ГОСТ 9293-74*

Группа Л11

     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

     
     
АЗОТ ГАЗООБРАЗНЫЙ И ЖИДКИЙ

     
Технические условия

     
Gaseous and liquid nitrogen.
Specifications

     
     
     ОКП 21 1412

Срок действия с 01.01.76
до 01.01.92*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято с 01.10.91
постановлением Госстандарта СССР N 427
от 03.04.91 (ИУС N 6 1991 г.)
Примечание

     
     ВВЕДЕН Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 25 июля 1974 г. N 1773
     
     ПРОВЕРЕН в 1985 г. Постановлением Госстандарта от 27.09.85 N 3163 срок действия продлен
     
     Взамен ГОСТ 9293-59
     
     ПЕРЕИЗДАНИЕ (октябрь 1989 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными 28.12.79 Пост. N 5129 и 27.09.85 Пост. 3163 (ИУС 2-80, 12-85)
     
     
     Настоящий стандарт распространяется на газообразный и жидкий азот, получаемый из атмосферного воздуха способом глубокого охлаждения.
     
     Газообразный азот предназначается для создания инертной атмосферы при производстве, хранении и транспортировании легко окисляемых продуктов, при высокотемпературных процессах обработки металлов, не взаимодействующих с азотом, для консервации замкнутых металлических сосудов и трубопроводов и других целей.
     
     Жидкий азот используется как хладагент, а также (после газификации) для целей, указанных выше для газообразного азота.
     
     Газообразный азот - инертный газ без цвета и запаха плотностью 1,25046 кг/м при 0 °С и давлении 101,3 кПа. Удельный объем газообразного азота равен 860,4 дм/кг при давлении около 10 Па и температуре 290 К.
     
     Жидкий азот - бесцветная жидкость, без запаха с температурой кипения 77,35 К при давлении 101,3 кПа и удельным объемом 1,239 дм/кг при температуре 77,35 К и давлении 101,3 кПа.
     
     Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 2435-73 в части технического газообразного азота, предназначенного для технических систем самолета, по содержанию азота, кислорода, водяных паров, масла.
     
     Формула: N.
     
     Молекулярная масса (по международным атомным массам 1971 г.) - 28,016.
     
     Показатели технического уровня, установленные настоящим стандартом, соответствуют требованиям высшей и первой категорий качества.
     
     

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

     
     
     1.1. По физико-химическим показателям газообразный и жидкий азот должен соответствовать нормам, указанным в табл. 1.
              
     

Таблица 1

     
     Примечания:
     
     1. Показатель по подпункту 1 таблицы включает примеси инертных газов (аргон, неон, гелий).
     
     2. По согласованию с потребителем в газообразном азоте 1-го сорта, поставляемом по трубопроводу, допускается массовая концентрация водяных паров более 0,07 г/м.
     
     3. Качественные показатели жидкого азота должны соответствовать нормам, данным в табл. 1, при условии уменьшения количества жидкого азота в цистернах и криогенных сосудах за счет его испарения при транспортировании и хранении не более чем на 10% от отгруженного.
     
     4. Газообразный технический азот, предназначенный для авиации, следует выпускать с массовой концентрацией водяных паров не более 0,02 г/м. Для остальных показателей нормы - не ниже соответствующих норм для технического азота 2-го сорта.
     
     5. На воздухоразделительных установках низкого давления Кт-12, КтК-35, Кт-5 и др. и на установке Кт-3600 разрешается получать жидкий технический азот с объемной долей азота не менее 97,0%.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
    1.2. Коды ОКП технического газообразного и жидкого азота, а также газообразного и жидкого азота особой чистоты приведены в табл. 1а.
     
        

Таблица 1а

     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

     
     
     2.1. Газообразный и жидкий азот принимается партиями. Партией считают однородный по своим качественным показателям азот одной сменной выработки, сопровождаемый одним документом о качестве, при этом при перевозке азота в цистернах или автореципиентах за партию принимается каждая цистерна или автореципиент.
     
     Партией газообразного азота, транспортируемого по трубопроводу, считается любое количество азота, направляемого потребителю в течение 24 ч.
     
     Каждая партия газообразного и жидкого азота должна сопровождаться документом о качестве, содержащим следующие данные:
     
     наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак;
     
     наименование и сорт продукта;
     
     номер партии;
     
     дату изготовления;
     
     объем газообразного азота в кубических метрах, массу жидкого азота в тоннах или килограммах (вычисленные в соответствии с рекомендуемым приложением 2);
     
     результаты проведенных анализов или подтверждение о соответствии продукта требованиям настоящего стандарта;
     
     обозначение настоящего стандарта;
     
     номер цистерны жидкого азота.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     2.2. Для проверки изготовителем качества газообразного азота, транспортируемого в баллонах, отбирают 2% баллонов от партии до 200 баллонов и пять баллонов от партии более 200 баллонов.
     
     2.3. Для проверки изготовителем качества жидкого азота пробу отбирают от каждой транспортной цистерны номинальной вместимостью 10 м и более. При наполнении цистерн меньшей вместимостью или сосудов Дьюара пробу отбирают из стационарной емкости до наполнения партии или из разделительного аппарата до и после наполнения партии.
     
     Объем пробы жидкого азота не должен быть менее 2,5 дм.
     
     2.4. Для проверки потребителем качества газообразного азота отбирают 2% баллонов от партии, но не менее двух баллонов при партии менее 100 баллонов.
     
     Для проверки потребителем качества жидкого азота пробу отбирают от каждой транспортной цистерны или 10% единиц продукции.
     
     2.5. Для проверки изготовителем и потребителем качества газообразного азота, транспортируемого в автореципиентах, пробу отбирают от каждого автореципиента.
     
     2.6. Для проверки изготовителем и потребителем качества газообразного азота, транспортируемого по трубопроводу, пробу отбирают не менее одного раза за 24 ч.
     
