ГОСТ 13938.13-93

ГОСТ 13938.13−93 구리. 산소 측정 방법

ГОСТ 13938.13−93
그룹 В59

국제 표준

구리

산소 측정 방법

Copper. Methods of determination of oxygen

ОКСТУ 1709

실시일자 1995−01−01

서문

1 러시아 국가표준에 의해 개발됨

기술 비서국에 의해 제안됨 국제표준화, 측정 및 인증 협의회

2 1993년 10월 21일 국제표준화, 측정 및 인증 협의회에 의해 채택됨

채택에 찬성한 국가:

국가명	국가 표준화 기관명
벨라루스 공화국	벨스탠다드
키르기스스탄 공화국	키르기즈스탠다드
몰도바 공화국	몰도바사탠다드
러시아 연방	러시아 국가표준
타지키스탄 공화국	타지크스탠다드
투르크메니스탄	투르크멘글라브고인지펙시야
우크라이나	우크라이나 국가표준

3 러시아 연방 표준화, 측정 및 인증 위원회의 법령에 의해 1994년 6월 2일 N 160에 따라 국제 표준 ГОСТ 13938.13−93이 러시아 연방의 국가 표준으로 직접 시행됨 1995년 1월 1일부터.

4 ГОСТ 13938.13−77을 대체함

정보 자료

관련 규범 기술 문서

NTD 표시, 참조된 부분	항목 번호, 하위 항목
ГОСТ 8.286−78	2.2.2
ГОСТ 8.315−91	1.1.2; 2.2.2
ГОСТ 8.326−89	2.2.1
ГОСТ 8.423−81	2.2.2
ГОСТ 61–75	2.2.2
ГОСТ 1465–80	2.2.2
ГОСТ 4045–75	2.2.2
ГОСТ 4461–77	2.2.2
ГОСТ 6552–80	2.2.2
ГОСТ 6709–72	2.2.2
ГОСТ 13083–77	2.2.2
ГОСТ 13646–68	2.2.2
ГОСТ 18300–87	2.2.2
ГОСТ 21241–89	2.2.2
ГОСТ 24104–88	2.2.2
ГОСТ 25086–87	1.1

본 표준은 구리에서 산소를 측정하는 방법을 규정합니다. 구리의 산소 함량이 0.0003%에서 0.5% 범위일 때는 환원 용해법(전해질, 주조 또는 변형된 구리), 산소 함량이 0.01%에서 0.15%일 때는 금속 조직학적 방법을 사용합니다.

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 25086을 따르며 추가 사항이 있습니다.

1.1.1. 분석할 시료의 질량 측정은 최대 오차가 0.0005g 이하인 저울로 측정해야 합니다.

1.1.2. 분석 결과의 정확성은 ГОСТ 8.315* 기반의 구리 표준 시료 분석으로 확인해야 합니다. 체계적인 오류가 제거된 경우 시료 변동 방법으로 분석 결과의 정확성을 확인할 수 있습니다.
________________
* 러시아 연방 내에서는 ГОСТ 8.315-97이 적용됩니다. — 데이터베이스 제조자 주석.

1.1.3. 분석 결과의 정확성은 최소 한 달에 한 번, 그리고 시약 및 재료 변경 시 확인해야 합니다.

2. 환원 용해법

이 방법은 용융 샘플의 산소가 크루서블의 탄소와 반응할 때 발생하는 일산화탄소의 양을 측정하는 데 기초합니다.

환원 용해법에는 진공에서의 환원 용해법과 중성 가스 기류에서의 환원 용해법, 즉 캐리어 가스가 포함됩니다.

2.1. 측정 정확도 기준

2.1.1. 신뢰 확률이 0.95일 때의 측정 정확도 기준은 다음과 같습니다:

반복성 기준 — 두 병행 측정 결과의 허용 최대 차이;

재현성 기준 — 기본 분석 및 재분석 결과의 허용 최대 차이.

2.1.2. 허용 오차를 계산하는 방정식은 표 1에 제시되어 있습니다. 여기서 두 병행 측정의 산술 평균과 두 분석 결과의 산술 평균을 사용합니다.

표 1

산소의 함량 범위, %	측정 정확도 기준, %

0.0003에서 0.0030까지 포함	0.5 +0.0001	0.6 +0.0002
0.0030 보다 크고 0.0100 이하	0.4 +0.0010	0.5 +0.0020
0.0100 보다 큰 0.5000 이하	0.3 +0.0020	0.4 +0.0040

2.1.3. 정확성 규격은 해당 수렴성과 재현성 비율 지표와 관련됩니다.

