Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Водолаз в водолазном шлеме сваривает заплатку на подводной лодке
Подводная сварка

Гипербарическая сварка - это процесс сварки при повышенных давлениях , обычно под водой . [1] [2] Гипербарическая сварка может производиться либо влажной в воде, либо сухой внутри специально сконструированного корпуса с избыточным давлением и, следовательно, в сухой среде. В сухой среде ее называют «гипербарической сваркой», а во влажной - « подводной сваркой ». Применение гипербарической сварки разнообразно - она ​​часто используется для ремонта судов , морских нефтяных платформ и трубопроводов .Сталь - наиболее распространенный сварной материал.

Сухая сварка используется вместо мокрой подводной сварки, когда требуются высококачественные сварные швы из-за повышенного контроля над условиями, которые могут быть выполнены, например, путем применения термической обработки до и после сварки . Этот улучшенный контроль окружающей среды напрямую ведет к улучшенным характеристикам процесса и, как правило, к гораздо более высокому качеству сварки, чем сравнительная влажная сварка. Таким образом, когда требуется сварка очень высокого качества, обычно используется сухая гипербарическая сварка. Исследования по использованию сухой гипербарической сварки на глубине до 1000 метров (3300 футов) продолжаются. [3] В общем, обеспечение целостности подводных сварных швов может быть затруднено (но возможно с помощью различных неразрушающих испытаний. применения), особенно для мокрых подводных сварных швов, поскольку дефекты трудно обнаружить, если они находятся под поверхностью сварного шва.

Подводная гипербарическая сварка была изобретена русским металлургом Константином Хреновым в 1932 году [4].

Заявление [ править ]

Сварочные процессы приобретают все большее значение почти во всех отраслях обрабатывающей промышленности и в строительстве. [5]Несмотря на то, что для сварки в атмосфере доступно большое количество методов, многие из них не могут применяться на море и на море, где присутствие воды вызывает серьезную озабоченность. В этой связи уместно отметить, что подавляющее большинство морских ремонтных работ и работ по наплавке выполняется на относительно небольшой глубине, в области, периодически покрытой водой, известной как зона брызг. Хотя численно большинство судоремонтных и сварочных работ выполняется на небольшой глубине, наиболее технологически сложной задачей является ремонт на большей глубине, особенно трубопроводов и ремонт аварийных отказов. Преимущества подводной сварки в основном имеют экономический характер.потому что подводная сварка для морских работ по техническому обслуживанию и ремонту исключает необходимость вытаскивания конструкции из моря и экономит драгоценное время и затраты на установку в сухой док. Это также важный метод аварийного ремонта, который позволяет безопасно доставить поврежденную конструкцию в сухие помещения для постоянного ремонта или сдачи в лом. Подводная сварка применяется как на суше, так и на море, хотя сезонная погода препятствует подводной сварке в море зимой. В любом местеВ любом местеВ любом местеВоздух с поверхностной подачей воздуха - самый распространенный метод погружения для подводных сварщиков.

Сухая сварка [ править ]

Сухая гипербарическая сварка заключается в том, что сварка выполняется при повышенном давлении в камере, заполненной газовой смесью, герметично закрытой вокруг свариваемой конструкции.

Большинство процессов дуговой сварки, таких как дуговая сварка в защитном металлическом корпусе (SMAW), порошковая сварка (FCAW), дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW), плазменная дуговая сварка (PAW), могут выполняться при давлении давления, но все страдают, когда давление увеличивается. [6] Чаще всего используется газовая вольфрамовая дуговая сварка . Ухудшение связано с физическими изменениями поведения дуги, поскольку режим потока газа вокруг дуги изменяется, а корни дуги сжимаются и становятся более подвижными. Следует отметить резкое увеличение напряжения дуги. что связано с увеличением давления. В целом, снижение производительности и эффективности приводит к увеличению давления.

Были применены специальные методы контроля, которые позволили проводить сварку на имитируемой глубине воды до 2500 м (8200 футов) в лаборатории, но сухая гипербарическая сварка до сих пор была ограничена в эксплуатации до глубины менее 400 м (1300 футов) из-за физиологических возможностей. из водолазов для работы сварочного оборудования при высоких давлениях и практических соображениях , касающихся строительство автоматизированного давления / сварочной камеру на глубине. [7]

Мокрая сварка [ править ]

Дайвер занимается подводной сваркой в ​​тренировочном бассейне

Мокрая подводная сварка подвергает водолаза и электрод воздействию воды и окружающих элементов. Дайверы обычно используют около 300–400 ампер постоянного тока для питания своего электрода и выполняют сварку, используя различные виды дуговой сварки . В этой практике обычно используется разновидность дуговой сварки защищенным металлом с использованием водонепроницаемого электрода . [2] Другие используемые процессы включают сварку порошковой проволокой и сварку трением . [2] В каждом из этих случаев источник сварочного тока подключается к сварочному оборудованию с помощью кабелей и шлангов. Процесс обычно ограничивается низким углеродным эквивалентом. стали , особенно на больших глубинах, из-за образования водородных трещин . [2]

