国家規格 GOST 2604.2-86

ГОСТ 2604.2−86 合金鋳鉄. 硫黄の測定方法

ГОСТ 2604.2−86

グループ B09

国家間規格

合金鋳鉄

硫黄の測定方法

Alloy cast iron. Methods for determinations of sulphur

МКС 77.080.10
ОКСТУ 0809

施行日 1988−01−01

参考情報

1. ソ連黒色金属産業省により作成・提出

作成者

В.Д. Чехранов, канд. техн. наук; М. А. Дружинин, канд. техн. наук（課題責任者）; Ю. Д. Худик; Т. Я. Каленченко; З. Д. Будник; Т. Н. Полторацкая; Л.В.Шеенко

2. 1986年12月17日付 ソ連国家標準委員会決定 N 3893 により承認・施行

3. 代替規格: ГОСТ 2604.2−77

4. 参照規格・技術文書

参照される規格の表示	該当条項番号
ГОСТ 435–77	2.2
ГОСТ 859–2001	2.2
ГОСТ 860–75	2.2
ГОСТ 2604.0−77	2.2
ГОСТ 3118–77	2.2
ГОСТ 4202–75	2.2
ГОСТ 4204–77	2.2
ГОСТ 4232–74	2.2
ГОСТ 4328–77	2.2
ГОСТ 5583–78	2.2, 3.2
ГОСТ 9147–80	2.2, 3.2
ГОСТ 10163–76	2.2
ГОСТ 13610–79	2.2
ГОСТ 16539–79	2.2
ГОСТ 20490–75	2.2
ГОСТ 24363–80	2.2
ГОСТ 28473–90	1.1

5. 有効期限の制限は、加盟各国の規格・計量・認証評議会の議事録第2−92号により解除された（ИУС 2−93）

6. 再版


本規格は、合金鋳鉄中の硫黄の質量分率が0,004〜0,1%の範囲における滴定法およびクーロン法による硫黄の測定方法を規定する。

本規格は、合金鋳鉄中の硫黄測定に関して ST СЭВ 5283−85 に適合する。

1. 一般要求事項

1.1. 分析方法に関する一般的要求事項は — ГОСТ 28473 に従う。

2. 滴定法（容量法）

2.1. 方法の原理

本法は、試料を1250−1350 °Cの酸素流中で燃焼させ、生成する二酸化硫黄を水に吸収し、得られる亜硫酸をデンプン指示薬の存在下でヨウ化物−ヨウ素酸塩カリウム溶液で滴定することに基づく。

2.2. 器具、試薬および溶液

硫黄測定装置（図1）は、還元弁により酸素流量を調節できる酸素供給源（酸素配管またはボンベ）1、過マンガン酸カリウムを水酸化カリウム溶液に溶かした溶液を入れたティシェンコフフラスコ2、硫酸を充填したティシェンコフフラスコ3、下部に水酸化カリウム顆粒、上部に無水塩化カルシウムまたはアンヒドロンを充填した乾燥カラム4を備える。酸素の精製装置は塩化カルシウム管、アスカライトを充填したカラムおよびU字管から構成され、U字管のガス流れ方向の前半部には二酸化マンガンに浸したアスベスト、後半部にはアンヒドロンが充填されているものを用いることができる。流量計（ロタメーター）5、三方コック6、水冷式の水平管状電気炉7（シリト加熱体を備え）を用い、電圧調整器8および任意の形式の温度調節器9により1250−1350 °Cの加熱温度を確保する（所要温度を確保できる任意の型の管状電気炉の使用を許容する）。耐火性ムライト-シリカ管10は長さ600−800 mm、内径18−22 mmで、全長を1250−1350 °Cで予備焼成しておくこと。管の両端は炉外にそれぞれ少なくとも200 mm突出させる。管端は金属製の栓または良く合わせたゴム栓で閉じ、そこにガラスまたはその他の腐食しない連結管を挿入する。栓の内面はアスベストまたは腐食しないガスケットで焼損から保護すること。素焼きの磁器舟（舟皿）11（使用前に分析条件下で作業温度1250−1350 °Cの酸素流中で焼成し、デシケーター内に保管する。デシケーター蓋のすり合わせ面には潤滑剤を塗らない）; 燃焼で発生し酸素流によって炉外へ運ばれる機械的混入物を除去するためガラスウールで充填した拡張部付きガラス管12; 容量25 cm³のビュレット13（またはマイクロビュレット）に充てたヨウ化物−ヨウ素酸塩カリウムの標定溶液; 二酸化硫黄の吸収および滴定用の装置14が含まれる。

図1

装置（図2）は同一形状の二つのガラス容器（吸収容器および比較容器）からなる。吸収容器では二酸化硫黄の吸収と滴定が行われ、比較容器には滴定時の試薬の色調を管理するための比較溶液が入っている。