     2.7. При получении неудовлетворительных результатов анализа газообразного или жидкого азота хотя бы по одному из показателей должна проводиться повторная проверка на удвоенной выборке или удвоенном объеме проб от той же партии.
     
     Результаты повторных анализов распространяются на всю партию.
     
     

3. МЕТОДЫ АНАЛИЗА

     
     
     3.1. Методы отбора проб
     
     3.1.1. Пробу газообразного азота из баллонов или автореципиента отбирают при давлении (15±0,5) МПа (150±5) кгс/см или (20±1) МПа (200±10) кгс/см.
     
     Пробу газообразного азота из баллона, автореципиента или трубопровода отбирают непосредственно в прибор для анализа. Соединительные трубки от места отбора пробы до прибора должны быть продуты не менее чем десятикратным объемом анализируемого азота.
     
     Пробу газообразного азота из трубопровода отбирают с помощью газоотборной трубки из нержавеющей стали или другого коррозионно-стойкого материала с внутренним диаметром не менее 5 мм, введенной в трубопровод на глубину 1/3 его диаметра.
     
     Пробу газообразного азота для определения массовой концентрации водяных паров отбирают через трубку из нержавеющей стали, предварительно высушенную в сушильном шкафу.
     
     3.1.2. Пробу жидкого азота отбирают в установку (черт. 1), которая включает криогенный сосуд типа СК-6 по ГОСТ 16024-79, рассчитанный на давление 0,03 МПа (0,3) (кгс/см), с крышкой, снабженной двумя трубками, одна из которых доходит до дна сосуда, вторая - короткая, закрыта зажимом, и змеевиковый испаритель, изготовленный из трубки из нержавеющей стали длиной 500 мм с внутренним диаметром 1,5 мм, погруженный в сосуд с водой, или непосредственно в прибор для анализа через испаритель. Испаритель присоединяют к открытому вентилю емкости с жидким азотом после появления в нем капель жидкого азота.
     
     

1 - трубка резиновая с зажимом; 2 - медная трубка 6х1 мм; 3 - крышка; 4 - трубка резиновая; 5 - прокладка; 6 - испаритель; 7 - трубка из нержавеющей стали 3х0,7 мм; 8 - криогенный сосуд; 9 - сосуд с водой

Черт. 1

     
     Перед отбором пробы криогенный сосуд охлаждают небольшим количеством (50-100 см) анализируемого продукта. Неиспарившийся остаток жидкости выливают из сосуда и сразу вливают в него пробу жидкого азота, заполняя сосуд примерно на 1/2 объема.
     
     При открытом зажиме закрывают криогенный сосуд крышкой и присоединяют к нему испаритель, погруженный в сосуд с нагретой водой (50-60) °С. Короткую трубку присоединяют к баллону с газообразным азотом, открытием редукционного вентиля которого регулируют скорость поступления жидкого азота в испаритель.
     
     Пробу жидкого азота для определения содержания механических примесей, влаги и масла отбирают в стеклянную колбу вместимостью 1000 см.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.2. Определение объемной доли азота
     
     Объемную долю азота () в процентах вычисляют по разности между 100 и содержанием примесей
     

,

     
где  - объемная доля кислорода, %;
     
 - массовая концентрация водяных паров, г/м;
     
 - объемная доля водорода, %;
     
 - объемная доля суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СО, %;
     
     0,1335 - коэффициент пересчета г/м в объемную долю водяного пара, выраженную в процентах.
     
     Примечание. При определении объемной доли азота в газообразном продукте 1-го сорта массовую концентрацию водяных паров не учитывают.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     
     3.3. Определение объемной доли кислорода в количестве до 0,5%
     
     Объемную долю кислорода определяют колориметрическим методом, основанным на окислении одновалентной меди в двухвалентную. При этом бесцветный раствор медноаммиачного комплекса одновалентной меди окрашивается в синий цвет.
     
     3.3.1. Аппаратура, реактивы и растворы:
     
     колба 1-1000-2 по ГОСТ 1770-74;
     
     бюретки 6-2-1 и 6-2-5 по ГОСТ 20292-74;
     
     весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г 2-го класса точности с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г;
     
     аммиак водный по ГОСТ 3760-79, 25 и 4%-ный растворы;
     
     аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72;
     
     аргон газообразный по ГОСТ 10157-79;
     
     азот газообразный особой чистоты по настоящему стандарту;
     
     вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
     
     калий йодистый по ГОСТ 4232-74, 10%-ный раствор;
     
     кислота уксусная по ГОСТ 61-75, х. ч., ледяная;
     
     крахмал по ГОСТ 10163-76, 1%-ный раствор;
     
     натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия), ч.д.а., 0,05 моль/дм раствор;
     
     проволока медная круглая электротехническая по ГОСТ 2112-79 типа MM, диаметром 0,8-1,0 мм;
     
     медь хлористая (медь однохлористая) по ГОСТ 4164-79;
     
     смазка для кранов;
     
     аммиачный раствор однохлористой меди, готовят из расчета 12 г однохлористой меди, 36 г хлористого аммония, 145 см 25%-ного раствора аммиака на 1000 см воды. Раствор готовят в бутыли вместимостью 5-10 дм, заполненной спиралями из медной проволоки. В бутыль наливают воду и раствор аммиака, затем вносят навески хлористого аммония и однохлористой меди. Бутыль закрывают пробкой с двумя отводными трубками, одна из которых доходит до дна бутыли, вторая - короткая, не погружена в раствор.
     