어디에

 — 수렴성 결과의 상대 평균 제곱근 편차;

 — 재현성 분석 결과의 상대 평균 제곱근 편차입니다.

2.1.4. 체계적 오차가 제거된 경우 분석 결과의 오차는 다음 공식에 의해 계산됩니다:

. (3)

2.1.5. 분석 결과의 숫자 값은 오차 값이 시작되는 자리에서 끝나는 의미 있는 숫자여야 합니다.

2.2. 장비, 재료 및 시약

2.2.1. 진공 상태에서의 환원 융해 방법을 기반으로 한 기기 및 장비:

S-911M1, S-1403M1, Giridmet 설계 및 유사한 것.

중성 가스 운반체 흐름에서의 환원 융해 방법을 기반으로 한 산소의 신속 분석기: AK-7516, NPO Chermetavtomatika 설계; RO-16; RO-116; 미국 LECO 회사의 RO-316 및 유사한 것.

장비는 ГОСТ 8.326*에 따라 계측 인증이 필요합니다.
______________
* 러시아 연방 내 효과적인 ПР 50.2.009−94**.
** ПР 50.2.009−94는 2009년 11월 30일 러시아 산업 상업부 명령 N 1081에 따라 소멸된 것으로 인정되었습니다. — 데이터베이스 제조업체의 주석.

2.2.2. 분석 샘플 준비 및 분석 진행을 위한 특정 재료 및 시약 사용:

질산 ГОСТ 4461;

아세트산 ГОСТ 61;

인산 ГОСТ 6552;

에틸 알코올 정류 기술 ГОСТ 18300;

증류수 ГОСТ 6709;

니켈 봉 ГОСТ 13083;

구리 조성의 표준 샘플 ГОСТ 8.315;

줄 ГОСТ 1465;

핸드 바이스 ГОСТ 4045;

실험실 온도계 ГОСТ 13646;

스톱워치 ГОСТ 8.286 또는 ГОСТ 8.423;

핀셋 ГОСТ 21241;

실험실 저울 ГОСТ 24104*.
______________
* 러시아 연방 내 효과적인 ГОСТ 24104–2001. — 데이터베이스 제조업체의 주석.
주석:

1. 이 목록에는 특정 유형의 장비 운용 시 사용되는 시약 및 재료와 관련 매뉴얼에서 언급된 사항이 포함되어 있지 않습니다.

2. 이 표준에서 제시된 측정 정확성을 보장하는 다른 장비, 시약 및 재료 사용이 허용됩니다.

2.3. 분석 준비

2.3.1 샘플 준비

2.3.1.1. 시료 채취는 특정 제품에 대한 규제 기술 문서에 따라 수행됩니다. 분석 샘플은 콤팩트한 조각, 와이어, 리본, 호일 및 칩(분말) 형태일 수 있습니다. 압축 샘플은 균열, 스퍼 및 구멍이 없어야 합니다.

2.3.1.2. 산소의 질량 비율에 따른 샘플의 질량은 표 2에 제시되어 있습니다.

표 2

산소의 질량 비율, %	샘플 질량, g
0.0003에서 0.0010까지 포함	3.000−1.200
0.0010보다 크고 0.0050 이하	1.200−0.800
0.0050보다 크고 0.0100 이하	0.800−0.500
0.0100보다 크고 0.5000 이하	0.500−0.100

주석. 용기의 용량이 작은 가스-운반체 흐름에서 산소 분석기의 모델에 대해 샘플 질량의 상한을 2−3배 줄이는 것이 허용됩니다.

2.3.1.3. 콤팩트 샘플은 바이스에 고정하고 미세한 날을 사용하여 파일로 정리하고, 스퍼를 제거하고, 알코올로 디그리스를 제거한 후 깨끗한 표면에서 건조합니다.

