GOST 29006-91

GOST 29006-91 (ISO 4491-3-89) Poudres métalliques. Méthode de dosage de l'oxygène réduit par l'hydrogène

GOST 29006−91
(ISO 4491-3-89)

Groupe B59

NORME INTER-ÉTATS

POUDRES MÉTALLIQUES

Méthode de dosage de l'oxygène réduit par l'hydrogène

poudres métalliques. Méthode de dosage de l'oxygène réductible par l'hydrogène

MKC 77.160
OKSTU 1709

Date de lancement 1992-07-01

INFORMATIONS DONNÉES

1. DÉVELOPPÉ ET INTRODUIT par l'Académie des sciences de la RSS d'Ukraine

DÉVELOPPEURS

VN Klimenko, Ph.D. technologie. les sciences; AE Kushchevsky , Ph.D. chim. les sciences; V.A. Dubok , Ph.D. chim. sciences (responsable thématique); VI Kornilova , Ph.D. chim. les sciences; VV Garbuz , Ph.D. chim. les sciences; T.F. Mozol, I.M. Kryachek

2. APPROUVÉ ET INTRODUIT PAR Décret du Comité d'État de l'URSS pour la gestion de la qualité des produits et les normes du 13.05.91 N 668

L'annexe 2 de la présente norme a été élaborée par application directe de la norme internationale ISO 4491-3-89* « Poudres métalliques. Détermination de la teneur en oxygène par des méthodes de réduction. Partie 3. Oxygène réduit par l'hydrogène"
________________
* L'accès aux documents internationaux et étrangers mentionnés ci-après peut être obtenu en cliquant sur le lien vers shop.cntd.ru. — Note du fabricant de la base de données.

3. RÉGLEMENTATION DE RÉFÉRENCE ET DOCUMENTS TECHNIQUES

4. REPUBLICATION. Août 2004


La présente Norme internationale spécifie une méthode de dosage de l'oxygène réductible par l'hydrogène à une fraction massique d'oxygène de 0,05 % à 3 %.

La norme s'applique aux poudres de métaux non alliés, faiblement alliés et fortement alliés contenant du carbone.

Cette norme ne s'applique pas aux poudres contenant des additifs de métaux sublimateurs, des lubrifiants et des additifs organiques.

Des recommandations pour le choix d'une méthode de dosage de l'oxygène dans les poudres métalliques sont données en annexe 1.

Il est permis d'effectuer le dosage de l'oxygène réductible par l'hydrogène selon la norme internationale ISO 4491-3-89, donnée en annexe 2.

La méthode est basée sur le maintien d'une poudre métallique pré-séchée à une température et un temps donnés dans un flux d'hydrogène sec et la mesure de la masse d'oxygène extraite sous forme de vapeur d'eau.

Pour déterminer la masse de vapeur d'eau, on utilise leur absorption avec du méthanol absolu et un titrage avec le réactif de Karl Fischer.

Pour les poudres contenant du carbone, la conversion du monoxyde de carbone (II) en monoxyde de carbone (IV) en eau et méthane à l'aide d'un catalyseur au nickel est utilisée.

Il est permis d'utiliser d'autres méthodes pour déterminer la fraction massique d'oxygène, fournissant des caractéristiques métrologiques non inférieures à celles obtenues par titrage avec le réactif de Karl Fischer.

1. EXIGENCES GÉNÉRALES

1.1. La fraction massique d'oxygène dans l'échantillon de poudre est déterminée en deux portions parallèles (ou plus).

Le résultat de l'analyse est pris comme la moyenne arithmétique de deux (ou plus) déterminations parallèles avec un niveau de confiance de 0,95.

1.2. Échantillonnage - selon GOST 23148 .

Le poids de l'échantillon de l'échantillon est déterminé conformément au tableau.1.

Tableau 1

1.3. Les échantillons sont pesés avec une erreur ne dépassant pas 0,1 mg, sauf si d'autres valeurs sont spécifiées dans la documentation réglementaire et technique.

2. ÉQUIPEMENT

Balances de laboratoire à usage général selon GOST 24104 * 2ème classe de précision avec la limite de pesée la plus élevée jusqu'à 200 g ou toute autre balance répondant aux exigences spécifiées en termes de caractéristiques métrologiques.
_______________
* Depuis le 1er juillet 2002, GOST 24104–2001 est entré en vigueur.


