溶接欠陥による漏れ

大型の金属容器と数百キロメートルの流体輸送パイプラインの両方が溶接で接続されています。溶接法により、優れた機械的特性を有する溶接継手を得ることができる。しかし、溶接の過程では、人的要因やその他の自然要因の影響により、溶接形成の過程に必然的にさまざまな欠陥が生じます。溶接部の漏れの大部分は、溶接プロセスで残った溶接欠陥によって引き起こされます。

最も一般的な溶接方法は電気溶接とガス溶接です。両方の共通の溶接欠陥を以下に説明します。

1。電気溶接継ぎ目の欠陥

電気溶接は、電気エネルギーによって生成される高温アークを通じて金属接合部全体を得るプロセスです。電気溶接シームの一般的な欠陥には主に次のものがあります。

(1)図6-6に示すように、完全に溶接されていない溶接部の隙間または縁は溶けず、残った隙間を不完全溶接といいます。不完全な浸透により、層間の小さな隙間に沿って圧力媒体が漏れ、重篤な場合にはジェット漏れも発生します。

(2)図6-7に示すように、溶接部におけるスラグ介在物の非金属物質をスラグ介在物と呼ぶ。スラグの含有は主に操作技術が不十分であるため、溶融プール内のスラグが浮き上がらず、溶接部に存在します。スラグ含有物は卑金属の汚れからも発生する可能性があります。

外部欠陥と呼ばれるスラグ介在物がいくつか見られます。一部は溶接の深さに存在し、肉眼では見ることができず、内部欠陥と呼ばれる非破壊検査によって見ることができます。内部欠陥と外部欠陥の両方が溶接に大きな害を及ぼし、それらの存在により溶接の機械的特性が低下します。針状の形状を持つ一部の微小介在物の場合、スラグ介在物の鋭角により応力集中が発生し、これは亀裂の応力集中とほぼ等しくなります。溶接部内の窒化物とリン酸塩の針状により金属が脆くなり、酸化鉄や硫化鉄にも亀裂が生じる可能性があります。

スラグの混入によって引き起こされる溶接漏れも、特に溶接品質要件が低い流体伝達パイプラインや容器でよく見られます。スラグを含む溶接部は、局所領域に応力集中を引き起こし、スラグを含む先端の微小亀裂を拡大します。この亀裂がパイプの壁厚を貫通すると、漏れが発生します。

(3)金属溶接中、何らかの理由で溶融プール内のガスが逃げて溶融プール内に留まる時間がありません。図 6-8 に示すように、溶接部内の流体金属は凝固して細孔と呼ばれる細孔を形成します。細孔の形状、サイズ、量は、卑金属の鋼の種類、溶接棒の性質、溶接位置、溶接機の動作技術レベルに関係します。細孔を形成するガスの一部は、もともと電極の卑金属または鋼コアに溶解しています。一部は薬物皮膚が溶けたときに生成されるガスです。一部は加熱後の卑金属上の油錆やスケールの分解によって生成されます。その他は大気から発生します。低炭素鋼溶接部の細孔は主に水素または一酸化炭素の細孔です。

気孔の位置の違いにより、表面気孔と内部気孔に分けられます。分布の違いにより、排出気孔、緻密気孔、連続気孔などに分けられます。これらの気孔の原因はさまざまで、気孔の形状や大きさも球形、楕円形、渦状、毛虫状など異なります。

気孔率は溶接の強度に大きな影響を与えます。これにより、溶接部の有効作業負荷が軽減され、溶接部の機械的特性、特に曲げ靱性と衝撃靱性が低下し、溶接部のコンパクト性が破壊されます。連続的な多孔性は溶接構造の破壊につながる可能性もあります。

通常、単一の小さな空気穴は漏れを引き起こしません。しかし、温度差応力、設置応力、またはその他の自然力の作用下では、長い細孔の先端に応力集中現象が発生し、その結果、細孔の先端に亀裂が生じ、連続的に膨張し、最終的には漏れが発生します。いくつかの連続したハニカム細孔は点漏れを引き起こします。圧力接着およびシール技術に導入されたシンプルで簡単な方法は、このような溶接孔によって引き起こされる漏れを排除するために使用できます。漏れ圧力と量が大きく、作業員が漏れ部分に近づくのが難しい場合は、エージェント型加圧シール技術を使用してそれを排除できます 加圧溶接シール技術に導入された方法により、熱間加工が可能な部品も除去でき、強度が高く、耐用年数が長くなります。

(4) 亀裂は金属の最も危険な欠陥です。また、さまざまな材料の溶接プロセスでよく遭遇する問題でもあります。この金属の危険な欠陥は、継続的に膨張および伸長する傾向があります。シールの観点から見ると、亀裂の拡大は最終的にシールされた流体媒体の漏れにつながります。

亀裂は、縦方向の亀裂、横方向の亀裂、溶接中心の亀裂、根の亀裂、クレーターの亀裂、熱影響部の亀裂などに分けられます。

溶接の表面に亀裂が現れることもあれば、溶接の内側に亀裂が現れることもあります。時には巨視的、時には顕微鏡的であり、顕微鏡でのみ観察できます。一般的な亀裂は以下の通りです。

1) 溶接金属の高温割れ。この種の亀裂の特徴は、亀裂が青黒色、つまり高温で酸化される金属の色であることです。亀裂は常に溶接部の中心、または溶接フィッシュスケールの波紋に対して垂直に発生します。溶接面に見える熱亀裂は目立たないジグザグ形状をしています。アークピットのパターン状またはわずかにジグザグの線形亀裂も熱亀裂に属します。

