鋼鐵材料化學(xué)分析中數(shù)據(jù)誤差的因素

馬曉云 李健 賈海偉 宋鴻印 邱雷鳴 新疆八一鋼鐵股份有限公司制造管理部

鋼鐵材料化學(xué)分析可以獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，正確掌握和了解鋼鐵生產(chǎn)實(shí)況。然而鋼鐵材料分析結(jié)果的影響因素比較多，會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差，降低結(jié)果準(zhǔn)確性。化學(xué)分析屬于高嚴(yán)謹(jǐn)過(guò)程，每道工序準(zhǔn)確性都會(huì)對(duì)最終分析結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。

一、我國(guó)鋼鐵材料發(fā)展現(xiàn)狀

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)基礎(chǔ)工業(yè)的要求也越來(lái)越高。而國(guó)家各項(xiàng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)建設(shè)必不可少的材料之一就是鋼鐵材料。鋼鐵材料產(chǎn)業(yè)也成為整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)體中為GDP貢獻(xiàn)做出巨大成績(jī)的產(chǎn)業(yè)之一。鋼鐵材料與我們的日常生活有著緊密的聯(lián)系，是我們?yōu)榱司S持正常生活離不開的物質(zhì)之一，可以說(shuō)是人類生活的剛需。并且鋼鐵材料的生產(chǎn)是能夠帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)業(yè)之一，因?yàn)殇撹F材料的制造是一個(gè)完整的生產(chǎn)鏈，它不僅僅需要資源而且還需要科學(xué)技術(shù)的支持，最后根據(jù)供需在市場(chǎng)上完成交易。這么一個(gè)非常完整而龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了無(wú)法忽視的貢獻(xiàn)。目前我國(guó)是一個(gè)極具潛力的發(fā)展中國(guó)家，國(guó)家的發(fā)展離不開鋼鐵材料產(chǎn)業(yè)的支持，所以從需求來(lái)講，鋼鐵材料對(duì)我們的影響也是不可小覷的。需求就是市場(chǎng)，在經(jīng)濟(jì)生活中占據(jù)如此重要地位的鋼鐵材料行業(yè)，自然會(huì)吸引大量的人來(lái)關(guān)注。目前不僅僅是學(xué)術(shù)界，經(jīng)濟(jì)界，甚至是政府都在關(guān)心著鋼鐵材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。所以提高鋼鐵材料的質(zhì)量是萬(wàn)眾期待、勢(shì)在必行的。

二、鋼鐵材料化學(xué)分析中數(shù)據(jù)誤差的因素分析

（一）試樣制備過(guò)程誤差因素

針對(duì)鋼鐵材料化學(xué)分析而言，試樣制備屬于首要步驟，盡管取樣方法具備規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，然而在實(shí)際操作中會(huì)存在某些問(wèn)題，從而影響數(shù)據(jù)源分析誤差。在確定取樣位置時(shí)，和取樣準(zhǔn)確性及代表性的關(guān)系密切。在評(píng)定焊接工藝時(shí)，必須合理分析焊評(píng)試件。在獲取樣屑時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免接觸基材，也應(yīng)當(dāng)減少樣屑和過(guò)渡層接觸，以免增加分析結(jié)果的誤差，對(duì)結(jié)論造成影響。試件堆焊時(shí)，必須確保試件厚度滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。當(dāng)選用合金材料時(shí)，必須分析測(cè)定碳含量，以免影響分析結(jié)果。按照樣品不同特點(diǎn)選擇相應(yīng)的取樣方式，焊接材料進(jìn)廠之后，應(yīng)當(dāng)再次檢測(cè)化學(xué)成分。針對(duì)熔敷金屬分析無(wú)深入要求，但是要確保堆焊針對(duì)性。比如H10Mn2埋弧焊絲，直徑最小僅為2mm，所以在取樣時(shí)必須配合車間獲取裸焊絲，之后才能夠取樣。在堆焊操作后取樣，會(huì)導(dǎo)致分析結(jié)果不準(zhǔn)確，錳含量比較高，無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，硅含量高于標(biāo)準(zhǔn)含量0.07%，加大數(shù)據(jù)誤差。從總體上看，試樣制備過(guò)程的誤差因素主要包括焊接條件控制不當(dāng)，焊劑成分極易進(jìn)入到試樣中，從而加大誤差，嚴(yán)重影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（二）試樣分解過(guò)程的誤差因素分析