L'installation pour la détermination de l'oxygène réduit par l'hydrogène (Fig.1, 2) se compose de :

Merde.1

Merde.2

- source d'azote ( 1 ), équipée d'un réducteur de gaz, d'un rotamètre et d'un régulateur de débit de gaz ;

— source d'hydrogène ( 2 ), équipé d'un réducteur de gaz, d'un rotamètre et d'un régulateur de débit de gaz qui assure une alimentation en gaz à un débit de 20 à 35 dm /h ;

— des dispositifs de purification d'hydrogène ( 3 ) contenant un désoxydant catalytique (éponge de titane, cuivre déposé sur gel de silice...) et un déshydratant ;

- vanne trois voies ( 4 ) ;

— déshumidificateur ( 5 );

- des canalisations de récupération étanches aux gaz ( 6 ), en quartz conformes aux exigences de l'un des deux schémas de récupération utilisés :

a) un tube de quartz scellé d'un côté avec un diamètre intérieur de 27 à 30 mm et une longueur de 400 mm, dans l'extrémité ouverte duquel deux tubes d'un diamètre de 5 à 6 mm et d'une longueur de 60 à 80 mm, les autres à partir de 200 mm sont insérés à travers une connexion étanche au gaz amovible jusqu'à 240 mm (longueur autorisée 400 mm) (Fig. 1, 3);

Merde.3

b) un tube en quartz, ouvert des deux côtés, d'un diamètre intérieur de 20 mm, jusqu'à 1000 mm de long, avec des joints fendus aux extrémités pour l'entrée et la sortie du gaz (Fig. 2, 3) ;

— des fours de séchage ( 7 ) et des fours de récupération de poudre métallique ( 8 ) avec des systèmes de contrôle qui maintiennent la température réglée dans les zones où se trouvent les bateaux avec poids. Il est permis d'utiliser un four à deux zones, combinant les fonctions de séchage et de récupération ;

— nacelles ( 9 ) en céramique à base d'oxyde d'aluminium, ayant une surface lisse et des dimensions suffisantes pour ne remplir qu'à moitié. Il est recommandé d'utiliser lors de l'analyse des bateaux LS 2 ou LS 3 selon GOST 9147 . Les bateaux doivent être calcinés sous hydrogène à une température de 900 °C à 1100 °C pendant au moins 1 heure et stockés dans un dessiccateur ;

- connexion by-pass ( 10 ), utilisée pour protéger le catalyseur des entrées d'air si le dispositif de conversion n'est pas connecté ;

— dispositif de conversion ( 11 ), composé d'un tube en verre rempli d'un catalyseur au nickel, et d'un four avec un système de régulation qui maintient une température de 380 °C. Le dispositif de conversion doit être constamment rempli d'hydrogène ;

- burettes ( 12 ) d'une capacité de 25 cm avec une valeur de division de 0,05, protégé de l'humidité atmosphérique par un tube en verre rempli d'un dessicant ;

- détecteur ( 13 ) pour déterminer le point final du titrage ;

– flacons pour titrage ( 14 ) d'une contenance de 200 à 300 ml avec agitateur magnétique. Le ballon, si nécessaire, est équipé de deux électrodes de platine.

3. RÉACTIFS ET MATÉRIAUX

Méthanol absolu selon GOST 6995 .

Réactif de Karl Fischer avec l'équivalent de 1 mg d'oxygène dans 1 cm3 réactif. La concentration massique du réactif Karl Fischer est réglée conformément à GOST 18317 .

Hydrogène dont la fraction massique d'oxygène ne dépasse pas 0,005 % et dont le point de rosée ne dépasse pas moins 45 °C.

Azote ou autre gaz inerte dont la fraction massique d'oxygène ne dépasse pas 0,005 % et dont le point de rosée ne dépasse pas moins 45 °C.

Agents de séchage : silicate d'aluminium et de sodium granulaire anhydre, gel de silice activé ou perchlorate de magnésium (anhydre).

4. PREPARATION POUR L'ANALYSE

4.1. L'installation est assemblée conformément aux dessins 1 et 2 pour les méthodes 1 et 2. Pour l'installation selon la méthode 1, le tube de récupération est installé dans une étuve de séchage (7).

4.2. Pour chaque méthode d'essai et chaque type de poudre, la température et la durée de l'essai sont choisies expérimentalement jusqu'à ce que les poudres soient complètement réduites.

Le tableau 2 montre les températures approximatives pour la réduction des poudres à un temps de maintien d'au moins 20 minutes.

Tableau 2

4.3. Le séchage des poudres est effectué à une température de (170±10)°C pendant 20 min dans un flux de gaz inerte à une vitesse de 30 dm /h

4.4. Régler la température de réduction souhaitée dans le four de réduction ( 8 ).

4.5. Rincer la burette ( 12 ) avec le réactif de Karl Fischer pour exclure un changement dans la concentration massique du réactif de l'humidité dans la burette. Remplir la burette avec le réactif Karl Fischer.

