ГОСТ 9853.21-96
GOST 9853.21−96 スポンジチタン. 水素の測定方法
GOST 9853.21−96
グループ B59
国家間標準
スポンジチタン
水素の測定方法
Sponge titanium. Methods for determination of hydrogen
ICS 77.120*
OKSTU 1709
_______________
* 「国家標準」2008年 指標 ICS 77.120, 77.120.50. -
データベース制作者の注記。
導入日 2000−07−01
序文
1 この標準は、国家間技術委員会STC 105、ウクライナ学術研究設計チタン研究所によって作成。
ウクライナ国家委員会によって提案、標準化、計測、認証。
2 国家間標準化、計測、認証評議会によって承認（1996年4月12日の議事録N 9）
承認国：
| 国名 | 標準化に関する国家機関名 |
| アゼルバイジャン共和国 | アゼルバイジャン国家標準 |
| ベラルーシ共和国 | ベラルーシ国家標準 |
| カザフスタン共和国 | カザフスタン共和国国家標準 |
| ロシア連邦 | ロシア国家標準 |
| トルクメニスタン | トルクメニスタン国立検査機関 |
| ウクライナ | ウクライナ国家標準 |
3 ロシア連邦標準化及び計測国家委員会の1999年10月19日付け決定 N 353-stにより国際標準
4 初めて導入
1 適用範囲
この標準は、
クロマトグラフィー法は、高温抽出法によってチタンから水素を窒素流中で取り出し、熱化学検出器によってそれを測定する方法である。
スペクトル法は、低電圧インパルス放電で試料のスペクトルを励起し、写真または光電的方法で水素のスペクトル線の強度を記録し、校正特性を用いて水素の質量分率を求める手法である。
2 規範的引用
この標準には、以下の標準が引用されている：
GOST 8.315−97 測定の統一を確保する国家システム。標準サンプル。基礎的な要件、開発、評価、承認、登録および使用の順序
GOST 83−79 炭酸ナトリウム。技術仕様
GOST 195−77 亜硫酸ナトリウム。技術仕様
GOST 244−76 結晶チオ硫酸ナトリウム。技術仕様
GOST 859−78* 銅。規格
______________
* ロシア連邦内のGOST 859–2001が適用されます。この文書の他の部分も同様です。— データベース制作者の注記。
GOST 3022−80 工業水素。技術仕様
GOST 3956−76 技術用シリカゲル。技術仕様
GOST 4160−74 臭化カリウム。技術仕様
GOST 6709−72 蒸留水。技術仕様
GOST 9245−79 定電流ポテンショメーター測定器。一般技術条件
GOST 9293−74 (ISO 2435−73) 気体及び液体窒素。技術仕様
GOST 13033−84 工業用機械装置及び自動化機器の国のシステム。電気アナログの機器及び制御。一般技術条件
GOST 14261−77 特殊純度塩酸。技術仕様
GOST 17433−80 工業清浄度。圧縮空気。汚染クラス
GOST 17746−96 スポンジチタン。技術仕様
GOST 18300−87 エタノール精製物。技術仕様
GOST 19627−74 ヒドロキノン（パラジオキシベンゾール）。技術仕様
GOST 21241−89 医療用ピンセット。一般技術要件及び試験方法
GOST 22056−76 フッ素樹脂4D及び4DMの電気絶縁チューブ。技術仕様
GOST 23780−96 スポンジチタン。サンプルの取り方と準備
GOST 25086−87 非鉄金属とその合金。分析方法に対する一般要求事項
GOST 25664−83 メトール（4-メチルアミノフェノール硫酸塩）。技術仕様
GOST 28498−90 液体ガラス温度計。一般技術要件。試験方法
GOST 28723−90 流量計：速度、電磁気及び渦流。一般技術要件および試験方法