在鋼鐵材料化學(xué)分析中，溶解樣品的最終目的是產(chǎn)生對(duì)鋼鐵材料化學(xué)所有成分的正常分析模式。首先，相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員在選擇、稱量鋼鐵材料樣品時(shí)，必須保證實(shí)驗(yàn)室環(huán)境干燥、清潔，對(duì)外送粒狀或屑狀樣品必須使用有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗、風(fēng)干，并對(duì)鋼鐵材料進(jìn)行仔細(xì)稱量，以避免環(huán)境中的雜質(zhì)因素干擾樣品。同時(shí)，對(duì)盛裝樣品、溶解樣品的玻璃容器，要嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)室《玻璃儀器管理規(guī)定》要求清洗，如果出現(xiàn)玻璃儀器上的污漬與被測(cè)物質(zhì)混合的現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致鋼鐵材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)誤差較大，最終影響鋼鐵材料化學(xué)成分實(shí)際分析結(jié)果。還有，需要我們注意的是：在溶解過(guò)程中，比如樣品的溶解情況、溫度、pH值和時(shí)間等，都必須按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格控制，否則的話，都會(huì)對(duì)樣品化學(xué)分析帶來(lái)較大的影響。

（三）器具和試劑誤差因素分析

器具和試劑在鋼鐵材料化學(xué)分析中具有重要作用，在分析之前必須校準(zhǔn)儀器設(shè)備，減少儀器誤差所致結(jié)果影響。確保器具和試劑的合理性，以免影響最終分析結(jié)果。比如光度法，在應(yīng)用期間需要采用光學(xué)玻璃比色皿，由于精度要求高，因此可以確保數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。在分析和檢測(cè)鋼材料鈮含量時(shí)，鋼材料使用一段時(shí)間后，由于受到溶液中含氟化物影響，可能會(huì)腐蝕容器性能與質(zhì)量，進(jìn)一步影響容器精確度。在化學(xué)分析中，如果選擇的純抗壞血酸試劑質(zhì)量不佳，在測(cè)定生鐵磷含量時(shí)，需要應(yīng)用鉍鹽-催化抗壞血酸還原法。在測(cè)定時(shí)，顯色液變化明顯。然而實(shí)踐分析可知，生鐵磷含量存在顯著差異，因此在測(cè)定時(shí)，顯色液顏色變化小，吸光度差異不大。需要注意的是，使用鉍鹽-催化抗壞血酸還原法對(duì)其他金屬元素進(jìn)行檢查時(shí)，無(wú)類似情況。應(yīng)用無(wú)水乙醇開展磷含量化學(xué)分析時(shí)，會(huì)出現(xiàn)異常顯色情況，尤其是夏季高溫季節(jié)，這種情況比較常見。若無(wú)法更換光學(xué)玻璃比色皿，將會(huì)導(dǎo)致空白對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性交底。采用光度法進(jìn)行化學(xué)分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照不同分析元素，配置相應(yīng)的比色皿。此外，當(dāng)鈮用標(biāo)樣存儲(chǔ)時(shí)間比較長(zhǎng)時(shí)，將會(huì)增加溶液混濁度，還會(huì)腐蝕容量瓶，嚴(yán)重影響分析結(jié)果。所以在分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)同步分析試樣和鈮用標(biāo)樣，以免由于器具和試劑誤差所致不良影響。

（四）操作方法誤差因素分析

即使一切準(zhǔn)備妥當(dāng)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作也尤為重要。當(dāng)一切實(shí)驗(yàn)所需要的準(zhǔn)備工作做好，那么需要精益求精的一項(xiàng)，就是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們的操作經(jīng)驗(yàn)了。如果操作不夠認(rèn)真導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不小心混入了雜質(zhì)，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果肯定會(huì)受到影響。甚至還有在整個(gè)操作流程中由于不夠認(rèn)真把操作流程的先后順序顛倒，這樣的化學(xué)分析又怎么能夠得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)呢。化學(xué)分析本就是一個(gè)充滿無(wú)限可能的，實(shí)驗(yàn)操作中的一點(diǎn)點(diǎn)小的影響因素就有可能會(huì)導(dǎo)致翻天覆地的結(jié)果變化。所以即使在萬(wàn)事俱佳情況下，仍不允許我們的操作出現(xiàn)任何一點(diǎn)問(wèn)題，這樣才能夠保障得出的數(shù)據(jù)是科學(xué)、準(zhǔn)確，有參考依據(jù)的。要想避免鋼鐵材料化學(xué)分析結(jié)果數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，操作手法是整個(gè)分析流程中必須注意的。所以，試驗(yàn)操作人員必須嚴(yán)格按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)室相關(guān)的操作規(guī)程要求進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)還有在不違背試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)室相關(guān)的操作規(guī)程的前提下，結(jié)合自身積累的經(jīng)驗(yàn)，把試驗(yàn)過(guò)程中各類誤差降低到最小。

三、結(jié)束語(yǔ)

鋼鐵材料化學(xué)分析屬于嚴(yán)謹(jǐn)分析過(guò)程，當(dāng)分析過(guò)程存在誤差，將會(huì)造成嚴(yán)重后果。因此在鋼鐵材料化學(xué)分析中，首先應(yīng)當(dāng)確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。因此實(shí)踐操作人員必須積累操作經(jīng)驗(yàn)，深入分析數(shù)據(jù)，分析不準(zhǔn)確原因，以此減少數(shù)據(jù)誤差，確保化學(xué)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。