大型金属容器でも、数百キロに及ぶ流体輸送パイプでも、溶接によって接続されています。溶接方法により、機械性能に優れた溶接継手を得ることができる 。しかしながら 、溶接の過程において、人為的要因及びその他の自然要因の影響により、溶接形成過程において種々の欠陥が避けられない 。溶接に発生する漏れ現象の相当部分は、溶接中に残された溶接欠陥によるものである。
最も一般的な溶接方法は電気溶接とガス溶接である 。両者によく見られる溶接欠陥の概要は以下の通りである。
1.溶接欠陥
電気溶接は 、電気エネルギーによって発生する高温アークによって全体の金属継手を得る過程である 。溶接溶接によく見られる欠陥は主に以下のいくつかある。
（1）図6〜6に示すように、溶接されていない部品の隙間または縁が溶けていない場合、残された隙間を溶接されていないという。溶接されていないため、圧力媒体は層間の微小な隙間に沿って漏れ、ひどい場合は噴射状の漏れも発生する。
（2）溶接中にスラグが存在する非金属物質を、図6〜図7に示すようにスラグと呼ぶ。スラグは主に操作技術の不良により 、溶融池中のスラグが浮上せずに溶接中に存在し、スラグは母材の汚れからも発生する可能性がある。
スラグは外欠陥と呼ばれるものがある 。溶接の奥に存在し 、肉眼では見えないものもあり、無損探傷で見ることができ、内欠陥と呼ばれている。内欠陥であろうと外欠陥であろうと 、溶接に対する危害は大きく、それらの存在は溶接の機械的性質を低下させる。針状の微細な介在物の中には、スラグの先端角が応力集中を引き起こし 、クラックとほぼ等しいものもある。溶接中の針状窒化物やリン化物は、金属を脆くし、酸化鉄や硫化鉄に亀裂を形成する。
スラグによる溶接漏れも比較的よく見られるが、特に溶接品質が要求されない流体輸送管路や容器では 、スラグが存在する溶接セグメント内に局所領域内の応力集中をもたらし 、スラグ先端の微小亀裂を拡張させ 、この亀裂が管壁厚を貫通すると漏れ現象が発生する。
（3）気孔は、金属溶接中に、何らかの理由により溶融槽内のガスを逃がすことなく溶融槽内に残し 、溶接中の流体金属が凝固して孔を形成し、図6〜8に示すように気孔と称する 。気孔の形状、大きさ及び数量は母材鋼種、溶接棒の性質、溶接位置及び電気溶接工の操作技術レベルと関係がある 。気孔を形成するガスには、母材または溶接棒鋼芯に溶解したガスがある 。薬の皮が溶けたときに発生するガスがある。母材の油錆、垢などが熱を受けた後に分解して発生したものもある。大気から来たものもある。低炭素鋼溶接における気孔は主に水素または一酸化炭素気孔である 。
気孔発生部位によっては 、表面気孔と内部気孔に分けられる。分布状況によっては 、疎開気孔、密集気孔、連続気孔などに分けられる。これらの気孔の発生の原因は多種多様であり、形成される気孔の形状の大きさもそれぞれ異なり 、球形、楕円形、渦形 、毛虫状などがある。
気孔は溶接の強度に大きな影響を及ぼし 、溶接の有効な作動荷重を減少させ 、溶接の機械的性質を低下させ、特に曲げと衝撃靭性に最も影響を及ぼし、溶接の緻密性を破壊することができる。連続気孔は溶接構造の破壊をもたらす。
単一の小気孔は一般的に漏れを引き起こさない。しかし、長形気孔の先端は温度差応力 、取付応力またはその他の自然力の作用の下で、応力が集中する現象が発生し、気孔の先端に亀裂が発生し、絶えず拡張し 、最後に漏れを招く。いくつかの連続ハニカム状気孔は点状漏れを引き起こす。このような溶接気孔による漏れを処理するには、帯圧接着シール技術で紹介された簡便で実行しやすい方法で除去することができる。漏れ圧力及び漏れ量が大きく 、人員が漏れ部位に近づきにくい場合、往剤式帯圧密封技術を採用して除去することができる 。発火を許容する部位は 、強度および使用寿命がより高く、より長い圧縮溶接シール技術で紹介された方法で除去することも考えられる。
(4)クラッククラックは金属中で最も危険な欠陥である。各種材料の溶接過程でよく発生する問題でもある。この金属中の危険欠陥は絶えず広がり,延びる傾向があり,シールの観点からクラックの広がりは最終的に被シール流体媒質の漏れを引き起こす。
クラックは 、その存在する部位によって、縦クラック、横クラック 、溶接中心クラック、根部クラック、アークピットクラック、熱影響領域クラックなどに分けられる 。
亀裂が溶接の表面に現れることもあり、溶接の内部に現れることもある 。時にはマクロ的で 、時にはミクロ的で、顕微鏡でしか観察できない。よく見られるひび割れは以下のようなものがあります。
1）溶接金属の熱割れ 。このクラックの特徴は、切断口が青黒色 、すなわち金属が高温で酸化される色であり 、クラックは常に溶接の正中心または溶接魚鱗に垂直な波紋を生じ、溶接表面に見える熱クラックは明らかでない鋸歯形を呈し、アークピットの模様状またはやや鋸歯状の直線クラックも熱クラックに属する。