GOST 29298–92* 家庭用綿および混紡布。一般技術要件
______________
* ロシア連邦内のGOST 29298–2005が適用されます。この文書の他の部分も同様です。— データベース制作者の注記。
3 一般要求事項
3.1 分析方法に対する一般要求事項—
3.2 サンプルの取り方と準備は、
3.3 水素の質量分率は2つのサンプルで求める。
3.4 検量線を作成する際、各点は4回の測定結果の算術平均に基づいてプロットされます。
4 クロマトグラフ法
4.1 測定機器、補助装置および試薬
ガスクロマトグラフ「ガゾクロン-3101」または同等の装置、熱化学検出器を備えたもの。
1 から 18 mm の校正用ガス微量ディスペンサー（ガスクロマトグラフ「ガゾクロン-3101」とセットで、または独立したディスペンサーとして）。
0.125 から 0.5 cm の校正用量を含むバルブディスペンサー（ガスクロマトグラフ「ガゾクロン-3101」とセット）。
クロマトグラフィーピークの自動デジタルメーター（インテグレーター）、現行の規格文書による。
自動ポテンショメーター KSP-4、
分割型の電気管炉 SUOL タイプ。
可変トランス LATR-1M タイプ。
サイリスタレギュレーターを備えたミリボルトメーター M-45300 タイプ、
ストップウォッチ、3 クラス、秒スケールの分解能 0.2 秒、現行の規格文書による。
シャボン泡式流量計、
二重溶解石英製の石英反応器（図1）。壁厚は1 mm以上でなければならない。
図 1. 二重溶解石英製の石英反応器
図 1
石英製カプセル（図2）。
図 2. 石英製カプセル
図 2
反応器用のフッ素樹脂接続（図3）、以下から成る：つば 1、ナット 2、ゴムガスケット 3、カップリング 4、フランジ付き石英反応器 5。
図 3. 反応器用フッ素樹脂接続
図 3
圧力調整器：
20 から 1000 cm/分のガス流量調整器。
0.1 から 2.0 mm の分級土壌シーブセット。
ポリ塩化ビニールチューブ (5.0−6.0)/1.0、現行の規格文書による。
フッ素樹脂チューブ（クロマトグラフィーコラム）(3.5−4.0)/0.6、
3 m。
ガス体窒素 VCH、
水素 B 品、
圧縮空気、
精製工業用エタノール（エチルアルコール）、
ガスの浄化用活性炭、現行の規格文書による。
0.5 から 1.0 mm のシリカゲル（ガスの浄化用）、
ゼオライト CaA（5A）、0.25 から 0.50 mm の分級。
ゼオライト NaX (13X)、0.5 から 1.0 mm の分級（ガスの浄化用）。
塩酸、
認定された水素の体積組成を含む校正ガス混合物。
4.2 測定の準備手順
分析するチタンの試料は、厚さ0.5 mm以下で長さ1.0 mm までの破片または切削片の形にし、機械加工によって得られなければなりません。
分析を行う前に、石英反応器とカプセルは塩酸溶液で洗浄し、中性になるまで水とエタノールで洗浄します。反応器とカプセルは乾燥させて、1373Kでのムッフル管炉で焼成します。反応器の広い部分については、平面を得るためにフランジを研磨します。
ゼオライト CaA と NaX は、あらかじめ真空中で加熱し、温度を 50–60 度/分の速度で653K まで上昇させ、3–4時間保持して再生します。
この装置は図4に従って組み立てられています。チタン中の水素を測定するための装置は、以下の部品から成り立っています。窒素清浄フィルター 1A, 2A, 3A; 空気清浄フィルター 1B, 2B, 3B（それぞれ活性炭、シリカゲル、NaXのモレキュラーシーブで満たされています）; 窒素流量調整器 4A; 空気圧力調整器 4B; マイクロドーザー 5; シャフトバルブドーザー 6; リアクター 7; 電気炉 8; クリゾライトCaA（5A）で充填されたクロマトグラフィーカラム 9; 二室サーマルコンダクティビティーディテクター 10; ポテンショメーター 11とインテグレーター 12です。
