Chuyển vào bảy cốc 100 ml và hoà tan trong nước.

Chuyển hết dung dịch vào bảy bình định mức 100 ml loại một vạch mức, thêm nước đến vạch và lắc đều.

4.7. Sứ trơ (đất sét nung quá lửa) được ngâm tẩm với natri hydroxit, kích thước hạt từ 0,7 mm đến 1,2 mm.

5. Thiết bị, dụng cụ

Trong quá trình phân tích, nếu không có yêu cầu nào khác, thì chỉ dùng dụng cụ thí nghiệm thông thường.

Tất cả dụng cụ thuỷ tinh đo thể tích phải là loại A phù hợp với TCVN 7149 (ISO 385), TCVN 7151 (ISO 648) hoặc TCVN 7153 (ISO 1042).

Dụng cụ cần thiết cho việc đốt trong lò cảm ứng cao tần và sau đó dùng để đo sự hấp thụ tia hồng ngoại của khí lưu huỳnh dioxit thoát ra, có thể mua từ một số các hãng sản xuất. Tiếp theo là các hướng dẫn vận hành thiết bị của nhà sản xuất.

Đặc tính của các thiết bị có trên thị trường được nêu trong Phụ lục C.

5.1. Micropipet, 50 ml và 100 ml, giới hạn sai số đo phải nhỏ hơn 1 ml.

...

...

...

5.3. Chén sứ, có khả năng chịu đốt nóng trong lò cảm ứng.

Nung chén một trong lò điện có không khí hoặc có dòng oxy đi qua ở nhiệt độ 1100 °C trong thời gian không ít hơn 2 h và bảo quản trong bình hút ẩm trước khi dùng.

CHÚ THÍCH: Để xác định hàm lượng lưu huỳnh thấp, nên nung chén trong dòng oxy ở 1350 °C.

6. Lấy mẫu

Tiến hành lấy mẫu phù hợp với TCVN 1811 (ISO 14284).

7. Cách tiến hành

CẢNH BÁO: Những rủi ro liên quan đến quá trình phân tích bằng phương pháp đốt chủ yếu là gây bỏng khi nung sơ bộ chén sứ và trong khi nung chảy mẫu. Sử dụng cặp gắp chén trong tất cả các lần thao tác và cặp phải có vòng đỡ phù hợp với chén sử dụng. Khi thao tác với chai oxy cần chú ý phòng ngừa những điều thông thường nhất. Sau khi đốt mẫu, phải loại bỏ hết oxy khỏi thiết bị, bởi vì với oxy nồng độ cao trong một không gian nhỏ hẹp sẽ dễ gây cháy.

7.1. Ổn định thiết bị

Làm sạch dòng oxy đi vào bằng các ống chứa vụn sứ trơ (đất sét nung quá nhiệt) có tẩm natri hydroxit (4.7) và magie peclorat (4.4) và trong thời gian chờ giữ tốc độ dòng khí yên lặng. Ghép nối chắc chắn phễu lọc chứa sợi thuỷ tinh hoặc phễu có vách ngăn bằng thép không gỉ làm bộ phận gom bụi bẩn. Làm sạch và thay đổi phễu khi cần. Buồng lò, trụ giá nâng và ống lọc phải được làm sạch thường xuyên để loại bỏ bụi oxit bám vào.

...

...

...

Sau khi làm sạch buồng lò hoặc thay đổi phễu lọc bụi hoặc thiết bị sau một thời gian không hoạt động, cần tiến hành đốt một số mẫu tương tự như mẫu phân tích để ổn định thiết bị trước khi bố trí phân tích.

Thông mạnh oxy qua thiết bị và điều chỉnh bộ điều khiển thiết bị về số 0.

Nếu thiết bị sử dụng có thang số đo trực tiếp ra phần trăm lưu huỳnh, việc điều chỉnh số ghi của thiết bị cho từng phạm vi đường chuẩn như sau:

Chọn mẫu chuẩn được chứng nhận có hàm lượng lưu huỳnh gần với hàm lượng lưu huỳnh lớn nhất trong dãy đường chuẩn, đo hàm lượng lưu huỳnh của mẫu tiêu chuẩn theo cách như đã quy định trong 7.4.

Điều chỉnh số ghi của thiết bị so với kết quả mẫu tiêu chuẩn .

CHÚ THÍCH: Việc điều chỉnh này phải được thực hiện trước khi xây dựng đường chuẩn quy định trong 7.5. Không được thay thế hoặc chỉnh sửa đường chuẩn.

