Was ist der Unterschied zwischen nassem und trockenem Unterwasserschweißen?

Unterwasserschweißen, als kritische Technologie in der Meerestechnik, die Ausbeutung von Offshore -Öl und die Wartung von Unterwasserinfrastrukturen ist in zwei Hauptkategorien unterteilt: Nassunterwasserschweißen und trockenes Unterwasserschweißen. Diese beiden Technologien unterscheiden sich erheblich in Betriebsumgebung, Ausrüstung, Schweißleistung und Anwendungsszenarien. Ein klares Verständnis ihrer Unterschiede ist entscheidend für die Auswahl der entsprechenden Schweißmethode in praktischen Projekten.
Kernunterschiede in der Betriebsumgebung
Nasse Unterwasserschweißen
Beim nassen Unterwasserschweißen sind der Schweißer und die Schweißzone während des Schweißverfahrens vollständig der Wasserumgebung ausgesetzt. Es gibt keine Isolationsvorrichtung zwischen dem Schweißbetrieb und dem umgebenden Wasser, und der Schweißbogen verbrennt direkt im Wasser. Die Wassertemperatur, der Druck und die Durchflussrate im Arbeitsbereich wirken sich direkt auf das Schweißverfahren aus. Beispielsweise kann in flachen Meeresflächen mit einer Wassertiefe von 10 bis 30 Metern der Wasserdruck 1–3 Atmosphären erreichen, und der Wasserfluss kann dazu führen, dass der Lichtbogen schwankt, was die Schwierigkeit des Schweißens erhöht.
Trockener Unterwasserschweißen 
Trockener Unterwasserschweißen erzeugt einen trockenen oder Semi - trockener Arbeitsraum für den Schweißbereich. Um die Schweißposition wird eine versiegelte Kammer (z. B. ein Druckbehälter oder ein Lebensraum) installiert, und Wasser in der Kammer wird durch ineres Gas (wie Argon) abgelassen oder ersetzt, um ein Land zu simulieren - ähnliche Schweißumgebung. Der Schweißer kann in der Kammer arbeiten oder den Schweißroboter aus der Ferne steuern. Der Druck in der Kammer ist normalerweise mit dem äußeren Wasserdruck ausgeglichen, um strukturelle Beschädigungen der Kammer zu vermeiden. Beispielsweise wird in Deep - Sea -Schweißen in einer Tiefe von 100 Metern der Innendruck der Kammer auf 10 Atmosphären eingestellt, um dem äußeren Wasserdruck zu entsprechen.
Unterschiede in Schweißgeräten und -materialien
Nasse Unterwasserschweißen
• Schweißscheibenquelle: Spezielle DC -Stromquellen mit hoher Stromstabilität sind erforderlich, um der Störung des Wassers am Bogen zu widerstehen. Der Ausgangsstrom beträgt normalerweise 300–600 A und die Spannung beträgt 20–40 V, wodurch die Bogenverbrennung in Wasser aufrechterhalten wird.
• Elektrode: Es werden wasserdichte Elektroden verwendet. Die Beschichtung dieser Elektroden enthält Inhaltsstoffe wie Fluss und Gas - Erzeugungsmittel. Beim Erhitzen füllen das Gas - Erzeugung von Wirkstoffen Schutzgase (wie Kohlendioxid und Wasserstoff), um einen Gasfilm um den Bogen zu bilden, der einen Teil des Wassers isoliert. Beispielsweise haben E7018 -Unterwasserelektroden eine dicke Beschichtung, die die Kühlrate des geschmolzenen Pools verlangsamen kann.
• Schweißerausrüstung: Der Schweißer trägt einen Tauchanzug, einen Tauchhelm und wasserdichte Handschuhe. Die Schweißbrenner ist wasserdicht und anti -- Elektroschock mit einer Isolierschicht, um Stromverlust zu verhindern.
