Metodo di saldatura subacquea a secco

Dopo aver letto questo articolo imparerai il metodo di saldatura subacquea a secco con l'aiuto di diagrammi adatti.

Nella saldatura sott'acqua a secco il punto da saldare è coperto da una camera da cui viene esclusa l'acqua sotto pressione. La saldatura così eseguita è simile a quella eseguita in condizioni di aria aperta, tranne per il fatto che i fumi e i gas generati nel processo di saldatura influiscono sull'ambiente chiuso. Tuttavia, è possibile produrre saldature di alta qualità che soddisfano i requisiti dei raggi X e del codice. Inoltre, la saldatura può essere eseguita molto più rapidamente e ciò comporta notevoli risparmi.

Esistono due varianti principali della saldatura subacquea a secco:

(i) Saldatura sott'acqua a secco in una atmosfera, e

(ii) Saldatura sott'acqua a pressione iperbarica.

Nella prima tecnica l'area di lavoro, in cui si trovano il pezzo in lavorazione e gli utensili, viene mantenuta asciutta e mantenuta alla normale pressione atmosferica. Questo viene fatto di solito in un sottomarino o usando un recipiente a pressione. La saldatura viene eseguita nello stesso modo in cui in un'officina è semplicemente necessario adottare una procedura speciale a causa dello spazio di lavoro limitato e delle conseguenti misure di sicurezza elettrica, gas nocivi e polvere.

Nella seconda tecnica l'area da saldare è coperta da una camera a una pressione leggermente superiore alla pressione dell'acqua circostante. Questo viene fatto in una camera a fondo aperto o in un habitat. La figura 22.5 mostra l'impostazione per la saldatura iperbarica di un giunto di tubazione.

Fig. 22.5 Un setup per giunti di tubi di saldatura iperbarici

Inoltre, a seconda delle dimensioni della camera, vi sono due variazioni nella saldatura subacquea a secco, cioè camera fissa e camera mobile. Nel primo la camera viene fissata permanentemente sul posto fino a quando il lavoro è completato e quindi l'intera installazione viene smantellata mentre il secondo è più mobile una disposizione in cui l'operatore sposta l'intera camera insieme a se stesso nel punto desiderato. Il primo è, quindi, più utile per i lavori più grandi e il secondo per i più piccoli.

Nella pratica odierna, quasi esclusivamente la saldatura subacquea a secco viene utilizzata off-shore non solo perché fornisce le saldature di qualità desiderate, ma anche perché ii è l'unica tecnica che può essere utilizzata in acque profonde. Benché attualmente la maggior parte del lavoro off-shore sia eseguito ad una profondità massima di circa 300 m, si prevede che entro il secolo si possa dover utilizzare per profondità fino a 1000 m.

I processi attualmente utilizzati per la maggior parte della saldatura subacquea a secco includono SMAW, GTAW e GMAW. SMAW non è molto apprezzato a causa della grande quantità di fumo e fumi prodotti durante l'operazione che richiedono l'uso di un ampio sistema di movimentazione, filtraggio e refrigerazione dell'aria.

GTAW è utilizzato sott'acqua principalmente per produrre giunti in tubi. Le saldature prodotte sono di qualità a raggi X ma le alimentazioni ad alta frequenza utilizzate per l'innesco e la manutenzione dell'arco non funzionano a profondità superiori a 100 m. Il problema viene superato dall'avvio del tocco, ma ciò può portare all'inclusione del tungsteno.

L'elio, sebbene inerte, non è considerato idoneo per GTAW perché erode seriamente l'elettrodo di tungsteno e l'avviamento dell'arco è difficile a pressioni elevate. Sebbene l'argon sia superiore all'elio per GTAW, esso è due volte più narcotico dell'azoto, quindi non può essere usato come gas da camera. Per risolvere questo problema, per i processi GTAW e GMAW viene utilizzato un ugello a spazzola in acciaio inossidabile a doppia struttura di tipo divergente mostrato in Fig. 22.6.

Il processo GMAW sembra offrire il massimo potenziale per la saldatura subacquea a secco. È relativamente veloce e può essere utilizzato per tutte le posizioni di saldatura. In questo processo generalmente viene impiegata una fonte di energia con caratteristica di volt-ampere piatta. Come gas di protezione si usano elio, argon, argon + 2% O ₂ o argon + 5% CO ₂ . L'argon e l'azoto causano narcosi mentre l'elio è respirabile e, quindi, preferito come gas da camera.

Se si utilizza l'elio come gas di protezione, si ottiene una tensione d'arco maggiore per la stessa lunghezza d'arco, causando un problema di innesco dell'arco. Tuttavia, essendo l'elio un ottimo conduttore di calore, si ottiene una maggiore velocità di fusione del filo con una penetrazione più profonda e cordoni di saldatura più ampi. Ma l'elio è molto più costoso dell'argon e accelera anche la velocità di raffreddamento della saldatura. Il gas CO ₂ può essere utilizzato per la schermatura a basse profondità. A maggiori profondità viene utilizzata la miscela di argon + CO per la schermatura e i risultati migliori sembrano essere ottenuti con il 95% di argon e il 5% di miscela di gas CO ₂ .

Normalmente le diver-welder lavorano per un breve periodo di tempo alla volta, il che si traduce in frequenti interruzioni con conseguenti ritardi nell'esecuzione del lavoro. Per tempi di lavoro maggiori, viene impiegata la tecnica di immersione in saturazione. In questa tecnica i tessuti del corpo di un subacqueo sono fatti per raggiungere i limiti di solubilità dell'equilibrio noti come saturazione del gas inerte.

Una volta saturato, il subacqueo può essere tenuto alla stessa pressione in un habitat per un periodo di tempo (ad esempio settimane o mesi) e utilizzato per il normale ciclo di lavoro fino a quando non viene sottoposto a un ciclo di decompressione riducendo i tempi tra le immersioni e consentendo una saldatura efficiente operazione.

Gli svantaggi del sistema di immersione a saturazione sono i requisiti delle apparecchiature aggiuntive, dell'equipaggio di supporto subacqueo e del supporto in termini di supporto vitale (comprese comunicazioni telefoniche, TV, videocamere per osservazione continua, atmosfera di supporto vitale per l'equipaggio e alloggi), lancio e recupero dei sub; tutto ciò comporta costi operativi elevati.

Per la maggior parte delle immersioni di saturazione, l'atmosfera respiratoria dei membri dell'equipaggio è di circa il 90-95% di elio e il 5-10% di ossigeno e tale equilibrio deve essere mantenuto con precisione.

Speciali precauzioni di sicurezza devono essere prese dal saldatore subacqueo per la saldatura subacquea contro i gas intrappolati nelle parti da saldare. Questi gas sono solitamente ricchi di idrogeno e ossigeno che possono esplodere quando accesi.