляют в платиновом тигле с 3 г плавня при температуре 950-1050 °С в течение 10-15 мин. Охлажденный тигель с плавом помещают в полиэтиленовый стакан вместимостью 500 см, в который предварительно налито 150 см воды и 15 см концентрированной серной кислоты. После разложения плава тигель и крышку вынимают, обмывая их над стаканом. Если раствор окрашен в розовый цвет, то прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия до его обесцвечивания. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доводят водой до метки и снова переносят в полиэтиленовый стакан.

Отбирают аликвотную часть раствора 3-10 см (в зависимости от содержания оксида кремния во флюсе) в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 20 см раствора серной кислоты молярной концентрации 0,15 моль/дм, 5 см раствора молибденовокислого аммония массовой концентрации 0,05 г/см. Раствор перемешивают и дают постоять в течение 10 мин для полного развития желтой окраски. Затем приливают 15 см раствора серной кислоты молярной концентрации 8 моль/дм, 5 см раствора сернокислой меди и 25 см раствора тиомочевины, доливают водой до метки и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 810 нм или фотоэлектроколориметре с красным светофильтром в кювете толщиной поглощающего слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения служит контрольная проба, проведенная через все стадии анализа.

Массу оксида кремния находят по градуировочному

графику.

5.3.2 Построение градуировочного графика

В шесть мерных колб вместимостью 100 см последовательно вносят 1; 2; 3; 4; 5; 6 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,00005; 0,00010; 0,00015; 0,00020; 0,00025; 0,00030 г оксида кремния.

В седьмую колбу, используемую для приготовления раствора сравнения, вносят 2 см раствора углекислого натрия массовой концентрации 0,01 г/см. Приливают 20 см раствора серной кислоты молярной концентрации 0,15 моль/дм и далее проводят анализ по 5.3.1.

5.4 Обработка результатов

Массовую долю оксида кремния , %, вычисляют по формуле

, (3)

где - масса оксида кремния, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески флюса, соответствующая аликвотной части раствора, г.

5.5 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли оксида кремния приведены в таблице 1.

6 Гравиметрический метод определения оксида кремния с доопределением в фильтрате остаточной кремниевой кислоты фотометрическим методом

6.1 Сущность метода

Метод основан на сплавлении навески флюса со смесью калия углекислого - натрия углекислого и натрия тетраборнокислого или борной кислоты, растворении плава в соляной кислоте, выделении образовавшейся кремниевой кислоты в осадок однократным выпариванием досуха и доопределением оставшейся в фильтрате кислоты фотометрическим методом.

6.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота серная по ГОСТ 4204 с молярной концентрацией эквивалента 0,15 и 8 моль/дм. Готовят растворы: 0,15 моль/дм - 5 см концентрированной серной кислоты разбавляют водой до 1000 см; 8 моль/дм - 230 см концентрированной серной кислоты разбавляют водой до 1000 см.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 5:95.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, перекристаллизованный, массовой концентрации 0,05 г/см (5.2).

Калий углекислый - натрий углекислый по ГОСТ 4332.

Медь (II) сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный по ГОСТ 22974.2.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор массовой концентрации 0,01 г/см.

Тиомочевина по ГОСТ 6344, раствор массовой концентрации 0,07 г/см.

Кремния (IV) оксид по ГОСТ 9428.

Плавень: смешивают пять массовых частей калия углекислого - натрия углекислого и одну массовую часть тетраборнокислого натрия или борной кислоты.

Стандартные растворы оксида кремния - по

5.2.

6.3 Проведение анализа

Навеску флюса массой 0,5 г сплавляют с 6 г плавня в платиновом тигле с крышкой при температуре 950-1050 °С в течение 30-35 мин. Плав выливают на полированную пластину из нержавеющей стали.

Тигель, крышку и плав помещают в фарфоровую чашку диаметром 12-13 см, приливают 50 см соляной кислоты (1:1). Для предупреждения разбрызгивания чашку накрывают стеклом. После разложения плава тигель и крышку извлекают и тщательно обмывают водой. Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 20 см соляной кислоты, нагревают, приливают 70-80 см горячей воды и нагревают до кипения. Осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр "белая лента", промывают 5-6 раз горячей соляной кислотой (5:95) и несколько раз горячей водой. Раствор фильтруют в полиэтиленовый стакан. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доводят водой до метки.

Отбирают аликвотную часть 20-25 см в мерную колбу вместимостью 100 см, далее - по 5.3.1; 5.3.2; 5.4.

Осадок кремниевой кислоты помещают в платиновый тигель, сушат, прокаливают при 950-1050 °С, далее - по 4.3, 4.4.

6.4 Обработка результатов

Массовую долю оксида кремния , %, вычисляют по формуле

, (4)

где - массовая доля оксида кремния, определенная гравиметрически, %;

- массовая доля оксида кремния, определенная фотометрически, %.

6.5 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли оксида кремния приведены в таблице 1.

Электронный текст документа

и сверен по:

М.: ИПК Издательство стандартов, 1999