Trockener Unterwasserschweißen
• Versiegeltes Kammersystem: Dies ist die Kernausrüstung, einschließlich Druck - resistente Schalen, Wasserpumpen, Gasregelventile und Drucksensoren. Die Kammer besteht normalerweise aus hoch - Festigkeitstahl- oder Titanlegierung, um hohem Wasserdruck standzuhalten. Beispielsweise kann die in Offshore -Ölplattformen verwendete trockene Schweißkammer eine Druckbeständigkeit von bis zu 50 Atmosphären erreichen und sich an die Umgebungen von TEEP - Sea unter 500 Metern anpassen.
• Schweißgeräte: Es kann ähnliche Schweißmethoden verwenden, die denen an Land, wie z. B. abgeschirmtem Metallbogenschweißen (SMAW) und Gas Metall -Lichtbogenschweißen (GMAW), verwendet werden. Die Schweißscheibenquelle und die Torch benötigen keine spezielle wasserdichte Behandlung, müssen jedoch mit der Druckumgebung in der Kammer kompatibel sein.
• Hilfssysteme: Inerte Gasversorgungssysteme (um die Trockenumgebung in der Kammer aufrechtzuerhalten), Temperaturkontrollsysteme (zur Verhinderung von Kondensation) und Videoüberwachungssysteme (um den Fernbetrieb zu unterstützen) enthalten sind.
Unterschiede in der Schweißleistung und -qualität
Nasse Unterwasserschweißen
• Bogenstabilität: Der Bogen ist leicht durch Wasserfluss und Wasserdampf zu stören, was zu einer instabilen Verbrennung führt. Die Kühlrate des geschmolzenen Pools ist extrem schnell (ca. 10–100 mal das von Landschweißen), was in der Schweißnaht kalte Risse verursachen kann.
• Mechanische Schweißeigenschaften: Die Zugfestigkeit der Schweißnaht beträgt normalerweise 70% –80% der des Landschweißens, und die Auswirkungen sind geringer. Beispielsweise beträgt die Auswirkungsenergie des Schweißmetalls im Nassschweißen von Kohlenstoffstahl im Allgemeinen 20–30 J., was signifikant niedriger als 40 bis 60 J an Landschweißen ist.
• Defektrate: Es ist anfällig für Defekte wie Poren (verursacht durch Wasserdampf, der in den geschmolzenen Pool eindringt), unvollständiger Fusion (verursacht durch schnelle Abkühlung) und Schlackeneinschluss (verursacht durch schlechte Fluidität des geschmolzenen Metalls). Die qualifizierte Rate von einem - -Time -Schweißen beträgt normalerweise 60%–80%.
Trockener Unterwasserschweißen
• Bogenstabilität: Der Lichtbogen verbrennt in einer trockenen oder inerten Gasumgebung, wobei die Stabilität nahe dem des Landschweißens ist. Die Kühlrate des geschmolzenen Pools ist langsam, was der Flucht von Gas und dem Schwimmen der Schlacke förderlich ist.
• Mechanische Schweißeigenschaften: Die Schweißfestigkeit und Zähigkeit liegen in der Nähe von Landschweißen. Beispielsweise kann die Zugfestigkeit des Schweißnahtes im trockenen Schweißen von niedrigem - Legierungstahl 90% –100% des Landschweißens erreichen, und die Auswirkungsenergie kann 35–50 J erreichen.
• Defektrate: Die Defektrate ist niedrig, und der eine {- -Time -Schweißrate kann 90%–95%erreichen. Häufige Mängel werden hauptsächlich durch unsachgemäße Parametereinstellung verursacht, wie z. B. Überhitzung oder unzureichende Penetration.
