بخش A4

هدف این روش این نیست که از تغییرهای تجهیزات، تهیه نمونه، یا دستورالعمل هایی که در این استاندارد توضیح داده شده است جلوگیری شود. تأمین کنندگان یا مصرف کنندگان ممکن است این تغییرات را برای کنترل اهداف به کار گیرند به شرط اینکه نتایج آن هایی که با روش استاندارد به دست آمده است مطابق باشد.

ت-۱-۱ آزمون آهن محلول، همچنین آزمون ISV¹ هم نامیده می شود، یکی از چهار آزمون خواص ویژه برای اندازه گیری مشخصات ورق قلع اندود الکترولیتی است که بر مقاومت خوردگی داخلی تأثیر می گذارد. آزمون برای پوشش های قلع نازک با وزن ۲/۸–۵/۶ g/m² و ورق های قلع اندود با پوشش الکترولیتی سنگین تر (برای ورق های K، بند ۳-۱۳-۲ و برای ورق های J، بند ۳-۱۳-۱ را ملاحظه کنید) قابل کاربرد است.

ت-۲-۱ آزمون آهن محلول شامل رنگ سنجی آهن کل محلول است به این صورت که سطحی از ورق قلع اندود به اندازه ۲۰/۳ سانتی متر مربع به مدت ۲ ساعت در دمای °C (۲۷ ± ۰/۵) در معرض ۵۰ میلی لیتر از مخلوط اسید سولفوریک رقیق (H₂SO₄)، پراکسید هیدروژن (H₂O₂) و تیوسیانات آمونیم (NH₄SCN) قرار می گیرد. مقدار آهن حل شده به صورت میکروگرم بیان می شود و به طور قراردادی مقدار آهن محلول (ISV²) گفته می شود.

ت-۳-۱ کابینت، اتاق و یا سایر تجهیزات نگهداری در حد °C (۲۷ ± ۰/۵) در حین انجام آزمون.
ت-۳-۲ محفظه آزمون، به صورت گرد، بلند، دهانه گشاد، بطری های شیشه ای با حجم تقریبی ۲۳۶ میلی لیتر با درپوش پلاستیکی با قطر ۶۳ میلی متر.

1-Iron Solution Test
2-Iron Solution Value

ت-۳-۳ واشر ساخته شده از ورق های وینیلی به ضخامت ۱/۵۹ میلی متر و واشر با قطر داخلی ۵۱ میلی متر و قطر خارجی ۶۱/۵ میلی متر.
ت-۳-۴ بورت، دو عدد بورت ۲۵ میلی لیتر با پر کننده اتوماتیک و توزیع کننده سریع.
ت-۳-۵ تجهیزات تمیز کننده کاتدی نمونه های آزمون، منبع تغذیه بایستی قابلیت تأمین ۱ تا ۱/۵ آمپر برای هر نمونه (صفحه مدور ۲۶ سانتی متر مربع آزمون) را داشته باشد. یک بشر از جنس فولاد زنگ نزن یا مخزن به عنوان محفظه تمیزکاری که به عنوان آند هم عمل کند، پیشنهاد می شود.
ت-۳-۶ طیف سنج نوری و لوله های آزمون مخصوص آن

در کلیه آزمون ها باید از معرف هایی با درجه خلوص آزمایشگاهی استفاده شود. مگر در مواقعی که ذکر شده است همه واکنشگرها باید مطابق با ویژگی های واکنشگرهای تجزیه ای از استانداردهای معتبر باشند.

اشاره به آب به مفهوم آب مقطر یا آب با خلوص معادل آن است، مگر اینکه غیر از آن درجایی دیگر ذکر شود.

ت-۴-۳ برای تمیز کردن نمونه:
ت-۴-۳-۱ استن
ت-۴-۳-۲ محلول کربنات سدیم ۰/۵٪ (Na₂CO₃)
ت-۴-۴ برای آزمون آهن محلول:
ت-۴-۴-۱ محلول تیوسیانات آمونیوم (NH₄SCN)
ت-۴-۴-۲ محلول پراکسید هیدروژن ۰/۳۰٪ (H₂O₂)
ت-۴-۴-۳ اسید سولفوریک ۱/۸ نرمال (H₂SO₄)
ت-۴-۵ برای کالیبراسیون:
ت-۴-۵-۱ سیم آهنی، آنالیتیکی (تجزیه ای)
ت-۴-۵-۲ اسید سولفوریک ۱۰ نرمال (H₂SO₄)

ت-۵-۱-۱ محلول ۳٪ که از محلول پراکسید هیدروژن ۰/۳۰٪ (H₂O₂) تهیه می شود.