     Раствор продувают через длинную трубку аргоном или азотом особой чистоты до полного растворения солей и обесцвечивания раствора. После этого раствор защищают от доступа воздуха с помощью резиновой камеры, заполненной инертным газом, или другими способами;
     
     медь сернокислая по ГОСТ 4165-78, 0,05 моль/дм раствор, готовят следующим образом: 12,484 г свежеперекристаллизованной сернокислой меди взвешивают на аналитических весах с погрешностью не более 0,0002 г и растворяют в воде в колбе вместимостью 1000 см. Для проверки титра переносят 25 см приготовленного раствора в коническую колбу, прибавляют 2-3 см уксусной кислоты и 10 см раствора йодистого калия. Выделившийся йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия; в конце титрования (бледно-желтая окраска раствора) прибавляют 2-3 см крахмала и титруют до исчезновения синей окраски.
     
     Поправочный коэффициент () для раствора сернокислой меди вычисляют по формуле
     

,

     
где  - объем точно 0,05 моль/дм раствора тиосульфата натрия, см;
     
     25 - объем раствора сернокислой меди, взятый для анализа, см.
     
     Образцовые растворы колориметрической шкалы готовят в пробирках (черт. 2). В каждую пробирку наливают раствор сернокислой меди в количествах, указанных в табл. 2, и затем доводят объем раствора до 25 см 4%-ным раствором аммиака.
          
     

Черт. 2

     
     Срок годности образцовых растворов - шесть месяцев.
     
     

Таблица 2

     
     Примечание. Объем кислорода, эквивалентный 1 см 0,05 моль/дм раствора сернокислой меди, вычисляют по формуле  см
     
     кислорода при 20 °С и 101,3 кПа.
     
     Если концентрация раствора сернокислой меди не точно 0,05 моль/дм, то значения, приведенные в графах 3 и 6, умножают на коэффициент .
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.3.2. Описание прибора
     
     Установка для определения кислорода (черт. 3) состоит из сосуда для анализа, бутыли со стеклянным сифоном для аммиачного раствора однохлористой меди и пробирок с образцовыми растворами.
          

I - промывка поглотительным раствором крана и коммуникаций; II - ввод раствора в объем Б; III - кран закрыт.

1 - кран серповидный; 2, 4, 6 - краны одноходовые; 3 - сосуд для анализа; 5 - сифон; 7 - камера резиновая, заполненная инертным газом; 8 - бутыль с поглотительным раствором

Черт. 3

     
     Сосуд для анализа типа СВ-7631М (черт. 4) имеет два объема  и , разделенные двухходовым краном 2, снабженным отростком для присоединения к месту отбора пробы, и одноходовым краном 1 для введения в сосуд поглотительного раствора. Вместимость объема  от 100 до 5000 см; вместимость объема  около 25 см.
          

I - соединение сосуда  с атмосферой; II - кран закрыт; III - соединение сосуда  с сосудом ; 1 - одноходовой кран;
2 - двухходовой кран

Черт. 4

     
     
     Сосуд 3 (черт. 3) имеет серповидный кран 1 для введения поглотительного раствора в объем  и кран 2 для присоединения к месту отбора пробы. Объемы  и  соединены трубкой небольшого диаметра с круговой меткой, ограничивающей вместимость объема  около 25 см.
     
     Вместимость объема  для сосудов всех типов определяют с погрешностью не более 0,1 см по объему воды или ее массе.
     
     В зависимости от объемной доли кислорода в анализируемом азоте используют сосуды вместимостью:
     
     около 100 см - для газообразного и жидкого азота с объемной долей кислорода до 0,5%;
     
     не менее 1000 см - для газообразного азота с объемной долей кислорода до 0,005%;
     
     не менее 5000 см - для газообразного и жидкого азота с объемной долей кислорода до 0,001%.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.3.3. Проведение анализа
     
     Краны 1 и 2 открывают и присоединяют сосуд для анализа к месту отбора пробы. Продувают сосуд не менее чем десятикратным объемом анализируемого газа.
     
     Уменьшив поток газа, закрывают кран 1, затем кран 2 и отсоединяют сосуд от места отбора пробы.
     
     Давление газа в сосуде выравнивают с атмосферным быстрым поворотом крана 2, кончик которого предварительно погружают в воду. Отмечают барометрическое давление и температуру помещения.
     
     Заполняют объем  через кран 1 раствором однохлористой меди, предварительно сливая из сифона первую порцию раствора. Закрывают кран 1.
     
     Подбирают образцовый раствор равной окраски с окраской раствора в объеме .
     
     Раствор однохлористой меди переливают в объем . Энергично встряхивают сосуд до полного поглощения раствором кислорода из анализируемого газа.
     
     Возвращают раствор в объем  и подбирают образцовый раствор равной окраски с окраской раствора в объеме .
     
     При использовании сосуда для анализа с серповидным краном окраску раствора однохлористой меди до поглощения кислорода не определяют.
     
     3.3.4. Обработка результатов
     
     Объемную долю кислорода () в процентах вычисляют по формуле
     

,

     
где  - объем кислорода, соответствующий выбранному образцовому раствору до поглощения кислорода, см;
     
 - объем кислорода, соответствующий выбранному образцовому раствору после поглощения кислорода, см;
     
 - объем газа, взятый для анализа, см, приведенный к 20 °С и 101,3 кПа по формуле
     

,

     
где  - объем газа, взятый для анализа, равный вместимости объема, А, см;
     
 - коэффициент для приведения объема сухого газа к 20°С и 101,3 кПа, указанный в табл. 3.
     
     При использовании сосуда для анализа с серповидным краном объемную долю кислорода () в процентах вычисляют по формуле
     

,

     
где  - объем газа, взятый для анализа, см, равный общей вместимости сосуда для анализа, включающей объемы ,  и внутренний объем трубки для отбора пробы до крана 2.
     
     За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 15%, относительно среднего результата определяемой величины при доверительной вероятности .
     
     

Таблица 3

     
     Допускается определение объемной доли кислорода в газообразном азоте, транспортируемом по трубопроводу, промышленными автоматическими газоанализаторами непрерывного действия по ГОСТ 13320-81. Погрешность измерения не должна превышать ±10 отн. %.
     
