Флюсы сварочные плавленые. Методы определения фторида кальция

ГОСТ 22974.11-96

Группа В09

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФЛЮСЫ СВАРОЧНЫЕ ПЛАВЛЕНЫЕ

Методы определения фторида кальция

Melted welding fluxes.
Methods of calcium fluoride 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 22974.11-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2000 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 22974.11-85

1 Область применения

     1 Область применения
     

Настоящий стандарт устанавливает пирогидролизный и титриметрический комплексонометрический методы определения фторида кальция при содержании от 1,5 до 65%.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 61-75 Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 1027-67 Свинец (II) уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3770-75 Аммоний углекислый. Технические условия

ГОСТ 4233-77 Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4234-77 Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 4463-76 Натрий фтористый. Технические условия

ГОСТ 5817-77 Кислота винная. Технические условия

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

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

ГОСТ 10652-73 Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б)

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

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

3 Общие требования

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 22974.0.

4 Пирогидролизный метод определения фторида кальция

4.1 Сущность метода

Метод основан на разложении фторида кальция парами воды при температуре 1300 °С в присутствии катализатора. Выделившаяся фтористоводородная кислота с избытком пара увлекается в приемник, где титруется гидроксидом натрия.

4.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Установка для определения содержания фторида кальция (рисунок 1).

Рисунок 1 - Установка для определения содержания фторида кальция

1 - промывная склянка для очистки воздуха или кислорода, заполненная раствором гидроксида натрия
массовой концентрации 0,2 г/см; 2 - шарообразная трубка, заполненная стеклянной ватой для улавливания
капель воды со щелочью; 3 - нержавеющая трубка наружным диаметром 20 мм и внутренним - 18 мм,
длиной 220 мм, которая входит в трубку 10 и герметично крепится хомутом; 4 - нержавеющая трубка
диаметром 10 мм, приваренная к трубке 3; 5 - колба для получения пара; 6 - электрическая плитка;
7- фарфоровая лодочка N 2 по ГОСТ 9147, предварительно прокаленная в муфельной печи
при температуре 900-1000 °С в течение 4-5 ч; 8 - трубчатая электропечь с карборундовым
нагревателем, обеспечивающая температуру (1300±20) °С и установленная с наклоном 4° в
сторону приемника; 9 - пирометр; 10 - фарфоровая или кварцевая трубка внутренним
диаметром 20-22 мм; 11, 13 - резиновый уплотнитель; 12 - бачок для охлаждения трубки водой;
14 - форштос; 15 - приемник для титрования фтористоводородной кислотой

Рисунок 1 - Установка для определения содержания фторида кальция

Крючок, с помощью которого лодочки помещают в трубку и извлекают из нее, изготовлен из жаропрочной проволоки диаметром 3-5 мм, длиной 500-600 мм.

Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, раствор массовой концентрации 0,2 г/см и раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм.

Алюминия оксид безводный, прокаленный при температуре 1100 °С в течение 1 ч.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Метиловый красный (индикатор).

Метиленовый голубой (индикатор).

Смешанный индикатор: 0,125 г метилового красного и 0,083 г метиленового голубого растворяют в 100 см этилового спирта; хранят в темной склянке.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 молярной концентрации 0,02 моль/дм (фиксанал).

Массовую концентрацию раствора гидроксида натрия устанавливают по стандартному образцу флюса. Анализ стандартного образца проводят в тех же условиях, что и анализ исследуемого образца.

Массовую концентрацию раствора гидроксида натрия , г/см фторида кальция, вычисляют по формуле

, (1)

где - массовая доля фторида кальция в стандартном образце, %;

- масса навески стандартного образца, г;

- объем раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование, см.

Массовую концентрацию гидроксида натрия можно устанавливать по титрованному раствору соляной кислоты (фиксаналу): 25 см раствора кислоты молярной концентрации 0,02 моль/дм помещают в колбу для титрования, прибавляют 2-3 капли смешанного индикатора и титруют раствором щелочи до перехода розовой окраски в зеленую.

Массовую концентрацию раствора гидроксида натрия , г/см фторида кальция, вычисляют по формуле

, (2)

где - отношение к ;

- объем соляной кислоты молярной концентрации 0,02 моль/дм;

- объем щелочи.

4.3 Проведение анализа

Навеску флюса массой 0,1-0,2 г помещают в фарфоровую лодочку, содержащую 0,2-0,4 г оксида алюминия. Содержимое лодочки тщательно перемешивают. Лодочку помещают в фарфоровую трубку, нагретую до температуры 1250-1350 °С, и закрывают трубку резиновой пробкой. В фарфоровую трубку через отросток трубки 3 подают воздух или кислород со скоростью 3-5 пузырьков в секунду одновременно с водяным паром.

Образовавшаяся при пирогидролизе фтористоводородная кислота поступает в приемник 15, куда предварительно влито 50 см воды и 5-6 капель смешанного индикатора.

Фтористоводородную кислоту титруют раствором гидроксида натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм до изменения окраски из сиреневой в зеленую. Заканчивают титрование, когда цвет раствора не меняется в течение 2 мин.

4.4 Обработка результатов

4.4.1 Массовую долю фторида кальция , %, вычисляют по формуле

, (3)

где - массовая концентрация раствора гидроксида натрия, г/см фторида кальция;

- объем раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование, см;

- масса навески флюса, г.

4.4.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли фторида кальция приведены в таблице 1.