4.6. Verser du méthanol dans le ballon de titrage ( 14 ) de manière à ce que le niveau de méthanol soit supérieur au niveau de sortie du tube gaz et des électrodes (si un détecteur électrochimique est utilisé) ; allumer l'agitateur et titrer avec le réactif de Karl Fischer jusqu'à un point visuel de neutralisation des éventuelles traces d'eau dans le méthanol.

4.7. Si un détecteur de point d'équivalence électrochimique est utilisé (Fig. 4), les électrodes du détecteur sont fermées avec un interrupteur ( 3 ) et en réglant la résistance ( 1 ) de sorte que le courant du microampèremètre ( 2 ) soit de 120 A, les électrodes sont ouvert.

Merde.4

4.8. Pour les méthodes 1 et 2, un débit de gaz inerte est réglé (Fig. 1 et 2) à une vitesse de 30 dm /h et maintenez-le pendant au moins 10 minutes. Après cela, à l'aide du robinet ( 4 ), le débit de gaz inerte est commuté sur le débit d'hydrogène et le débit est réglé à 25 dm /h

Pour la méthode 1, insérez le tube dans le four de réduction et laissez-le pendant 10 minutes. Commuter le flux d'hydrogène vers un gaz inerte. Retirer le tube de récupération et laisser refroidir à température ambiante.

4.9. Titrer le méthanol jusqu'au point d'équivalence visuelle pour neutraliser les traces d'eau.

4.10. Pour vérifier l'étanchéité et l'opérabilité de l'installation, une expérience de contrôle est effectuée. Une expérience de contrôle est réalisée pour chaque série de déterminations avec une nacelle vide dans les conditions spécifiées à la section 5. Si le résultat est supérieur à 1 mg d'oxygène ou si les résultats sont différents, l'appareil est soumis à un test d'étanchéité.

5. CONDUITE DE L'ANALYSE

5.1. Pour les méthodes 1 et 2, si nécessaire, connectez le dispositif de conversion, réglez la température (380±10)°C. Le dispositif de conversion est mis en marche au moment où le bateau entre dans la zone de récupération du four. Lors de l'utilisation d'un dispositif de conversion, il faut s'assurer qu'il est rempli d'hydrogène séché au moment du raccordement.

Le dispositif de conversion peut être omis si la fraction massique de carbone dans la poudre métallique est inférieure à 3 % de la fraction massique d'oxygène.

5.2. Méthode 1

Le tube de récupération est ouvert et un bateau avec une charnière y est placé. Fermer le tube et purger avec un gaz inerte séché à un débit d'au moins 30 dm /h pendant 10 min pour éliminer l'air introduit avec l'échantillon.

Titrer le méthanol jusqu'au point d'équivalence visuelle. Régler le débit de gaz inerte à une vitesse de 30 dm /h et insérez le tube de récupération dans l'étuve de séchage à une température de (170±10)°C. Une fois le séchage terminé, titrer le méthanol jusqu'à un point d'équivalence déterminé soit visuellement soit avec un détecteur électrochimique. Enregistrez le volume de réactif de Karl Fischer dans la burette et le temps de séchage.

A l'aide de la vanne ( 4 ), le débit de gaz inerte est commuté sur le débit d'hydrogène, le débit d'hydrogène est de 25 dm /h, et placer le tube dans un four de récupération, qui maintient une température prédéterminée. Après récupération, titrer le méthanol jusqu'au point d'équivalence. Enregistrez le volume du réactif de Karl Fischer.

A l'aide d'un robinet ( 4 ) le débit d'hydrogène est commuté sur le débit de gaz inerte. Retirer le tube du four, laisser refroidir à température ambiante (l'utilisation d'un ventilateur est autorisée), ouvrir le tube et retirer la nacelle avec la poudre.

5.3. Méthode 2

Régler la température dans les zones de séchage et de réduction du four ( 8 ), souffler dans le tube de séchage ( 6 ) avec du gaz inerte séché, puis ouvrez et placez une nacelle contenant un échantillon. A l'aide d'un crochet en acier inoxydable inséré dans le tube de réduction à travers un joint mobile étanche au gaz, la nacelle est déplacée dans la zone de réduction du four. Une fois la réduction terminée, le méthanol est titré avec le réactif de Karl Fischer. Notez la quantité de réactif utilisée.

Le flux d'hydrogène est commuté sur un flux de gaz inerte. Déplacez le bateau dans la zone à basse température du four et après 1 min, retirez-le du tube.

Deux mesures (ou plus) sont prises. Le nombre de mesures à effectuer doit être précisé dans la documentation réglementaire et technique d'une poudre particulière.

Noter. En analyse de masse, plusieurs échantillons peuvent être placés dans la zone de séchage du four et déplacés tour à tour dans deux zones du four, s'accumulant à la sortie.

