CN108663473B - 一种钢板表面氯离子含量的测定方法 - Google Patents

一种钢板表面氯离子含量的测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钢板表面氯离子含量的测定方法，解决现有热轧钢板、酸洗钢板及电镀锡基板表面氯离子含量测定精度低的技术问题。本发明的技术方案为：一种钢板表面氯离子含量的测定方法，包括以下步骤：1)配置钢板表面氯离子含量的离子色谱检测条件；2)制备试样钢板；3)对试样表面进行脱脂；4)提取钢板试样表面的氯离子；5)制备待测溶液；6)测定待测溶液中氯离子的浓度；7)计算钢板表面氯离子的含量。本发明方法检测数据准确度高、操作简便、劳动强度低，满足了钢板表面氯离子含量的准确测量。

Description

一种钢板表面氯离子含量的测定方法
技术领域
本发明涉及一种钢板表面氯离子含量的测定方法，具体而言，涉及热轧钢板、酸洗钢板及电镀锡基板表面氯离子含量的测定方法，属于金属材料表面检测分析技术领域。
背景技术
采用热连轧机组，将连铸钢坯经过粗轧、精轧工序轧制加工成热轧钢板，采用浊环水冲洗和层流水控制冷却钢板，因循环使用的水中含有300～400ppm的氯离子，导致热轧钢板表面附着有氯离子。热轧钢板在进行冷轧轧制加工之前，需要进行酸洗、漂洗等工序，酸洗主要采用盐酸去除钢板表面的二价铁和三价铁等铁锈，漂洗主要对酸洗后的钢板进行冲刷，去除酸洗后钢板表面残留的酸液。虽然经过多次清洗，还是会有少量的氯离子残留在钢板表面。电镀锡基板经碱洗、酸洗工序后，电镀锡基板表面也会附着有氯离子。氯离子是一种活性很高的腐蚀性离子，具有很强的穿透性，对钢板表面产生氧化锈蚀。钢板表面残留的氯离子会造成氧化铁皮、孔洞、点锈等表面质量缺陷，最终影响企业经济效益。
对于钢板表面氯离子含量检测方法目前还没有相应的国家标准，现有技术中，也有关于钢板表面氯离子含量检测方法的报道，申请公布号CN102854163A的中国专利公开了一种冷轧后钢板或带钢表面氯离子含量测定方法，该方法将测试钢板放入2％～10％的稀硝酸溶液后加热到50～80℃，再加入占溶液总体积5％～30％的异丙醇并浸泡10～30min，蒸发定容后，在紫外分光光度计上测定氯离子的浓度。由于硝酸为氧化性酸，与钢板表面FeO等氧化铁皮反应很缓慢，所以较难将氯离子完全转移到溶液中，存在氯离子提取不完的测量局限性。
申请号公布号CN104165948A的中国专利公开了一种测量冷轧薄板表面残留氯离子含量的方法，亦采用5％～10％的稀硝酸作为溶剂，将残留氯离子溶解在稀硝酸中后用离子色谱仪检测，由于硝酸离子的色谱峰与氯离子的色谱峰出峰时间相邻，大量的硝酸根色谱峰会干扰残留的氯离子色谱峰，造成结果偏差。
文献《表面污染物对冷轧低碳钢板耐大气腐蚀性能的影响》(邹美平、郦希、钟庆东、徐乃欣，腐蚀与防护，第23卷第5期，2002(5)196-198页)介绍了上海宝钢冷轧厂采用0.5％碳酸钠标准溶液冲洗钢板表面，再利用毛细管电泳仪来测定钢板表面氯离子含量。由于钢板表面除有氯离子外，还有残油、残铁等残留物，单利用碳酸钠溶液冲洗，不能将包裹在残油、残铁中的氯离子全部清洗出来。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢板表面氯离子含量的测定方法，解决现有热轧钢板、酸洗钢板及电镀锡基板表面氯离子含量测定精度低的技术问题，本发明方法克服了钢板表面氯离子提取不完、提取液对氯离子谱峰干扰的技术问题，提高了测量精度。
本发明采用的技术方案是，一种钢板表面氯离子含量的测定方法，包括以下步骤：
1)配置钢板表面氯离子含量的离子色谱检测条件，采用阴离子分析柱，柱温为25～35℃，载气压力为0.2～0.5MPa；在线产生的EGC-KOH淋洗液，采用等度淋洗，淋洗液浓度为5～30mmol/l，流速为0.8～1.2ml/min；抑制器电流为20～75mA；
2)制备钢板试样，在无污染、无锈蚀的待测钢板上截取一块表面尺寸为50mm×50mm试样，用耐酸碱胶带封闭试样的横截面和纵截面；
3)对试样表面进行脱脂，将钢板试样置于烧杯1中，向烧杯1中加入20～80ml质量浓度为5.0～30g/L OP系列脱脂剂溶液浸没试样，将烧杯1置于温度为20～70℃、频率为30～50KHz超声波震荡器中震荡10～20min；