     Объемную долю кислорода допускается определять многошкальными приборами с гальванической ячейкой с твердым электролитом. При этом объемная доля водорода и горючих примесей в анализируемом азоте не должна превышать 1% от измеряемой объемной доли кислорода.
     
     При разногласиях в оценке объемной доли кислорода определение проводить по методу, изложенному в п. 3.3.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.4. Определение объемной доли кислорода в количестве свыше 0,5%
     
     Объемную долю кислорода определяют абсорбционным методом по изменению объема пробы азота после поглощения кислорода щелочным раствором пирогаллола.
     
     3.4.1. Реактивы, растворы и приборы:
     
     вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
     
     поглотительный раствор, готовят следующим образом: 44 г пирогаллола "А", взвешенного с погрешностью не более 0,01 г, растворяют в 132 см 37%-ного водного раствора гидроокиси калия; раствор наливают в поглотительный сосуд газоанализатора и заливают тонким слоем вазелинового масла;
     
     калия гидроокись, 37%-ный водный раствор;
     
     ланолин безводный;
     
     масло вазелиновое;
     
     жидкость запирающая, готовят растворением 61 г натрия сернокислого кристаллического по ГОСТ 4171-76 или 27 г натрия сернокислого безводного по ГОСТ 4166-76 и 10 г серной кислоты в 108 см воды. Жидкость подкрашивают добавлением нескольких капель раствора метилового оранжевого;
     
     метиловый оранжевый (индикатор) 0,1%-ный водный раствор;
     
     кислота серная по ГОСТ 4204-77;
     
     газоанализатор химический стеклянный переносной ручного действия по ГОСТ 6329-74 (типа ГХП) или газоанализатор для общего анализа природных и промышленных газов (типа ГХЛ) по ГОСТ 7018-75;
     
     цилиндр 1-250 по ГОСТ 1770-74;
     
     весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г 2-го класса точности с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.4 2. Проведение анализа
     
     При подготовке прибора ГХП заполняют один из поглотительных сосудов щелочным раствором пирогаллола, в уравнительную склянку наливают запирающую жидкость, соединяют части приборов встык резиновыми трубками и смазывают краны ланолином. Цилиндрические сосуды, в которых помещены измерительные бюретки, заполняют водой комнатной температуры.
     
     Перед проведением анализа прибором ГХП необходимо проверить герметичность кранов и всех соединений. Для этого с помощью уравнительной склянки устанавливают уровни жидкостей в бюретке и поглотительном сосуде на метках под кранами. Краны закрывают и опускают уравнительную склянку. При этом положение уровней жидкости не должно измениться.
     
     Промывают 2-3 раза коммуникации приборов анализируемым газом, отбирая в бюретку по 30-50 см газа и сбрасывая его в атмосферу. Затем отбирают в бюретку пробу газа (при атмосферном давлении).
     
     Соединяют краном бюретку с пипеткой, заполненной поглотительным раствором, и, поднимая уравнительную склянку, медленно переводят газ из бюретки в пипетку. Затем уравнительную склянку опускают и возвращают газ в бюретку. Прокачивание газа повторяют 3-4 раза, после чего измеряют объем непоглощенных газов в бюретке, выдержав газ перед измерением 1 мин. Повторяют прокачивание до постоянства объема непоглощенного газа.
     
     Анализ на приборе ГХЛ проводят по ГОСТ 5439-76, при этом используют один поглотительный сосуд, заполненный щелочным раствором пирогаллола.
     
     3.4.3. Обработка результатов
     
     Объемную долю кислорода () в процентах вычисляют по формуле
     

,

     
где 100 - первоначальный объем азота, см;
     
 - объем непоглощенных газов, см.
     
     За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 0,2% при доверительной вероятности .
     
     Допускается определение содержания кислорода в газообразном азоте, транспортируемом по трубопроводу и наполняемом в баллоны или автореципиенты промышленными автоматическими газоанализаторами непрерывного действия по ГОСТ 13320-81. Погрешность измерения не должна превышать ±10 отн. %.
     
     При разногласиях в оценке объемной доли кислорода определение проводить по методу, изложенному в п. 3.4.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.5. Определение массовой концентрации водяных паров в газообразном азоте
     
     Метод основан на извлечении водяных паров из анализируемого газа гигроскопическим веществом и одновременном электролитическом разложении извлекаемой воды на водород и кислород. При этом ток электролиза является мерой концентрации водяного пара в газе.
     
     Массовую концентрацию водяных паров определяют кулонометрическими влагомерами газов по ГОСТ 17142-78, рассчитанными на измерение микроконцентраций влаги, класса точности не ниже 4,0 (типа "Байкал-3" и др.).
     
     3.5.1. Описание прибора
     
     Датчик кулонометрического прибора состоит из двух чувствительных элементов - рабочего и контрольного, регулятора расхода, предназначенного для поддержания постоянного расхода анализируемого газа через чувствительные элементы, индикатора расхода и фильтра. Для уменьшения инерционности прибора служит обводная линия с дросселем.
     
     Чувствительный элемент датчика изготовлен из цилиндрического пластмассового корпуса, в котором размещены два металлических электрода. Между электродами нанесена пленка частично гидратированной пятиокиси фосфора.
     
     Ток электролиза измеряется микроамперметром.
     
     Шкала прибора градуирована в ррm (по объему). 1 ррm (по объему) равен 1 см/м или 1·10% (по объему).
     
     3.5.2. Проведение анализа
     
     Анализ проводят на приборе кулонометрического типа, при этом:
     
     прибор устанавливают на расстоянии не более двух метров от точки отбора пробы;
     
     трубки, соединяющие точку отбора пробы с прибором, должны быть из нержавеющей стали 12Х18Н10Т внутренним диаметром 2 мм;
     
     расход газа устанавливают равным (50±1) см/мин;
     
     переключатель диапазонов измерения устанавливают в такое положение, чтобы показания прибора были в пределах второй трети измерительной шкалы.
     
