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 с относительной погрешностью измерений не выше 10 %.
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. № 2, 3).
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», растворяют в 132 см3 водного раствора гидроокиси калия с массовой долей 37%; раствор наливают в
поглотительный сосуд газоанализатора и заливают тонким слоем вазелинового масла;
калия гидроокись, водный раствор с массовой долей 37%;
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 см3 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 типа КГА;
цилиндр 1-250 по ГОСТ 1770-74;
весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г 2-го класса точности.
(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).
3.4.2. Проведение анализа
Анализ на приборе типа КГА проводят по ГОСТ 5439-76, при этом используют один поглотительный сосуд, заполненный щелочным раствором пирогаллола.
(Новая редакция, Изм. № 3).
3.4.3. Обработка результатов
Объемную долю кислорода (X1) в процентах вычисляют по формуле
X1=100 - V,
где 100 - первоначальный объем азота, см3;
V - объем непоглощенных газов, см3.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, абсолютное расхождение между которыми не превышает допускаемое расхождение, равное 0,2%.
Допускаемая абсолютная суммарная погрешность результата анализа ±0,2% при доверительной вероятности 0,95.
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. № 2, 3).
3.5. Определение объемной доли водяного пара в газообразном азоте
3.5.1. Аппаратура
Влагомеры газов кулонометрические, рассчитанные на измерение микроконцентраций водяного пара (типа «Байкал-3» и др.), с относительной погрешностью измерения не выше 10 % в области измерений от 0 до 20 млн-1 (ppm) и не выше 5% при более высоких концентрациях.
3.5.2. Проведение анализа
Кулонометрический метод основан на непрерывном количественном извлечении водяного пара из испытуемого газа гигроскопичным веществом и одновременном электролитическом разложении извлекаемой воды на водород и кислород, при этом ток электролиза является мерой концентрации водяного пара.
Прибор соединяют с точкой отбора трубкой из нержавеющей стали. Расход газа устанавливают (50±1) см3/мин. Переключатель диапазонов измерения устанавливают так, чтобы показания прибора были в пределах второй трети измерительной шкалы, градуированной в миллионных долях (ppm). Ток электролиза измеряется микроамперметром.
Температура баллона с анализируемым газом должна быть не ниже 15°С. Анализ проводят по инструкции, прилагаемой к прибору.
3.5.3. Обработка результатов
Объемную долю водяного пара (X3) в млн-1 определяют в соответствии с установившимися показаниями прибора.
Допускается определять объемную долю водяного пара конденсационным методом, приведенным в приложении 1.
При разногласиях в оценке объемной доли водяного пара анализ проводят кулонометрическим методом.
(п. 3.5 новая редакция, Изм. № 3).
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. № 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 или счетчик газовый барабанный типа РГ-700.
(Измененная редакция, Изм. № 3).
3.7.2. Проведение анализа
100 см3 азота пропускают со скоростью 2-3 дм3/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.
3.8.1. Посуда и реактивы:
колбы по ГОСТ 25336-82, вместимостью 1000 см3;
цилиндры мерные по ГОСТ 1770-74, вместимостью 10 см3;
пробирки по ГОСТ 25336-82, вместимостью 20 см3;
часы песочные на 5 мин;
вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
кислота уксусная по ГОСТ 61-75, х. ч., ледяная;
эфир этиловый.
(Измененная редакция, Изм. № 3).
3.8.2. Проведение анализа
В сухую обезжиренную колбу наливают 1 дм3 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 см3 эфира и 2 см3 уксусной кислоты, смывают дно и стенки колбы и выливают раствор в пробирку для анализа. Затем к раствору добавляют 5 см3 воды.
В контрольную пробирку наливают 8 см3 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
3.9.1. Аппаратура Многошкальные газоанализаторы с гальванической ячейкой с твердым электролитом типа «Лазурит» или другие с относительной погрешностью не выше 10%.
3.9.2. Проведение анализа
Принцип работы газоанализатора основан на реакции взаимодействия водорода с кислородом в реакторе при высокой температуре в присутствии катализатора, измерении с помощью кулономерического чувствительного элемента количества образовавшейся в результате этой реакции влаги и последующем определении остаточного количества водорода с помощью твердоэлектролитного чувствительного элемента.
Подготовка к анализу и его проведение выполняются согласно инструкции по эксплуатации прибора.
3.9.3. Обработка результатов
Объемную долю водорода (X3) в процентах определяют в соответствии с установившимися показаниями прибора.
Объемную долю водорода допускается определять газоадсорбционным хроматографическим методом с применением хроматографа с высокочувствительным детектором по теплопроводности с порогом чувствительности по водороду не выше 0,2 млн-1.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов трех параллельных определений, расхождение между наиболее отличающимися значениями которых не должно превышать допускаемое расхождение, равное 15%.
При разногласиях в оценке объемной доли водорода анализ проводят на газоанализаторе типа «Лазурит».
3.10. Определение объемной доли суммы углеродсодержащих соединений
Объемную долю суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на CH4 определяют газохроматографическим методом с предварительным гидрированием окиси и двуокиси углерода.
