Quelle est la différence entre le soudage sous-marin humide et sec?

Le soudage sous-marin, en tant que technologie critique en génie marin, exploitation d'huile offshore et entretien d'infrastructures sous-marines, est divisé en deux catégories principales: soudage sous-marin humide et soudage sous-marin sec. Ces deux technologies diffèrent considérablement dans l'environnement de fonctionnement, l'équipement, les performances de soudage et les scénarios d'application. Une compréhension claire de leurs différences est cruciale pour sélectionner la méthode de soudage appropriée dans les projets pratiques.
Différences de base dans l'environnement de fonctionnement
Soudage sous-marin mouillé
Dans le soudage sous-marin humide, le soudeur et la zone de soudage sont complètement exposés à l'environnement de l'eau pendant le processus de soudage. Il n'y a pas de dispositif d'isolement entre l'opération de soudage et l'eau environnante, et l'arc de soudage brûle directement dans l'eau. La température de l'eau, la pression et le débit dans la zone de travail affecteront directement le processus de soudage. Par exemple, dans les zones de la mer peu profonde avec une profondeur d'eau de 10 à 30 mètres, la pression de l'eau peut atteindre 1 à 3 atmosphères, et le débit d'eau peut faire fluctuer l'arc, augmentant la difficulté de soudage.
Soudage sous-marin sec 
Le soudage sec sous-marine crée un espace de travail sec sec ou semi - pour la zone de soudage. Une chambre scellée (comme un récipient sous pression ou un habitat) est installée autour de la position de soudage, et l'eau dans la chambre est drainée ou remplacée par du gaz inerte (comme l'argon) pour simuler une terre - comme l'environnement de soudage. Le soudeur peut fonctionner à l'intérieur de la chambre ou contrôler le robot de soudage à distance. La pression dans la chambre est généralement équilibrée avec la pression externe de l'eau pour éviter les dommages structurels à la chambre. Par exemple, dans le soudage de la mer profonde - à une profondeur de 100 mètres, la pression interne de la chambre sera ajustée à 10 atmosphères pour correspondre à la pression de l'eau externe.
Différences dans les équipements et matériaux de soudage
Soudage sous-marin mouillé
• Source de soudage Source: des sources spéciales de courant continu avec une stabilité de courant élevée sont nécessaires pour résister à l'interférence de l'eau sur l'arc. Le courant de sortie est généralement de 300–600a et la tension est de 20 à 40 V, ce qui peut maintenir la combustion d'arc dans l'eau.
• Électrode: des électrodes étanches sont utilisées. Le revêtement de ces électrodes contient des ingrédients tels que le flux et le gaz - générant des agents. Lorsqu'elles sont chauffées, les agents générateurs de gaz - libèrent des gaz protecteurs (tels que le dioxyde de carbone et l'hydrogène) pour former un film de gaz autour de l'arc, isolant la partie de l'eau. Par exemple, les électrodes sous-marines E7018 ont un revêtement épais qui peut ralentir la vitesse de refroidissement de la piscine fondée.
• Équipement du soudeur: le soudeur porte un costume de plongée, un casque de plongée et des gants imperméables. La torche de soudage est conçue pour être étanche et anti-choc électrique -, avec une couche isolante pour éviter les fuites de courant.
Soudage sous-marin sec
• Système de chambre scellé: il s'agit de l'équipement central, y compris des coquilles de pression -, des pompes à eau, des vannes de commande de gaz et des capteurs de pression. La chambre est généralement faite de haut - en acier ou alliage de titane pour résister à une pression d'eau élevée. Par exemple, la chambre de soudage sèche utilisée dans les plates-formes d'huile offshore peut atteindre une résistance à la pression de jusqu'à 50 atmosphères, s'adaptant aux environnements maritimes profonds - inférieurs à 500 mètres.
• Équipement de soudage: il peut utiliser des méthodes de soudage similaires à celles sur terre, telles que le soudage à l'arc métallique blindé (SMAW) et le soudage à l'arc métallique à gaz (GMAW). La source d'alimentation et la torche de soudage n'ont pas besoin d'un traitement imperméable spécial, mais ils doivent être compatibles avec l'environnement de pression dans la chambre.
• Systèmes auxiliaires: systèmes d'alimentation en gaz inerte (pour maintenir l'environnement sec dans la chambre), les systèmes de contrôle de la température (pour éviter la condensation) et les systèmes de surveillance vidéo (pour aider à un fonctionnement à distance) sont inclus.
Différences dans les performances et la qualité du soudage
Soudage sous-marin mouillé
• Stabilité de l'arc: l'arc est facilement perturbé par le débit d'eau et la vapeur d'eau, entraînant une combustion instable. Le taux de refroidissement de la piscine foncière est extrêmement rapide (environ 10 à 100 fois celui du soudage des terres), ce qui peut provoquer des fissures froides dans la soudure.
• Propriétés mécaniques de la soudure: la résistance à la traction de la soudure est généralement de 70% à 80% de celle du soudage des terres, et la ténacité à l'impact est plus faible. Par exemple, l'énergie d'impact du métal de soudure dans le soudage humide de l'acier au carbone est généralement de 20 à 30J, ce qui est nettement inférieur à 40–60J dans le soudage des terres.
