簡述氫氧氮分析儀注意事項及鋼中氧氮氫危害
氫氧氮分析儀用于金屬、礦石等無機材料中氧、氮、氫元素含量的測定。又名氧氮氫分析儀、氮氫氧聯(lián)測儀、氧氮氫聯(lián)合測定儀。包括:氧分析儀(定氧儀)、氫分析儀(測氫儀)、氮分析儀(氮測定儀)、氧氮分析儀(氧氮聯(lián)測儀)、氧氮氫分析儀、擴散氫分析儀等。因為氧氮氫都是氣體元素,在金屬中含量很低,其性質(zhì)又相對較活波,所以測量難度很大。然而氧氮氫對許多材料又屬于有害元素。下文以氧氮氫對鋼鐵的影響為例,來解釋為何要用到氫氧氮分析儀。
鋼中氧氮氫的危害:
氧在鋼中是有害元素。它是在煉鋼過程中自然進(jìn)入鋼中的,盡管在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進(jìn)行脫氧,但不可能除盡。鋼水凝固期間,溶液中氧和碳反應(yīng)會生成一氧化碳,可以造成氣泡。氧在鋼中主要以Feo、Mno、Sio2、Al2o3等夾雜形式存在,使鋼的強度、塑性降低。尤其是對疲勞強度、沖擊韌性等有嚴(yán)重影響。氧會使硅鋼中鐵損增大,磁導(dǎo)率及磁感強度減弱,磁時效作用加劇。
氮對鋼材性能的影響與碳、磷相似,隨著氮含量的增加,可使鋼材的強度顯著提高,塑性特別是韌性也顯著降低,可焊性變差,冷脆性加劇;同時增加時效傾向及冷脆性和熱脆性,損壞鋼的焊接性能及冷彎性能。因此,應(yīng)該盡量減小和限制鋼中的含氮量。一般規(guī)定氮含量應(yīng)不高于0.018%。氮在鋁、鈮、釩等元素的配合下可以減少其不利影響,改善鋼材性能,可作為低合金鋼的合金元素使用。有些牌號的不銹鋼,適當(dāng)增加N的含量,可以減少Cr的使用量,可以有效降低成本。
氫是一般鋼中害的元素,鋼中溶有氫會引起鋼的氫脆、白點等缺陷。氫與氧、氮一樣,在固態(tài)鋼中溶解度極小,在高溫時溶入鋼液,冷卻時來不及逸出而積聚在組織中形成高壓細(xì)微氣孔,使鋼的塑性、韌度和疲勞強度急劇降低,嚴(yán)重時會造成裂紋、脆斷。“氫脆"主要出現(xiàn)在馬氏體鋼中,在鐵氧體鋼中不十分突出,一般與硬度和含碳量一起增加。
另一方面,H能提高鋼的磁導(dǎo)率,但也會使矯頑力和鐵損增加(加H后矯頑力可增大0.5~2倍)。
基于無機物中氧氮氫元素含量測定難度大、儀器研發(fā)成本高而市場需求量較低,目前市場上生產(chǎn)氫氧氮分析儀的廠家不多,能做好的更是。我們在進(jìn)行氧含量分析尤其是微量氧分析時,由于空氣中氧含量高達(dá)21%,故而如果處理不當(dāng)極易造成對樣品的污染和干擾,出現(xiàn)分析結(jié)果數(shù)據(jù)不正確。其主要原因是氧氮分析儀操作不當(dāng)造成。以下僅談幾點影響測定的因素。
氧氮氫分析儀注意事項:
1、泄漏。氧氮分析儀在初次啟用前必須嚴(yán)格檢漏。儀器只有在嚴(yán)密不漏的前提下才能獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果。任何連接點,焊點,閥門等處的不嚴(yán)密,將會導(dǎo)致空氣中的氧反滲進(jìn)入管道及儀器內(nèi)部,從而得出含氧量偏高的結(jié)果。
2、污染。在重新使用儀器時,首先須注意在連接取樣管路時是否漏入空氣。并且必須認(rèn)真將漏入的空氣吹除干凈,盡量不使大量氧氣通過傳感器以延長傳感器壽命。在管道系統(tǒng)凈化過程中,為縮短凈化時間,需要有一定的方法,一般使用高壓放氣及小流量吹除交替進(jìn)行可迅速凈化管道。
3、氣路系統(tǒng)的簡化及潔凈。微量分析要求必須有效排除氣路上的各種管件,閥門,表頭等中的死角對樣氣造成的污染。因此,應(yīng)盡可能簡化氣路系統(tǒng),選用死角小的連接件等。并且,避免使用水封,油封及臘封等設(shè)備,防止溶解氧逸出造成污染,更需避免在樣氣引出至儀器進(jìn)口的管線上增加易造成污染的凈化設(shè)備等。只有這樣才能保證系統(tǒng)潔凈,所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。