1-Disk

ت-۵-۱-۲ تهیه نسبت های زیر از محلول ذخیره اسید-پراکسید: مخلوط ۲۳ میلی لیتر از اسید سولفوریک ۱/۸ نرمال با ۲ میلی لیتر محلول ۳٪ پراکسید هیدروژن (این مخلوط برای چند هفته پایدار باقی می ماند) بطری محلول ذخیره اسید-پراکسید را به یکی از بورت های ۲۵ میلی لیتر اتوماتیک وصل کنید.
ت-۵-۱-۳ محلول ذخیره ای از NH₄SCN (۴۰ g/L) تهیه کنید و بطری ذخیره را به بورت دوم وصل کنید.

ت-۵-۲-۱ نمونه شامل یک قطعه دایره ای تخت از ورق قلع اندود به قطر (۵۷/۳۳ ± ۰/۳۰) میلی متر است. این مقدار قطر معادل ۲۵/۸ سانتی متر مربع است. نمونه باید از ورق مورد آزمون بوده و بدون خراش های عمیق و شرایط سطحی نامناسب باشد.
ت-۵-۲-۲ نمونه را به صورت کاتدی در محلول ۰/۵٪ کربنات سدیم به مدت ۳۰ ثانیه تمیز کنید. نزدیک شروع چرخه تمیزکاری قطبیت جریان را به مدت یک ثانیه معکوس کنید. این زمان یک ثانیه ای آندی لحظه ای به کنده شدن اکسیدهای سطحی کمک می کند.
ت-۵-۲-۳ نمونه را به ترتیب زیر شیر آب، آب مقطر یا آب یون زدایی شده شستشو دهید و در بخارها استن خشک کنید. سطح نمونه آزمون را لمس نکنید.

ت-۵-۳-۱ نمونه تمیز شده را در درپوش پلاستیکی طوری قرار دهید که سطح مورد آزمون به بالا باشد (آستر کاغذی باید قبلاً برداشته شده باشد. برای تسهیل در نشستن واشر ممکن است، ۱/۵۹ میلی متر از دندانه انتهای درپوش با ماشین تراشکاری برداشته شود).
ت-۵-۳-۲ واشر وینیلی را روی نمونه قرار دهید. جایگاه آن را طوری قرار دهید که واشر به طور تخت بخوابد و نمونه را محکم در محل نگه دارد.
ت-۵-۳-۳ ۲۵ میلی لیتر از محلول ذخیره H₂SO₄-H₂O₂، ۲۵ میلی لیتر از محلول NH₄SCN را به محفظه آزمون اضافه کنید. به منظور اطمینان از مخلوط شدن محفظه را بچرخانید.
ت-۵-۳-۴ درپوش را به همراه نمونه و واشر به محفظه واکنش ببندید و محکم کنید. بلافاصله محفظه واکنش را وارونه کنید و به مدت ۲ ساعت در دمای ۲۷°C بدون هم زدن یا ارتعاش دادن منتظر بمانید.
ت-۵-۳-۵ برای هر بار آزمون یک محفظه واکنش اضافی فراهم کنید. ۲۵ میلی لیتر از هر کدام از دو محلول ذخیره را اضافه کنید، با درپوش پلاستیکی ببندید ولی وارونه نکنید. این مخلوط به صورت شاهد در خلال محاسبه مقدار آهن محلول عمل خواهد کرد.
ت-۵-۳-۶ پس از ۲ ساعت، مایع را یک مرتبه هم بزنید، محفظه را به سمت بالا هم بزنید و بلافاصله درپوش، واشر و نمونه را بردارید. برای تمام محفظه ها این عمل را تکرار کنید. درپوش را از نمونه شاهد بردارید.

یادآوری – مقدار اندکی گاز سیانید هیدروژن ممکن است در حین انجام آزمون آزاد شود، محفظه های واکنش را در اتاق با تهویه خوب یا ترجیحاً در زیر هود باز کنید.