2) 溶接金属の冷間亀裂。コールドクラックはホットクラックとは異なります。溶接後の低温、通常は 200-300 ℃ で製造されます。冷間亀裂は溶接冷却中にすぐに現れる場合があり、数時間、数日、さらには 1 か月または 2 か月後に現れる場合もあります。したがって、冷間亀裂は遅延亀裂とも呼ばれます。遅延亀裂のほとんどは、母材または母材と溶接部の接合部の融着線に発生し、そのほとんどは縦方向の分布であり、場合によっては横方向の亀裂である場合もあります。その外観の特徴は、溶接金属表面に露出した冷間亀裂部分に明らかな酸化色がなく、破壊が明るいことです。金属組織学的特徴は、冷間亀裂が粒界で発生したり、粒体に浸透したりする可能性があることです

上記では、いくつかの一般的な溶接継ぎ目の欠陥とその原因のみを紹介します。もちろん、他のいくつかの要因も溶接欠陥を引き起こします。一般的に言えば、午後の溶接にどのような溶接欠陥が存在しても、溶接の品質に影響を与え、溶接の強度を弱め、機器やパイプライン内の危険な化学媒体の漏れの重要な理由にもなります。

2。ガス溶接の溶接欠陥

ガス溶接は、溶接トーチから放出される可燃性ガスと酸素を混合して燃焼させ、熱によって 2 つの溶接部の接合部を溶融状態に加熱し、溶接部を充填材の有無にかかわらず接続して全体を得るプロセスです。溶接継手。電気溶接などのガス溶接のプロセスでは、何らかの理由で溶接に溶接欠陥が発生することがあります。

(1)過熱および過燃焼 過熱および過燃焼とは、一般に、ガス溶接中に金属がある程度加熱された後の金属構造の変化を指す。金属の過熱は、金属表面の黒化と酸化物スケールの出現によって特徴付けられます。粒径は粗いです。過燃焼時には、粗粒に加えて粒界も強く酸化され、溶接部のマクロ的な特徴は「スラグ」です。過熱した金属は脆くなり、焼きすぎるとさらに脆くなります。この欠陥の主な理由は次のとおりです:

1) 炎のエネルギー速度が高すぎる

2) 溶接速度が遅すぎます

3) トーチが 1 か所に長く留まりすぎます。

さらに、過剰な酸素による酸化炎、不適格な溶接ワイヤ組成、過剰な風力による場所での溶接などの客観的要因にも関連しています。明らかに、このような溶接欠陥の存在は必然的に溶接品質に影響を与える

(2)細孔は溶接部に残る気泡です。ガス溶接におけるエアホールの主な原因は次のとおりです:

1) ワークピースと溶接ワイヤの表面はきれいでなく、油、錆、塗料、酸化物のスケールがあります

2) 溶接ワイヤと母材の化学組成が要件を満たしていない

3) 溶接速度が速すぎます

4) 溶接ワイヤと母材間の加熱と溶融の調整に一貫性がありません。

細孔が存在すると、溶接部の有効断面積が減少し、溶接部のコンパクトさが破壊され、溶接継手の機械的特性が低下します。

(3)スラグの混入は、溶接部品や溶接線に油、塗料、錆などの汚れがあり、組立溶接時に洗浄に必要な手段が講じられていない場合に発生する可能性があります。この種のスラグ介在物は、電気溶接中に発生するスラグ介在物と同じ害を引き起こします。

(4)アンダーカットアンダーカットは、母材と溶接金属の接合部に形成されるピットまたは溝です。横溶接を溶接する場合、溶接の上部にアンダーカットが形成される可能性が最も高くなります。その理由は、溶接ノズルの傾斜角が間違っており、溶接ノズルと溶接ワイヤの揺れが不適切であり、火炎エネルギー速度が大きすぎるためです。

溶接部にアンダーカット欠陥が形成されると、金属の有効断面積が減少し、アンダーカットに応力集中が形成されます。この応力集中により、溶接部に小さな亀裂が伝播したり、漏れが発生したりすることもあります。

(5)ガス溶接時の亀裂の主な原因は次のとおりです

1) 溶接および溶接ワイヤの適格でない組成および構造（金属中の過剰な炭素含有量、過剰な硫黄およびリン不純物、不均一な構造など）;

2) 溶接中の過度の応力、溶接補強高さの不足、または溶接融着不良

3) 長い溶接を溶接する場合の不適切な溶接順序

4) スポット溶接中、溶接が短すぎるか、融合が不十分です

5) 職場の低温

6) 溶接接合部の端部が充填されていません。

金属の場合、亀裂は最も危険な溶接欠陥です。その存在により溶接部品の支持力が明らかに低下し、亀裂の先端に応力集中が必然的に現れます。応力集中により亀裂は継続的に膨張します。亀裂が一定の深さに達すると、パイプラインや機器のシール性能が破壊され、流体媒体がこれらの亀裂に沿って漏れます。

電気溶接とガス溶接の両方の欠陥が溶接漏れの根本原因です。永久硬化の観点から溶接品質を向上させることが絶対に必要です。ただし、生産の安全性を確保するには、圧力シール技術によって稼働している機器やパイプラインの溶接部の漏れを排除する必要があります。