Гипербарическая сварка — Hyperbaric welding

Сварка металла при повышенном давлении

Подводная сварка

Гипербарическая сварка — это процесс сварки при повышенных давлениях , обычно под водой . Гипербарическая сварка может производиться либо влажной в самой 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 применяется сухая гипербарическая сварка. Исследования по применению сухой гипербарической сварки на глубине до 1000 метров (3300 футов) продолжаются. В общем, обеспечение целостности подводных сварных швов может быть трудным (но возможно с использованием различных приложений неразрушающего контроля ), особенно для влажных подводных сварных швов, поскольку дефекты трудно обнаружить, если дефекты находятся под поверхностью сварного шва.

Подводная гипербарическая сварка была изобретена российским металлургом Константином Хреновым в 1932 году.

Заявление

Сварочные процессы приобретают все большее значение почти во всех отраслях обрабатывающей промышленности и в строительстве. Несмотря на то, что для сварки в атмосфере доступно большое количество методов, многие из них не могут применяться на море и на море, где наличие воды вызывает серьезную озабоченность. В связи с этим 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 значительной степени носят экономический характер, поскольку подводная сварка при техническом обслуживании и ремонте судов 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 транспортировать 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 на море зимой. В любом месте, поверхность с подачей воздуха является наиболее распространенным методом подводного плавания для подводных сварщиков.

Сухая сварка

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 в условиях гипербарического давления. давления, но все страдают, когда давление увеличивается. Чаще всего используется газовая дуговая сварка вольфрамом . 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 , связанное 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.

Мокрая сварка

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 своих электродов и выполняют сварку, используя различные виды дуговой сварки . В этой практике обычно используется разновидность дуговой сварки защищенным металлом с использованием водонепроницаемого электрода . Другие используемые процессы включают сварку порошковой проволокой и сварку трением . В каждом из этих случаев источник сварочного тока подключается к сварочному оборудованию с помощью кабелей и шлангов. Процесс обычно ограничивается сталями с низким углеродным эквивалентом , особенно на больших глубинах, из -за растрескивания, вызванного водородом .

Мокрая сварка стержневым электродом выполняется с помощью оборудования, аналогичного тому, которое 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 в сварочном кабеле в положении поверхностного контроля установлен сверхмощный изолирующий выключатель, так что сварочный ток можно отключать, 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.

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.

Опасности и риски

К опасностям подводной сварки относится опасность поражения сварщика электрическим током . Во избежание 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 . Многие дайверы сообщают о металлическом привкусе, который связан с гальваническим разрушением зубной амальгамы . Подводная сварка также может иметь долгосрочные когнитивные и, возможно, скелетно-мышечные эффекты.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка

СВАРКА И РОДСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОСВОЕНИИ КОСМОСА И МИРОВОГО ОКЕАНА. XXI ВЕК

Ученый с мировым именем, организатор науки Борис Евгеньевич Патон вот уже 47 лет возглавляет Научно-исследовательский институт электросварки им. Е. О. Патона в Киеве. Под его руководством здесь развиваются научные основы и техника сварки, создаются и внедряются в промышленность новые, прогрессивные сварочные технологии. Много раз Б. Е. Патон, бессменный член редакционного совета «Науки и жизни», выступал на страницах журнала со статьями о путях развития науки и научно-технического прогресса (см. «Наука и жизнь» № 5, 1969 г.; № 10, 1972 г.; № 9, 1974 г.; № 7, 1976 г.; № 4, 1977 г.; № 10, 1981 г.; № 5, 1986 г.; № 1, 1988 г.).

Борис Евгеньевич Патон.

Грузовая стрела-манипулятор транспортирует космонавта-оператора и оборудование к месту проведения работ на внешней поверхности станции «Мир».

Схема прокладки сварного газопровода по дну Черного моря между Джубгой (Россия) и Самсуном (Турция).

Орбитальная станция «Мир» полной конфигурации, на которой из года в год проводятся эксперименты по космическим технологиям.

Летчики-космонавты СССР В. Н. Кубасов и Г. С. Шонин.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Подводная механизированная сварка при ремонте трубопровода на дне Волги.

Так в перспективе будут выглядеть сборка и сварка трубопроводов на дне океана.

‹

›

Сегодня ученый обращает взгляд в будущее и размышляет о том, какие проблемы придется решать сварочной науке в XXI веке и какое место займут сварочные технологии в освоении космоса и Мирового океана.

