Наряду с пленами по раскатанным газовым пузырям в толще труб обнаруживаются не вышедшие на поверхность подкорковые пузыри, имеющие ту же характерную микроструктуру – участки обезуглероживания овальной формы в оторочке из зерен перлита, содержащие неметаллические включения и ликвацию легкоплавких компонентов.
Как я уже отмечал ранее, микроструктура металла вокруг газовых пузырей и их форма связаны со схемой образования дефектов в слитках (непрерывных заготовках). Поверхностные сравнительно мелкие газовые пузыри образуются в корковом слое, довольно однородном по структуре. Вокруг таких пузырей в литом металле происходит незначительное обогащение кислородом в виде мелких глобулярных окислов типа FeO∙MnO и других элементов. Подкорковые газовые пузыри образуются в междендритных пространствах, обогащенных легкоплавкими примесями. При затвердевании металла газ, находящийся в полости пузыря, препятствует проникновению маточного раствора в полость, и скорость теплоотвода в этом месте уменьшается. С понижением температуры металла давление газа в полости пузыря уменьшается. Под действием ферростатического давления в такую полость засасываются из междендритного пространства последние порции жидкого металла, обогащенного примесями легкоплавких компонентов (фосфора, марганца, мышьяка, серы и др.). Полости пузырей имеют овальную (капсуловидную) форму. Эту форму принимает и обезуглероженная зона с ликвацией. При прокатке в трубы с увеличением степени деформации стенки капсуловидной полости дефектов сближаются, но форма расположения структурных составляющих остается та же.
Раскатанные газовые пузыри всех видов, видимые и невидимые на поверхности, являются концентраторами напряжений, которые в процессе эксплуатации изделия являются очагами разрушения. В практике проведенных экспертных исследований имеют место случаи разрушения труб по трещинам, развивающимся от раскатанных подкорковых газовых пузырей.
Наиболее часто встречающаяся глубина плен этого вида – от десятых долей миллиметра до 2 мм.
Необходимо отметить, что, как правило, на отливках имеется гораздо больше газовых пузырей, чем плен из них на трубах, т.к. большее количество их выгорает в процессе нагревов и выкатывается. Однако имеют место случаи, когда на одной трубе наблюдали до 25 – 30 плен по раскатным пузырям. Волосовидные плены по раскатным газовым пузырям на трубах ответственного назначения не следует допускать.
Причина появления газовых пузырей на поверхность слитков недораскисленность металла, применение влажных сифонных припасов, использование влажной утеплительной смеси, инжекция воздуха с заворотом корки, подтеками, поясом, образование окиси углерода при взаимодействии металла завернувшихся корок и поясов с воздухом, использование изложниц с изъянами на внутренней поверхности (сеткой разгара, трещинами, углублениями), в которых скапливается влага. Причина появления волосовидных групповых плен на поверхности труб – использование в производстве отливок и трубной заготовки с неудаленными газовыми пузырями.