4)提取钢板试样表面的氯离子，向烧杯1中加入2～8ml质量浓度为2～5g/L六次甲基四胺溶液和50～100ml酸，所述酸选自质量浓度为l.0～50g/L的草酸、质量浓度为1.0～120g/L的柠檬酸、由质量浓度为1.0～20g/L草酸与质量浓度为l.O～60g/L的柠檬酸混合成的混合酸三者中的任一种，将烧杯1置于温度为20～70℃、频率为40～60KHz超声波震荡器中震荡10～40min；
5)制备待测溶液，从烧杯1中取出试样，将试样置于烧杯2中，在烧杯2中用二次去离子水冲洗试样表面；分别将烧杯1和烧杯2中的试样提取液转移至同一个250ml容量瓶中，用二次去离子水将容量瓶溶液定容至250mL，摇匀后静置；取容量瓶中的上层清液，用0.20～0.40微米滤膜对上层清液进行过滤，用On-Guard RP柱去除滤液中的有机物，弃去5～10ml的初始液，制备成待测溶液，将待测溶液转移到试样瓶中；
6)测定待测溶液中氯离子的浓度，用离子色谱仪测定试样瓶内待测溶液中氯离子的浓度；
7)计算钢板表面氯离子的含量，钢板表面氯离子的含量根据公式G＝(0.5×C×V×10-3)/S计算，式中，G为试样表面的氯离子含量，单位为mg/m2；C为待测溶液中氯离子的浓度，单位为mg/l；V为试样提取液的定容体积，单位为ml；S为试样的表面积，单位为m2。
进一步，步骤3)中OP系列脱脂剂为OP4、OP7、OP9、OP10、OP13、OP15、OP20、OP30、OP40和OP50中的任一种。
进一步，对试样表面进行脱脂时，控制超声波震荡器中超声波的频率为30～40KHz，效果为佳；
进一步，提取试样表面的氯离子时，控制超声波震荡器中超声波的频率为40～50KHz，效果为佳。
本发明方法采用本发明使用OP系列脱脂剂，将包裹在钢板表面残油中的氯离子全部清洗出来，使氯离子提取更完全；采用还原性的草酸和柠檬酸作为氯离子提取液，更有利于钢板表面氧化物的分解，且草酸及柠檬酸色谱峰与氯离子色谱峰相距较远，有效解决了大量相邻谱峰的检测干扰问题。
本发明检测范围广，采用胶带封边的方式，避免厚板四个截面中氯离子溶出，可以精确检测任何厚度热轧钢板、酸洗钢板及电镀锡基板表面氯离子含量。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明方法采用还原性的草酸和柠檬酸作为氯离子提取液，有效解决了大量相邻谱峰的检测干扰问题，实现了钢板表面氯离子含量的准确测定。2、本发明方法实现了钢板表面氯离子含量的准确测定，其检测数据准确度高、操作简便、劳动强度低、可操作性强，检测自动化程度高。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种钢板表面氯离子含量的测定方法，包括以下步骤：
1)配置钢板表面氯离子含量的离子色谱检测条件，采用容量为4mm×250mm的AS17阴离子分析柱，柱温为30℃，样品进样量为25ul，载气压力为0.3MPa；在线产生的EGC-KOH淋洗液，采用等度淋洗，淋洗液浓度为30mmol/l，流速为1.0ml/min；抑制器电流为75mA；
2)制备钢板试样，在无污染、无锈蚀的待测热轧钢板上截取一块尺寸为50mm×50mm×2mm试样，用耐酸碱胶带封闭试样的横截面和纵截面；
3)对试样表面进行脱脂，将钢板试样置于烧杯1中，向烧杯1中加入30ml质量浓度为15g/L OP10脱脂剂溶液浸没试样，将烧杯1置于温度为60℃、频率为35KHz超声波震荡器中震荡10min；
4)提取钢板试样表面氯离子，向烧杯1中加入2ml质量浓度为2g/L六次甲基四胺溶液和50ml质量浓度为20g/L草酸，将烧杯1置于温度为40℃、频率为45KHz超声波震荡器中震荡30min；
5)制备待测溶液，从烧杯1中取出试样，将试样置于烧杯2中，在烧杯2中用二次去离子水冲洗试样表面；分别将烧杯1和烧杯2中的试样提取液转移至同一个250ml容量瓶中，用二次去离子水将容量瓶溶液定容至250mL，摇匀后静置；取容量瓶中的上层清液，用0.22微米滤膜对上层清液进行过滤，用On-Guard RP柱去除滤液中的有机物，弃去5～10ml的初始液，制备成待测溶液，将待测溶液转移到5ml试样瓶中；
6)测定待测溶液中氯离子的浓度，用离子色谱仪测定试样瓶内待测溶液中氯离子的浓度；