Президент Национальной академии наук Украины, академик Российской академии наук Б. ПАТОН, директор Института электросварки им. Е. О. Патона (Киев).

В преддверии нового века возникает естественное желание поразмышлять над тем, что нас ожидает впереди, куда мы идем, какими путями. Это в полной мере относится к научно-техническому прогрессу, к сварочной науке и технике, без которых просто невозможно представить себе современное производство и строительство.

БУДУЩЕЕ СВАРОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

В соответствии с терминологией, предложенной Европейской сварочной федерацией, термин «сварка» означает соединение, резку и обработку поверхности материалов всех типов с использованием таких процессов, как сварка, пайка (твердая и мягкая), термическая резка, газотермическое напыление, адгезионное сцепление, микросоединение. Этот перечень включает и управление, обеспечение качества, неразрушающий контроль, гигиену труда и охрану здоровья персонала.

Основная задача сварочного производства — проектирование и изготовление сварных конструкций. Сварными в наше время делают конструкции из стали, цветных металлов и сплавов. Все глубже проникает сварка в производство изделий из синтетических материалов, создаются технологии сварки разнородных металлов и сплавов, освоена сварка композиционных материалов. Наиболее ответственные гражданские и военные машины и инженерные сооружения изготовляются в сварном исполнении. Год от года растут требования к качеству сварных конструкций, повышаются их надежность и долговечность.

О масштабах применения сварки можно судить по данным статистики: примерно 70% всего выпускаемого в мире стального проката используется в сварных конструкциях; годовой объем мирового производства сварочных материалов и оборудования достигнет в нынешнем году в денежном выражении 40 миллиардов долларов. В разных странах мира в сварочном производстве заняты миллионы сварщиков, резчиков, дефектоскопистов и других специалистов.

Конечно, все это относится к производству и строительству в земных условиях. Однако на всех этапах развития человечества его привлекали Вселенная (ближний и дальний космос) и гидросфера (Мировой океан). Во все века люди стремились овладеть небесным и водным пространствами.

Эпохой активного вторжения человека в космос, в глубины океанов и морей стала вторая половина XX века. И это естественно и закономерно. Вместе с тем благодаря достижениям научно-технического прогресса появилась иллюзорная надежда на то, что человек обретет безграничную власть над окружающей средой, над природой. Такая философия очень опасна. Она может привести к глобальной катастрофе. Мы должны всегда помнить об этом.

Несомненно, в наступающем XXI веке будут интенсивно развиваться космические исследования, направленные на решение земных проблем, продолжатся глубокие фундаментальные исследования происхождения жизни на планете и эволюции человека. Дальнейшее проникновение человека в космос позволит создать такие новые жизненно важные отрасли, как глобальная информационная система, добыча внеземных ресурсов, космическая биотехнология, космическая энергетика, технология производства полупроводниковых монокристаллов, и другие.

Сейчас на орбите объединенными усилиями космических держав сооружается международная космическая станция. Реально рассматривается задача освоения Луны, ее минеральных и энергетических ресурсов. Продолжается штурм Марса. Чтобы осуществить эти грандиозные планы, нужно строить совершенно новые сооружения, создавать принципиально новые материалы. При этом решающую роль будут играть микрогравитация и вакуум, наличием которых определяются характеристики различных конструкций. Принципиально изменятся условия и методы труда человека.

Новую космическую технику будут создавать как в земных, так и в орбитальных условиях. И здесь очень важная роль отводится сварке и связанным с ней совершенно новым процессам и технологиям.

Говоря о гидросфере, прежде всего стоит вспомнить, что три четверти поверхности нашей планеты составляют океаны, моря, озера, реки. Они всегда привлекали людей своими необъятными просторами и глубинами. И хотя складывались легенды об ихтиандрах, до недавнего времени человек мог проникнуть лишь в верхние, мелководные зоны Мирового океана.

Практическое освоение континентального шельфа началось во второй половине нашего столетия. Сегодня в крупных промышленных масштабах добывают нефть и газ. Согласно прогнозу, в 2004 году мировая добыча нефти составит 3150 миллионов тонн, из них 32% будет получено со дна морей и океанов. Примерно такую же долю составит объем добытого на шельфе природного газа. Развитие этой отрасли было бы невозможно без строительства мощных буровых и эксплуатационных платформ, терминалов, обустройства подводных месторождений. Кроме этого создана современная технология укладки мощных подводных трубопроводов. Так, в Северном море сооружен газопровод «Zip Pipe» диаметром до 1220 миллиметров, протяженностью более 1000 километров.