図2 吸収容器には、フロート付きバルブのバルブ（バルボッター）で終端されたＧ字型管がはんだ付けされており、燃焼により発生した気体生成物はこの管を通って容器に入る。容器の下部には溶液を排出するためのコックがある。管内へのボート（小舟形陶器容器）の出し入れ用フックは、任意の断面の耐熱低炭素線（直径3−5 mm、長さ500−600 mm）で作る。 管はムライト−ケイ酸質の耐火管とする。 陶製ボートは ГОСТ 9147 に準拠。 酸素は ГОСТ 5583 に準拠。 塩酸は ГОСТ 3118 に準拠。 水酸化カリウムは ГОСТ 24363 に準拠。 水酸化ナトリウムは ГОСТ 4328 に準拠。 過マンガン酸カリウムは ГОСТ 20490 に準拠。質量濃度 40 g/dm^3 の溶液（溶媒は質量濃度 400 g/dm^3 の水酸化カリウム溶液）。調製法：過マンガン酸カリウム 40 g を 700–800 cm^3 の水に加えて加熱し溶解する。冷却後に水酸化カリウム 400 g を加え、水で 1 dм^3 に調整する。 硫酸は ГОСТ 4204 に準拠。 塩化カルシウム。 硫酸マンガン(II)五水和物は ГОСТ 435 に準拠。 アスカライト（ナトロンアスベスト）。 アンヒドロン（無水塩化マグネシウム）。 ガラスウール。 吸収カラムの充填に用いる、二酸化マンガンで含浸したアスベスト：硫酸マンガン 13 g を少量の水に溶かし、この溶液であらかじめ800−1000 °Cで焼成したアスベスト繊維 90 g を含浸させる。次に、過マンガン酸カリウム 7 g を200 cm^3 の水に溶かした溶液を加え、数分間沸騰させる。その後ブッフナーろうとで濾過し、ろ液に硫酸塩が検出されなくなるまで熱水で洗浄する。二酸化マンガンで含浸したアスベストは 105 °C で乾燥する。 ヨウ酸カリウムは ГОСТ 4202 に準拠。 ヨウ化カリウムは ГОСТ 4232 に準拠。 ヨウ化カリウム−ヨウ酸カリウムの標定溶液：ヨウ酸カリウム 0.0862 g、ヨウ化カリウム 17 g、および水和水酸化カリウム 0.4 g を 1 dм^3 の水に溶解する。鋳鉄中の硫黄の質量割合が 0.05% 未満の場合は、この標定溶液を 1:1 に希釈して用いる。 この溶液は暗色ガラス瓶に保管する。ヨウ化−ヨウ酸カリウム溶液の質量濃度は、分析条件下で燃焼させた、既知の硫黄質量分率を持ち、分析対象の鋳鉄試料に化学組成が近い標準試料を用いて決定する。ヨウ化−ヨウ酸カリウム溶液の質量濃度（…）は次式により算出する： （式） ここで - X — 標準試料中の硫黄の質量分率、%; - m — 標準試料の秤量質量、g; - Vст — 標準試料の滴定に要したヨウ化−ヨウ酸カリウム溶液の体積、cm^3; - Vконтр — 対照実験（ボート＋フラックス）の滴定に要したヨウ化−ヨウ酸カリウム溶液の体積、cm^3. デンプンは ГОСТ 10163 に準拠。 ・新鮮調製のデンプン溶液（質量濃度0.5 g/dm³）：デンプン0.5 gを加熱して50 cm³の水に溶かし、得られた溶液を500 cm³の水を入れたフラスコに移す。塩酸15 cm³を加え、水で目盛りを1 dm³にし、混合する。攪拌しながら少量ずつヨウ化物—ヨウ酸塩（ヨウ化—ヨウ酸カリウム）溶液を加え、溶液が淡い青色になるまで調整する。 ・フラックス（融剤）： - スズ（ГОСТ 860）または顆粒状スズ； - 金属銅（ГОСТ 859）； - 酸化銅（ГОСТ 16539）； - カーボニル鉄（ラジオ技術用、ГОСТ 13610）または精製カーボニル鉄。 フラックス中の硫黄質量分率は、該当濃度範囲の絶対許容偏差の値を超えてはならない。 2.3 検査の準備 ・炉を所定の作業温度に加熱する。装置は図1に示すようにゴム管で組み立てる（接続はできる限り短くする）。気密性は次の方法で確認する：酸素を装置に20–30泡/分の速度で通す。次に吸収容器前のゴム管を強く締める。2–3分後に洗瓶での気泡発生が止まるはずであり、その後さらに2–3分保持する。気泡が再び出ない場合、系は気密と見なす。 ・磁器管からの硫黄の完全燃焼は次のように確認する：磁器管の一端を精製した酸素源に、他端を吸収容器に接続する。両方の容器に淡青色のデンプン溶液をそれぞれ90–110 cm³ずつ入れ、酸素を通す。吸収容器の溶液の色が変化しないことが、磁器管からの硫黄の完全燃焼を示す。 ・装置の正確な動作確認のため、必要に応じてフラックスを加えて標準鋳鉄試料2–3個の秤量を燃焼させる。続いてフラックス単独の秤量を燃焼させ、対照実験の補正値を求める。 2.4 分析の実施 ・鋳鉄試料0.5 gを磁器シャーレ（ロドーチカ）に置き、必要に応じてフラックスを1:1の比率で被覆する。 ・シャーレを磁器管の最も高温部に置き、速やかにスライドまたは栓で閉じ、三方コックを用いて酸素遮断の状態で1分保持した後、酸素を2–3 dm³/minの流量で通す。 ・炉から出る二酸化硫黄が吸収容器の溶液の脱色を始めたら、ビュレットからヨウ化—ヨウ酸カリウム溶液を、溶液が常に淡青色を保つような速度で滴下する。 ・滴定は、両方の容器の溶液の着色の強さが同じになり、1分間変化しないと確認できた時点で終了とする。 ・燃焼終了後、フックでシャーレを磁器管から取り出し、吸収溶液は新しいものに交換する。 2.5 結果の処理 2.5.1 硫黄の質量分率（X, %）は次式で求める： X = (V − V0) · c · 100 / m ここで - V — 試料溶液の滴定に要したヨウ化—ヨウ酸カリウム溶液の体積, cm³; - V0 — 対照実験溶液の滴定に要したヨウ化—ヨウ酸カリウム溶液の体積, cm³; - c — ヨウ化—ヨウ酸カリウム溶液の質量濃度（硫黄として）, g/cm³; - m — 被分析鋳鉄の秤量質量, g. 2.5.2 同一操作で得られた3回の平行測定の絶対偏差（信頼度 P = 0.95）は、下表に示す許容値を超えてはならない。 硫黄の質量分率, %　　　許容絶対偏差, % 0.004–0.010　　　　　　　0.002 >0.010–0.020　　　　　　　0.005 >0.020–0.050　　　　　　　0.008 >0.050–0.100　　　　　　　0.01 3. クーロン法（クーロノメトリック法） 3.1 方法の本質 ・本法は、1250–1350 ℃で酸素流中において鋳鉄試料をフラックスと共に燃焼させ、発生した二酸化硫黄を所定のpHを有する吸収溶液で吸収し、そのpH変化を元に戻すために要する電荷量を測定することに基づく。測定した電荷量は被分析試料中の硫黄質量分率に比例する。 3.2 装置、試薬、溶液 ・クーロン測定装置 AC-7932 または同等の型式の、硫黄測定に必要なすべての付属品を備えた装置。 ・耐火性モリブデンシリカ（マルライト）管。 ・磁器シャーレ（ГОСТ 9147）。使用前に作業温度で酸素流中で焼成し、乾燥器（エシカトール）に保管する。エシカトールの蓋の摺合面には潤滑剤を塗らない。 ・酸素（ГОСТ 5583）。 ・吸収溶液と補助溶液は、使用するクーロン装置の取扱説明書に従って調製する。 ・フラックスとして高純度の五酸化バナジウムを0.2 g用いる。フラックスの硫黄質量分率は、該当濃度範囲の絶対許容偏差の値を超えてはならない。 3.3 検査の準備 ・装置は取扱説明書に従って動作準備を行う。 ・ガス路の気密性を確認する。 ・作業開始前に装置を通して酸素を流し、磁器管を焼成して二酸化硫黄の痕跡を除去し、機器が最小の安定表示を示すまで処理する。 ・装置の校正は、被分析の鋳鉄に近い組成を持つ標準試料を用いて行う。 ・装置の性能確認は2–3時間ごとに標準試料の秤量を燃焼させて行う。 3.4 分析の実施 ・鋳鉄試料0.5 gをシャーレに置き、五酸化バナジウム0.2 gを被せる。シャーレとフラックスを磁器管の最も高温の部分に置き、金属のスライドで素早く閉じる。リセットボタン（「 сброс 」）を押し、指示表示をゼロにする。1250–1350 ℃で燃焼を行う。燃焼中はデジタル表示で連続的に値がカウントされる。カウントが停止した後に分析結果を記録する。全過程にわたり少なくとも3回の対照分析を行い、その算術平均を求める。 3.5 結果の処理 3.5.1 硫黄の質量分率（X, %）は次式で求める： X = P − Pk ここで - P — 被分析鋳鉄秤量を燃焼させたときの装置デジタル表示の示度, %; - Pk — 対照実験（フラックス燃焼）のデジタル表示の算術平均値, %. 3.5.2 同一操作で得られた3回の平行測定の絶対偏差（信頼度 P = 0.95）は、前記表に示す許容値を超えてはならない。 品質判定に関して意見の相違がある場合は、合金鋳鉄の硫黄含有量の評価にはクーロン法を適用すること。