Phương pháp hàn khô dưới nước
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về phương pháp hàn khô dưới nước với sự trợ giúp của các sơ đồ phù hợp.
Trong hàn khô dưới nước, vị trí được hàn được bao phủ bởi một buồng mà nước được loại trừ dưới áp lực. Việc hàn được thực hiện tương tự như được thực hiện trong điều kiện không khí mở ngoại trừ khói và khí sinh ra trong quá trình hàn ảnh hưởng đến môi trường kín. Tuy nhiên, có thể sản xuất các mối hàn chất lượng cao đáp ứng các yêu cầu về tia X và mã. Ngoài ra, hàn có thể được thực hiện nhanh hơn nhiều dẫn đến tiết kiệm lớn.
Có hai biến thể chính của hàn khô dưới nước:
(i) Hàn khô dưới nước tại một bầu khí quyển và
(ii) Hàn khô dưới nước ở áp suất siêu thanh.
Trong kỹ thuật đầu tiên, khu vực làm việc, trong đó phôi và dụng cụ được đặt, được giữ khô và được duy trì ở áp suất khí quyển bình thường. Điều này được thực hiện thường trong một tàu ngầm hoặc bằng cách sử dụng một bình áp lực. Việc hàn được thực hiện theo cách tương tự như trong xưởng, chỉ cần áp dụng quy trình đặc biệt dựa trên không gian làm việc hạn chế và các biện pháp hậu quả cho an toàn điện, khí độc và bụi.
Trong kỹ thuật thứ hai, khu vực được hàn được bao phủ bởi một buồng ở áp suất cao hơn một chút so với áp lực nước xung quanh. Điều này được thực hiện trong buồng đáy mở hoặc môi trường sống. Hình 22.5 cho thấy thiết lập để hàn siêu thanh của khớp nối đường ống.
Hình 22.5 Một thiết lập cho các mối nối ống hàn hyperbaric
Ngoài ra, tùy thuộc vào kích thước của buồng, có hai biến thể trong hàn khô dưới nước, đó là buồng cố định và buồng di chuyển. Trước đây, buồng được cố định vĩnh viễn tại chỗ cho đến khi công việc hoàn thành và sau đó toàn bộ thiết lập được tháo dỡ trong khi buồng sau di động hơn, trong đó người vận hành di chuyển toàn bộ buồng cùng với vị trí mong muốn. Do đó, cái trước là hữu ích hơn cho những công việc lớn hơn và cái sau cho những công việc nhỏ hơn.
Trong thực tế ngày nay, hầu như chỉ hàn khô dưới nước được sử dụng ngoài khơi không chỉ vì nó mang lại các mối hàn chất lượng mong muốn mà còn bởi vì ii là kỹ thuật duy nhất có thể được sử dụng ở vùng nước sâu. Mặc dù hiện tại hầu hết các công việc ngoài khơi được thực hiện ở độ sâu tối đa khoảng 300 m nhưng dự kiến đến đầu thế kỷ, nó có thể được yêu cầu sử dụng cho độ sâu tới 1000 m.
Các quy trình hiện được sử dụng cho hầu hết các hàn khô dưới nước bao gồm SMAW, GTAW và GMAW. SMAW không được yêu thích nhiều vì lượng khói và khói lớn được tạo ra trong hoạt động đòi hỏi phải sử dụng hệ thống di chuyển, lọc và làm lạnh không khí rộng rãi.
GTAW được sử dụng dưới nước chủ yếu để sản xuất các khớp trong ống. Các mối hàn được sản xuất có chất lượng tia X nhưng nguồn cung cấp tần số cao được sử dụng để bắt đầu và bảo trì hồ quang không hoạt động ở độ sâu hơn 100 m. Vấn đề được khắc phục bằng cách bắt đầu chạm nhưng điều đó có thể dẫn đến sự bao gồm vonfram.
Helium mặc dù trơ không được coi là phù hợp với GTAW vì nó làm xói mòn nghiêm trọng điện cực vonfram và việc bắt đầu hồ quang rất khó khăn ở áp suất cao. Mặc dù argon vượt trội hơn helium cho GTAW, nó có độ ma túy gấp đôi so với nitơ nên không thể sử dụng làm khí buồng. Để giải quyết vấn đề này, một đầu phun bàn chải dây thép không gỉ cấu trúc kép khác nhau được thể hiện trong Hình 22.6 được sử dụng cho cả quy trình GTAW và GMAW.
Quá trình GMAW dường như cung cấp tiềm năng lớn nhất cho hàn khô dưới nước. Nó tương đối nhanh và có thể được sử dụng cho tất cả các vị trí hàn. Trong quá trình này thường sử dụng nguồn điện có đặc tính volt-ampere phẳng. Helium, argon, argon + 2% O 2 hoặc argon + 5% CO 2 được sử dụng làm khí bảo vệ. Argon và nitơ gây ra chứng mê man trong khi helium dễ thở và do đó, được ưu tiên là khí buồng.
Nếu helium được sử dụng làm khí bảo vệ, nó sẽ dẫn đến điện áp hồ quang cao hơn cho cùng chiều dài hồ quang, gây ra vấn đề bắt đầu hồ quang. Tuy nhiên, helium là một chất dẫn nhiệt rất tốt, nó dẫn đến tốc độ nóng chảy dây cao hơn với độ xuyên sâu hơn và các hạt hàn rộng hơn. Nhưng helium đắt hơn nhiều so với argon và nó cũng tăng tốc độ làm mát mối hàn. Khí CO 2 có thể được sử dụng để che chắn ở độ sâu nông. Ở độ sâu lớn hơn, hỗn hợp argon + CO được sử dụng để che chắn và kết quả tốt nhất dường như thu được với 95% argon và 5% hỗn hợp khí CO 2 .
Thông thường thợ hàn thợ lặn làm việc trong một thời gian ngắn tại một thời điểm dẫn đến sự gián đoạn thường xuyên với sự chậm trễ do hậu quả trong việc thực hiện công việc. Đối với thời gian làm việc lớn hơn, kỹ thuật lặn bão hòa được sử dụng. Trong kỹ thuật này, các mô cơ thể của thợ lặn được tạo ra để đạt đến giới hạn hòa tan cân bằng được gọi là độ bão hòa của khí trơ.
Sau khi bão hòa, thợ lặn có thể được giữ ở cùng áp suất trong môi trường sống trong bất kỳ khoảng thời gian nào (ví dụ như tuần hoặc tháng) và được sử dụng cho chu kỳ nhiệm vụ bình thường cho đến khi đưa vào chu kỳ giải nén, do đó giảm thời gian giữa các lần lặn và cho phép hàn hiệu quả hoạt động.
Nhược điểm của hệ thống lặn bão hòa là các yêu cầu của thiết bị bổ sung, đội hỗ trợ thợ lặn và sao lưu về hỗ trợ cuộc sống (bao gồm liên lạc qua điện thoại, TV, máy quay video để quan sát liên tục, bầu không khí hỗ trợ cuộc sống cho phi hành đoàn và khu vực sinh sống), phóng và thu hồi thợ lặn; tất cả đều dẫn đến chi phí hoạt động cao.
Đối với hầu hết các công việc lặn bão hòa, không khí thở của các thành viên phi hành đoàn là khoảng 90, 95% heli và 5 oxy10% oxy và sự cân bằng này phải được duy trì chính xác.
Các biện pháp phòng ngừa an toàn đặc biệt phải được thực hiện bởi thợ hàn thợ hàn để hàn dưới nước chống lại các khí bị vướng vào các bộ phận được hàn. Những khí này thường giàu hydro và oxy có thể phát nổ khi đốt cháy.