Пока все эти объекты построены на шельфе, глубина которого, как правило, не превышает 300 метров, правда, газопровод из Алжира в Европу уложен на глубине 600 метров. И это, конечно, не предел. Россия уже приступила к осуществлению грандиозного проекта — прокладке газопровода протяженностью около 400 километров на глубине свыше 2000 метров по дну Черного моря.

Сейчас разрабатывается технология строительства и эксплуатации на дне морей и океанов газоперекачивающих и нефтяных насосных станций без непосредственного участия человека. В этой связи возникают чрезвычайно сложные задачи диагностики и ремонта всех подводных сооружений топливно-энергетического комплекса. Нужно заметить, что пока самые квалифицированные водолазы могут действовать на глубине лишь до 300 метров.

Грандиозный шаг вперед сделала Япония. Здесь на сравнительно мелководном шельфе строятся целые города. При этом широко используются сварные сваи, опоры, платформы, трубопроводы.

В глубинах океанов таятся огромные запасы минеральных ресурсов. Их добыча, в частности марганцевых конкреций, пока нерентабельна. Но по мере исчерпания этих полезных ископаемых на суше и дальнейшего мощного развития научно-технического прогресса человечество неизбежно придет к добыче минеральных ресурсов со дна океанов и морей, глубины которых достигают 5000 метров.

Самостоятельную задачу представляет подъем затонувших кораблей и других конструкций. Эти огромные «запасы» металла, веками скапливавшиеся на дне морей и океанов, могут и должны быть введены в процесс рециклинга.

Совершенно очевидно, что проблемы освоения гидросферы, так же как и космического пространства, не могут быть решены без широкого применения разнообразных процессов и технологий сварки, резки, нанесения покрытий. Водная среда и громадные гидростатические давления — очень сложные условия для практического применения сварочных и сопутствующих им технологий, поэтому для их создания понадобятся дорогие и трудоемкие исследования.

Подводя итог вышесказанному, можно утверждать, что в наступающем XXI веке нас ожидают большие, чрезвычайной сложности работы в космосе и в глубинах Мирового океана. При этом громадное значение будут иметь сварочные технологии, используемые для создания сложного оборудования и аппаратуры в земных условиях. Частично они уже существуют, но для дальнейшего освоения космоса и гидросферы необходимо разрабатывать новые процессы сварки, резки, пайки и нанесения различных покрытий. В XXI веке появятся новые, экзотические материалы. Для их обработки и соединения опять-таки понадобятся совершенно новые технологии. К выполнению этих работ сварочная наука и техника достаточно подготовлены.

Иначе обстоит дело с созданием материалов и технологий их обработки непосредственно в космосе и гидросфере, где условия необычайно сложны и принципиально отличаются от земных. И те и другие технологии объединяет то, что они заведомо должны быть ориентированы на экстремальные условия. Для космоса характерны не только микрогравитация и вакуум, но и термоциклирование, неизбежное при работах на орбите. В гидросфере же приходится иметь дело с непрерывной водной средой и со все большими и большими гидростатическими давлениями. При этом, в отличие от космоса, в глубинах мирового океана всегда сохраняется постоянная положительная температура. Обитание и, главное, работа человека в таких экстремальных условиях связаны с громадными трудностями, а иногда и просто невозможны. В обоих случаях нужны скафандры и высоконадежные системы жизнеобеспечения. Скафандры для работы в открытом космосе уже многократно проверены в деле, они существуют около 40 лет. Водолазные скафандры позволяют работать на глубине только до 300 метров. Погружение на большую глубину пока неосуществимо, и связано это в том числе с физиологическими особенностями организма человека.

И в космосе, и в гидросфере возникают трудности со снабжением электроэнергией, особенно если речь идет об ее длительном потреблении. Чтобы вырабатывать электроэнергию в космических условиях, понадобятся огромные солнечные батареи и мощные аккумуляторы. Полагаю, в дальнейшем будут использоваться и другие источники, в частности ядерные. Они могут функционировать на автономной необитаемой орбитальной станции-платформе, а излучаемый поток энергии будут принимать на обитаемой станции.