7.2. Khối lượng mẫu

Tẩy dầu mỡ mẫu phân tích bằng cách rửa trong dung môi thích hợp (4.3). Phải chú ý sấy nóng để làm bay hơi hết các vết dung môi cuối cùng.

Dùng cân có độ chính xác 0,001 g, cân 1 g mẫu có hàm lượng lưu huỳnh nhỏ hơn 0,04 % (khối lượng) và 0,5 g đối với mẫu phân tích có hàm lượng lưu huỳnh lớn hơn 0,04 % (khối lượng).

...

...

...

7.3. Thí nghiệm trắng

Trước khi xác định mẫu phân tích, tiến hành thử lần lượt hai thí nghiệm trắng giống hệt nhau.

Cho một bao thiếc (5.2) vào chén sứ (5.3), ấn nhẹ bao thiếc xuống đáy chén. Cho cùng một lượng sắt tinh khiết (4.2) như trong xác định mẫu phân tích (7.2) và 1,5 g ± 0,1 g chất trợ dung (4.5).

Thao tác chén có chứa mẫu như được quy định trong đoạn thứ hai và thứ ba của 7.4

Ghi lại kết quả đọc được của các thí nghiệm trắng và chuyển đổi sang miligam lưu huỳnh bằng đồ thị chuẩn (xem 7.5).

Kết quả phân tích của thí nghiệm trắng là lượng lưu huỳnh phân tích thí nghiệm trắng trừ đi lượng lưu huỳnh trong sắt tinh khiết sử dụng (4.2) (xem chú thích 1).

Giá trị trung bình kết quả thí nghiệm trắng () được tính từ hai giá trị kết quả thí nghiệm trắng (xem chú thích 2).

CHÚ THÍCH :

1. Xác định hàm lượng lưu huỳnh trong sắt tinh khiết (4.2) như sau:

...

...

...

Thêm 0,500 g sắt tinh khiết (4.2) vào một chén sứ và 1,000 g vào chén còn lại. Phủ lên trên với 1,5 ± 0,1 g chất trợ dung (4.5) cho từng chén.

Thao tác đốt chén như quy định trong đoạn 2 và 3 của 7.4.

Dùng đường chuẩn (7.5) chuyển đổi kết quả thu được thành miligam lưu huỳnh.

Khối lượng (m₂) của lưu huỳnh với 0,500 g sắt tinh khiết thêm vào được tính bằng cách lấy kết quả lưu huỳnh (m₄) tương ứng với 1,000 g sắt tinh khiết trừ đi kết quả lưu huỳnh (m₃) tương ứng với 0,5 g sắt tinh khiết. Khối lượng (m₅) của lưu huỳnh của 1,000 g sắt tinh khiết là gấp hai lần khối lượng (m₂) của lưu huỳnh với 0,500 g sắt tinh khiết thêm vào:

m₅ = 2 x m₂ = 2 x (m₄ - m₃)

2. Kết quả trung bình thí nghiệm trắng không vượt quá 0,005 mg lưu huỳnh và hiệu giữa hai kết quả thí nghiệm trắng không được vượt quá 0,003 mg lưu huỳnh. Nếu các giá trị này cao bất thường, phải nghiên cứu và loại trừ các nguồn gây sai lệch.

7.4. Cách xác định

Lấy một bao thiếc (5.2) cho vào chén sứ (5.3), ấn nhẹ bao thiếc xuống đáy chén sứ và cho mẫu phân tích (7.2) vào, phủ lên trên 1,5 g ± 0,1 g chất trợ dung (4.5).

Đặt chén sứ chứa mẫu lên giá đỡ, nâng giá lên vị trí đốt và khoá kín hệ thống. Vận hành lò theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị.

...

...

...

7.5. Dựng đồ thị chuẩn

7.5.1. Các mẫu có hàm lượng lưu huỳnh nhỏ hơn 0,005% (khối lượng)

7.5.1.1. Chuẩn bị loạt mẫu chuẩn

Dùng micropipet 50 ml (5.1) cho nước (mẫu chuẩn "không") và dung dịch tiêu chuẩn lưu huỳnh như đã nêu trong Bảng 2 vào bốn bao thiếc riêng rẽ (5.2) Làm bay hơi chậm ở 90 °C đến khô hoàn toàn và làm nguội đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm.

7.5.1.2. Tiến hành đo

Chuyển bao thiếc từ 7.5.1.1 vào chén sứ (5.3), ấn nhẹ bao thiếc xuống đáy chén sứ và cho 1,000 g sắt tinh khiết (4.2) và phủ lên trên 1,5 g ± 0,1 g chất trợ dung (4.5).

