Metodo di saldatura subacquea a umido
Dopo aver letto questo articolo imparerai il metodo di saldatura sott'acqua con l'aiuto di diagrammi adatti.
La saldatura sott'acqua umida presenta quattro varianti principali: saldatura ad arco di metalli gassosi (GMAW), saldatura ad arco di metallo protetto, saldatura ad arco al plasma e saldatura ad arco di metallo schermato (SMAW). GMAW underwater è simile a quello utilizzato in condizioni di aria aperta con CO 2, argon, elio o le loro miscele come gas di protezione. Tra i principali problemi legati alla saldatura sott'acqua umida, alla bassa duttilità e all'elevato infragilimento da idrogeno delle saldature, il processo GMAW sembra aver completamente eliminato quest'ultimo.
Per aumentare l'utilizzo del processo GMAW sott'acqua sono state proposte alcune innovazioni che mirano a impedire all'acqua circostante di entrare nella regione dell'arco mediante spazzole rotanti o fisse, ugelli di gomma protettivi flessibili o ugelli a cortina d'acqua. Nell'ugello a cortina d'acqua mostrato in figura 22.3 un getto d'acqua ad alta velocità che emerge da un ugello anulare crea una cavità riempita di gas attorno all'arco e al bagno di saldatura.
Il gas protettivo nella cavità viene continuamente mantenuto ad una pressione leggermente superiore a quella dell'ambiente per impedire l'ingresso di acqua. Pertanto, la saldatura avviene in un'atmosfera gassosa riducendo o eliminando l'assorbimento di idrogeno e riducendo al minimo il brusco raffreddamento del metallo di saldatura.
Nella saldatura ad arco di metallo protetto il punto da saldare è ricoperto da un rivestimento acrilico di forma emisferica con due o tre fori in esso forniti. L'elettrodo rivestito viene fatto passare attraverso uno dei fori e i fori rimanenti servono a far fuoriuscire i gas dalla copertura.
I gas prodotti dalla combustione di rivestimenti di elettrodi espellono l'acqua dalla protezione e il punto è, per così dire, in una condizione secca circondata da una miscela di gas costituita principalmente da idrogeno, CO 2 e CO. Il processo migliora la duttilità del saldare ma il problema dell'infragilimento dell'idrogeno rimane dovuto alla presenza di una grande quantità di idrogeno nell'atmosfera gassosa all'interno della copertura.
Per la saldatura ad arco plasma sott'acqua, l'argon e il vetro dell'acqua in forma liquida viscosa sono stati utilizzati come mezzo di schermatura. Le saldature realizzate con la saldatura ad arco al plasma hanno un'elevata duttilità, bassa durezza di HAZ ed elevata stabilità dell'arco.
Nell'SVAW sott'acqua, la disposizione per la quale è mostrata nella figura 22.4 gli elettrodi rivestiti sono usati direttamente in condizioni sottomarine senza molta differenza rispetto alle condizioni dell'aria aperta. Gli elettrodi più comunemente utilizzati sono di tipo rutilo, anche se vengono utilizzati anche elettrodi di ferro. Tutti gli elettrodi per la saldatura subacquea sono dotati di un rivestimento impermeabile che può consistere in gommalacca o celluloide sciolti in acetone, vernice vinilica o semplicemente uno sfregamento di cera di paraffina.
I rivestimenti tendono a disintegrarsi a profondità superiori a 180 m. La costrizione dell'arco aumenta anche con la profondità e si teme che a profondità superiori a 300 m non sia possibile la saldatura, invece il taglio potrebbe risultare. Sebbene entrambe le fonti di energia ca e cc siano utilizzate per la saldatura sott'acqua, ma la dc con elettrodo negativo è la più popolare. La tensione a circuito aperto è normalmente limitata a 105 volt.
Nonostante molti svantaggi di SMAW è il processo di saldatura subacquea più utilizzato per la sua semplicità e la capacità di essere utilizzato in posizioni diverse per produrre giunti insoliti e complessi. Le giunzioni prodotte di solito hanno l'80% di resistenza alla trazione e il 50% di duttilità delle saldature all'aria aperta. Oltre alle riparazioni di emergenza e al salvataggio, la saldatura sott'acqua umida viene utilizzata anche per realizzare i collegamenti, in quanto i nuovi pozzi di petrolio off-shore vengono messi in produzione.
Negli acciai subacquei SMAW con equivalente carbonio (CE) inferiore allo 0, 40 percento vengono saldati con elettrodi in acciaio dolce e quelli con carbonio equivalente superiore allo 0, 40 percento sono saldati con elettrodi in acciaio inossidabile austenitico. Mentre gli elettrodi in acciaio dolce spesso conducono a sottosquadri, gli elettrodi austenitici e a base di nichel sono generalmente privi di sottosquadri e crepe sottostanti, ma la porosità può aumentare con l'aumento della corrente di saldatura.
Oltre a queste quattro varianti di prove di saldatura subacquea in acqua, sono state condotte anche prove di saldatura subacquea utilizzando processi come la saldatura di incendi, la saldatura dei perni e la saldatura laser. Si è scoperto che la saldatura di un piroscafo funzionava fino a una profondità di 60 m, tuttavia tali saldature presentavano fori di soffiatura per profondità dell'acqua superiori a 20 m.
La saldatura subacquea dei perni è stata trovata funzionare in modo soddisfacente. Le applicazioni pratiche del processo sono previste nel salvataggio e nella riparazione di strutture in acciaio e nella manutenzione off-shore per la sostituzione di anodi sacrificali.
Anche l'uso del raggio laser CO 2 per la saldatura sott'acqua in fondali bassi ha avuto successo, ma il suo uso effettivo sul campo dipenderà dalla potenza del raggio laser e dalle tecniche impiegate per il suo effettivo dispiegamento.
Poiché operando a profondità superiori a 100 m si creano molte difficoltà se si utilizza la saldatura manuale, la saldatura a distanza subacquea è stata sviluppata per lavori in acque profonde in cui i movimenti della torcia sono completamente meccanizzati. Ci si aspetta che tali unità trovino un maggiore utilizzo con l'aumento delle perforazioni in alto mare per l'estrazione di petrolio e giacimento oceanico che richiedono l'installazione di strutture e condotte appropriate per convogliare i prodotti.