図4. チタン中の水素測定装置
装置の構成部品はポリ塩化ビニル管で接続されています。リアクターを装置に接続するユニットは図3に従って組み立てられています。圧力調整器4Bと流量調整器4A（図4）を使用して、空気流量を両ラインでそれぞれ60 cm/分、窒素流量を両ラインでそれぞれ60 cm/分に設定します。電気炉8と石英リアクター7の加熱温度は、（1323±50）Kに設定されます。リアクターの溶接部分は加熱領域に配置しないようにします。ガスクロマトグラフ、ポテンショメーター、インテグレーターは使用説明書に従って操作します。ディテクターブリッジの電流は150 mAに設定されます。装置の気密性は、キャリアガスの出口をクランプし、動作圧力を装置に適用することによって確認されます。マノメーターで測定された動作圧が低下した場合、接合部を石けん水で洗浄し、ガス漏れを修正します。
4.3 測定の手順
4.3.1 0.03～0.1 gのサンプルを石英カプセルに入れます。リアクターは水平に設置し、開きます。ピンセットを使用して石英カプセルをリアクターに入れ、ナットをネジ締めして閉じます。4～5分後、リアクターを90°回転させ（リアクターの広い端が上になります）、加熱領域にサンプルを導入します。水素のクロマトグラムピークをセルフライティングポテンショメーターで記録します。クロマトグラムピークの面積はインテグレーターを使用して計算します。絶対保持時間を比較することで、試料、水素標準、校正用ガス混合物の識別を行います。
4.3.2 試料のクロマトグラムピーク面積と空の石英カプセルを用いたコントロール実験から得られる値を基に、試料中の水素の質量分率を算出します。
4.3.3 設備の校正は、純水素（99.99%）または認定された体積百分率を持つ校正用ガス混合物を使用して行います。この場合、校正用のドースN 5-7を含むマイクロドーザーと、0.125 cm以上の交換可能な校正用ドースを持つシャフトバルブドーザーを使用します。装置が安定し、ポテンショメーターのダイアグラムテープ上で安定したゼロラインが得られた後、マイクロドーザーの「入口」に、ポリ塩化ビニル管を使用して水素を供給します（ボンベまたはラインから）。
水素の質量百分率が0.001%から0.02%の範囲で、ドースN 5, 6, 7を使用してマイクロドーザーで水素を徐々に追加しながら校正を行います。これは8, 11, 17 mmの水素に相当し、シャフトバルブドーザー、0.125および0.25 cmのドースで使用されます。水素の質量百分率が0.02%から0.10%の場合、シャフトバルブドーザーを使用して0.125, 0.25, 0.375, 0.5 cmのドースで校正を行います。
得られたクロマトグラムピーク面積の値から絶対校正係数を計算するか、または
— クロマトグラフピークの面積（スケールファクターを考慮に入れたもの）、μV・秒;
22400 — 標準状態における1モルの水素の体積、cm。
校正用ガス混合物を使用して装置を校正した場合の絶対校正係数 , g/(μV・秒)、は次の式によって計算されます。
ここで、 — 校正用ガス混合物中の水素の体積比, %。
チタンの標準試料を使用して装置を校正することも許可されています。測定手順は , g/(μV・秒)、この場合、次の式によって計算されます。
ここで、 — 標準試料の重量, g;
— 標準試料中の水素の認定質量比, %;
— 標準試料中の水素のクロマトグラフピーク面積, μV・秒。
単一の校正係数決定では、以下の条件が満たされる必要があります。
計算された校正係数は、試料中の水素含有量の定量計算に使用します。
4.4 測定結果の処理
水素の質量比 , % は次の式で計算します。
ここで、 — 絶対校正係数, g/(μV・秒);
— 試料中の水素のクロマトグラフピーク面積, μV・秒;
— コントロール試験中の水素のクロマトグラフピーク面積, μV・秒;
— 試料重量, g.
