ГОСТ 24018.8-91: Сплавы жаропрочные - Методы определения серы

Обзор ГОСТ 24018.8-91: Методика определения содержания серы в жаропрочных никелевых сплавах

При производстве критически важных компонентов для газотурбинных двигателей и иного ответственного оборудования, особое внимание уделяется точности определения химического состава используемых материалов. В частности, содержание серы в жаропрочных никелевых сплавах должно быть строго контролируемым, поскольку даже незначительные ее количества могут существенно ухудшить эксплуатационные характеристики материалов, снижая их пластичность и прочность, что может привести к разрушению компонентов при работе в условиях высоких температур.

Цель и назначение стандарта

ГОСТ 24018.8-91 устанавливает методику определения содержания серы в жаропрочных сплавах на основе никеля. Стандарт предусматривает измерение концентрации серы в диапазоне от 0,001% до 0,1%. Метод анализа основан на сжигании анализируемой пробы в потоке инертного газа (аргона или гелия) с последующим определением концентрации образовавшегося диоксида серы (SO₂) с использованием инфракрасного детектора.

Этот нормативный документ имеет ключевое значение для обеспечения качества металлургической и машиностроительной продукции. Он позволяет контролировать соответствие полуфабрикатов (прутков, поковок, штамповок) и готовых изделий, таких как ХН73МБТЮ, ХН62МВКЮ и ХН50ВМТКЮ, установленным техническим требованиям.

Процедура анализа

Для проведения анализа используется проба в виде стружки массой 0,2-0,5 грамма. Проба помещается в специальный тигель и подвергается нагреву в печи до температуры 135-145°C. В процессе нагрева углерод, содержащийся в сплаве, или добавленный флюс (например, олово или вольфрам) восстанавливают серу до диоксида серы (SO₂). Образовавшийся газ проходит через систему очистки и направляется на детектор, который фиксирует интенсивность инфракрасного излучения. Количество поглощенного излучения пропорционально содержанию серы в пробе.

Критические аспекты проведения анализа

Точность результатов анализа во многом зависит от правильной подготовки пробы и калибровки оборудования. Основные моменты, на которые следует обратить внимание:

1. Подготовка пробы: Проба должна быть тщательно очищена от масел и смазочных материалов, которые могут исказить результаты анализа. Для получения чистой пробы рекомендуется использовать специализированное оборудование, такое как сверлильные станки с подачей инертного газа и твердосплавными инструментами.

2. Калибровка оборудования: До начала проведения анализа необходимо провести калибровку аналитического прибора с использованием стандартных образцов с известным содержанием серы. Рекомендуется проводить калибровку по трем точкам для повышения точности измерений.

3. Обеспечение чистоты процесса: Все используемые материалы и оборудование должны быть тщательно очищены и соответствовать требованиям чистоты. Загрязнение может привести к некорректным результатам анализа.

Сравнительный анализ с другими стандартами

ГОСТ 24018.8-91 разработан специально для определения содержания серы в никелевых сплавах. Существуют и другие стандарты, которые применяются для контроля химического состава других материалов. Рассмотрим основные различия:

Параметр/ГОСТ 24018.8-91 (Никелевые сплавы)/ГОСТ 22536.12 (Углеродистые стали и чугун)/ГОСТ 27809 (Чугуны и стали) Назначение/Никелевые жаропрочные сплавы/Углеродистые стали, чугун/Чугуны, стали, сплавы Диапазон измерений, %/0,001 – 0,1/0,005 – 0,10/0,002 – 0,10 Метод/Горение в инертном газе, ИК-детектирование/Горение в кислороде, ИК-детектирование/Химический, фотометрический Ключевое отличие/Инертная атмосфера для предотвращения окисления тугоплавких элементов сплава/Кислородная атмосфера, эффективная для углеродистых материалов/«Мокрый» химический метод, не требует дорогостоящего оборудования, но более длительный и трудоемкий

Важно отметить, что методы, применяемые для углеродистых сталей и чугуна, не подходят для анализа никелевых сплавов. Использование кислорода в качестве окислителя может привести к неполному сгоранию серы, что приведет к некорректным результатам.

Приемочный контроль материалов

При приемке материалов необходимо учитывать следующие аспекты:

1. Наличие протокола испытаний: Поставщик должен предоставить документ, подтверждающий, что анализ проводился в соответствии с ГОСТ 24018.8-91 или его современным аналогом.

2. Калибровочные образцы: В протоколе должен быть указан тип калибровочных образцов, использованных для настройки оборудования. Желательно, чтобы состав калибровочных образцов был аналогичен составу анализируемого материала.

3. Дата проведения анализа: Результаты анализа могут утратить свою актуальность, если материал подвергался длительному хранению или некорректной транспортировке. Поэтому важно, чтобы протокол был выдан в установленные сроки.

Внутренний контроль качества

При проверке качества материалов внутри компании следует обратить внимание на следующие моменты:

1. Качество пробы: Необходимо убедиться, что проба была взята без использования масел и смазочных материалов.

2. Состояние оборудования: Аналитическое оборудование должно регулярно проходить поверку и калибровку в соответствии с установленными стандартами.

3. Анализ возможных проблем: При возникновении сомнений в достоверности результатов анализа рекомендуется провести повторное исследование с использованием новой пробы.

Заключение

ГОСТ 24018.8-91 является важным нормативным документом, который обеспечивает контроль содержания серы в жаропрочных никелевых сплавах. Его соблюдение позволяет гарантировать высокие эксплуатационные характеристики материалов и предотвратить возможные дефекты в готовых изделиях. Правильная реализация методики анализа требует тщательной подготовки и внимания к деталям, что является залогом точности и надежности результатов.