6. TRAITEMENT DES RÉSULTATS D'ANALYSE

6.1. Fraction massique d'oxygène réduite par l'hydrogène, ( ) en pourcentage est calculé par la formule

,

où — concentration massique du réactif de Karl Fischer, mg/cm ;

est le volume du réactif de Karl Fischer utilisé pour le titrage de l'échantillon, cm ;

est le volume du réactif de Karl Fischer utilisé pour le titrage dans l'expérience de contrôle, cm ;

— poids de l'échantillon, mg.

6.2. Les écarts absolus entre les résultats de deux déterminations parallèles ne doivent pas dépasser les valeurs admissibles (à un niveau de confiance de 0,95) indiquées dans le tableau 3.

Tableau 3

7. PROTOCOLE D'ANALYSE

Le protocole d'analyse doit contenir :

- nom, type, marque de l'échantillon de poudre ;

- temps et température de séchage ;

— temps et température de récupération ;

- les résultats des dosages individuels et la teneur moyenne en oxygène ;

— des informations sur l'utilisation du dispositif de conversion ;

— des informations sur les opérations non spécifiées dans la norme, qui peuvent affecter les résultats des déterminations ;

est la désignation de cette norme.

ANNEXE 1 (informative). RECOMMANDATIONS POUR LE CHOIX D'UNE MÉTHODE DE DOSAGE DE L'OXYGÈNE DANS LES POUDRE MÉTALLIQUES

ANNEXE 1
Référence

1. Lors de la mesure de la teneur en oxygène des poudres métalliques dans la pratique de la métallurgie des poudres, trois méthodes de mesure sont généralement utilisées :

— détermination de la perte de masse lors de la calcination dans l'hydrogène ;

— détermination de la teneur en oxygène réduit par l'hydrogène ;

— détermination de la teneur en oxygène total par la méthode d'extraction réductrice au charbon.

Pour sélectionner la bonne méthode de mesure de l'oxygène, tenez compte des points suivants :

1.1. Dans les conditions de mesure de la perte de masse lors de la calcination sous hydrogène à une température de 1000°C - 1200°C, seule une partie des oxydes métalliques présents dans la poudre métallique sous forme d'impuretés aléatoires ou dopantes (par exemple, des oxydes de cuivre, fer, cobalt, nickel, étain, plomb, tungstène, molybdène). Les oxydes de métaux tels que le chrome, le manganèse, le vanadium, le titane sont partiellement réduits. Les oxydes d'alcali, d'alcalino-terreux, la plupart des métaux des terres rares, l'aluminium, le silicium, le zirconium et autres ne sont pratiquement pas réduits en hydrogène. Ceci entraîne une plus faible valeur de perte de poids lors de la calcination par rapport à la teneur totale en oxygène et la dépendance de cette valeur aux conditions de réduction.

Les métalloïdes contenus dans une poudre métallique (carbone, azote, soufre, phosphore), lorsqu'ils sont réduits en hydrogène, peuvent réagir avec l'hydrogène ou avec les oxydes contenus dans la poudre, formant des composés volatils, ce qui contribue de manière supplémentaire à la perte de masse mesurée lors de la calcination dans hydrogène.

Le carbone contenu dans la poudre métallique peut réduire une partie des oxydes non réduits par l'hydrogène, ce qui conduit à une dépendance de la perte de poids mesurée à l'inflammation dans l'hydrogène à la teneur en carbone.

Les impuretés des métaux ayant une forte affinité pour l'oxygène (chrome, aluminium, zirconium, titane, etc.) peuvent être partiellement oxydées lors de la calcination sous hydrogène, à la fois en raison des traces d'hydrogène et d'humidité présentes dans l'hydrogène, et en raison de l'oxygène associé à des particules facilement réductibles. oxydes. Ceci a pour conséquence une sous-estimation de la valeur mesurée voire une augmentation de la masse de la poudre métallique lors de la calcination sous hydrogène.

Pour ces raisons, la valeur de la perte de poids lors de la calcination dans l'hydrogène ne peut être considérée que conditionnellement comme une mesure de la teneur en oxygène des poudres métalliques, et l'application de cette méthode nécessite une analyse détaillée des modifications possibles de la composition de la poudre et une précision reproduction des conditions de détermination.

1.2. La mesure de la teneur en oxygène réduit par l'hydrogène permet d'éliminer l'effet des métalloïdes, des impuretés sublimatrices et du carbone et de déterminer la quantité d'oxygène dans la poudre métallique qui interagit avec l'hydrogène dans des conditions de réduction.

Cette méthode ne permet pas non plus de déterminer la quantité d'oxygène, qui fait partie des oxydes difficiles à réduire, des terres rares et de certains autres métaux contenus dans la poudre analysée sous forme d'inclusions ou d'impuretés. Cependant, cette méthode élimine l'erreur liée à la présence de carbone, qui est converti à l'aide d'un dispositif de conversion en fonction des réactions , en méthane et eau, titré avec un réactif de Karl Fischer.