7)计算钢板表面氯离子的含量，钢板表面氯离子的含量根据公式G＝(0.5×C×V×10-3)/S计算，式中，G为试样表面的氯离子含量，单位为mg/m2；C为待测溶液中氯离子的浓度，单位为mg/l；V为试样提取液的定容体积，单位为ml；S为试样的表面积，单位为m2。
本发明方法的准确度和精密度通过试样的加标回收实验和精密度实验得到确认。
回收实验，在已知氯离子含量的钢板提取液中加入氯标准溶液，按本发明方法，检测试样的加标回收率，试验结果见表1。
表1试样加标回收实验
加入氯标准溶液，mg 回收量，mg 回收率，％
0.20 0.2054 102.7
0.40 0.4023 100.6
0.60 0.5968 99.5
0.80 0.8026 100.3
1.00 0.9897 99.0
精密度实验；试样1为热轧钢板、试样2为冷轧薄板。对两组试样表面氯离子含量进行11次精密度实验，分析结果见表2。
表2试样精密度实验
Figure GDA0002384199500000041
上述实验结果表明，试样的加标回收率在99％～103％之间，回收率较高，RSD小于1.5％，检测数据精密度较好，能真实反映钢板表面氯离子含量，满足生产工艺对产品表面质量影响研究的需求。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种钢板表面氯离子含量的测定方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
1)配置钢板表面氯离子含量的离子色谱检测条件，采用阴离子分析柱，柱温为25～35℃，载气压力为0.2～0.5MPa；在线产生的EGC-KOH淋洗液，采用等度淋洗，淋洗液浓度为5～30mmol/l，流速为0.8～1.2ml/min；抑制器电流为20～75mA；
2)制备钢板试样，在无污染、无锈蚀的待测钢板上截取一块表面尺寸为50mm×50mm试样，用耐酸碱胶带封闭试样的横截面和纵截面；
3)对试样表面进行脱脂，将钢板试样置于烧杯1中，向烧杯1中加入20～80ml质量浓度为5.0～30g/L OP系列脱脂剂溶液浸没试样，将烧杯1置于温度为20～70℃、频率为30～50KHz超声波震荡器中震荡10～20min；
4)提取钢板试样表面的氯离子，向烧杯1中加入2～8ml质量浓度为2～5g/L六次甲基四胺溶液和50～100ml酸，所述酸选自质量浓度为l.0～50g/L的草酸、质量浓度为1.0～120g/L的柠檬酸、由质量浓度为1.0～20g/L草酸与质量浓度为l.0～60g/L的柠檬酸混合成的混合酸三者中的任一种，将烧杯1置于温度为20～70℃、频率为40～60KHz超声波震荡器中震荡10～40min；
5)制备待测溶液，从烧杯1中取出试样，将试样置于烧杯2中，在烧杯2中用二次去离子水冲洗试样表面；分别将烧杯1和烧杯2中的试样提取液转移至同一个250ml容量瓶中，用二次去离子水将容量瓶溶液定容至250mL，摇匀后静置；取容量瓶中的上层清液，用0.20～0.40微米滤膜对上层清液进行过滤，用On-Guard RP柱去除滤液中的有机物，弃去5～10ml的初始液，制备成待测溶液，将待测溶液转移到试样瓶中；
6)测定待测溶液中氯离子的浓度，用离子色谱仪测定试样瓶内待测溶液中氯离子的浓度；
7)计算钢板表面氯离子的含量，钢板表面氯离子的含量根据公式G＝(0.5×C×V×10-3)/S计算，式中，G为试样表面的氯离子含量，单位为mg/m2；C为待测溶液中氯离子的浓度，单位为mg/l；V为试样提取液的定容体积，单位为ml；S为试样的表面积，单位为m2。
2.如权利要求1所述的一种钢板表面氯离子含量的测定方法，其特征是，
步骤3)中OP系列脱脂剂为OP4、OP7、OP9、OP10、OP13、OP15、OP20、OP30、OP40和OP50中的任一种。
3.如权利要求1所述的一种钢板表面氯离子含量的测定方法，其特征是，步骤3)对试样表面进行脱脂时，控制超声波震荡器中超声波的频率为30～40KHz。
4.如权利要求1所述的一种钢板表面氯离子含量的测定方法，其特征是，步骤4)提取试样表面的氯离子时，控制超声波震荡器中超声波的频率为40～50KHz。
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