4.5 測定の許容誤差
4.5.1 測定結果と分析結果の間の差異（信頼度 0.95）は、表1に示された許容値を超えてはなりません。
表1
パーセント
| 水素の質量比 | 平行測定結果間の許容差 |
分析結果間の許容差 | 測定誤差の限界 | ||||
| 0から | 0,0010 | 〜 | 0,0030 | まで | 0,0005 |
0,0008 | 0,0006 |
| 0,0030超 | « | 0,0100 | « | « | 0,0010 |
0,0014 | 0,0010 |
| « | 0,010 | « | 0,030 | « | 0,003 |
0,005 | 0,004 |
| « | 0,030 | « | 0,100 | « | 0,010 |
0,014 | 0,010 |
4.5.2 分析結果の精度管理
分析結果の精度管理は、機器の校正に使用していない標準試料を用いて行われ、
試料の重量を変動させることで分析結果の精度管理を行うことが許可されています。
4.6 資格の要件
5 スペクトル分析法
5.1 測定装置、補助装置および試薬
水素含有範囲を持つ標準試料のセットであり、スポンジチタンの水素含有量の範囲をカバーする。
TV-16タイプの旋盤または同様の旋盤。
直径6mmの対電極を製造するための銅棒（GOST 859に基づくM-0、M-1ブランドの銅）。
エタノール（エチルアルコール）精留工業用（GOST 18300に基づく）。
バティストとキャンブリック布（GOST 29298に基づく）。
低電圧パルスジェネレーター。このジェネレーターは、分析する試料と対電極の間で低電圧（約300 V）のパルス放電を可能にする電気装置です。ジェネレーターの作動原理は、直列接続されたP型フィルターからなる形成線を指定電圧まで充電し、試料を対電極に放電距離まで近づけることによって放電することに基づく。
ガラス光学系ISP-51を備えたスペクトログラフと焦点距離270mmのカメラ
MF-2、IFO-460タイプまたは同様の装置としてのマイクロフォトメーター。
PS-18、SPP-2タイプまたは同様の装置としてのスペクトロプロジェクター。
現行の規格に基づく「インフラ」スペクトルプレート。
GOST 28498に基づく実験室用温度計。
写真現像装置用のフォトセルまたは他の容器。
現像液。
溶液A:
— GOST 6709に基づく蒸留水 — 1000 cm³;
— GOST 25664に基づくメトール — 1 g;
— GOST 195に基づく亜硫酸ナトリウム — 結晶 – 52 g, 無水 – 26 g;
— GOST 19627に基づくハイドロキノン — 5 g。
溶液B:
— GOST 6709に基づく蒸留水 — 1000 cm³;
— GOST 83に基づく炭酸ナトリウム – 20 g;
— GOST 4160に基づく臭化カリウム — 1 g。
現像する前に、溶液AとBを同量で混合します。
定着液:
— GOST 6709に基づく蒸留水 — 1000 cm³;
— GOST 244に基づくチオ硫酸ナトリウム — 300 g;
— GOST 195に基づく無水亜硫酸ナトリウム — 26 g。
フォトエレクトリックスタイロメーターFES-1、記録装置（EPS-154、EPS-164またはV-4-14型デジタルボルテメーター）を含む。
5.2 測定準備手順
水素含有率を決定するために、GOST 23780に基づいて圧縮された中間体から準備された標本が使用され、機械的試験に適します。
分析前に銅の対電極、分析対象の標本および標準試料は旋盤で加工されます。標本の端面および銅の対電極は、表面粗さが10 µm以下である精密ナイフで慎重に加工され、鋭いエッジは取り除かれます（面取り）。標本の端面には、ひびや空洞、傷、非金属の混入や他の欠陥は許可されません。研磨後の銅の対電極は、先端角度が(60±5)°の滑らかな生成面を持つ鋭い円錐を形成している必要があります。