ت-۵-۳-۷ یک میلی لیتر از محلول ۳٪ پراکسید هیدروژن را به هر کدام از محفظه های آزمون حاوی محلول شاهد اضافه کنید. پراکسید را درست قبل از انتقال مایع هر محفظه آزمون به لوله آزمون مخصوص اضافه کنید (به بند ت-۸ مراجعه شود).
ت-۵-۳-۸ طیف سنج نوری را در ۴۵۸ نانومتر تنظیم کنید. با قرار دادن مقیاس روی ۱۰۰٪ عبور از آب مقطر یا آب یون زدایی شده دستگاه را روی صفر تنظیم کنید.
ت-۵-۳-۹ بخشی از مایع را به لوله آزمون مخصوص منتقل کنید و چگالی نوری یا درصد عبور نور را بسته به کالیبراسیون اولیه ثبت کنید. چنانچه دستگاه با یک مقیاس ISV تنظیم شده باشد، ISV را به طور مستقیم بخوانید.
ت-۵-۳-۱۰ محفظه واکنش را به ترتیب زیر شیر آب و آب مقطر یا آب یون زدایی شده تا حد امکان بلافاصله پس از آزمون شستشو دهید. شستشوی سریع تشکیل رسوبات سولفور زرد رنگ را کاهش می دهد. به طور متناوب محفظه واکنش باید با محلول تمیز کننده اسید سولفوریک-دی کرومات برای برداشتن رسوبات تمیز شود.
ت-۵-۳-۱۱ واشر را به مدت چند دقیقه در اسید سولفوریک رقیق نگه دارید، با آب مقطر یا آب یون زدایی شده شستشو دهید و سپس آن را روی آویز شیشه ای آویزان کنید تا خشک شود. (گرم کردن اسید سولفوریک تا حدود ۶۰°C در خلال نگهداری واشر به برداشته شدن هرگونه ترکیبات آهنی و حفظ کردن حالت ارتجاعی واشر کمک می کند).

ت-۶-۱ طیف سنج نوری و کوت باید با محلول های استاندارد حاوی مقادیر مشخصی آهن کالیبره شوند. یک کالیبراسیون به صورت نمونه باید به شکل زیر دنبال شود.
ت-۶-۱-۱ محلول استانداردی را با حل کردن ۰/۱۰۰ گرم سیم آهن در ۱۰۰ میلی لیتر از اسید سولفوریک ۱۰ نرمال تهیه کنید. محلول را با آب مقطر در یک بالن حجمی تا ۱۰۰۰ میلی لیتر رقیق کنید.
ت-۶-۱-۲ با استفاده از تقسیم کردن، محلول های رقیق ۱ به ۱۰، ۱ به ۱۰۰ و ۱ به ۱۰۰۰ از این محلول را نیز تهیه کنید. این سه محلول به ترتیب محلول های آهن استانداردی شامل ۰/۱، ۰/۰۱۰ و ۰/۰۰۱ میلی گرم آهن بر میلی لیتر به دست می دهد.
ت-۶-۱-۳ بیست و پنج میلی لیتر از محلول H₂SO₄-H₂O₂، ۲۵ میلی لیتر از محلول های ذخیره NH₄SCN را مطابق بند ت-۵-۳-۳ مخلوط کنید. ۱۰ میلی لیتر از محلول آهن استاندارد ۰/۱ میلی گرم آهن بر میلی لیتر را اضافه کنید. استفاده از محلول های آهن استاندارد ۰/۱ میلی گرم آهن بر میلی لیتر را تکرار کنید. سه مخلوط به ترتیب مقادیر آهن محلول ۱، ۱۰ و ۱۰۰ ISV را به دست می دهند.

ت-۶-۱-۴ دانسیته نوری را در طول موج ۴۵۸ نانومتر در یک طیف سنج نوری اندازه گیری کنید و برحسب ISV ها رسم کنید. ISV به طور مستقیم با دانسیته نوری متناسب است. یک نمونه منحنی کالیبراسیون با استفاده از طیف سنج نوری مدل Colman Model 6A Junior و لوله آزمون گرد ۱۵۰ میلی متر در ۱۹ میلی متر در شکل ت-۱ نشان داده شده است. از نمودار لگاریتمی برای بالا بردن وضوح در انتهای پایینی مقیاس ISV که بیشترین قرائت صورت می گیرد استفاده شده است. به محض اینکه کالیبراسیون انجام شد ساده ترین روش ساختن و الحاق یک مقیاس به طیف سنج نوری است که به طور مستقیم ISV خوانده شود.

