Особенности анализа серы и углерода в легированных сталях

Одной из частых задач для анализаторов серы и углерода является анализ легированных сталей. Подобные стали находят свое применение в критичных приложениях атомной, авиационной, химической промышленности, машиностроения и, поэтому, точный анализ газообразующих примесей важен для обеспечения надежности конечной продукции. Углерод (С) повышает твердость, прочность и упругость сталей, но снижает их пластичность, в то время как сера (S) повышает хрупкость сталей при высоких температурах, снижает их прочность, пластичность, свариваемость и коррозионную стойкость. Неправильное определение концентрации серы и углерода может привести к дорогостоящему ремонту или катастрофе.

Анализ углерода и серы в легированных сталях необходимо проводить по ГОСТ-12344-2003 и ГОСТ-12345-2001 соответственно. Согласно этим нормам для анализа углерода в легированных и высоколегированных сталей допускается кулонометрический метод определения углерода (при массовой доле углерода от 0,002% до 2,00%) и метод инфракрасной спектроскопии (при массовой доле углерода от 0,001% до 2,00%) и для анализа серы - титриметрические методы: йодид-йодатный и тетраборатный (при массовой доле серы от 0,002% до 0,50%) и методы, основанные на применении автоматических анализаторов: кулонометрический и инфракрасно-абсорбционный (при массовой доле серы от 0,001% до 0,50%).

В нашем случае особенно стоит обратить на инфракрасно-абсорбционный метод определения углерода и серы.

Согласно указанным ГОСТам метод основан на сжигании навески стали в токе кислорода в присутствии плавня при температуре 1700°С и определении количества образовавшейся двуокиси углерода и двуокиси серы путем измерения поглощенной ею инфракрасной радиации.

Анализатор углерода и серы АУС-8144 ООО «Чермета»

Встречаются ситуации, когда Заказчик выбирает для анализа легированных сталей бюджетный анализатор серы и углерода с нагревом образца при помощи печи сопротивления. Однако типовая температура, достижимая при помощи печи сопротивления, составляет 1300-1400 °С, т.е. печь сопротивления не способна полностью сжечь пробу и обеспечить достоверный анализ. Подобные анализаторы еще могут применяться для анализа углеродистых сталей и низколегированных чугунов согласно ГОСТам -22536.1-88, 22536.2-8, так как в них допускается сжигание образца при температуре 1350-1700 °С.

Таким образом, для анализа легированных сталей разрешено применять исключительно анализатор с индукционной печью.

Стоит отметить, что согласно международным нормам на анализ углерода и серы в сталях и чугунах, соответственно ISO 9556:1989 и ISO 4935-89, на которые ссылаются в ГОСТ-12344-2003 и ГОСТ-12345-2001, измерение содержания углерода и серы в диапазонах 0.003-4.5% для углерода и 0.002-0.1% для серы проводятся исключительно сжиганием образца в индукционной печи с последующим анализом получившихся газов методом инфракрасной спектроскопии. То есть анализ любых сталей и чугунов на оборудовании со сжиганием в печи сопротивления не допускается.