Sự khác biệt giữa hàn dưới nước ướt và khô là gì?

Hàn dưới nước, như một công nghệ quan trọng trong kỹ thuật biển, khai thác dầu ngoài khơi và bảo trì cơ sở hạ tầng dưới nước, được chia thành hai loại chính: hàn dưới nước ướt và hàn dưới nước khô. Hai công nghệ này khác nhau đáng kể trong môi trường hoạt động, thiết bị, hiệu suất hàn và các kịch bản ứng dụng. Một sự hiểu biết rõ ràng về sự khác biệt của họ là rất quan trọng để chọn phương pháp hàn thích hợp trong các dự án thực tế.
Sự khác biệt cốt lõi trong môi trường hoạt động
Hàn dưới nước ướt
Trong hàn ướt dưới nước, thợ hàn và vùng hàn hoàn toàn tiếp xúc với môi trường nước trong quá trình hàn. Không có thiết bị cách ly giữa hoạt động hàn và nước xung quanh, và vòng cung hàn trực tiếp cháy trong nước. Nhiệt độ nước, áp suất và tốc độ dòng chảy trong khu vực làm việc sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hàn. Ví dụ, ở các vùng biển nông với độ sâu của nước là 103030 mét, áp suất nước có thể đạt đến 1 khí quyển 3 và dòng nước có thể khiến vòng cung biến động, làm tăng độ khó của hàn.
Hàn khô dưới nước 
Hàn khô dưới nước tạo ra một không gian làm việc khô hoặc bán - cho khu vực hàn. Một buồng kín (như bình áp suất hoặc môi trường sống) được lắp đặt xung quanh vị trí hàn và nước trong buồng được rút hoặc thay thế bằng khí trơ (như argon) để mô phỏng vùng đất - như môi trường hàn. Thợ hàn có thể hoạt động bên trong buồng hoặc điều khiển robot hàn từ xa. Áp lực trong buồng thường được cân bằng với áp lực nước bên ngoài để tránh thiệt hại cấu trúc cho buồng. Ví dụ, trong Deep - Hàn biển ở độ sâu 100 mét, áp suất bên trong của buồng sẽ được điều chỉnh thành 10 khí quyển để phù hợp với áp suất nước bên ngoài.
Sự khác biệt trong thiết bị hàn và vật liệu
Hàn dưới nước ướt
• Nguồn năng lượng hàn: Các nguồn năng lượng DC đặc biệt có độ ổn định dòng điện cao được yêu cầu để chống lại sự can thiệp của nước trên cung. Dòng điện đầu ra thường là 300 Ném600A và điện áp là 20 Ném40V, có thể duy trì quá trình đốt cháy trong nước.
• Điện cực: Các điện cực chống thấm được sử dụng. Lớp phủ của các điện cực này chứa các thành phần như thông lượng và khí - tác nhân tạo. Khi được làm nóng, các chất tạo ra khí - giải phóng các khí bảo vệ (như carbon dioxide và hydro) để tạo thành một màng khí xung quanh vòng cung, phân lập một phần của nước. Ví dụ, các điện cực dưới nước E7018 có lớp phủ dày có thể làm chậm tốc độ làm mát của bể nóng chảy.
• Thiết bị của thợ hàn: Thợ hàn mặc bộ đồ lặn, mũ bảo hiểm lặn và găng tay không thấm nước. Ngọn đuốc hàn được thiết kế để chống thấm nước và chống sốc điện -, với một lớp cách điện để ngăn ngừa rò rỉ hiện tại.
Hàn khô dưới nước
• Hệ thống buồng niêm phong: Đây là thiết bị cốt lõi, bao gồm áp suất - vỏ chống, bơm nước, van điều khiển khí và cảm biến áp suất. Buồng thường được làm bằng thép cường độ cao- hoặc hợp kim titan để chịu được áp suất nước cao. Ví dụ, buồng hàn khô được sử dụng trong các nền tảng dầu ngoài khơi có thể đạt được điện trở áp lực lên tới 50 khí quyển, thích nghi với môi trường biển sâu- dưới 500 mét.
• Thiết bị hàn: Nó có thể sử dụng các phương pháp hàn tương tự như các phương pháp trên đất liền, chẳng hạn như hàn hồ quang kim loại được che chắn (SMAW) và hàn hồ quang kim loại khí (GMAW). Nguồn năng lượng hàn và ngọn đuốc không cần điều trị chống thấm nước đặc biệt, nhưng chúng cần phải tương thích với môi trường áp lực trong buồng.
• Hệ thống phụ trợ: Hệ thống cung cấp khí trơ (để duy trì môi trường khô trong buồng), các hệ thống kiểm soát nhiệt độ (để ngăn chặn sự ngưng tụ) và hệ thống giám sát video (để hỗ trợ hoạt động từ xa) được bao gồm.
Sự khác biệt về hiệu suất hàn và chất lượng
Hàn dưới nước ướt
• Độ ổn định vòng cung: Vòng cung dễ bị xáo trộn bởi dòng nước và hơi nước, dẫn đến đốt cháy không ổn định. Tốc độ làm mát của bể nóng chảy là cực kỳ nhanh (khoảng 10 lần100 so với hàn đất), có thể gây ra vết nứt lạnh trong mối hàn.
• Tính chất cơ học hàn: Độ bền kéo của mối hàn thường là 70% 80% so với hàn đất và độ bền tác động thấp hơn. Ví dụ, năng lượng tác động của kim loại mối hàn trong hàn ướt thép carbon thường là 20 Hàng30J, thấp hơn đáng kể so với 40 thép60J trong hàn đất.