Thao tác chén sứ có chứa mẫu như quy định trong đoạn 2 và 3 của 7.4.

Bảng 2

Dãy dung dịch tiêu chuẩn

...

...

...

mg

Hàm lượng lưu huỳnh trong mẫu phân tích

%(khối lượng)

nước

0

0,0000

4.6.1

20

0,0020

...

...

...

35

0,0035

4.6.3

50

0,0050

7.5.1.3. Vẽ đồ thị chuẩn

Số ghi thực có được là số ghi của từng mẫu chuẩn trong dãy chuẩn trừ đi số ghi của mẫu chuẩn "không".

Dựng đồ thị chuẩn bằng cách vẽ các số ghi thực ứng với số miligam lưu huỳnh của từng mẫu chuẩn trong dãy tiêu chuẩn.

7.5.2. Mẫu có hàm lượng lưu huỳnh trong phạm vi 0,005 % (khối lượng) và 0,04 % (khối lượng)

...

...

...

Dùng micropipet 50 ml (5.1) chuyển nước (mẫu chuẩn "không") và dung dịch tiêu chuẩn lưu huỳnh (4.6) như nêu trong Bảng 3 vào năm bao thiếc riêng biệt (5.2).

Làm bay hơi chậm ở 90 °C đến hoàn toàn khô và làm nguội đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm.

Bảng 3

Dãy dung dịch tiêu chuẩn

Khối lượng lưu huỳnh

mg

Hàm lượng lưu huỳnh trong mẫu phân tích

%(khối lượng)

nước

...

...

...

0,0000

4.6.3

50

0,0050

4.6.4

100

0,0100

4.6.6

250

...

...

...

4.6.7

400

0,0400

7.5.2.2. Tiến hành đo

Như quy định trong 7.5.1.2

7.5.2.3. Vẽ đồ thị chuẩn

Như quy định trong 7.5.1.3

7.5.3. Mẫu có hàm lượng lưu huỳnh trong phạm vi 0,04 % (khối lượng) và 0,1 % (khối lượng)

7.5.3.1. Chuẩn bị loạt mẫu chuẩn

...

...

...

Làm bay hơi chậm ở 90 °C đến hoàn toàn khô và làm nguội đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm.

Bảng 4

Dãy dung dịch tiêu chuẩn

Khối lượng lưu huỳnh

mg

Hàm lượng lưu huỳnh trong mẫu phân tích

%(khối lượng)

nước

0

...

...

...

4.6.3

100

0,0200

4.6.4

200

0,0400

4.6.5

350

0,0700

...

...

...

500

0,1000

7.5.3.2. Tiến hành đo

Chuyển bao thiếc từ 7.5.3.1 vào chén sứ (5.3), ấn nhẹ bao thiếc xuống đáy chén sứ và cho 0,500 g sắt tinh khiết (4.2) và phủ lên trên 1,5 g ± 0,1g chất trợ dung (4.5).

Thao tác chén sứ có chứa mẫu như quy định trong đoạn thứ hai và ba của 7.4.

7.5.3.3. Vẽ đồ thị chuẩn

Như quy định trong 7.5.1.3

8. Tính toán kết quả

8.1. Phương pháp tính toán

...

...

...

Hàm lượng lưu huỳnh biểu thị ra phần trăm theo khối lượng được tính bằng công thức sau:

W_s=

Trong đó:

m₀ là khối lượng lưu huỳnh trong mẫu phân tích, tính bằng miligam;

 là khối lượng lưu huỳnh trong thí nghiệm trắng (7.3), tính bằng miligam;

m là khối lượng mẫu phân tích, tính bằng gam.

8.2. Độ chụm

Việc kiểm tra độ chụm của phương pháp này đã được thực hiện bởi 22 phòng thí nghiệm với 15 mức hàm lượng lưu huỳnh, mỗi phòng thí nghiệm phân tích 3 kết quả cho từng mức lưu huỳnh (xem chú thích 1 và 2).

Các mẫu phân tích và kết quả trung bình được trình bày trong Bảng A.1.

...

...

...

Dữ liệu thu được biểu thị mối quan hệ logarit giữa hàm lượng lưu huỳnh, độ lặp lại (r) và độ tái lập (R và R_w) của kết quả mẫu phân tích (xem chú thích 3) cũng như tóm tắt ở Bảng 5. Biểu diễn bằng đồ thị biểu diễn các dữ liệu về độ chụm được trình bày trong Phụ lục B.