     3.5.3. Обработка результатов
     
     Массовую концентрацию водяных паров () в г/м и температуру насыщения в °С в зависимости от показаний прибора определяют по табл. 4.
     
     Объемную долю водяного пара () в процентах вычисляют по формуле
     

,

     
     где  - показания прибора, ррm (по объему).
     
     

Таблица 4

     
     Примечание. Массовую концентрацию водяного пара () в г/м вычисляют по формуле
     

,

     
где  - показания прибора, ppm (по объему);
     
     0,749·10 - коэффициент пересчета ppm (по объему) в г/м, равный массе 1 см водяного пара при 20°С и 101,3 кПа в граммах, вычисляют по формуле
     

.

     
     За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 10% относительно среднего результата определяемой величины при доверительной вероятности .
     
     Допускается определение массовой концентрации водяных паров приборами конденсационного типа (см. приложение 1).
     
     При разногласиях в оценке массовой концентрации водяных паров определение проводить по методу, изложенному в п. 3.5.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.6. Определение содержания капельной влаги в газообразном азоте 2-го сорта
     
     Баллон, наполненный азотом, устанавливают вентилем вниз и через 10 мин приоткрывают вентиль. При этом в вентиле не должна появляться вода.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.7. Определение содержания масла в газообразном азоте
     
     3.7.1. Материалы и приборы:
     
     вата медицинская гигроскопическая по ГОСТ 5556-81;
     
     трубка стеклянная длиной 10-11 см, диаметром 1,6 см с оттянутым концом;
     
     трубка стеклянная диаметром 0,5-0,6 см;
     
     реометр типа РДС по ГОСТ 9932-75;
     
     счетчик газа бытовой по технической документации, утвержденной в установленном порядке.
     
     3.7.2. Проведение анализа
     
     100 см азота пропускают со скоростью 2-3 дм/мин через стеклянную трубку диаметром 1,6 см, в которую вложен тампон из гигроскопической ваты. Узкий конец трубки длиной 2-3 см, диаметром 0,5-0,6 см соединяют резиновой трубкой с реометром или счетчиком газа. Второй широкий конец трубки закрывают резиновой пробкой со вставленной в нее стеклянной трубкой диаметром 0,5-0,6 см, которую присоединяют к баллону с азотом.
     
     Газообразный азот соответствует требованиям настоящего стандарта, если на тампоне не образуется масляного пятна.
     
     3.8. Определение содержания масла, механических примесей и влаги в жидком азоте
     
     3.8.1. Посуда и реактивы:
     
     колбы по ГОСТ 25338-82, вместимостью 1000 см;
     
     цилиндры мерные по ГОСТ 1770-74, вместимостью 10 см;
     
     пробирки по ГОСТ 25338-82, вместимостью 20 см;
     
     часы песочные на 5 мин;
     
     вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
     
     кислота уксусная по ГОСТ 61-75, х. ч., ледяная;
     
     эфир этиловый.
     
     3.8.2. Проведение анализа
     
     В сухую обезжиренную колбу наливают 1 дм азота. Медленно испаряют азот и отогревают колбу до комнатной температуры. На внутренней поверхности колбы не должно быть твердых частиц и капель воды.
     
     Для определения содержания масла наливают в колбу последовательно 2 см эфира и 2 см уксусной кислоты, смывают дно и стенки колбы и выливают раствор в пробирку для анализа. Затем к раствору добавляют 5 см воды.
     
     В контрольную пробирку наливают 8 см воды. Через 5 мин сравнивают мутность раствора и воды на черном фоне. При отсутствии масла прозрачность раствора должна соответствовать прозрачности воды в контрольной пробирке.
     
     3.9. Определение объемной доли водорода
     
     Метод основан на хроматографическом выделении водорода в токе газа-носителя воздуха на колонке, заполненной активированным углем, и его определении термохимическим детектором.
     
     3.9.1. Применяемые приборы и реактивы:
     
     хроматограф с термохимическим детектором типа Газохром 3101 ("Союз") (черт. 6);
     
     уголь активированный марки АР-3 или СКТ, фракция с размером частиц 0,25-0,50 мм;
     
     воздух сжатый;
     
     водород газообразный по ГОСТ 3022-80, марка  или ;
     
     аргон газообразный по ГОСТ 10157-79;
     
     набор сит типа СП-200;
     
     линейка измерительная металлическая по ГОСТ 427-75;
     
     секундомер по ГОСТ 5072-79;
     
     шприцы медицинские на 1 или 2 см и на 10 см.
     
     

1, 2 - колонки аналитические с активированным углем; 3 - колонка аналитическая с молекулярными ситами;
4, 5, 6 - дозаторы; 7 - элементы детектора рабочие; 8 - самописец типа КСП-4

Черт. 6*

______________________
     * Черт 5. (Исключен, Изм. N 2).
     
     3.9.2. Проведение анализа
     
     Анализ проводят на хроматографе типа Газохром 3101, при этом:
     
     пробу анализируемого газа объемом 5 см вводят через дозатор 4. Водород выделяется на колонке 1, заполненной активированным углем при комнатной температуре в токе газа-носителя воздуха (расход воздуха 80 см/мин). Записывают хроматограмму смеси при диапазоне шкалы регистратора М=1:1;
     
     для градуировки хроматографа вводят в прибор с помощью микродозатора три дозы водорода от 0,001 до 0,004 см, регистрируют хроматограммы в токе газа-носителя воздуха. Диапазон шкалы регистратора устанавливают при этом таким образом, чтобы высота пиков водорода была не менее 10% ширины диаграммной ленты регистратора. Измеряют высоту пиков водорода на хроматограммах. Строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс количество водорода в см, а по оси ординат - высоту пиков водорода, приведенную к минимальному масштабу, в миллиметрах. Градуировку и анализ проводят в одинаковых условиях.
     