3. La méthode d'extraction réductrice d'oxygène par fusion d'une poudre métallique à une température de 2000 °C - 2500 °C dans un creuset en graphite dans un flux de gaz inerte permet de déterminer la teneur totale en oxygène, quelle que soit la forme de sa présence dans la poudre métallique sous forme de gaz adsorbé, de films et d'inclusions d'oxydes et d'hydroxydes de toute composition, une solution solide d'oxygène dans le métal.

L'inconvénient de cette méthode est sa nature relative - la teneur en oxygène est déterminée par rapport à un échantillon standard.

Si la méthode de fusion réductrice utilise l'enregistrement coulométrique du monoxyde de carbone (II) après son oxydation en monoxyde de carbone (IV) et que la poudre analysée contient des impuretés de métalloïdes - soufre, phosphore, azote, les résultats obtenus peuvent être surestimés en raison de la formation de oxydes de métalloïdes. Ces erreurs sont presque totalement éliminées en compliquant l'installation par l'introduction de substances absorbantes. Dans les méthodes chromatographiques et spectrométriques IR d'enregistrement du monoxyde de carbone, les impuretés métalloïdes n'affectent pas les résultats de l'analyse.

Une sous-estimation des résultats de la détermination de l'oxygène par la méthode de fusion réductrice est possible dans les cas où la poudre analysée contient des métaux ou des oxydes facilement sublimants qui se condensent sur les parties froides du trajet des gaz et adsorbent partiellement le monoxyde de carbone. Cependant, ce phénomène n'est pas observé pour les poudres des métaux considérés.

Pour contrôler l'exactitude de la détermination de la teneur en oxygène par extraction réductrice et étalonnage d'échantillons standard, des méthodes plus complexes, bien que directes, de détermination de l'oxygène, telles que la spectrométrie de masse et l'activation neutronique, sont utilisées.

ANNEXE 2 (recommandé). NORME INTERNATIONALE ISO 44491-3-89. POUDRES MÉTALLIQUES. DÉTERMINATION DE LA TENEUR EN OXYGÈNE PAR DES MÉTHODES DE RÉCUPÉRATION. PARTIE 3. OXYGÈNE RÉDUCTABLE À L'HYDROGÈNE

ANNEXE 2
Recommandé

POUDRES MÉTALLIQUES

DÉTERMINATION DE LA TENEUR EN OXYGÈNE PAR DES MÉTHODES DE RÉCUPÉRATION

PARTIE 3

OXYGÈNE RÉDUIT PAR L'HYDROGÈNE

1. Rendez-vous

La présente partie de l'ISO spécifie une méthode de détermination de la teneur en oxygène réductible par l'hydrogène des poudres métalliques contenant de 0,05 % ( ) jusqu'à 3% ( ) oxygène.

La méthode est appliquée aux poudres métalliques non alliées, partiellement ou totalement alliées, ainsi qu'aux mélanges de carbures et de métal liant. Elle ne s'applique pas aux poudres contenant des lubrifiants ou des charges organiques.

L'application de la méthode peut être étendue aux poudres contenant du carbone à l'aide d'un catalyseur particulier.

La présente partie de l'ISO 4491 doit être utilisée conjointement avec l'ISO 760 (GOST 18317) et l'ISO 4491-1.

2. Liens

Les normes suivantes contiennent les dispositions utilisées dans la présente partie de l'ISO 4491. Leurs produits se sont avérés utiles dans la publication. Toutes les normes étant sujettes à révision, les auteurs de la présente Norme internationale ont utilisé les produits les plus récents des normes indiquées ci-dessous. Les membres de l'ISO et de la CEI soutiennent des propositions solides pour l'élaboration de Normes internationales.

ISO 760-78 Définition de l'eau. Méthode Karl Fischer (méthode générale)

ISO 4491-1-89 Poudres métalliques. Détermination de la teneur en oxygène par des méthodes de réduction. Partie 1. Orientations générales

3. L'essence de la méthode

Prétraitement de l'échantillon d'essai par séchage à basse température (170°C) dans de l'azote sec.

Récupération dans un flux d'hydrogène sec à une température donnée. Absorption dans le méthanol de l'eau formée lors de la réaction des oxydes avec l'hydrogène. Titrage avec le réactif de Karl Fischer, avec le point final déterminé visuellement par changement de couleur ou électrométriquement avec deux électrodes (point d'arrêt final).

Pour les poudres contenant du carbone, la conversion des monoxydes et du dioxyde de carbone formés en méthane et en eau à une température de 380 °C se produit à l'aide d'un catalyseur au nickel.

