T-CNEA 249.3-2024 核工业用锆及锆合金化学分析方法 第3部分：氧量和氮量的测定 惰性气体熔融-红外热导法

CCSH63团体标准249.3—20242024-12-04发布2025-02-02实施Ⅰ前言 引言 12规范性引用文件 13术语和定义 14原理 15试剂或材料 26仪器设备 27样品 28试验步骤 29试验数据处理 3 311试验报告 4附录A（资料性）精密度试验数据 5Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国核能行业协会提出并归口，技术支持单位为上海核工程研究设计院股份有限公司、核工业标准化研究所、苏州热工研究院有限公司、华能核能技术研究院有限公司。本文件起草单位：国核锆铪理化检测有限公司、国核宝钛锆业股份公司、宝钛集团有限公司、上海核工程研究设计院股份有限公司、国核维科锆铪有限公司、国家电投集团科学技术研究院有限公司、中核北方核燃料元件有限公司。本文件主要起草人：赵丽春、卫新民、高博、卢思瑜、张满、汪峰、薛超营、李歆、郭周强、童龙刚、本文件首次发布。T/CNEA249《核工业用锆及锆合金化学分析方法》旨在确立核工业用锆及锆合金产品的化学分析方——第1部分：碳量的测定高频燃烧红外吸收法。目的在于确立碳含量的测定方法；——第2部分：硫量的测定高频燃烧红外吸收法。目的在于确立硫含量的测定方法；——第3部分：氧量和氮量的测定惰性气体熔融-红外/热导法。目的在于确立氧、氮含量的测定——第4部分：氢量的测定惰性气体熔融红外法。目的在于确立氢含量的测定方法；——第5部分：合金及杂质元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法。目的在于确立合金及杂质元素含量的测定方法；——第6部分：硼、磷、镉、铀、锗量的测定电感耦合等离子体质谱法。目的在于确立硼、磷、镉、铀、锗含量的测定方法；——第7部分：氯量的测定离子选择电极法。目的在于确立氯含量的测定方法；——第8部分：表面氟量的测定分光光度法。目的在于确立表面氟含量的测定方法；——第9部分：表面氯含量的测定离子选择电极法。目的在于确立表面氯含量的测定方法；——第10部分：表面钙、镁、钠量的测定电感耦合等离子体发射光谱法。目的在于确立表面钙、镁、钠含量的测定方法。1核工业用锆及锆合金化学分析方法第3部分氧量和氮量的测定惰性气体熔融-红外/热导法警示——使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。本文件规定了惰性气体熔融-红外/热导法测定核工业用锆及锆合金中氧含量、氮含量的方法。本文件适用于惰性气体熔融-红外/热导法测定核工业用锆及锆合金中氧含量、氮含量。测定范围氧为0.0036%～0.3000%，氮为0.0018%～0.0350%。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1重复性限repeatabilitylimit在重复性条件下（同一实验室，由同一操作员使用相同的设备，按相同的测试方法，在短时间内，对同一试样进行相互独立的测定得到的两次实验结果间的绝对值差，以即两次测试结果之差小于或等于重复性限的概率为95%。3.2再现性限reproducibilitylimit在再现性条件下（不同实验室，由不同操作员使用不同的设备，按相同的测试方法，对同一试样进行相互独立的测定）得到的两次实验结果间的绝对值差，以95%的置信概率不超过的值。即两次测试结果之差小于或等于再现性限的概率为95%。4原理氧与碳化合生成一氧化碳和少量二氧化碳，氮以氮气形式释放。混合气体被载气载入红外检测器，一氧化碳直接检测或被转化为二氧化碳后检测，二氧化碳直接检测，检测器输出信号，计算机系统根据样品2质量计算氧含量，结果以氧的质量分数显示；检测后气路中二氧化碳被吸收分离，氮气随载气（氦气）进入热导检测器，检测器输出信号，计算机系统根据样品质量计算氮含量，结果以氮的质量分数显示。5试剂或材料5.1水，GB/T6682，二级。5.2氢氟酸(ρ≥1.13g/mL）。