Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8998:2018 (hoàn toàn tương đương với ASTM E 415-17) quy định về Thép cacbon và thép hợp kim thấp - Phương pháp phân tích thành phần hóa học bằng quang phổ phát xạ chân không. Đây là tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng giúp xác định chính xác hàm lượng các nguyên tố hóa học trong thép, phục vụ công tác kiểm soát chất lượng sản phẩm trong ngành luyện kim và chế tạo cơ khí.

Phạm vi áp dụng và đối tượng sử dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các cơ quan, tổ chức, phòng thử nghiệm và doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực sản xuất, kiểm định, xuất nhập khẩu hoặc sử dụng các sản phẩm thép cacbon và thép hợp kim thấp. Phương pháp này được thiết kế cho các mẫu thử có bề mặt phẳng, đủ kích thước để che kín lỗ phóng điện của buồng kích thích nhằm đảm bảo độ kín khí argon.

Nội dung cốt lõi của Tiêu chuẩn TCVN 8998:2018 (Từ Điều 1 đến Điều 4)

1. Phạm vi áp dụng chi tiết (Điều 1)

• Phương pháp này áp dụng để phân tích đồng thời nhiều nguyên tố hóa học trong thép cacbon và thép hợp kim thấp trong các dải nồng độ xác định.
• Các nguyên tố phân tích chính bao gồm: Cacbon (C), Mangan (Mn), Phốt pho (P), Lưu huỳnh (S), Silic (Si), Đồng (Cu), Niken (Ni), Crôm (Cr), Molibden (Mo), Vanadi (V), Nhôm (Al), Titan (Ti), Coban (Co), Bo (B), Wolfram (W), và các nguyên tố hợp kim khác.
• Dải nồng độ áp dụng cho từng nguyên tố được quy định cụ thể nhằm đảm bảo độ chính xác, độ lặp lại và độ tái lập của phép đo.
• Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho các mẫu có đường kính hoặc kích thước bề mặt đủ lớn để tạo ra sự bịt kín hoàn toàn cho buồng phóng điện chứa khí argon. Độ dày của mẫu phải đủ để tránh bị quá nhiệt trong quá trình phóng điện tia lửa.

2. Tài liệu viện dẫn (Điều 2)

• Tiêu chuẩn viện dẫn các tài liệu kỹ thuật quan trọng từ ASTM và các tiêu chuẩn quốc gia liên quan để đảm bảo tính thống nhất trong quy trình thực hiện.
• Các tài liệu viện dẫn bao gồm các tiêu chuẩn về thuật ngữ quang phổ phát xạ, thực hành thiết lập và hiệu chuẩn đường chuẩn, phương pháp lấy mẫu thép lỏng và thép thành phẩm, cũng như các hướng dẫn về kiểm soát chất lượng phòng thí nghiệm.
• Việc áp dụng các tài liệu viện dẫn này là bắt buộc để đảm bảo tính chuẩn xác của kết quả phân tích cuối cùng.

3. Thuật ngữ và định nghĩa (Điều 3)

• Tiêu chuẩn định nghĩa rõ ràng các thuật ngữ chuyên ngành sử dụng trong phương pháp phân tích quang phổ phát xạ chân không.
• Các khái niệm cốt lõi bao gồm: nguồn phóng điện tia lửa (spark discharge), hệ thống quang học chân không, vạch phổ phân tích, vạch phổ so sánh (vạch nội chuẩn), và các thuật ngữ liên quan đến mẫu chuẩn (mẫu chuẩn đầu, mẫu chuẩn phụ).
• Sự thống nhất về thuật ngữ giúp các kỹ thuật viên phòng thí nghiệm hiểu và vận hành thiết bị một cách chính xác, tránh sai sót trong quá trình đọc và diễn giải kết quả.

4. Tóm tắt phương pháp phân tích (Điều 4)

• Nguyên lý hoạt động: Sử dụng nguồn phóng điện tia lửa trong môi trường khí argon bảo vệ để kích thích các nguyên tử của mẫu thử (được dùng làm một điện cực).
• Quá trình phát xạ: Sự phóng điện làm bay hơi và kích thích các nguyên tố trên bề mặt mẫu, tạo ra bức xạ ánh sáng đặc trưng cho từng nguyên tố.
• Hệ thống quang học chân không: Các bức xạ ánh sáng này được dẫn vào hệ thống quang học chân không để phân tách thành các vạch phổ có bước sóng cụ thể. Việc sử dụng môi trường chân không giúp loại bỏ sự hấp thụ ánh sáng của không khí đối với các bước sóng ngắn (đặc biệt là các vạch phổ của Cacbon, Phốt pho, Lưu huỳnh).
• Đo lường và chuyển đổi: Cường độ của các vạch phổ được đo bằng các ống nhân quang hoặc các cảm biến bán dẫn (như CCD/CMOS). Tín hiệu điện thu được sẽ được hệ thống máy tính xử lý, so sánh với đường chuẩn đã thiết lập từ các mẫu chuẩn để tính ra hàm lượng phần trăm khối lượng của từng nguyên tố trong mẫu thép.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8998:2018 có hiệu lực kể từ ngày được công bố bởi cơ quan nhà nước có thẩm quyền, thay thế hoặc áp dụng song song với các tiêu chuẩn phân tích hóa học truyền thống nhằm nâng cao năng suất và độ chính xác trong kiểm tra chất lượng thép.