     3.9.3. Обработка результатов
     
     Объемную долю водорода () в процентах вычисляют по формуле
     

,

     
где  - количество водорода, найденное по градуировочному графику, соответствующее высоте пика водорода в анализируемой пробе, см;
     
 - объем газа, взятый для анализа, см.
     
     За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,0005% при доверительной вероятности .
     
     Объемную долю водорода допускается определять многошкальным прибором "Лазурит" с твердоэлектролитной ячейкой и газоадсорбционным хроматографическим методом с применением хроматографа с высокочувствительным детектором по теплопроводности с порогом чувствительности по водороду не выше 0,2 ppm.
     
     При разногласиях в оценке объемной доли водорода определение проводить по методу, изложенному в п. 3.9.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.10. Определение объемной доли суммы углеродсодержащих соединений
     
     Объемную долю суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СО определяют титрометрическим методом, при этом окись углерода и углеводороды предварительно окисляют до двуокиси углерода окисью меди при 800-850°С. Двуокись углерода поглощают раствором гидрата окиси бария и определяют обратным титрованием раствором соляной кислоты.
     
     Относительная погрешность единичного определения составляет 5%.
     
     3.10.1. Реактивы, растворы и приборы:
     
     азот газообразный особой чистоты по настоящему стандарту, очищенный дополнительно от двуокиси углерода с помощью аскарита;
     
     вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72, свежепрокипяченная;
     
     барий хлористый по ГОСТ 4108-72;
     
     аскарит;
     
     кислота соляная, раствор концентрации  (НСl)=0,02 моль/дм, готовят из фиксанала соляной кислоты;
     
     окись меди гранулированная по ГОСТ 16539-79;
     
     спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-72, высший сорт;
     
     фенолфталеин (индикатор) по ГОСТ 5850-72, 0,1%-ный спиртовой раствор;
     
     бария гидрат окиси по ГОСТ 4107-78, раствор концентрации  (Ва(ОН))=0,02 моль/дм (0,02 н.); готовят следующим образом: 3,5 г Ва(ОН)·8НО и 0,7 г BaCl·2HO растворяют в 200-300 см горячей воды в мерной колбе вместимостью 1000 см; охлажденный раствор доводят водой до метки и фильтруют в токе азота. Раствор должен быть защищен от доступа воздуха;
     
     счетчик газовый барабанный по технической документации, утвержденной в установленном порядке;
     
     бюретки по ГОСТ 20292-74, вместимостью 25 или 50 см, с ценой деления 0,1 см;
     
     цилиндр 1-500 по ГОСТ 1770-74;
     
     весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г 2-го класса точности с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.10.2. Описание прибора
     
     Установка для анализа (черт. 7) состоит из электрической печи, рассчитанной на нагревание до 900°С, кварцевой трубки с внутренним диаметром от 25 до 30 мм, заполненной окисью меди, стеклянного абсорбера (черт. 8) и газового барабанного счетчика.
     
     

1 - электрическая печь; 2 - кварцевая трубка; 3 - окись меди; 4 - абсорбер; 5 - газовый барабанный счетчик

Черт. 7

1 - стеклянная перемычка, 2 - пять полных витков трубки диаметром 6-7 мм

Черт. 8

          
     3.10.3. Проведение анализа
     
     Перед проведением анализа определяют концентрацию раствора гидрата окиси бария (контрольная проба). Для этого отбирают 20 см раствора и титруют в токе азота, очищенного от двуокиси углерода, раствором соляной кислоты в присутствии раствора фенолфталеина.
     
     Анализируемый азот пропускают через трубку с окисью меди, нагретую до 800-850 °С, в течение 10 мин со скоростью около 5 дм/ч и выбрасывают в атмосферу. Затем, не изменяя скорости азота, присоединяют к трубке абсорбер, в который предварительно вливают 20 см раствора гидрата окиси бария.
     
     Пропускают через установку 30 дм анализируемого азота, поддерживая скорость газа 10 дм/ч. После этого раствор в абсорбере титруют в токе азота, очищенного от двуокиси углерода, соляной кислотой в присутствии 2-3 капель раствора фенолфталеина.
     
     При падении активности окиси меди необходимо ее регенерировать с помощью потока воздуха, пропускаемого через трубку с окисью меди со скоростью 5 дм/ч при температуре печи 450-500°С.
     
     3.10.4. Обработка результатов
     
     Объемную долю суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СО () в процентах вычисляют по формуле
     

,

     
где  - объем соляной кислоты, израсходованный на титрование контрольной пробы, см;
     
 - объем соляной кислоты, израсходованный на титрование остатка гидрата окиси бария в абсорбере, см;
     
 - объем газа, взятый для анализа, приведенный к 20 °С и 101,3 кПа, см;
     
     0,24 - объем двуокиси углерода, соответствующий 1 см раствора концентрации  [Ва(ОН)]=0,02 моль/дм (0,02 н.), см        
     Объемную долю суммы углеродсодержащих соединений допускается определять газохроматографическим методом с применением хроматографа с пламенно-ионизационным детектором (см. рекомендуемое приложение 3).
     
     При разногласиях в оценке объемной доли суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СО определение проводить по методу, изложенному в п. 3.10.
     
     Примечание. 1 см 0,02 моль/дм (0,02 н.) раствора гидрата окиси бария эквивалентен  см двуокиси углерода, то есть 0,24 см двуокиси углерода.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     3.11. Объемную долю кислорода, водорода и суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СО допускается определять газоадсорбционным хроматографическим методом с применением хроматографа с высокочувствительным детектором с порогом чувствительности по каждой определяемой примеси не выше 0,1 ppm.
     
