利用帕纳科荧光提高耐酸钢中微量锑的检验水平
我公司开发耐硫酸露点腐蚀钢板,是一种既耐硫酸露点腐蚀又耐大气腐蚀钢种。钢中主要含Mn、Cu、Cr、Ti、Sb等合金元素,而Cu、Cr、Sb又是三个最主要的抗大气腐蚀元素。
同时Sb在钢中的存在形式与作用和砷相似,与铁形成一些低熔点的化合物,有偏析倾向。锑降低钢的塑性和韧性,使钢产生高温脆性,对其强度和抗弯曲能力均有明显的不利影响。因此,通常将锑视为有害元素,一般要控制其含量。
目前钢中元素化学分析方法,主要是火花源原子发射光谱分析方法。ARL直读光谱无Sb的通道,无法检测含量。如何提高耐酸钢中微量锑的检验水平,配合公司研制耐硫酸露点腐蚀钢板。成为目前的课题。
我实验室使用的分析方法是用载体沉淀_钼蓝光度法测量锑含量,此方法操作复杂,分析周期长,人员要求高,分析成本高。并不适应现生产状况。我QC小组计划用碘化钾光度法测和载体沉淀_钼蓝光度法对有试样进行重复性实验,并对数据进行分析,将有效数据作为标样,在我站3#帕纳科XRF分析仪建立锑元素分析工作曲线,从而达到缩短分析周期,降低人员要求和分析成本的目的。
活动目标
检定水平符合国标相关精密度要求,满足实际生产过程中,对Sb的控制做出监测的要求。将Sb分析周期控制在15分钟之内,人员控制在1人,用XRF荧光分析仪代替湿法分析。
实施记录
一. 用载体沉淀_钼蓝光度法测量现有试样
方法提要:在硝酸介质中,以二氧化锰为载体沉淀锑与大量铁.铬.镍.钴.铝.铜等分离,钨预先过滤除去,铌.钛有干扰,在硫酸溶液中有酒石酸存在下,用甲基异丁基酮萃取锑和碘离子形成的配合物而铌.钛等分离,在硫酸溶液中,锑与钼杂多酸形成配合物,用乙酸丁酯萃取,测量其吸光度。具体实验方法参照国家标准分析方法。
所得数据如下:
| 试样一 | 试样二 | 试样三 | 试样四 | 试样五 | 试样六 |
1 | 0.012 | 0.014 | 0.025 | 0.031 | 0.044 | 0.055 |
2 | 0.013 | 0.014 | 0.025 | 0.033 | 0.045 | 0.055 |
3 | 0.012 | 0.015 | 0.024 | 0.03 | 0.044 | 0.053 |
平均值 | 0.012 | 0.014 | 0.025 | 0.031 | 0.044 | 0.054 |
RSD | 4.81 | 4.12 | 2.30 | 4.90 | 1.30 | 1.80 |
相对标准偏差都小于5%所以符合仪器分析要求,故此方法可行。由此表可以看出,三次实验的重复性与再现性均满足国标要求,三次实验平均值可以满足我QC小组所需数据。
二. 碘化钾光度法测
方法提要: 在0.25mol/L硝酸的存在下,在0.6-1.8mol/L硫酸的介质中, 锑与碘化钾形成黄色[SbI4]一络阴离子增加显色浓度和比色液层增加显色浓度和比色液层厚度,提高其光度分析显色方法灵敏度,可测低合金钢中大于0.01%的锑.
所得数据如下:
| 试样一 | 试样二 | 试样三 | 试样四 | 试样五 | 试样六 |
1 | 0.012 | 0.016 | 0.024 | 0.031 | 0.043 | 0.055 |
2 | 0.013 | 0.015 | 0.024 | 0.033 | 0.044 | 0.055 |
3 | 0.012 | 0.015 | 0.023 | 0.031 | 0.043 | 0.053 |
平均值 | 0.012 | 0.015 | 0.024 | 0.032 | 0.043 | 0.054 |
RSD | 4.81 | 3.84 | 2.41 | 3.61 | 1.34 | 2.14 |
相对标准偏差都小于5%所以符合仪器分析要求,故此方法可行。由此表可见,三次实验的重复性与再现性均满足国标要求,三次实验平均值可以满足我QC小组所需数据。
三. 数据分析:
综合两种实验方法所得数据,可得下表:
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试样一
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试样二
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试样三
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试样四
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试样五
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试样六
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方法一
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0.009
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0.015
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0.025
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0.031
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0.044
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0.054
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方法二
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0.009
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0.015
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0.024
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0.032
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0.043
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0.054
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平均值
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0.009
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0.015
|
0.024
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0.031
|
0.043
|
0.054
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由此表可以看出,两种实验方法平均值均在国标允许偏差内,两次数据有效。两次数据的平均值可作为XRF的工作曲线的标准值。
四. 在帕纳科XRF荧光分析仪上建立工作曲线
用湿法分析所用的六个试样作为标样,在同等条件下分别测得六个试样中Sb的强度,以两种实验方法所得数据作为标准值建立工作曲线。
结果验证
重新选择3个试样和一个标样,用两种湿法分析所得平均值和XRF荧光分析仪做比较,所得结果如下:
| 试样七 | 试样八 | 试样九 | YSBC11184-2000(0.019) |
湿法分析值 | 0.008 | 0.034 | 0.042 | 0.017 |
荧光值 | 0.009 | 0.037 | 0.044 | 0.018 |
由表可以看出,湿法分析和XRF荧光分析所得结果均在允许公差内,荧光分析值可满足生产需求.
经济效益
Sb是耐酸钢中要控制的重要元素,直读分析仪中无Sb工作曲线,用湿法分析所用时间长人力多,而且比较容易出现人为误差。用现有帕纳科XRF荧光分析仪则把分析时间由原来2个小时缩短为10分钟,所用人员由原来2—3人减少为1人操作即可,大大降低了分析成本,是现有硬件水平的最佳分析方法。
巩固措施
为了保证XRF工作曲线的准确性,定期随机抽取试样用湿法进行对比,及时对曲线进行效正.在出现超出曲线检测范围试样时应用湿法标定准确值后,作为标准试样加入到XRF工作曲线中,以增加XRF的检测范围.
体会和今后打算
一. 体会
此次QC小组活动充分利用了我站现有硬件设施,解决了耐硫酸露点腐蚀钢板中Sb分析速度慢.耗费人力试剂多的问题, 提高了生产效益,进一步保证了服务质量,大家的质量意识、团体精神得到了增强. 创造了良好的经济效益和社会效益。实践证明QC小组活动在我们的实际工作中是行之有效的,这种时间短、见效快的做法,愈来愈受到生产一线岗位 工作人员的认可和欢迎.
二.今后打算
继续开展QC小组活动,使QC小组活动向制度化、标准化、讲实际和时效方面发展。继续以群众性的质量管理为手段,为提高物资量计量准确率和为顾客提供优质服务作新的贡献。