Ряд технологических операций в космосе может выполняться только при дистанционном управлении рабочими процессами с применением всевозможных роботов и манипуляторов. Некоторые образцы таких устройств уже действуют на американских шаттлах и на российской орбитальной станции «Мир». В большинстве случаев в их работу может вмешиваться оператор-космонавт, в том числе и в открытом космосе.

Немалые трудности представляет снабжение электроэнергией оборудования, работающего в подводных условиях на больших глубинах. Чтобы передать значительное количество электроэнергии с надводного корабля на глубину, нужны специальные кабели достаточно большого сечения. Потери электроэнергии в них окажутся весьма существенными, и будет относительно трудно добиться жестких вольт-амперных нагрузочных характеристик. Видимо, предпочтение следует отдать аккумуляторным батареям, которые можно снабдить соответствующими преобразователями энергии. Вполне реально использовать в будущем сверхпроводниковые кабельные линии, соединяющие мощный источник питания на надводном корабле с приемной подстанцией на дне. Здесь предстоит искать оптимальные решения.

Что касается роботов и всевозможных манипуляторов, то их применение для глубоководных работ исключает возможность непосредственного вмешательства оператора. Человек будет управлять рабочими процессами дистанционно, из глубоководного обитаемого подводного судна (батискафа). Подводные суда можно оборудовать достаточно мощными подъемно-транспортными устройствами, оснастить телевизионными камерами и различными сенсорами. Батискафы будут использовать как для визуального наблюдения, так и для инструментального контроля за состоянием подводных трубопроводов и другого оборудования.

Сварка в космосе и гидросфере сможет получить серьезное распространение только в том случае, если удастся разработать весьма совершенные методы неразрушающего контроля сварных соединений, методологию технической диагностики сварных конструкций. Для этого потребуются мощные банки данных и компьютерное моделирование. Режимы сварки в широком понимании этого термина будут выбираться с помощью компьютеров. В целом без компьютеризации создать новые технологии сварки и применить их в космосе и гидросфере просто невозможно.

Как видим, строительно-монтажные и ремонтные работы в космосе и гидросфере очень сложны и кардинально отличаются от таковых в наших земных условиях. Остановимся несколько подробнее на собственно сварочных и сопутствующих технологиях.

КОСМОС

Сначала несколько слов о наиболее распространенной в земных условиях дуговой сварке. В космосе, где вакуум и микрогравитация оказывают существенное влияние на процессы сварки, резки, пайки и напыления, очень трудно обеспечить устойчивое горение дуги и стабильное протекание процесса сварки. Особенно это относится к сварке плавящимся электродом. Еще в шестидесятых годах в Институте электросварки им. Е. О. Патона Национальной академии наук Украины (сокращенно ИЭС НАНУ) были проведены опыты, включающие реальную сварку в космических условиях. Они показали, что дуговая сварка в открытом космосе не имеет больших перспектив.

Не дает положительных результатов и плазменная сварка, также опробованная в космосе. Тем не менее в дальнейшем дуговая и плазменная сварка и резка все же смогут найти применение в космосе, например при сооружении различных объектов на Луне. Совершенствовать и тот и другой вид сварки, а также электродуговую металлизацию, безусловно, необходимо. Для этого потребуются серьезные исследования физики дуги и металлургических процессов, протекающих при дуговой сварке в вакууме, в условиях микрогравитации.

Тем не менее сварка плавлением нужна в космосе уже сейчас при сооружении крупных орбитальных станций и платформ, а также при ремонтных операциях. Самый оптимальный процесс — электронно-лучевая сварка, поскольку необходимый для нее вакуум присутствует в космосе постоянно, а микрогравитация не составляет непреодолимых трудностей. В ИЭС созданы оборудование и технология, позволившие еще в 1984 году совместно с НПО «Энергия» осуществить электронно-лучевую сварку, резку, пайку и напыление различных металлов в открытом космосе. Эти работы превосходно выполнили космонавты С. Е. Савицкая и В. А. Джанибеков. В 1986 году в расширенном виде опыты повторили. Их провели в открытом космосе космонавты В. А. Соловьев и Л. Д. Кизим.