• Taux de défaut: il est sujet à des défauts tels que les pores (causés par la vapeur d'eau entrant dans la piscine en fusion), la fusion incomplète (causée par un refroidissement rapide) et l'inclusion des scories (causée par une mauvaise fluidité du métal fondu). Le taux qualifié d'un soudage temporel - est généralement de 60% à 80%.
Soudage sous-marin sec
• Stabilité de l'arc: l'arc brûle dans un environnement de gaz sec ou inerte, avec une stabilité proche de celle du soudage terrestre. Le taux de refroidissement de la piscine foncière est lent, ce qui est propice à l'évasion du gaz et au flottement des scories.
• Propriétés mécaniques de soudure: la résistance et la ténacité à souder sont proches de celles du soudage des terres. Par exemple, la résistance à la traction de la soudure dans le soudage sec de l'acier allié faible - peut atteindre 90% à 100% de celle du soudage des terres, et l'énergie d'impact peut atteindre 35 à 50J.
• Taux de défaut: le taux de défaut est faible, et le taux qualifié de soudage temporel - peut atteindre 90% à 95%. Les défauts courants sont principalement causés par un réglage des paramètres incorrect, tels que la surchauffe ou la pénétration insuffisante.
Différences dans les scénarios d'application et le coût
Soudage sous-marin mouillé
• Portée de l'application: Convient aux eaux peu profondes (généralement à moins de 50 mètres) et non - Structures critiques, telles que la réparation d'urgence des pipelines sous-marins, l'entretien des ponts fluviaux et le soudage de petits composants sous-marins. Par exemple, lorsqu'un 20 -} fuite du pipeline d'alimentation en eau du mètre, le soudage humide peut être utilisé pour le bouchage temporaire.
• Coût: l'investissement de l'équipement est faible (principalement des équipements de plongée et des électrodes spéciales), et le cycle de construction est court. Le coût par mètre de soudage est généralement de 500 à 1 000 dollars américains, ce qui convient aux projets avec des budgets limités.
• Avantages et inconvénients: L'avantage est la flexibilité et la réponse rapide; L'inconvénient est une mauvaise qualité de soudage et des exigences élevées pour les compétences des soudeurs (ils doivent maîtriser les technologies de plongée et de soudage).
Soudage sous-marin sec
• Portée de l'application: adapté aux eaux profondes (plus de 50 mètres) et aux structures clés, telles que le soudage des plates-formes de forage à pétrole offshore, l'installation de pipelines de mer profonds - et le maintien de la centrale nucléaire sous-marin. Par exemple, le soudage de 300 - mètre - Les connecteurs d'huile d'huile profonds doivent utiliser le soudage sec pour assurer une fiabilité à long terme.
• Coût: l'investissement de l'équipement est énorme (le coût d'un ensemble de systèmes de chambre de soudage sec peut atteindre des millions de dollars), et les travaux de préparation sont compliqués (comme l'installation de la chambre et les tests de pression). Le coût par mètre de soudage est de 5 000 à 20 000 dollars américains, qui n'est utilisé que dans des projets de valeur - élevés.
• Avantages et inconvénients: L'avantage est une qualité de soudage élevée et une stabilité, qui peuvent répondre à des normes d'ingénierie strictes; L'inconvénient est une mauvaise flexibilité et un long cycle de construction.
Suggestions de sélection pour les applications d'ingénierie
Les experts de l'industrie suggèrent que le choix entre le soudage sous-marin humide et sec devrait être basé sur les facteurs suivants:
• Profondeur de l'eau: le soudage humide est préféré pour les eaux peu profondes à moins de 50 mètres, et le soudage sec est recommandé pour des eaux profondes dépassant 50 mètres.
• Importance structurelle: les structures clés (telles que les plates-formes pétrolières et l'équipement nucléaire) qui nécessitent un fonctionnement sûr long - doivent utiliser le soudage sec; Non - Les structures critiques ou les réparations temporaires peuvent utiliser le soudage humide.
• Budget et cycle de construction: le soudage humide convient aux projets avec des budgets serrés et des horaires urgents; Le soudage sec est choisi lorsque la qualité est la principale considération et que le budget est suffisant.
• Exigences de qualité de soudage: si la soudure doit résister à la haute pression, à la corrosion ou aux charges de fatigue (telles que les pipelines sous-marins), un soudage sec est requis; Si seule une connexion temporaire est nécessaire, le soudage humide peut répondre aux exigences.
En conclusion, le soudage sous-marin humide et sec a leurs propres caractéristiques et scénarios applicables. Avec le développement de l'ingénierie maritime, la technologie de soudage sec s'améliore constamment (comme l'application du soudage du robot dans les chambres), tandis que le soudage humide optimise également les électrodes et les processus pour améliorer la qualité. Dans le futur génie sous-marine, les deux technologies se compléteront mutuellement pour fournir un soutien technique au développement et à la maintenance des infrastructures sous-marines.