4. Réactifs

Seuls des réactifs d'une classe analytique connue et uniquement de l'eau distillée ou de pureté équivalente sont utilisés pour l'analyse.

Avertissement. Le réactif de Karl Fischer contient quatre composants toxiques : l'iode, le dioxyde de soufre, la pyridine et le méthanol. Il est important d'éviter le contact direct et surtout l'inhalation. En cas de contact accidentel, un rinçage abondant à l'eau est nécessaire.

4.1. Méthanol, anhydre.

4.2. Réactif de Karl Fischer, équivalent à 1 mg d'oxygène par millilitre.

Le titre du réactif Karl Fischer est déterminé par l'une des méthodes suivantes :

a) verser dans un ballon de titrage de 20 à 30 mg d'eau pesée avec une erreur de 0,1 mg ;

b) ajouter de 100 à 200 mg de tartrate de sodium dihydraté pesé avec une erreur de 0,1 mg (substances certifiées ayant une teneur en eau théorique de 15,66 % ( ) correspondant à 13,92 % ( ) oxygène), préalablement broyé en une poudre fine et séché à une température de (105 ± 5) ° C jusqu'à poids constant ;

c) appliquer la méthode de l'article 7, en utilisant 100 à 200 mg de tartrate de sodium pur dihydraté, pesé à 0,1 mg près, comme pour l'échantillon pour essai, mais en s'arrêtant à l'étape de séchage à 170 °C et titrage ultérieur.

Voir ISO 760 pour une description plus détaillée des procédures standard.

4.3. Hydrogène ayant une teneur maximale en oxygène de 0,005 % ( ) et un point de rosée ne dépassant pas moins 45 °C.

4.4. Azote ou argon ayant une teneur maximale en oxygène de 0,005 % ( ) et un point de rosée ne dépassant pas moins 45 °C.

4.5. Déshydratant composé de silicate de sodium et d'aluminium granulaire anhydre, de gel de silice activé ou de perchlorate de magnésium.

5. Équipement

Noter. Le schéma d'installation est illustré à la Fig. 1 (méthode 1) et à la Fig. 2 (méthode 2).

5.1. Dispositif d'alimentation en hydrogène ( A ) comportant une soupape de régulation de pression, une soupape de régulation de débit et un débitmètre.

5.2. Purificateur ( B ) d'hydrogène, contenant un désoxydant catalytique et un déshydratant.

5.3. L'invention concerne un dispositif d'alimentation en azote (ou argon) ( C ) comprenant une vanne de régulation de pression, une vanne de régulation de débit et un débitmètre.

5.4. Vanne de commutation de gaz ( D ).

5.5. Dispositif de séchage final des gaz ( E ) contenant un déshydratant.

5.6. Tube de récupération ( F ), étanche au gaz, en quartz, répondant à l'une des spécifications suivantes :

a) un tube scellé à une extrémité, d'un diamètre intérieur de 27 à 30 mm, d'une longueur d'environ 400 mm, avec deux petits tubes en quartz d'un diamètre de 5 à 6 mm et d'une longueur : un de 60 à 80 mm, l'autre de 200 à 240 mm , situé comme indiqué sur la Fig.3. Ce dispositif est d'abord introduit dans le four de séchage puis dans le four de réduction ;

b) un tube à extrémités ouvertes, d'un diamètre intérieur d'environ 20 mm, d'une longueur de 1 m, avec une entrée et une sortie pour le gaz. Ce tube est situé en permanence dans deux fours.

5.7. Deux fours ( G ), l'un pour le séchage de l'échantillon d'essai et l'autre pour la réduction des oxydes, avec des systèmes de contrôle de la température capables de maintenir la température dans les limites spécifiées dans la partie du tube où se trouve le bateau.

Noter. Il est permis d'utiliser un four qui remplit simultanément les fonctions de séchage et de réduction.

5.8. La nacelle ( H ) est de préférence une nacelle en céramique à haute teneur en alumine avec une surface meulée et de taille telle que l'échantillon d'essai à l'état rempli ne dépasse pas la moitié de son volume. Le bateau est placé dans de l'hydrogène à une température de 900 °C à 1100 °C pendant au moins 1 heure, puis conservé dans un séchoir avant utilisation.

5.9. Dispositif de conversion catalysée ( I ) constitué d'un tube de verre rempli d'un catalyseur au nickel et d'un four avec un système de contrôle de la température capable de maintenir une température du tube de verre de 380 °C. Le dispositif de conversion doit être constamment rempli d'hydrogène.

5.10. Circuit direct ( J ) agencé pour que l'air n'ait pas accès au catalyseur.

5.11. Ballon de titrage ( K ), d'une capacité de 200 à 300 cm avec agitateur magnétique et dispositif équivalent équipé de deux électrodes de platine en cas de détermination électrométrique du point final du titrage.