Мокрая сварка стержневым электродом выполняется с помощью оборудования, аналогичного тому, что используется для сухой сварки, но держатели электродов предназначены для водяного охлаждения и имеют более надежную изоляцию. Они будут перегреваться, если их использовать вне воды. Сварочный аппарат на постоянном токе используется для ручной дуговой сварки металла. Используется постоянный ток, а сверхмощный изолирующий выключатель установлен в сварочном кабеле в положении поверхностного контроля, так что сварочный ток можно отключить, когда он не используется. Сварщик инструктирует поверхностного оператора устанавливать и прерывать контакт в соответствии с требованиями во время процедуры. Контакты должны быть замкнуты только во время самой сварки и разомкнуты в другое время, особенно при замене электродов. [8]

Электрическая дуга нагревает заготовку и сварочный стержень, а расплавленный металл переносится через газовый пузырь вокруг дуги. Пузырь газа частично образуется в результате разложения флюсового покрытия на электроде, но обычно он в некоторой степени загрязнен паром. Поток тока вызывает перенос капель металла от электрода к заготовке и позволяет квалифицированному оператору выполнять позиционную сварку. Отложение шлака на поверхности сварного шва помогает замедлить скорость охлаждения, но быстрое охлаждение является одной из самых больших проблем при получении качественного сварного шва. [8]

Опасности и риски [ править ]

К опасностям подводной сварки относится опасность поражения сварщика электрическим током . Для предотвращения этого сварочное оборудование должно быть адаптировано к морской среде, должно быть должным образом изолировано, а сварочный ток должен контролироваться. Коммерческие водолазы также должны учитывать проблемы безопасности труда, с которыми сталкиваются дайверы; в первую очередь риск декомпрессионной болезни из-за повышенного давления дыхательных газов . [9] Многие дайверы сообщают о металлическом привкусе, который связан с гальваническим разрушением зубной амальгамы . [10] [11] [12] Также могут быть долгосрочные когнитивные и, возможно,костно-мышечные эффекты, связанные с подводной сваркой. [13]

См. Также [ править ]

  • Газокислородная сварка и резка  - Технология металлообработки с использованием газообразного топлива и кислорода.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Китс, DJ (2005). Подводная мокрая сварка - помощник сварщика . Specialty Welds Ltd. стр. 300. ISBN 1-899293-99-X.
  2. ^ а б в г Кэри, HB; Helzer, SC (2005). Современные сварочные технологии . Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Образование Пирсона. С. 677–681. ISBN 0-13-113029-3.
  3. ^ Беннет РВ, Schafstall Н (1992). «Объем и дизайн международной исследовательской программы GUSI» . Подводные биомедицинские исследования . 19 (4): 231–41. PMID 1353925 . Проверено 5 июля 2008 . 
  4. ↑ Карл В. Холл Биографический словарь инженеров: с самых ранних записей до 2000 г. , Vol. 1, Purdue University Press, 2008 ISBN 1-55753-459-4 p. 120 
  5. ^ Ханна, 2004
  6. ^ Свойства сжатой газовой вольфрамовой (плазменной) дуги при повышенных давлениях . Кандидат наук. Тезис. Крэнфилдский университет, Великобритания. 1991 г.
  7. Перейти ↑ Hart, PR (1999). Исследование процессов сварки неплавящимся материалом для глубоководной гипербарической сварки без водолазов на глубине до 2500 м . Кандидат наук. Тезис. Крэнфилдский университет, Великобритания.
  8. ^ a b Беван, Джон, изд. (2005). «Раздел 3.3». Справочник профессиональных дайверов (второе изд.). 5 Nepean Close, Alverstoke, GOSPORT, Hampshire PO12 2BH: Submex Ltd., стр. 122–125. ISBN 978-0950824260.CS1 maint: location ( ссылка )
  9. ^ ВМС США Diving Manual, шестой пересмотр . США: Командование военно-морских систем США. 2006 . Проверено 5 июля 2008 .
  10. ^ Ortendahl TW, Дален G, Röckert HO (март 1985). «Оценка проблем полости рта у водолазов, выполняющих электросварку и резку под водой» . Undersea Biomed Res . 12 (1): 69–76. PMID 4035819 . Проверено 5 июля 2008 . 
  11. ^ Ortendahl TW, Hogstedt P (ноябрь 1988). «Влияние магнитного поля на стоматологическую амальгаму при водолазной сварке и электрической резке под водой» . Undersea Biomed Res . 15 (6): 429–41. PMID 3227576 . Проверено 5 июля 2008 . 
  12. ^ Ortendahl TW, Hogstedt Р, Odelius Н, Norén Ю.Г. (ноябрь 1988). «Влияние магнитных полей при подводной электрической резке на коррозию зубной амальгамы in vitro» . Undersea Biomed Res . 15 (6): 443–55. PMID 3227577 . Проверено 5 июля 2008 . 
  13. ^ Macdiarmid JI, Ross JA, Семпл S, Осман LM, Watt SJ Кроуфорд JR (2005). «Дальнейшее исследование возможного скелетно-мышечного и когнитивного дефицита из-за сварки у дайверов, выявленных в исследовании подводного плавания ELTHI» (PDF) . Руководитель по охране труда и технике безопасности . Технический отчет rr390 . Проверено 5 июля 2008 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Руководитель по охране труда и технике безопасности - проводит исследования долгосрочных последствий подводной сварки для здоровья.