Phương pháp hàn ướt dưới nước
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về phương pháp hàn ướt dưới nước với sự trợ giúp của các sơ đồ phù hợp.
Hàn ướt dưới nước có bốn biến thể chính, hàn hồ quang kim loại khí (GMAW), hàn hồ quang kim loại bao phủ, hàn hồ quang plasma và hàn hồ quang kim loại được che chắn (SMAW). GMAW dưới nước tương tự như loại được sử dụng trong điều kiện không khí mở với CO 2, argon, helium hoặc hỗn hợp của chúng làm khí bảo vệ. Trong số các vấn đề chính của viz hàn ướt dưới nước, độ dẻo thấp và độ hấp thụ hydro cao của các mối hàn, quy trình GMAW dường như đã loại bỏ hoàn toàn sau này.
Để tăng cường sử dụng quy trình GMAW dưới nước, một số cải tiến mới đã được đưa ra nhằm mục đích ngăn nước xung quanh xâm nhập vào khu vực vòng cung bằng bàn chải xoay hoặc cố định, vòi cao su bảo vệ linh hoạt hoặc vòi phun nước. Trong vòi phun nước được thể hiện trong hình 22.3, một tia nước tốc độ cao nổi lên từ vòi hình khuyên tạo ra một khoang chứa đầy khí xung quanh hồ quang và bể hàn.
Khí bảo vệ trong khoang được duy trì liên tục ở áp suất hơi vượt quá môi trường xung quanh để ngăn nước xâm nhập. Do đó, hàn diễn ra trong môi trường khí làm giảm hoặc loại bỏ sự hấp thụ hydro và giảm thiểu sự làm mát đột ngột của kim loại mối hàn.
Trong hàn hồ quang kim loại có vỏ bọc, vị trí được hàn được phủ bằng một tấm vải acrylic có hình dạng hình cầu với hai đến ba lỗ được cung cấp trong đó. Điện cực tráng được truyền qua một trong các lỗ và các lỗ còn lại là để khí thoát ra khỏi tấm vải liệm.
Các khí được tạo ra từ quá trình đốt lớp phủ điện cực sẽ đẩy nước ra khỏi tấm vải liệm và tại chỗ, trong điều kiện khô được bao quanh bởi hỗn hợp khí bao gồm chủ yếu là hydro, CO 2 và CO. Quá trình này cải thiện độ dẻo của hàn nhưng vấn đề ôm khí hydro vẫn tồn tại do sự hiện diện của một lượng lớn hydro trong khí quyển bên trong tấm vải liệm.
Đối với hàn hồ quang plasma dưới nước, argon và thủy tinh ở dạng lỏng nhớt đã được sử dụng làm vật liệu che chắn. Các mối hàn được chế tạo bằng hàn hồ quang plasma có độ dẻo cao, độ cứng HAZ thấp và độ ổn định cao của hồ quang.
Trong SMAW dưới nước, sự sắp xếp được thể hiện trong hình 22.4 điện cực được phủ trực tiếp được sử dụng trực tiếp trong điều kiện dưới nước mà không có nhiều khác biệt so với điều kiện không khí mở. Các điện cực được sử dụng phổ biến nhất là loại rutile mặc dù các điện cực bột sắt cũng được sử dụng. Tất cả các điện cực để hàn dưới nước được cung cấp một lớp phủ chống thấm có thể bao gồm shellac hoặc celluloid hòa tan trong acetone, vecni vinylic, hoặc chỉ là một sự cọ xát của sáp parafin.
Các lớp phủ có xu hướng tan rã ở độ sâu hơn 180 m. Sự co thắt hồ quang cũng tăng theo độ sâu và người ta sợ rằng ở độ sâu hơn 300 m, không thể hàn được thay vào đó có thể cắt. Mặc dù cả hai nguồn năng lượng ac và dc được sử dụng để hàn ướt dưới nước nhưng dc với điện cực âm là phổ biến nhất. Điện áp mạch mở thường được giới hạn ở 105 volt.
Mặc dù có nhiều nhược điểm của SMAW, đây là quy trình hàn dưới nước được sử dụng rộng rãi nhất vì tính đơn giản và khả năng sử dụng ở các vị trí khác nhau để tạo ra các khớp bất thường và phức tạp. Các khớp được sản xuất thường có độ bền kéo 80 phần trăm và độ dẻo 50 phần trăm của các mối hàn ngoài trời. Ngoài việc sửa chữa khẩn cấp và trục vớt, hàn ướt dưới nước còn được sử dụng để chế tạo cà vạt vì các giếng dầu mới ngoài khơi được đưa vào sản xuất.
Trong thép SMAW dưới nước có lượng carbon tương đương (CE) dưới 0, 40% được hàn bằng điện cực thép nhẹ và những loại có carbon tương đương hơn 0, 40% được hàn bằng điện cực thép không gỉ austenit. Trong khi các điện cực thép nhẹ thường dẫn đến sự cắt xén, các điện cực austenit và niken thường không có vết cắt và vết nứt dưới hạt nhưng độ xốp có thể tăng khi tăng dòng hàn.
Ngoài bốn biến thể của các thử nghiệm hàn ướt dưới nước cũng đã được tiến hành trên hàn dưới nước bằng các quy trình như hàn lửa, hàn stud và hàn laser. Hàn cracker lửa đã được tìm thấy để làm việc đến độ sâu 60 m, tuy nhiên các mối hàn như vậy đã được tìm thấy có lỗ thông hơi cho độ sâu nước hơn 20 m.
Hàn stud dưới nước đã được tìm thấy để làm việc thỏa đáng. Các ứng dụng thực tế của quy trình được dự đoán trong việc trục vớt và sửa chữa các kết cấu thép và bảo trì ngoài khơi để thay thế các cực dương hy sinh.
Việc sử dụng chùm tia laser CO 2 để hàn dưới nước ở độ sâu nông cũng đã thành công nhưng việc sử dụng trường thực tế của nó sẽ phụ thuộc vào sức mạnh của chùm tia laser và các kỹ thuật được sử dụng để triển khai thực tế.
Khi hoạt động ở độ sâu hơn 100 m dẫn đến một loạt khó khăn nếu sử dụng hàn thủ công, hàn từ xa đã được phát triển cho công việc dưới biển sâu trong đó các chuyển động của đèn pin được cơ giới hóa hoàn toàn. Các đơn vị như vậy dự kiến sẽ tìm thấy việc sử dụng tăng lên với sự gia tăng khoan sâu dưới biển để khai thác dầu và đáy đại dương đòi hỏi phải lắp đặt các cấu trúc và đường ống thích hợp để chuyển tải các sản phẩm.