     (Введен дополнительно, Изм. N 2).
     
     

4. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

     
     
     4.1. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение газообразного и жидкого технического азота и азота особой чистоты - по ГОСТ 26460-85, при этом:
     
     номинальное давление азота при 20 °С в баллонах и автореципиентах (15,0±0,5) МПа (150±5) кгс/см) или (20,0±1,0) МПа (200±10) кгс/см);
     
     технический газообразный азот высшего сорта поставляется только по трубопроводу.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     4.2-4.6. (Исключены, Изм. N 2).
     
     

5. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

     
     
     5.1. Изготовитель гарантирует соответствие качества газообразного и жидкого азота требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий хранения и транспортирования.
     
     5.2. Гарантийный срок хранения газообразного азота - 18 мес. со дня изготовления продукта.
     
     5.1-5.2. (Измененная редакция, Изм. N 2).
     
     

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

     
     
     6.1. Азот нетоксичен, невзрывоопасен.
     
     6.2. Накопление газообразного азота вызывает явление кислородной недостаточности и удушья. Содержание кислорода в воздухе рабочей зоны должно быть не менее 19% (по объему).
     
     6.3. Жидкий азот - низкокипящая жидкость, которая может вызвать обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз. При отборе проб жидкого азота необходимо работать в защитных очках.
     
     6.4. При повышении в жидком азоте содержания кислорода до 30% (по объему) (например, в результате испарения жидкого азота) возможно образование пожаро-, взрывоопасных смесей с органическими веществами. Поэтому в ваннах или других открытых сосудах, предназначенных для проведения работ в среде жидкого азота, присутствие масел, органических растворителей и других пожаро-, взрывоопасных веществ недопустимо.
     
     Перед использованием и проведением работ с применением жидкого азота должна проводиться проверка содержания в нем кислорода.
     
     Слив жидкого азота должен проводиться в специально отведенных местах, не имеющих покрытий из асфальта, дерева или других органических материалов.
     
     6.5. Перед проведением ремонтных работ или освидетельствованием бывшей в эксплуатации транспортной или стационарной емкости жидкого азота ее необходимо отогреть до температуры окружающей среды и продуть воздухом.
     
     Начинать работать разрешается только после того, как содержание кислорода внутри цистерны и оборудования будет не менее 19% (по объему).
     
     6.6. При работе в атмосфере азота необходимо пользоваться изолирующим кислородным прибором или шланговым противогазом.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое

     
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДЯНЫХ ПАРОВ КОНДЕНСАЦИОННЫМ МЕТОДОМ

     
     
     1. Содержание водяных паров определяют приборами конденсационного типа с пороговой чувствительностью не ниже 0,01 г водяного пара в 1 м газа при 20 °С и 101,3 кПа.
     
     Погрешность прибора не должна превышать 10 отн. %.
     
     Метод основан на измерении температуры насыщения газа водяными парами при появлении росы на охлажденной зеркальной поверхности.
     
     Анализ проводят по инструкции, приложенной к прибору.
     
     Массовую концентрацию водяных паров в г/м при 20 °С и 101,3 кПа определяют в зависимости от температуры насыщения и давления азота в приборе при проведении анализа по таблице.
     
     

     
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

     
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА АЗОТА, ОТПУСКАЕМОГО ПОТРЕБИТЕЛЮ

     
     
     1. Объем газообразного азота в стальном баллоне () в м при 20 °С и 101,3 кПа вычисляют по формуле
     

,

     
где  - вместимость баллона, дм. В расчетах принимается среднестатистическая величина вместимости баллонов не менее чем из 100 шт.;
     
 - коэффициент для вычисления объема газа в баллоне, учитывающий сжимаемость азота, давление и температуру газа в баллоне, вычисляют по формуле
     

,

     
где  - давление газа в баллоне, измеренное манометром, кгс/см;
     
     0,968 - коэффициент пересчета технических атмосфер (кгс/см) в физические атмосферы;
     
 - температура газа в баллоне при измерении давления, °С;
     
 - коэффициент сжимаемости азота при температуре °С, указанный в таблице.
     
     

     
     Например, при поставке газообразного азота в баллонах по ГОСТ 949-73 вместимостью 40 дм количество газа в баллоне при рабочем давлении 150 кгс/см при 20 °С составляет
     

 м.

     
     2. Количество жидкого азота, отпускаемого потребителю в транспортных цистернах, определяют по указателю уровня жидкого азота (УЖА) в тоннах.
     
     При переводе массы жидкого азота в м газообразного азота при 20 °С и 101,3 кПа пользуются формулой
     

,

     
где  - масса жидкого азота, т;
     
     1,165 - плотность газообразного азота, кг/м.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое

     
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОЙ ДОЛИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ГИДРИРОВАНИЕМ ОКИСИ И ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА

     
1. Аппаратура, материалы и реактивы

     
     
     Хроматограф с пламенно-ионизационным детектором, с порогом чувствительности по пропану не выше 2,5·10 мг/с.
     
     Реактор-трубка из нержавеющей стали диаметром от 3 до 5 мм, длиной 100-300 мм, наполненная катализатором, помещенная в печь, рассчитанную на нагревание до температуры 500 °С.
     
     Вспомогательное оборудование для хроматографического анализа:
     
     лупа измерительная по ГОСТ 25706-83, 16, с ценой деления 1 мм;
     
     линейка металлическая по ГОСТ 427-75;
     
     набор сит типа СП-200 или сита аналогичного типа;
     
     шприцы медицинские вместимостью 1 и 10 см;
     
     секундомер механический по ГОСТ 5027-79;
     
     расходомер пенный.
     
     Азот по ГОСТ 9293-74, газообразный особой чистоты, дополнительно очищенный от углеродсодержащих соединений до объемной доли не более 0,0001%.
     
