Утром 12 января 2013 г. на перегоне Слюдянка-Утулик произошла авария, приведшая к сходу с рельсов 22 вагонов с углем (рис. 1). В результате погибла бригада маневрового локомотива, шедшего по встречному пути. Причиной схода поезда стал излом боковой рамы тележки одного из вагонов. Этот случай стал наиболее трагичным из длинной череды аварий, причиной которых являлся излом литых деталей тележки.
Литые детали тележек даже старой конструкции спроектированы с существенным запасом прочности и могут надежно выполнять свои функции даже в условиях повышенных нагрузок и отрицательных температур [1].
Главными причинами изломов являются литейные дефекты, допущенные при изготовлении, и несоответствующее качество металла. В связи с этим возникает проблема оценки качества материала литых деталей тележек. Решением подобных задач занимается металлография. Важнейшей составляющей металлографии является химический анализ сплава. Именно химический анализ способен дать четкий ответ — соответствует ли качество данного материала необходимому.
Наукой, занимающейся изучением химического состава и структуры веществ, является аналитическая химия [2]. Основная цель аналитической химии — определение химических элементов или групп элементов, входящих в состав веществ.
Существует множество методов аналитической химии, условно их можно разделить на две группы: химические и физико-химические. На рис. 2 представлены наиболее широко используемые методы аналитической химии.
К химическим относятся: гравиметрический и титриметрический методы.
Гравиметрический анализ основан на точном измерении массы вещества.
Определяемое вещество обычно выделяют из анализируемой пробы в виде осадка, образующегося при растворении пробы. Затем, зная навеску анализируемой пробы, массу осадка и его состав, вычисляют содержание определяемого вещества. Основным инструментом при этом являются аналитические весы.
Титриметрический анализ основан на измерении объема раствора реактива точно известной концентрации, расходуемого для реакции с определяемым веществом.