2）溶接金属のコールドクラック。冷間クラックは熱クラックとは異なり、溶接後のより低い温度で発生し、温度は一般的に200〜300°Cである。コールドクラックは溶接の冷却中に直ちに現れることができ、数時間、数日 、さらには1、2ヶ月後に現れることもあるので、コールドクラックは遅延クラックとも呼ばれる。遅延クラックの多くは、基本金属上または基本金属と溶接との境界の溶融線上に発生し 、多くは縦分布であり 、少数の場合は横クラックである可能性がある。その外観特徴は、溶接金属表面に現れる冷割れ断面に明らかな酸化色がなく、切り欠きが明るいことである 。その金相の特徴は、冷却クラックが結晶粒界で発生する可能性があり 、結晶粒体内を貫通する可能性があることである。
以上、一般的な溶接溶接の欠陥と発生の原因をいくつか紹介した 。もちろん、他の要因も溶接欠陥をもたらします。総じて言えば、どの溶接欠陥が午溶接に存在しても、溶接の品質に影響し 、溶接の強度を弱め、設備、パイプ内の危険化学品媒体の漏れをもたらす重要な原因でもある 。
2.溶接欠陥
ガス溶接は、トーチから噴出した可燃ガスと酸素とを混合燃焼させた後 、その熱で両溶接材の継ぎ目を溶融状態に加熱し、充填材を用いずに溶接材を接続し 、全体の溶接継手を得る過程である。ガス溶接を採用する過程で、電気溶接と同様に、いくつかの原因により、溶接中に溶接欠陥が発生することもある 。
(1)過熱と過熱と過熱とは 、一般に、鋼がガス溶接時に金属がある程度熱された後に金属組織に生じる変化を指す。金属が過熱する特徴は、金属表面が黒くなり、酸化皮が現れることである。組織的に結晶粒が粗大であることを示した 。一方 、過焼時には、結晶粒が粗大であるほか 、結晶粒境界も強く酸化され、溶接の巨視的特徴は「スラグ」である。過熱した金属は脆くなり 、焼きすぎるともっと脆くなります。このような欠陥の主な原因は:
1）火炎のエネルギー率が大きすぎる ；
2）溶接速度が遅すぎる ；
3）溶接トーチが一箇所に留まる時間が長すぎる 。
また,酸素過剰の酸化炎の採用,ワイヤ成分の不合格,風力過大箇所での溶接などの客観的要因にも関係している。明らかに、このような溶接欠陥の存在は必然的に溶接の品質に影響し、
(2)気孔気孔は 、溶接中に残存する気泡である 。溶接による気孔発生の主な原因は以下の通りである 。
1）ワークとワイヤの表面が不潔で 、油、錆、漆及び酸化鉄皮などがある ；
2）溶接ワイヤと母材の化学成分が要求に合わない ；
3）溶接速度が速すぎる；
4）溶接ワイヤと母材の加熱溶融との配合が不調和である。
気孔の存在は溶接の有効断面積を減少させ、溶接の緻密性を破壊し、溶接継手の機械的性質を低下させる 。
（3）スラグは、被溶接ワークとワイヤに油汚れ、ペンキ、鉄錆などの汚れが残っているが、組対溶接を行う場合 、必要な手段を講じて清掃することなく 、スラグが発生するおそれがある 。このようなスラグは、電気溶接時に生じるスラグによる危害と同様である。
(4)かみ合いかみ合いは、基本金属と溶接金属との境界に形成されたピットまたは溝である 。横溶接の場合、溶接上部が最も噛み合い現象を形成しやすい 。なぜなら 、溶接ノズルの傾斜角度が間違っていることや、溶接ノズル、溶接ワイヤの揺れが適切でないこと、火炎エネルギー率が大きすぎることなどが原因である。
溶接が咬辺欠陥を形成すると 、金属の有効断面積が減少するとともに 、咬辺に応力集中が形成され 、この応力集中は同様に溶接中の微小亀裂の拡張を引き起こし、漏れ現象が発生する。
（5）クラック溶接中にクラックが発生する主な原因は：
1)溶接部品と溶接ワイヤの成分、組織不合格(例えば金属中の炭素含有量が高すぎ、硫黄リン不純物が多すぎ、組織不均一など);
2)溶接時の応力が大きすぎて、溶接の強化高さが足りない或いは溶接の溶接不良；
3）溶接長溶接の場合、溶接順序が不適切である ；
4）点固溶接の場合 、溶接が短すぎる或いは溶接不良；
5）作業場所の気温が低い；
6)終端時に溶接口が埋まっていないなど。
金属にとって、クラックは最も危険な溶接欠陥であり、その存在は溶接部材の荷重能力を著しく低下させ、クラックの先端に応力集中が避けられない 。応力集中はまたクラックを絶えず拡張させ、クラックが一定の深さに達するとパイプ、設備の閉鎖性能を破壊し、流体媒体はこれらのクラックに沿って漏れ出す 。
電気溶接溶接欠陥であろうと、ガス溶接欠陥の存在であろうと 、溶接漏れを引き起こす根本的な原因である。治本の観点から、溶接品質の向上は完全に必要である 。しかし 、すでに生産運転を開始した設備、パイプ溶接に現れた漏れは 、生産の安全を保証するために、ベルトシール技術を採用して除去しなければならない。