В девяностых годах специалисты ИЭС создали новое оборудование для применения электронно-лучевой технологии в космосе. Это установка «Универсал», снабженная сменным инструментом для сварки, резки, пайки и напыления. Она питается электроэнергией от бортовой сети космической станции. «Универсал» можно либо использовать как ручной инструмент, либо встраивать в механизированные дистанционно управляемые установки, применяемые в основном для восстановления деградировавших поверхностей теплозащитных экранов, антенн и других объектов на космических станциях. Установка «Универсал» прошла весь комплекс предполетных испытаний, сертифицирована и готова к проведению серии запланированных натурных экспериментов на орбитальной станции «Мир». Во время подготовки к полету установку «Универсал» осваивала группа американских астронавтов, прошли также «горячие» тренировки несколько российских экипажей, которым предстоит проводить сварочные эксперименты в космосе.

Работы, связанные с применением электронно-лучевой технологии в космосе, продолжаются: совершенствуется оборудование, увеличивается его мощность. Все это позволит сваривать и резать металл практически любой толщины.

Весьма интересна для применения в открытом космосе лазерная технология. От электронно-лучевой ее отличают по крайней мере два существенных преимущества: во-первых, нет высокого ускоряющего напряжения и, во-вторых, может быть применена волоконная оптика. Это значит, что можно установить лазер стационарно и транспортировать световой луч в любую точку орбитальной станции снаружи (в открытом космосе), а также внутри ее. Присущие лазерной технологии недостатки — низкий, по сравнению с электронным лучом, кпд процесса и сравнительно большие масса и габариты установки — устранимы, но над этим нужно работать. В недалеком будущем лазерная технология, видимо, найдет применение на космических орбитах. Особые надежды мы возлагаем на диодные лазеры.

Нет препятствий и для применения в открытом космосе контактной сварки (в частности, точечная сварка была проверена еще в шестидесятых годах). Это относится и к шовной (роликовой) сварке. Нужно создать своего рода установку «Универсал» со сменным инструментом для точечной и роликовой сварки, а также с устройствами, защищающими оператора от возможных выплесков металла. Контактную сварку можно будет использовать в космосе при сооружении различных конструкций из тонколистовых материалов и для их ремонта. Она может найти применение при сооружении объектов на Луне.

Представляют интерес различные сварные трансформируемые конструкции, изготовленные на Земле. Их можно доставлять на орбитальную станцию либо на Луну в компактном виде. Оболочечные металлоконструкции способны «раздуваться» с помощью небольшого избыточного внутреннего давления и приобретать заданную форму и габариты. Соединяя с помощью сварки отдельные преобразуемые элементы, можно собирать в космосе более сложные и крупные сооружения. Найдут применение и трансформируемые раздвигающиеся и складывающиеся конструкции, состоящие из унифицированных узлов. Их можно использовать как на орбитальных космических станциях, так и на Луне.

Словом, сварочные технологии в космосе — это не научная фантастика. Думаю, они будут востребованы уже в начале XXI века, по мере развития работ на международной орбитальной космической станции.

ГИДРОСФЕРА

Существуют «мокрая» и «сухая» технологии подводной сварки. В первом случае сварка (это же касается и резки) осуществляется непосредственно в воде, во втором — сварка и резка проводятся в локальных и крупногабаритных камерах, где можно создать либо газовую атмосферу, либо вакуум.

Конечно, весьма интересна и перспективна «мокрая» сварка, например, при сооружении в гидросфере крупных сварных конструкций и их ремонте. Такая технология применяется в наше время на глубине до 100 метров, при этом, как правило, в работе участвует оператор-водолаз. Однако в перспективе будут освоены глубины порядка сотен и тысяч метров, где работа оператора невозможна. Сварка и резка в таких экстремальных условиях должны быть полностью автоматическими.

Задача несколько облегчается благодаря тому, что за процессом сварки можно наблюдать и частично управлять им из находящегося поблизости батискафа. Решающую роль в работе сварочного оборудования должны играть подводные роботы и дистанционно управляемые манипуляторы. Но, как видим, на пути подготовки и сборки изделий под сварку и в процессе собственно сварки возникают громадные трудности.

Наибольший интерес для гидросферы представляет дуговая сварка. Однако следует иметь в виду, что на больших глубинах, где гидростатические давления достигают нескольких сотен атмосфер, свойства дуги и протекание металлургических процессов совершенно не изучены. В этом направлении нужны серьезные и длительные исследования, результаты которых сегодня трудно предсказать. Но постановка таких исследований крайне необходима.

Речь может и должна идти также о применении в гидросфере других способов сварки и резки. Определенную перспективу представляют различные варианты контактной сварки. Собственно точечная сварка, в том числе металлов больших толщин, видимо, возможна. Но для этого предстоит разработать такие конструкции и их сварные узлы, в которых точечные соединения будут иметь необходимый комплекс свойств.