Таблица 1

В процентах

5 Титриметрический комплексонометрический метод определения фторида кальция

5.1 Сущность метода

Метод основан на осаждении ионов фтора в виде фторхлорида свинца. Избыток свинца титруют раствором трилона Б.

5.2 Реактивы и растворы

Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, разбавленный 1:1.

Аммоний углекислый по ГОСТ 3770.

Калий хлористый по ГОСТ 4234.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор массовой концентрации 0,05 г/см.

Свинец уксуснокислый по ГОСТ 1027, раствор массовой концентрации 0,025 г/см.

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор массовой концентрации 0,05 г/см.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Кремния (IV) диоксид по ГОСТ 9428.

Метиловый оранжевый (индикатор), раствор массовой концентрации 0,001 г/см.

Эриохром черный (индикатор): 0,2 г индикатора растирают с 20 г хлористого калия.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм: 9,3 г трилона Б растворяют в 300 см воды. Раствор отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Натрий фтористый по ГОСТ 4463, стандартный раствор: 2,210 г фторида натрия растворяют в воде и разбавляют до 1000 см водой в мерной колбе. Раствор имеет массовую концентрацию фтора 0,001 г/см.

Массовую концентрацию раствора трилона Б устанавливают по фтору: 50 см стандартного раствора переносят в стакан вместимостью 300 см, прибавляют 10 капель уксусной кислоты, 20 см раствора хлористого натрия и из бюретки 25 см раствора уксуснокислого свинца. Раствор перемешивают, нагревают до температуры 60-70 °С, снова перемешивают до выпадения осадка, после чего оставляют на 12 ч.

Раствор с выпавшим осадком переносят в мерную колбу вместимостью 250 см, разбавляют водой до метки и фильтруют в сухой стакан через сухой фильтр "белая лента", отбрасывая первые порции фильтрата.

Отбирают 50-100 см фильтрата в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 10 см винной кислоты, 10 см аммиака (1:1), добавляют 0,1 г индикатора эриохрома черного и титруют избыток свинца раствором трилона Б до перехода окраски из сиренево-фиолетовой в ярко-голубую.

Массовую концентрацию трилона Б , г/см фторида кальция, вычисляют по формуле

, (4)

где - объем стандартного раствора фторида натрия, см;

- коэффициент пересчета фтора на фторид кальция;

- объем раствора уксуснокислого свинца, взятого с избытком, см;

- объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование избытка уксуснокислого свинца, см;

- соотношение между объемами растворов уксуснокислого свинца и трилона Б.

Определяют соотношение : 5 смраствора уксуснокислого свинца помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, добавляют 50 см воды, 10 см винной кислоты, 10 см аммиака (1:1), 0,1 г индикатора эриохрома черного и титруют до перехода окраски из сиренево-фиолетовой в ярко-голубую.

Соотношение вычисляют по формуле

, (5)

где - объем раствора уксуснокислого свинца, взятого на титрование, см;

- объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, см.

5.3 Проведение анализа

Навеску флюса массой 0,5 г (при массовой доле фтористого кальция 1,5-40%) или 0,25 г (при массовой доле фтористого кальция 40-65%) смешивают с 0,2 г диоксида кремния и 5 г безводного углекислого натрия и сплавляют в платиновом тигле с крышкой при температуре 950-1050 °С в течение 20-30 мин. Плав выливают на полированную пластину из нержавеющей стали.

Тигель с плавом помещают в стакан вместимостью 300-400 см, приливают 50 см горячей воды, накрывают стеклом и выдерживают в теплом месте до полного разложения плава.

Тигель извлекают из стакана и обмывают несколько раз водой. Раствор с осадком переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Раствор фильтруют в сухую колбу через сухой фильтр "белая лента", отбрасывая первую порцию фильтрата. Отбирают 50 см фильтрата в стакан вместимостью 300 см, прибавляют 2-3 капли метилового оранжевого и подкисляют азотной кислотой (1:1) до оранжевой окраски, прибавляют 4-5 г углекислого аммония и кипятят до удаления запаха аммиака (при этом кремниевая кислота выделяется в виде студенистого осадка). Раствор отфильтровывают в стакан вместимостью 300 см через вату и промывают 8-10 раз горячей водой. Фильтрат подкисляют по метиловому оранжевому азотной кислотой (1:1) до изменения окраски раствора, прибавляют 10 капель уксусной кислоты, 20 см раствора хлористого натрия и из бюретки 25-50 см раствора уксуснокислого свинца. Раствор перемешивают, нагревают до температуры 60-70 °С, снова перемешивают до выпадения осадка, после чего оставляют на 12 ч.

Раствор с выпавшим осадком переносят в мерную колбу вместимостью 250 см, разбавляют водой до метки и фильтруют в сухой стакан через сухой фильтр "белая лента", отбрасывая первые порции фильтрата.

50-100 см фильтрата переносят в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 10 см винной кислоты, 10 см аммиака (1:1), добавляют 0,1 г индикатора эриохрома черного и титруют избыток свинца раствором трилона Б до перехода окраски из сиренево-фиолетовой в ярко-

голубую.

5.4 Обработка результатов

5.4.1 Массовую долю фтористого кальция , %, вычисляют по формуле

, (6)

где - объем раствора уксуснокислого свинца, взятого для осаждения фтор-иона, см;

- объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование избытка уксуснокислого свинца, см;

- соотношение между объемами растворов уксуснокислого свинца и трилона Б;

- массовая концентрация раствора трилона Б, выраженная в г/см фторида кальция;

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора,

5.4.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли фторида кальция приведены в таблице 1.