Unterschiede in den Anwendungsszenarien und Kosten
Nasse Unterwasserschweißen
• Anwendungsbereich: Geeignet für flaches Wasser (normalerweise innerhalb von 50 Metern) und nicht - kritische Strukturen, wie z. B. die Notfallreparatur von Unterwasserpipelines, die Wartung von Flussbrücken und das Schweißen kleiner Unterwasserkomponenten. Wenn beispielsweise ein 20 - meter-tiefe Wasserversorgungsrohrleitungslecks, kann Nassschweißen zum vorübergehenden Verstopfung verwendet werden.
• Kosten: Die Ausrüstungsinvestition ist niedrig (hauptsächlich Tauchgeräte und spezielle Elektroden) und der Bauzyklus ist kurz. Die Kosten pro Meter Schweißen betragen normalerweise 500 bis 1..000 US -Dollar, was für Projekte mit begrenzten Budgets geeignet ist.
• Vor- und Nachteile: Der Vorteil ist Flexibilität und schnelle Reaktion. Der Nachteil ist eine schlechte Schweißqualität und hohe Anforderungen für die Fähigkeiten von Schweißern (sie müssen sowohl Tauch- als auch Schweißtechnologien beherrschen).
Trockener Unterwasserschweißen
• Anwendungsumfang: Geeignet für tiefes Wasser (mehr als 50 Meter) und wichtige Strukturen, wie das Schweißen von Offshore -Ölbohrplattformen, die Installation von tiefen- Sea -Pipelines und die Wartung von Unterwasserkomponenten des Kernkraftwerks. Zum Beispiel muss das Schweißen von 300 - Meter - Deep Oil Pipeline-Anschlüsse ein Trockenschweißen verwenden, um eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
• Kosten: Die Ausrüstungsinvestition ist enorm (die Kosten für eine Reihe eines Trockenschweißkammersystems können Millionen von Dollar erreichen), und die Vorbereitungsarbeiten sind kompliziert (z. B. Installation der Kammer und Druckprüfung). Die Kosten pro Meter Schweißen betragen 5.000–20.000 US -Dollar, was nur in hohen - -Wertzwertprojekten verwendet wird.
• Vor- und Nachteile: Der Vorteil ist eine hohe Schweißqualität und -stabilität, die strenge technische Standards entsprechen kann. Der Nachteil ist eine schlechte Flexibilität und einen langen Bauzyklus.
Auswahlvorschläge für technische Anwendungen
Branchenexperten schlagen vor, dass die Wahl zwischen nassem und trockenem Unterwasserschweißen auf den folgenden Faktoren beruhen sollte:
• Wassertiefe: Nassschweißen wird für flaches Wasser innerhalb von 50 Metern bevorzugt, und trockenes Schweißen wird für tiefes Wasser von mehr als 50 Metern empfohlen.
• strukturelle Bedeutung: Schlüsselstrukturen (wie Ölplattformen und Kernkraftgeräte), für die lange erforderlich ist. Non - Kritische Strukturen oder temporäre Reparaturen können Nassschweißen verwenden.
• Budget- und Bauzyklus: Nassschweißen eignet sich für Projekte mit knappen Budgets und dringenden Zeitplänen. Trockenschweißen wird ausgewählt, wenn Qualität die primäre Überlegung ist und das Budget ausreicht.
• Schweißqualitätsanforderungen: Wenn die Schweißnaht hoher Druck-, Korrosions- oder Ermüdungsbelastung (wie U -Boot -Rohrleitungen) standhalten muss, ist trockenes Schweißen erforderlich. Wenn nur eine vorübergehende Verbindung erforderlich ist, kann Nassschweißen die Anforderungen erfüllen.
Zusammenfassend haben nasse und trockene Unterwasserschweißen ihre eigenen Eigenschaften und anwendbaren Szenarien. Mit der Entwicklung der Meerestechnik verbessert sich die Trockenschweißtechnologie ständig (z. In zukünftigen Unterwassertechnik werden sich die beiden Technologien ergänzen, um technische Unterstützung für die Entwicklung und Aufrechterhaltung der Unterwasserinfrastruktur zu bieten.