3.10.1. Аппаратура, материалы и реактивы
хроматограф с пламенно-ионизационным детектором с порогом чувствительности по пропану не выше 2,5.10-8 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 500 °С;
вспомогательное оборудование для хроматографического анализа;
лупа измерительная по ГОСТ 25706-83, 16Х, с ценой деления 1 мм;
линейка металлическая по ГОСТ 427-75;
набор сит типа СП-200 или сита аналогичного типа;
шприцы медицинские инъекционные типа Рекорд по ГОСТ 22967-90 вместимостью 1; 10 см3;
секундомер механический;
расходомер пенный;
азот по настоящему стандарту газообразный «особой чистоты» дополнительно очищенный от углеродсодержащих соединений до объемной доли не более 0,0001 %;
водород технический по ГОСТ 3022-80 марки А и Б, дополнительно очищенный от углеродсодержащих соединений до объемной доли не более 0,0001 %;
воздух сжатый по ГОСТ 17433-80, класс загрязненности не выше 2-го;
метан газообразный чистый с объемной долей основного вещества не менее 99,6 %;
азот жидкий технический по настоящему стандарту;
никель (II) азотнокислый 6-водный по ГОСТ 4055-78;
окись меди по ГОСТ 16539-79;
ангидрон;
силикагель технический мелкопористый по ГОСТ 3956-76, фракция с частицами размером 0,5-1 мм;
цеолит синтетический СаХ или NaX фракция с частицами размером от 0,25 до 0,6 мм;
смеси поверочные газовые с объемной долей метана в воздухе 2,5 млн-1 и 7,5 млн-1 - ГСО № 3896-87; 10 млн-1 - ГСО № 3897-87 по Госреестру;
смесь поверочная газовая с объемной долей двуокиси углерода в азоте 15 млн-1, 20 млн-1, 25 млн-1 - ГСО 3744-87; 50 млн-1 - ГСО 3746-87 по Госреестру;
вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
3.10.2. Подготовка к анализу
Устанавливают в хроматографе газохроматографическую колонку, не заполненную адсорбентом (длиной не более 1м).
Катализатор для наполнения реактора готовят следующим образом. Высушивают силикагель 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(NO3)2·6H2O), растворенного в воде. Адсорбент должен быть полностью погружен в раствор. Избыток растворителя выпаривают. Массу прокаливают при температуре 600-800 °C 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 см3/мин) при 400-500 °С в течение 4 ч.
Активность катализатора проверяют с помощью поверочной газовой смеси двуокиси углерода в азоте. В реакторе, присоединенном с помощью тройника к газохроматографической колонке (на выходе газа), двуокись углерода гидрируют водородом при 450-500 °C до метана. Пик метана фиксируется пламенно-ионизационным детектором. По высоте пика метана определяют объемную долю двуокиси углерода и сравнивают ее с номинальным содержанием двуокиси углерода в 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 °C с последующим удалением влаги и двуокиси углерода в двух колонках, как указано выше.
3.10.3. Градуировка хроматографа
Хроматографическую установку (черт. 5) градуируют методом абсолютной градуировки, используя для этого поверочные газовые смеси. По хроматограммам поверочных газовых смесей строят градуировочный график зависимости высоты пика метана в миллиметрах, приведенной к чувствительности регистратора M1, от объемной доли метана в процентах.
Условия градуировки следующие: расход газа-носителя азота - 30-60 см3/мин, водорода - 30-40 см3/мин, воздуха - 250-300 см3/мин, доза градуировочной смеси - 1-2 см3.
Чувствительность регистратора устанавливают опытным путем в зависимости от состава градуировочной смеси и типа хроматографа.
Градуировочный график строят по средним значениям высоты пиков метана, рассчитанных по результатам не менее трех параллельных определений.
Градуировку проверяют один раз в три месяца.
3.10.4. Проведение анализа
Пробу анализируемого газа вводят в хроматограф с помощью дозатора. Температура реактора 450-500 °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.
3.10.5. Обработка результатов
Объемную долю суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на CH4 (Х4) в процентах определяют по градуировочному графику по высоте пика метана, приведенной к чувствительности регистратора M1.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов трех параллельных определений, расхождение между наиболее отличающимися значениями которых не превышает допускаемое расхождение, равное 15 %.
Допускаемая относительная суммарная погрешность результата анализа ±25 % при доверительной вероятности 0,95.
(п.п. 3.9, 3.10 новая редакция, Изм. № 3).
3.11. Объемную долю кислорода и суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СH4 допускается определять газоадсорбционным хроматографическим методом с применением хроматографа с высокочувствительным детектором с порогом чувствительности по каждой определяемой примеси не выше 0,1 ppm.
(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).
4. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ
4.1. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение газообразного и жидкого технического азота, азота повышенной чистоты 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/см2) или (20,0±1,0) МПа (200±10) кгс/см2);
(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).
4.2-4.6. (Исключены, Изм. № 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. № 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.