• Tốc độ khiếm khuyết: dễ bị các khiếm khuyết như lỗ chân lông (gây ra hơi nước xâm nhập vào bể nóng chảy), phản ứng tổng hợp không hoàn chỉnh (gây ra bởi làm mát nhanh) và bao gồm xỉ (gây ra sự trôi chảy của kim loại nóng chảy). Tỷ lệ đủ điều kiện của một - Hàn thời gian thường là 60%.
Hàn khô dưới nước
• Độ ổn định hồ quang: Vòng cung đốt trong môi trường khí khô hoặc trơ, với độ ổn định gần với hàn đất. Tốc độ làm mát của bể nóng chảy là chậm, có lợi cho việc thoát khỏi khí và sự trôi nổi của xỉ.
• Tính chất cơ học hàn: Độ bền và độ bền của mối hàn gần với các chất hàn đất. Ví dụ, độ bền kéo của mối hàn trong hàn khô của thép hợp kim thấp - có thể đạt 90% mật100% so với hàn đất và năng lượng tác động có thể đạt tới 35.
• Tỷ lệ khuyết tật: Tỷ lệ khiếm khuyết thấp và tỷ lệ hàn thời gian đủ điều kiện - có thể đạt 90%.95%. Các khiếm khuyết phổ biến chủ yếu là do cài đặt tham số không phù hợp, chẳng hạn như quá nhiệt hoặc không đủ thâm nhập.
Sự khác biệt trong kịch bản ứng dụng và chi phí
Hàn dưới nước ướt
• Phạm vi ứng dụng: Thích hợp cho nước nông (thường trong vòng 50 mét) và không - Các cấu trúc quan trọng, như sửa chữa khẩn cấp các đường ống dưới nước, bảo trì cầu sông và hàn các thành phần nhỏ dưới nước. Ví dụ, khi một đường ống cung cấp nước sâu 20 -, hàn ướt có thể được sử dụng để cắm tạm thời.
• Chi phí: Đầu tư thiết bị thấp (chủ yếu là thiết bị lặn và điện cực đặc biệt), và chu kỳ xây dựng là ngắn. Chi phí cho mỗi mét hàn thường là 500 đô la1.000 đô la, phù hợp cho các dự án có ngân sách hạn chế.
• Ưu điểm và nhược điểm: Ưu điểm là tính linh hoạt và phản ứng nhanh; Nhược điểm là chất lượng hàn kém và yêu cầu cao đối với các kỹ năng của thợ hàn (họ cần thành thạo cả công nghệ lặn và hàn).
Hàn khô dưới nước
• Phạm vi ứng dụng: Thích hợp cho nước sâu (hơn 50 mét) và các cấu trúc chính, chẳng hạn như hàn các nền tảng khoan dầu ngoài khơi, lắp đặt Deep - đường ống biển và duy trì nhà máy điện hạt nhân dưới nước. Ví dụ: hàn 300 - mét - Các đầu nối đường ống dẫn dầu sâu phải sử dụng hàn khô để đảm bảo độ tin cậy dài hạn.
• Chi phí: Đầu tư thiết bị rất lớn (chi phí của một bộ hệ thống buồng hàn khô có thể đạt hàng triệu đô la) và công việc chuẩn bị rất phức tạp (như lắp đặt buồng và kiểm tra áp suất). Chi phí cho mỗi mét hàn là 5.0002020.000 đô la Mỹ, chỉ được sử dụng trong các dự án giá trị- cao.
• Ưu điểm và nhược điểm: Ưu điểm là chất lượng hàn và ổn định cao, có thể đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt; Nhược điểm là sự linh hoạt kém và chu kỳ xây dựng dài.
Đề xuất lựa chọn cho các ứng dụng kỹ thuật
Các chuyên gia trong ngành cho rằng sự lựa chọn giữa hàn dưới nước ướt và khô nên dựa trên các yếu tố sau:
• Độ sâu của nước: Hàn ướt được ưa thích đối với vùng nước nông trong vòng 50 mét, và hàn khô cho nước sâu vượt quá 50 mét.
• Tầm quan trọng về cấu trúc: Các cấu trúc chính (như nền tảng dầu và thiết bị năng lượng hạt nhân) yêu cầu dài - HOẠT ĐỘNG SAFE HOẠT ĐỘNG phải sử dụng hàn khô; Không - Các cấu trúc quan trọng hoặc sửa chữa tạm thời có thể sử dụng hàn ướt.
• Ngân sách và chu kỳ xây dựng: Hàn ướt phù hợp cho các dự án có ngân sách eo hẹp và lịch trình khẩn cấp; Hàn khô được chọn khi chất lượng là cân nhắc chính và ngân sách là đủ.
• Yêu cầu chất lượng hàn: Nếu mối hàn cần chịu được áp suất cao, ăn mòn hoặc tải trọng mệt mỏi (như đường ống ngầm), cần hàn khô; Nếu chỉ cần kết nối tạm thời, hàn ướt có thể đáp ứng các yêu cầu.
Tóm lại, hàn ướt và khô dưới nước có đặc điểm riêng và các kịch bản áp dụng. Với sự phát triển của kỹ thuật biển, công nghệ hàn khô liên tục được cải thiện (chẳng hạn như ứng dụng hàn robot trong buồng), trong khi hàn ướt cũng đang tối ưu hóa các điện cực và quy trình để cải thiện chất lượng. Trong tương lai kỹ thuật dưới nước, hai công nghệ sẽ bổ sung cho nhau để cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho việc phát triển và duy trì cơ sở hạ tầng dưới nước.