2.3.1.4. 산소의 질량 비율이 0.003% 미만인 샘플과 복잡한 형상으로 인해 표면의 기계적 처리가 어려운 샘플, 또는 두께(직경)가 3mm 미만인 샘플은 산소의 질량 비율에 관계없이 신선한 부식제 용액에 추가로 침지한다. 이 용액은 식초산 62.5 부피부, 인산 27.5 부피부, 질산 10.0 부피부로 구성되어 있다. 침지 조건: 신선하게 준비한 용액을 60°C까지 가열한 후, 샘플을 그 안에 60초 동안 담근다. 이후 샘플은 증류수와 알코올로 헹군다. 한 금속 배치의 샘플은 한 용량의 부식제에서 동시에 침지할 수 있다. 침지 후, 샘플은 얼룩 없이 밝고 윤기 있는 표면을 가져야 한다.

2.3.1.5. 분석 준비가 된 샘플은 공기 중에서 2시간을 초과하지 않도록 보관한다.

2.3.2. 중재 분석의 경우, 그리고 산소 친화성이 높은 불순물이 함유된 구리에서 산소의 질량 비율을 진공 내 환원 용융 방법으로 결정하기 위해 니켈 욕조, 즉 사전 탈가스된 니켈 합금을 사용해야 한다.

2.3.2.1. 욕조 재료 준비를 위해 니켈을 1.5-2g 중량의 조각으로 자르고, 알코올로 세척한 후 건조한다.

2.3.3. 장비 준비

2.3.3.1. 장비는 생산 지침에 따라 작업 준비를 한다.

2.3.3.2. 니켈 욕조는 도가니 탈가스 후 준비한다. 1700°C의 온도에서 3.5-4.0g의 니켈을 도가니에 넣고, 용융액을 5-7분간 탈가스한 후 온도를 1650°C로 낮춘다.

2.3.3.3. 이 표준 규정에 따라 구리의 산소 분석 준비 상태를 나타내는 지표는 제어 실험의 수정값의 평균값과 그 일관성이다.

참고: 산소의 최소 검출량(절대 검출 한계)은 제어 실험의 평균 수정값에 따라 평가된다.

2.3.3.4. 진공 내 환원 용융 방법을 사용하는 장비의 경우, 3분 동안의 추출로 측정된 제어 실험의 평균 수정값을 산소로 환산한 값은 1350°C에서 1.5μg를 초과해서는 안 된다; 1650°C에서 3.0μg를 초과해서는 안 되며, 연속적으로 측정된 수정값 간의 최대 차이는 산소 1.0μg를 초과해서는 안 된다.

2.3.3.5. 캐리어 가스 흐름에 의한 환원 용융 방법을 사용하는 장비의 경우에는:

다양한 도가니로 최소 두 번의 제어 실험을 수행하고, 이로부터 얻은 수정값의 평균과 최대 차이를 계산한다. 이러한 지표가 각각 산소 3 및 2μg를 초과하지 않으면 장비는 분석할 준비가 되어 있다;

측정 셀 분석기를 교정 가스 또는 산소 표준 시료 합성물로 교정(이전에 수행한 교정의 확인)을 수행한다.

2.4. 분석 수행

2.4.1. 샘플은 도가니로 도입 후 그 안에서 용융되어 산소가 탄소와 반응한다. 추출된 가스는 측정 장치로 전달된다. 사용 중인 장비 유형에 따라 진공 펌프 또는 캐리어 가스 흐름으로 운반된다.

참고: 캐리어 가스 흐름 방법의 분석기에서 0.002% 이상의 산소 함유 샘플의 경우 도가니를 탈가스 후 직접 샘플을 도가니에 넣을 수 있다.

2.4.2. 진공 내 환원 용융 방법을 기반으로 한 분석기는 1300-1350°C의 온도에서 욕조 없이 분석을 수행한다. 니켈 욕조를 사용할 경우, 추출 온도는 1600-1650°C이다. 용융에서 니켈의 질량 비율은 구리를 용융하면 감소하며, 50% 이하로 떨어져서는 안 된다. 구리 질량은 용융에 기록되며, 주기적으로 니켈 조각을 추가해야 한다. 두 온도 모드의 추출 시간은 구리 내 산소의 질량 비율에 따라 3-5 분이다.

2.4.3. 캐리어 가스 흐름 방법에 기반한 분석기는 캐리어 가스의 흐름, 분석 모드(탈가스 및 산소 추출의 온도 및 지속 시간)는 장비의 유형과 제조자의 권장 사항, 및 샘플 내 산소의 질량 비율에 따라 결정되며 20-30초이다. 고속 추출은 도가니 캡슐을 2500-2600°C로 빠르게 가열하여 이루어진다.