5.12. Un détecteur de point final ( L ) est utilisé pour déterminer électrométriquement le point final.

5.13. Burette ( M ), capacité 25 cm avec échelle de prix 0,05 cm , protégé de l'humidité ambiante par un tube de sécurité rempli d'un déshydratant (clause 4.5).

L'utilisation des équipements listés en 5.11, 5.12 et 5.13, ainsi que tout équipement industriel, s'il contient un dispositif de titrage Karl Fischer, est autorisé, à condition que les exigences de l'ISO 760 soient respectées.

6. Échantillonnage

La poudre doit être examinée dans l'état de livraison.

7. Procédure d'essai

7.1. Échantillon de test

La masse de la prise d'essai, pesée avec une erreur de 0,1 mg, est prise conformément au tableau 4, en fonction de la teneur en oxygène attendue.

Tableau 4

7.2. Conditions d'essai

Pour chaque type d'appareil et chaque type de poudre, la température et le temps optimaux sont déterminés expérimentalement pour obtenir une réduction complète.

Les températures de récupération données dans le tableau 5 sont des références. Temps de récupération 20 min.

Tableau 5

De la même manière, déterminer le temps de séchage optimal à 170 °C dans de l'azote sec.

7.3. Préparation du matériel

7.3.1. Assemblez le schéma de configuration comme illustré à la figure 1 pour la méthode 1 ou à la figure 2 pour la méthode 2. Réglez la température de réduction dans le four de réduction. Cependant, pour la méthode 1, le tube de récupération est laissé à l'extérieur du four.

7.3.2. Rincer la burette avec le réactif Karl Fischer pour s'assurer qu'il n'y a pas d'humidité qui pourrait modifier le titre du réactif. Jeter le résidu et remplir la burette avec le réactif de Karl Fischer.

7.3.3. Remplissez le ballon de titrage avec du méthanol de sorte que le tube d'entrée (et les électrodes, le cas échéant) se trouve sous la surface du liquide. Allumez l'agitateur et titrez avec le réactif de Karl Fischer jusqu'au point final visuel du titrage pour neutraliser les traces d'eau dans le méthanol.

7.3.4. Si la détermination électrométrique du point final de titrage est utilisée (voir Fig. 4), alors les électrodes sont court-circuitées avec l'interrupteur S du détecteur électrométrique du point final de titrage et en ajustant la résistance variable R , un courant de 120 est réglé sur le microampèremètre N A. Activez à nouveau l'interrupteur S.

7.3.5. Pour les deux méthodes, le débit d'azote est régulé, qui doit être d'au moins 30 dm /h, temps d'écoulement - 10 min. Commuter le flux de gaz de l'azote vers l'hydrogène à l'aide de la vanne de sélection de gaz et régler le débit à environ 25 dm /h

Pour la méthode 1, insérer le tube de réduction dans le four de réduction et laisser reposer 10 minutes. Basculez le flux de gaz vers l'azote. Retirer le tube et laisser refroidir à température ambiante.

7.3.6. Re-titrer le méthanol jusqu'au point final visuel du titrage pour neutraliser les traces d'eau formées pendant le test.

7.3.7. L'état et l'étanchéité au gaz de l'équipement sont vérifiés en réalisant une expérience à blanc, décrite au paragraphe 7.4.

Avertissement. Ne coupez pas le débit d'hydrogène lorsque le tube est chaud, à moins de commuter le débit d'hydrogène sur l'azote.

7.4. Expérience d'inactivité

Pour chaque série de déterminations, un essai à blanc est réalisé à l'aide d'une nacelle vide, selon le même protocole d'essai que pour la prise d'essai.

Noter. L'équipement utilisable donne un résultat de test de contrôle d'environ 1 mg d'oxygène avec un temps de chauffage de 20 minutes. Si le résultat est beaucoup plus élevé ou les résultats sont différents, l'installation doit être vérifiée pour les fuites.

7.5. Définition

Dans les deux méthodes, pour éviter l'exposition au carbone, le dispositif de conversion est allumé avec un catalyseur, préchauffé à (380 ± 10)°C et connecté au système avant de placer le bateau dans la zone de réduction.

A la fin de la détermination, il faut s'assurer que le reformeur catalysé n'a pas été éteint avant de basculer le flux d'hydrogène vers l'azote.

Noter. Si nécessaire, la teneur en humidité de l'échantillon peut être déterminée en enregistrant le volume de réactif de Karl Fischer utilisé pour titrer l'eau formée lors du séchage.

7.5.1. Méthode 1 : tube de récupération à extrémité fermée

Ouvrir le tube de récupération et insérer une nacelle contenant un échantillon pesé de la poudre à étudier. Le tube est fermé et purgé avec de l'azote sec à un débit d'au moins 30 dm /h pour éliminer l'air qui s'est mêlé à l'échantillon d'essai. Si le temps de purge n'a pas été réglé à l'avance, un temps de purge de 10 minutes est requis.