5.3硝酸(ρ≥1.41g/mL）。5.4丙酮、无水乙醇或其他同功能有机试剂。5.5石墨坩埚（光谱纯）。5.6高纯镍篮，质量分数不小于99.9%，氧元素的质量分数不大于0.0005%、氮元素的质量分数不大于0.0002%。5.7石墨粉。5.8惰性气体（氦气，体积分数不小于99.99%）。5.9动力气：氮气、氩气或压缩空气。5.11标准物质/样品：选择与试料成分相似、含量相近的标准物质/样品。6仪器设备6.1氧氮测定仪，氧、氮精度为0.000025mg，包括一个电极炉、载气净化及分析气流转化系统、氧氮红外/热导检测器、计算机及软件控制系统。6.2电子天平，分度值0.1mg。7样品7.1样品为块状，尺寸不大于5mm，总重量不少于0.6g。7.2样品经酸洗液（5.10）酸洗、水洗，酸洗反应持续时间不少于5s，酸洗后的样品应呈现金属光泽，再经有机试剂（5.4）清洗，并于不大于50℃的环境中烘干或吹干，烘干时间不少于20min。7.3处理好的试样在分析检测前不应有污染，检测过程中应使用干净的镊子进行夹取。8试验步骤8.1仪器准备按仪器说明书调试检查仪器，按要求连接电源、氦气（5.8）、动力气（5.9根据要求更换化学试剂和过滤装置。8.2仪器预热仪器分析前要通气预热，使仪器的各项指标达到设定值。38.3仪器检漏利用仪器检漏程序确定仪器无漏气现象。8.4空白检测石墨坩埚（5.5）中加入高纯镍篮（5.6）和石墨粉（5.7在不加入试样的情况下进行试样分析（8.6）的操作。进行空白值测定，仪器显示的空白值应稳定并且连续3次～5次空白值不超过：氧：0.0005%，氮：0.0002%；取空白的平均值，按照空白补偿程序对氧、氮进行空白扣除。8.5仪器校准平行测试标准物质/样品（5.11）3次～5次，计算平均值，进行仪器校准。8.6试样分析8.6.1称取0.08g～0.12g的样品（第7章），精确到0.0001g。8.6.2试样装入高纯镍篮（5.6）后，连同高纯镍篮（5.6）一起投入落样器内。8.6.3将加入石墨粉（5.7）的石墨坩埚（5.5）放在下电极上开始进行分析。仪器根据所输入的称样量自动计算，直接显示分析结果。8.6.4重复8.6.1～8.6.3的操作，开启循环分析，完整地完成每一个分析过程。8.6.5当日试样分析开始前及结束后，应使用标准物质/样品（5.11）进行核查，测定值应在其偏差范9试验数据处理仪器根据输入的称样量自动计算样品中的氧、氮含量，结果以质量分数计，位数保留至小数点后四位或按照合同约定保留位数。试验结果的数值按GB/T8170的规定10精密度10.1重复性在重复性条件下获得的两次独立测定结果的测定值，在表1、表2给出的平均值范围内，两个测试结果的绝对值差不超过重复性限（r超过重复性限（r）的情况不超过5%。重复性限（r）按照表1、表2数据采用线性内插法或外延法求得。表1氧的重复性限氧的质量分数/%0.07210.19150.3052r/%0.00580.01040.0149表2氮的重复性限氮的质量分数/%0.00310.00590.0352r/%0.00090.00140.0043410.2再现性在再现性条件下获得的两次独立测定结果的测定值，在表3、表4给出的平均值范围内，两个测试结果的绝对值差不超过再现性限（R），超过再现性限（R）的情况不超过5%。再现性限（R）按照表3、表4数据采用线性内插法或外延法求得。表3氧的再现性限氧的质量分数/%0.07210.19150.30520.00680.01280.0170表4氮的再现性限氮的质量分数/%0.00310.00590.03520.00090.00190.004911试验报告试验报告应至少包括以下内容：——使用的标准（包括发布或出版年号）；——使用的方法（如果标准中包括几个方法）；5附录A精密度试验数据精密度数据是在2024年由4家实验室对氧、氮含量的3个不同水平样品进行共同试验确定的。每个实验室对每个水平的氧、氮含量在重复性条件下独立测定11次。测量的原始数据见表A.1、表A.2。表A.1氧的精密度试验数据%123456789112321233123412