산출의 완전성은 분석된 샘플에서 반복적으로 산소를 측정하여 확인합니다. 재측정 결과는 통제 시험의 허용 가능한 보정 값을 초과하지 않아야 합니다. 통제 시험은 5-6번의 측정 후에 수행됩니다. 2.5. 결과 처리 2.5.1. 마이크로프로세서나 전자 장치가 장착된 장비를 사용할 경우, 측정 결과는 자동으로 제공됩니다. 다른 장비에서는 제조업체의 방법에 따라 계산됩니다. 2.5.2. 분석 결과는 두 개의 병렬 측정 결과 의 산술 평균으로 수용됩니다. 두 결과 사이의 절대 차이가 허용된 값 를 초과하지 않는 경우에 한합니다. 2.5.3. 동일한 샘플 분석 결과의 절대 차이는 허용 가능한 차이 를 초과하지 않아야 하며, 이는 표 1에 따라 계산됩니다. 2.5.4. 분석 결과의 정확성은 항 1.1.2에 따라 확인됩니다. 표준 샘플 분석 결과는 측정의 표준 정확도를 만족시킵니다. 아크에 명시된 산소의 질량비와 두 개의 병렬 측정의 산술 평균으로 결정된 재현된 값 사이의 차이가 표준 재현성의 0.71 배를 초과하지 않아야 합니다. 표준은 표 1에 따라 계산됩니다. 투입물을 변화시키는 방법으로 분석 정확도를 동시에 확인합니다. 이때 하나의 샘플을 통제 샘플로 선택하고 표 2에서 지정한 값의 최소 2배 차이를 가진 통제 샘플에서 산소의 두 추가 측정을 수행합니다. 통제 샘플 분석의 결과는 측정의 표준 정확도를 만족시킵니다. 두 가지 통제 샘플 분석 결과 와 는 서로 다른 투입물에서 얻은 값 사이의 차이가 의 크기를 초과하지 않아야 합니다. <삼각형>, (5) 여기서 는 일치성의 지표입니다. 3. 금속조직학적 방법 (0.01%에서 0.15% 범위에 대하여) 이 방법은 주조된 또는 변형된 구리 샘플에서 제조된 평면을 현미경으로 비교하여 표준화된 마이크로사진과 비교하는 방법입니다. 3.1. 샘플링 3.1.1. 금속조직학 분석을 위해서 주괴에서 길이와 폭 방향으로 각각 적어도 10x10x20 mm 크기의 두 샘플을 채취합니다. 평면의 작업 면적은 적어도 10x10 mm가 되어야 하며, 주조 껍질과 주수로 부분에서 적어도 20 mm는 떨어져 있어야 합니다. 3.1.2. 변형된 구리와 제품의 분석 시, 더 작은 평면 면적이 허용되지만 적어도 20 mm^2는 되어야 합니다. 비고: 두께가 2 mm 미만인 제품에서는 산소의 질량 비율 측정이 수행되지 않습니다. 3.2. 평면 준비 평면의 작업 표면은 기계적으로 연마하고, 폴리싱하여 거울 표면을 얻은 후 알코올로 탈지합니다. 평면의 작업 표면에는 200배 확대 시, 눈에 띄는 홈이나 결함이 없어야 합니다. 3.3. 분석 수행 각 평면은 200배 확대 상태에서 현미경 아래에서 산란된 빛 속에서 길이 및 폭 방향으로 관찰됩니다. 평면에서 임의로 최소 5개의 필드를 선택하여 각각의 산소 질량 비율을 표준 사진과 비교하여 결정합니다(도 1-12). 구리 산화물 함유물의 식별은 편광 상태에서 수행되며, 이 상태에서 이는 루비색의 붉은 색조를 띱니다. 특정 평면에 해당하는 산소의 질량 비율은 선택한 관찰 필드의 질량 비율의 산술 평균으로 계산됩니다. 두 번째 평면과 동일한 작업을 수행합니다. 3.4. 결과 처리 두 평면을 조사하여 얻은 결과의 산술 평균을 분석 결과로 수용합니다. 두 결과 간의 차이가 허용 가능한 규제 값을 초과하지 않는 경우 , 신뢰도 0.95로 계산한 . 새로운 샘플에서 재분석을 수행하여 허용 가능한 크기를 초과하는 차이가 있으면 조치를 취합니다.