دانسیته نوری: 0.001، 0.01، 0.1، 1
ISV: 1، 10، 100، 1000

ت-۷-۱ اگر طیف سنج نوری مقیاس ISV ندارد، ISV را از منحنی کالیبراسیون برای هر نمونه ای به صورت شاهد تعیین کنید.
ت-۷-۲ ISV نمونه شاهد را از هر کدام از خواندن های مقیاس ISV یا از ISV های به دست آمده در ت-۷-۱ کم کنید. این یک مقدار ISV صحیح است.

بعضی مواقع نشتی اتفاق خواهد افتاد. معمولاً زمانی نشتی کشف می شود که محفظه واکنش در انتهای آزمون باز می شود. چنانچه نشتی اتفاق افتاده باشد، یک نقطه موضعی از آلیاژ آهن-قلع یا فولاد عریان شده (بدون پوشش) در نزدیک لبه نمونه نشان داده خواهد شد یا ممکن است اچ شدن در سمت مقابل صفحه مشاهده شود یا هر دو این دو مورد با هم دیده خواهد شد. بعضی مواقع نشتی، بر ISV اثر ندارد، در سایر مواقع منجر به ISV خیلی بالایی می شود. در هر آزمونی که در آن نشتی یا سایر بی نظمی ها را نشان بدهد باید کنار گذاشته شود و آزمون مجدد انجام شود.

ت-۸-۲ قلع زدایی یا اچ کردن صفحه مدور ورق قلع اندود در اثر مواردی غیر از در معرض قرار گرفتن طبیعی در برابر مواد شیمیایی ممکن است منجر به نتایج نادرست بالایی شود. چنین قلع زدایی یا اچ کردن می تواند در اثر:
۱- طولانی شدن سهوی لحظه ای آندی شدن یا طولانی شدن زمان در معرض Na₂CO₃ قرار گرفتن در مرحله آماده سازی نمونه (به بند ت-۴-۵-۲-۱ مراجعه کنید).
۲- هم زدن، تکان دادن یا ارتعاش محفظه واکنش در حین ۲ ساعت زمان آزمون
۳- نشتی ها
۴- بالا بردن دما
ت-۸-۳ محو شدن رنگ قرمز کمپلکس تیوسیانات آهن که ممکن است اتفاق بیفتد ناشی از تجزیه کمپلکس در اثر اضافه نمودن پراکسید باشد. پس باید از تأخیر بین اضافه کردن پراکسید در آخر آزمون و قرائت دانسیته نوری اجتناب کرد. همچنین باید دقت کرد که بیش از ۱ میلی لیتر محلول پراکسید اضافه نگردد.

ت-۹-۱ منبع اصلی خطا در تجدیدپذیری نتایج از تغییرات در خود ورق قلع اندود می باشد. تغییرات ممکن است در راستای عرض نورد و به صورت طولی در قسمت های مختلف یک کلاف قلع اندود اتفاق بیفتد. معمولاً ورق با ISV کم تغییرات کمتری نسبت به ورق های با ISV بالا دارد. بهر ورق B، D، E، F به صورت زیر انحراف هایی را نشان می دهد که در زمانی می تواند به وقوع بپیوندد که تکرار یک بهر مشخص ورق با تمامی نمونه هایی که نزدیک یکدیگر هستند در یک زمان آزمون شود. بهرهای C و A نوع تغییراتی را نشان می دهد که می تواند زمانی اتفاق بیفتد که یک بهر مشخص ورق به صورت منفرد در آزمون هایی با دوره تناوب طولانی تحت آزمون قرار گیرد.

a ۳۵ عدد از ۳۶ نمونه در محدوده ۸ تا ۱۲

ت-۹-۲ توصیه می‌شود حداقل یک نمونه از یک توده ورق با ISV مشخص در هر آزمون به عنوان نمونه کنترلی در نظر گرفته شود. باید دو نمونه کنترلی مورد استفاده قرار گیرد، یکی با ISV پایین (۲–۴۰) و یکی با ISV بالاتر (۲۰–۴۰).