Bảng 5

Hàm lượng lưu huỳnh

% (khối lượng)

Độ lặp lại

r

Độ tái lập

R

R_w

...

...

...

0,00021

0,00059

0,00025

0,005

0,00037

0,00111

0,00048

0,010

0,00057

...

...

...

0,00077

0,020

0,00088

0,00289

0,00126

0,050

0,00156

0,00543

0,00239

...

...

...

0,00241

0,00875

0,00389

CHÚ THÍCH :

1. Hai trong ba kết quả xác định được thực hiện trong những điều kiện có độ lặp lại như đã xác lập trong TCVN 6910 (ISO 5725), nghĩa là một nhân viên thí nghiệm với cùng thiết bị, điều kiện vận hành giống hệt nhau, cùng đường chuẩn và một khoảng thời gian ngắn nhất.

2. Kết quả xác định thứ ba được thực hiện tại một thời điểm khác (ở một ngày khác) cũng do chính nhân viên thí nghiệm như trong Chú thích 1 sử dụng cùng thiết bị với đường chuẩn mới.

3. Từ hai kết quả của ngày 1, độ lặp lại (r) và độ tái lập (R) được tính theo phương pháp quy định trong TCVN 6910 (ISO 5725). Từ kết quả đầu tiên trong ngày 1 và kết quả trong ngày 2, tính được độ tái lập (R_w) của nội bộ phòng thí nghiệm.

9. Báo cáo thử

Báo cáo thử phải bao gồm các nội dung sau:

...

...

...

b) Phương pháp sử dụng viện dẫn tiêu chuẩn này;

c) Kết quả và hình thức chúng được biểu thị;

d) Những nét đặc biệt khác thường được ghi lại trong quá trình xác định;

e) Mọi cách thao tác không được quy định trong tiêu chuẩn này hoặc mọi cách thao tác tuỳ ý có ảnh hưởng đến kết quả phân tích.

PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

THÔNG TIN BỔ SUNG VỀ CÁC THỬ NGHIỆM CÓ SỰ HỢP TÁC QUỐC TẾ

Bảng 5 là kết quả từ những thử nghiệm phân tích quốc tế được tiến hành trong năm 1985 trên 11 mẫu thép và bốn mẫu gang ở năm quốc gia do 22 phòng thí nghiệm thực hiện.

...

...

...

Các mẫu phân tích đã sử dụng được liệt kê trong Bảng A.1.

Bảng A.1

Mẫu

Hàm lượng lưu huỳnh

% (khối lượng)

Công nhận chuẩn

Tìm thấy

₁

₂

...

...

...

Gang đúc

0,0007

0,00058

0,00070

BAS 088-1

Sắt tinh khiết cao

0,0019

0,00206

0,00209

...

...

...

Thép 18Ni.5Mo.9Co

0,0024

0,00212

0,00210

BAM 184-1

Thép hợp kim thấp

0,0032

0,00287

0,00288

...

...

...

Thép hợp kim thấp

0,004 4

0,00356

0,00356

BAM 128-1

Thép cácbon

0,007

0,00709

0,00704

...

...

...

Gang đúc

(0,009)

0,00814

0,00803

BAS 281-1

Thép không gỉ

0,016

0,0167

0,0166

...

...

...

Thép cácbon

0,020

0,0188

0,0188

JSS 150-8

Thép hợp kim thấp

0,030

0,0300

0,0300

...

...

...

Thép cácbon

0,060

0,0612

0,0613

CTIF FB 10-1

Gang đúc

0,089

0,0902

0,0908

...

...

...

Gang đúc

0,155

0,1603

0,1607

BAM 286-1

Thép không gỉ cắt gọt không S

0,280

0,2868

0,2862

...

...

...

Thép cắt gọt không S

0,300

0,3132

0,3123

₁: trung bình trong ngày

₂: trung bình khác ngày

( ): Chưa công nhận chuẩn

PHỤ LỤC B

...

...

...

ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN CÁC DỮ LIỆU VỀ ĐỘ CHỤM

Hàm lượng lưu huỳnh [% (khối lượng)]

Hình B.1 - Mối tương quan logarit giữa hàm lượng lưu huỳnh [% (khối lượng)] và độ lặp lại (r) hoặc độ tái lập (R hoặc R_w).

Ig r    = 0,62212 lg w -1,9965

Ig R_w = 0,70066 lg w -1,7094

Ig R   = 0,68878 lg w -1,3693

PHỤ LỤC C

...

...

...