Titrer le méthanol jusqu'au point final visuel du titrage. Régler le débit d'azote à 25 dm /h et introduire le tube dans l'étuve à une température de (170±10)°C. A la fin de la période de séchage, titrer le méthanol jusqu'au point final, qui est déterminé visuellement ou à l'aide d'un détecteur électrométrique conformément aux prescriptions du paragraphe 7.3.4. Enregistrer le volume de réactif Karl Fischer dans la burette et pendant le séchage. A l'aide d'un robinet, changer le débit d'azote en hydrogène en réglant le débit à 25 dm /h, et placer le tube dans un four de réduction, qui maintient la température de la réduction. A la fin de la réduction, titrer le méthanol jusqu'au point final du titrage, en le déterminant de la même manière que décrit précédemment. Enregistrez les lectures de la burette et enregistrez le volume de titrage. , cm . Enregistrez le temps de récupération. Changez le flux de gaz de l'hydrogène à l'azote et retirez le tube du four. Refroidir le tube à température ambiante à l'aide d'un ventilateur, puis ouvrir le tube et retirer le bateau.

7.5.2. Méthode 2 : tube de récupération à extrémité ouverte

Assurez-vous que les températures du four sont réglées correctement. Purger avec de l'azote sec, puis ouvrir le tube de récupération et insérer la nacelle avec l'échantillon à tester. À l'aide d'un crochet en acier inoxydable avec un joint hermétique, le bateau est poussé dans la zone de séchage. Après séchage, le méthanol est titré avec le réactif de Karl Fischer.

Changez le flux d'azote en hydrogène et poussez le bateau dans la zone à haute température du four de réduction. A la fin de la période de récupération, titrer avec le réactif Karl Fischer. Volume d'enregistrement réactif, cm .

Changer le flux d'hydrogène en azote. La nacelle est déplacée vers la zone basse température et, après 1 min, elle est retirée du four.

8. Expression des résultats

8.1. La teneur en oxygène réductible par l'hydrogène (O restore), exprimée en pourcentage en poids, est déterminée par la formule

,

où — titre du réactif de Karl Fischer, mg/cm ;

est le volume du réactif de Karl Fischer utilisé pour l'échantillon à tester, cm ;

est le volume du réactif de Karl Fischer utilisé pour le test de contrôle, cm ;

est la masse de l'échantillon pour essai, mg.

8.2. L'écart entre les résultats de deux (ou plusieurs) déterminations ne doit pas dépasser les valeurs maximales admissibles indiquées dans le tableau 3.

Si les résultats sont satisfaisants, la valeur moyenne est arrondie, comme indiqué dans le tableau.6.

Si l'écart dépasse la valeur maximale autorisée, le test est répété, en accordant une attention particulière à la reproductibilité du test de contrôle, au temps de récupération et à toutes les autres précautions indiquées.

Tableau 6

9. Rapport d'essai

Le rapport d'essai doit comprendre :

a) une référence à la présente partie de l'ISO 4491 ;

b) tous les détails nécessaires pour identifier l'échantillon d'essai ;

c) temps et température de séchage ;

d) temps et température de récupération ;

e) si un dispositif de conversion avec un catalyseur a été utilisé ;

e) la valeur moyenne des résultats obtenus ;

g) toute opération non spécifiée dans la présente norme ou dans des normes référencées, ainsi que toute opération considérée comme facultative ;

h) tous les points accidentels qui pourraient affecter les résultats.

A - dispositif d'alimentation en hydrogène; B - nettoyant; C - dispositif d'alimentation en azote ou en argon ; D - vanne de commutation de gaz ; E - dispositif de séchage final du gaz ; F - tube de récupération ; G - four; H - bateau; I - dispositif de conversion avec un catalyseur ; J - schéma direct ; K - flacon de titrage; L est le détecteur du point final de titrage ; M - burette

Merde.1. Représentation schématique du dispositif selon la méthode 1

A - dispositif d'alimentation en hydrogène; B - nettoyant; C - dispositif d'alimentation en azote ou en argon ; D - vanne de commutation de gaz ; E - dispositif de séchage final du gaz ; F - tube de récupération ; G - four; H - bateau; I - dispositif de conversion avec un catalyseur ; J - schéma direct ; K - flacon de titrage; L est le détecteur du point final de titrage ; M - burette

Merde.2. Représentation schématique du dispositif selon la méthode 2

F - tube de récupération ; H - bateau

Merde.3. Exemples de tubes de récupération

N est un microampèremètre ; R est une résistance ; S - interrupteur

Merde.4. Schéma de principe du détecteur de point final