5.3 測定手順
5.3.1 ISP-51写真装置での測定は、スリット幅が0.03-0.04mm、充電電圧が250-300V、分析線が656.28nmで行われます。
標準試料と分析対象の標本のスペクトルを同じ写真プレートで撮影します。スペクトルの記録は単一のパルス放電から行います。
5.3.2 FES-1での測定は、入力スリット幅が0.04mm、出力スリット幅が0.12mmで行います。蓄積スケール（1:1から1:5）は信号の大きさによって決定されます。
出力スリットには水素の分析線656.28nmが設定されます。
試料と銅対電極間の分析ギャップは0.2mm、充電電圧は250-300Vです。
事前の火花放電なしの単一のパルスを使用します。
5.3.3 他の機器、装置、材料、励起およびスペクトル線記録モードの使用は、この標準の要件を満たすメトリック特性を得る条件で許可されています。
5.4 測定結果の処理
5.4.1 ISP-51スペクトログラフでの作業時における水素の重量比は、マイクロフォトメーターでスペクトログラムを測光することで決定します。
各スペクトログラムで水素分析線の黒化を測定し、分析線と背景の黒化の差を計算します。
校正グラフは座標で&晞;、で構築され、&á/エ;は標準試料での水素の重量割合であり、標準試料の証明書から取得されます；&á/řB;が標準試料における水素分析線と背景の黒化差の平均値を表します。
各試料の値に対して、校正グラフから分析対象標本の水素の重量比を算出します。
5.4.2 FES-1での作業時における水素の重量比は、標準試料セットの平均算術読み取り値を使用して、&á/エ;または&á/ェ;の座標系で校正グラフを構築することによって決定されます。
校正グラフから決定される水素の重量比を算出します。
5.4.3 他の座標系の使用は、この標準の要件を満たすメトリック特性を得る条件で許可されています。
5.5 測定の許容誤差
5.5.1 &DQ;と&EQ;の二つの分析結果の間の乖離は（遠慮確率0.95で）表2に示される値を超えてはならず、分析結果の誤差（遠慮確率0.95で）もまた表2に示される限界を超えてはいけません。
表2
パーセンテージで
| 重量百分率 | 許容範囲 | 測定誤差限界&DQ; | |||||
&DQ; |
&EQ; |
||||||
| から | 0.002 | まで | 0.005 | 含まれる | 0.001 |
0.002 | 0.002 |
| より大きい | 0.005 | « | 0.010 | « | 0.003 |
0.004 | 0.003 |
| « | 0.010 | « | 0.020 | « | 0.007 |
0.008 | 0.007 |
| « | 0.020 | « | 0.050 | « | 0.012 |
0.014 | 0.011 |
| « | 0.05 | « | 0.10 | « | 0.02 |
0.03 | 0.02 |
5.5.2 分析結果の精度管理
分析結果の精度管理は、物理化学的手法によって行われた分析結果と比較して行われます。
分析結果が次の条件を満たしている場合は、正確であると見なされます
ここではこの手法によって得られた管理試料の分析結果；
は物理化学的手法によって得られた同じ試料の分析結果です；
、
はそれぞれスペクトル法および物理化学的手法による分析結果間の許容偏差です。
5.5.3 分析結果の精度の運用監視はシフトの開始前または生産試料の一部を分析する同時に行われます。監視の実施には、二つの標準試料を選択し、その水素の質量比が測定範囲の下限と上限の間にあるようにし、それぞれの標準試料で水素含有率の測定を行います。監視時に少なくとも一つの標準試料で分析結果が校正特性の特定点での水素質量比の値から0.5 %以上異なる場合は、校正特性の調整を行います。
5.6 資格の要件
分析の実施は、4級以上の資格を持つ分光学者に許可されます。