CÁC ĐẶC TÍNH CỦA LÒ CẢM ỨNG CAO TẦN VÀ MÁY PHÂN TÍCH LƯU HUỲNH HỒNG NGOẠI CÓ TRÊN THỊ TRƯỜNG

C.1. Nguồn oxy, được nối với van tinh chỉnh và một đồng hồ áp suất. Yêu cầu bộ phận điều chỉnh áp lực cần khống chế được áp suất oxy dẫn tới lò theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất. Áp suất thường dùng là 28 kN/m².

C.2. Thiết bị làm sạch, gồm sứ trơ tẩm natri hydroxit đặt trong ống hấp thụ khi lưu huỳnh dioxit và mangie peclorat trong ống khử nước.

C.3. Lưu lượng kế, có khả năng đo dòng oxy từ 0 l/min đến 4 l/min.

C.4. Lò cao tần

C.4.1. Lò đốt mẫu bao gồm một cuộn cảm ứng và một máy phát cao tần. Buồng lò gồm một ống silic oxit (như là ống có đường kính ngoài 30 mm đến 40 mm, đường kính trong 26 mm đến 36 mm, chiều dài 200 mm đến 220 mm) được gắn vào phía trong một cuộn cảm ứng. Ở đầu trên và dưới của ống silic oxit được bọc các tấm kim loại theo vòng chữ O.

Đầu vào và đầu ra của khí được chế tạo đi qua các tấm kim loại này.

C.4.2. Máy phát thường dùng có công suất biểu kiến là 1,5 kVA tới 2,5 kVA, nhưng tần số có thể khác nhau ở một vài nhà sản xuất thiết bị. Các tần số đã được sử dụng là 2 MHz đến 6 MHz, 15 MHz và 20,0 MHz. Điện năng từ máy phát được cấp cho cuộn cảm bao quanh ống lò silic oxit và nó thường được làm nguội bằng không khí.

C.4.3. Chén sứ chứa mẫu, chất trợ dung được đặt trên trụ đỡ tại một vị trí chuẩn xác sao cho khi nâng lên, phần mẫu kim loại trong chén được đặt đúng vào trong lòng cuộn cảm ứng để ghép nối hiệu quả khi đóng điện.

...

...

...

C.4.5. Nhiệt độ đạt được trong quá trình đốt mẫu một phần tuỳ thuộc vào các nhân tố nêu trong C.4.4, nhưng đồng thời cũng phụ thuộc vào đặc tính của kim loại trong chén nung, hình dạng mẫu phân tích và khối lượng các vật liệu. Một số trong các nhân tố này có thể thay đổi ở một mức độ nào đó bởi người vận hành.

C.5. Bộ phận gom bụi, có khả năng thu gom bụi oxit kim loại cuốn theo dòng oxy từ lò.

C.6. Máy phân tích khí bằng tia hồng ngoại

C.6.1. Ở hầu hết các thiết bị, sản phẩm khí đốt được chuyển đến hệ thống máy phân tích theo một dòng khí oxy liên tục. Khí được đi qua một buồng tia hồng ngoại, ví dụ như loại Luft, ở đó sự hấp thụ bức xạ hồng ngoại do khí lưu huỳnh dioxit được đo đạc và tích hợp lại trong một khoảng thời gian đã lập trình trước. Tín hiệu được khuếch đại và chuyển đổi sang tín hiệu số trên màn hình theo thành phần phần trăm lưu huỳnh.

C.6.2. Trong một số máy phân tích, sản phẩm sinh ra khi đốt có thể được thu gom trong khí oxy với một thể tích cố định và một áp suất được khống chế và hỗn hợp khí được phân tích đối với lưu huỳnh dioxit.

C.6.3. Bộ phận điều khiển điện tử thường được dùng để điều chỉnh thiết bị về điểm "không", bù trừ cho thí nghiệm trắng, điều chỉnh sai lệch của đường chuẩn và chỉnh sửa những hiện tượng không tuyến tính. Nói chung, máy phân tích có một phương tiện để nhập khối lượng mẫu tiêu chuẩn hoặc mẫu phân tích để tự động chỉnh sửa kết quả đo. Thiết bị đồng thời cũng được trang bị một cân tự động đi kèm để cân chén sứ, cân mẫu phân tích và chuyển các trị số khối lượng này tới máy tính.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8518:2010 (ISO 4935:1989) về Thép và gang - Xác định hàm lượng lưu huỳnh - Phương pháp hấp thụ hồng ngoại sau khi đốt trong lò cảm ứng