     Водород технический по ГОСТ 3022-80, марки А или Б высшего coрта, дополнительно очищенный от углеродсодержащих соединений до объемной доли не более 0,0001%.
     
     Воздух для питания пневматических приборов и средств автоматизации.
     
     Метан газообразный чистый с объемной долей основного вещества не менее 99,6%.
     
     Азот жидкий технический по ГОСТ 9293-74.
     
     Никель азотнокислый по ГОСТ 4055-78.
     
     Силикагель технический по ГОСТ 3956-76 марки КСМ или окись алюминия активная по ГОСТ 8136-76, фракция с размером частиц 0,25-0,5 мм, и другие инертные носители.
     
     Смеси градуировочные метана с азотом с объемной долей метана от 0,0001 до 0,001%, не менее трех смесей.
     
     Смесь поверочная двуокиси углерода с азотом с объемной долей двуокиси углерода 0,01-0,05%.
     
     

2. Подготовка к анализу

     
     
     2.1. Устанавливают в хроматографе газохроматографическую колонку, не заполненную адсорбентом (длиной не более 1 м).
     
     Катализатор для наполнения реактора готовят следующим образом. Высушивают адсорбент при 180-200 °С в течение 4 ч в сушильном шкафу, помещают в фарфоровую чашку и заливают раствором азотнокислого никеля (на 20 г адсорбента около 10 г Ni(NО)·6HO, растворенного в воде. Адсорбент должен быть полностью погружен в раствор. Избыток растворителя выпаривают. Массу прокаливают при температуре 600-800 °С до прекращения выделения окислов азота, затем охлаждают, наполняют реактор, присоединяют его к хроматографу и восстанавливают образовавшуюся окись никеля до металлического никеля в токе водорода (расход 60 см/мин) при 400-500 °С в течение 4 ч. Активность катализатора проверяют с помощью поверочной газовой смеси двуокиси углерода в азоте. Путем гидрирования на катализаторе по высоте пика метана определяют объемную долю двуокиси углерода в смеси и сравнивают ее с известным содержанием двуокиси углерода в данной смеси. Допускаемое расхождение результатов - не более 5%.
     
     Дополнительную очистку водорода проводят в двух колонках, первая из которых наполнена ангидроном, вторая - высушенным и прокаленным синтетическим цеолитом. Вторая колонка охлаждается жидким азотом. Дополнительная очистка азота - окисью меди при температуре 700-750 °С с последующим удалением влаги и двуокиси углерода в двух колонках, как указано выше.
     
     Градуировочную смесь готовят объемно-манометрическим методом в баллонах по ГОСТ 949-73 путем дозирования в них метана и последующего заполнения баллона азотом до принятого расчетного давления смеси.
     
     Дозу метана (), см, вычисляют по формуле
     

,

     
где  - объемная доля метана в смеси, см/м;
     
 - вместимость баллона, дм;
     
 - расчетное абсолютное давление смеси в баллоне, кгс/см.
     
     Баллон подготавливают путем двукратного вакуумирования до остаточного давления 2-5 мм рт. ст. с промежуточном заполнением сухим азотом до давления 0,5-1,0 МПа (5-10 кгс/см). Метан вводят в вакуумированный баллон с помощью шприца через резиновую мембрану, вставленную в вентиль баллона. Затем выравнивают давление в баллоне с атмосферным, после чего вводят азот до расчетного давления, измеряемого образцовым манометром.
     
     Смесь выдерживают в течение 7-10 дней для равномерного распределения компонентов в объеме баллона.
     
     Не допускается использование смеси после падения давления в баллоне ниже 0,2 МПа (2 кгс/см).
     
     2.2. Градуировка хроматографа
     
     Хроматографическую установку (чертеж) градуируют методом абсолютной градуировки, используя для этого градуировочные смеси. По хроматограммам градуировочных смесей строят градуировочный график зависимости высоты пика метана в миллиметрах, приведенной к чувствительности регистратора M1, от объемной доли метана в процентах.
     
     Условия градуировки. Расход газа-носителя азота 30-60 см/мин, водорода 30-40 см/мин, воздуха 250-300 см/мин, доза градуировочной смеси 1-2 см. Чувствительность регистратора устанавливают опытным путем в зависимости от состава градуировочной смеси и типа хроматографа.
     
     Градуировочный график строят по средним значениям высоты пиков метана, рассчитанным по результатам не менее трех параллельных определений.
     
     Градуировку проверяют один раз в три месяца.
     
     Допускается градуировка методом экспоненциального разбавления с помощью колбы-мешалки, в которую вводят дозу газа-примеси и газ-разбавитель (азот).
     
     

3. Проведение анализа

     
     
     Пробу анализируемого газа вводят в хроматограф с помощью дозатора. Температура реактора 350-450 °С. Расход газа-носителя, водорода и воздуха должен быть идентичен принятому при градуировке прибора.
     
     Чувствительность регистратора выбирают такой, чтобы пик определяемой примеси был максимальным в пределах диаграммной ленты регистратора.
     
     

1 - баллон с анализируемым газом; 2 - баллон с газом-носителем; 3 - редуктор баллона; 4 - вентиль тонкой регулировки; 5 - дозатор; 6 - реактор; 7 - детектор пламенно-ионизационный; 8 - измерительный прибор

     
     
4. Обработка результатов

     
     
     Объемную долю суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СО () в процентах определяют по градуировочному графику по высоте пика метана, приведенной к чувствительности регистратора M1.
     
     За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 15% относительно среднего результата определяемой величины при доверительной вероятности 0,95.
     
     Приложение 3. (Введено дополнительно, Изм. N 2).
     
     
     
     Текст документа сверен по:
     официальное издание
     Госстандарт СССР -
     М.: Издательство стандартов, 1990