Несколько сложнее обстоит дело с контактной стыковой сваркой. Получить качественные соединения, выполненные «мокрой» стыковой сваркой оплавлением, не удастся. Значит, необходимо развивать «сухую» сварку. То же самое относится к стыковой сварке сопротивлением.

В гидросфере может быть применена взрывная технология. Прежде всего это касается резки взрывом, используемой при ремонтных работах. Примером может служить вырезка дефектного участка подводного трубопровода либо резка трубчатых свай, на которых установлены исчерпавшие ресурс буровые или эксплуатационные платформы. Разработанные в ИЭС технологии резки взрывом безопасны для окружающей водной среды и ее обитателей. Опыт использования этой технологии на глубинах в несколько десятков метров позволяет предположить, что «резать» взрывом можно и на большей глубине. Но для этого необходимы серьезные исследования.

Возможно использование и лазерной технологии с применением твердотельного лазера и волоконной оптики. Лазер можно установить на надводном корабле, а световой луч транспортировать по волоконному световоду. Другой вариант — опустить лазер в герметичном корпусе на дно или поместить в батискаф, из которого «выпускается» световод с «горелкой». Словом, заставить работать под водой световой луч лазера в наших силах. Однако получить качественное сварное соединение очень трудно. Первые опыты по лазерной сварке под водой уже проводятся, но опять-таки необходимы серьезные эксперименты в гипербарических камерах. Видимо, предстоят длительные исследования, в том числе связанные с созданием новых присадочных материалов. Таким образом, при всей заманчивости «мокрой» сварки и резки, чтобы использовать их при строительстве и ремонте различных конструкций и сооружений под водой на больших глубинах, нужны очень серьезные, длительные и дорогие исследования и опытно-конструкторские работы.

Что касается «сухой» сварки, то выполнить ее в вакуумной камере под водой очень сложно. Ведь речь идет о том, чтобы поместить в крупногабаритную камеру либо всю сооружаемую конструкцию, либо ее узлы. Создать в такой камере вакуум при давлениях в окружающей водной среде в несколько десятков и даже сотен атмосфер чрезвычайно трудно. Полагаю, что разработки в этой области малоперспективны.

Реально можно осуществить сварку на больших глубинах в локальных камерах, которые устанавливаются в зоне сварки. В них подается газ под давлением, несколько превышающим гидростатическое давление окружающей среды. Вода вытесняется, и создается контролируемая газовая среда. Нужны только насосы высокого давления и достаточный запас газа. Необходимо следить за тем, чтобы плотность посадки камеры в зоне сварки была максимальной. В противном случае существенно возрастает расход газа, и это вызывает дополнительные трудности. Полагаю, что пока можно говорить лишь о необитаемых камерах.

Процесс сварки (резки) в камерах под водой должен быть автоматизирован. Управлять им и вести наблюдение можно только дистанционно — из батискафа либо из надводного корабля. Для этого в камере надо установить телевизионные мониторы и различные сенсоры. Информация от них будет выводиться на центральный пульт в батискафе или надводном корабле. Если батискаф оборудовать механической рукой и другими манипуляторами, то оператор сможет вмешиваться в работу при сооружении и сварке конструкции.

В случае необходимости в такой камере можно проводить антикоррозионное напыление различных конструкций. Это, например, газотермическое и плазменно-дуговое напыление, а также электродуговая металлизация. Однако о целесообразности использования этих процессов говорить пока рано. У нас нет опыта применения технологий, основанных на использовании электрической дуги при столь высоких давлениях. В этом направлении также предстоят серьезные длительные исследования в гипербарических камерах.

В камерах с контролируемой газовой атмосферой можно применять лазерный луч. Но и в этом случае предстоит добиться стабильного качества сварных соединений, создать новые присадочные материалы и технологии собственно сварки. Нужна также технология лазерной резки в условиях высокого давления газовой среды в камерах.

Все процессы сварки в камерах должен сопровождать неразрушающий контроль качества сварных швов — ультразвуковой, магнитный или рентгеновский. Естественно, процессы контроля тоже должны быть автоматизированы.

Электроснабжение сварочных и сопутствующих технологических процессов на больших глубинах представляет самостоятельную и достаточно сложную задачу. Видимо, оптимальными, как уже было сказано, будут источники энергии, состоящие из аккумуляторной батареи и преобразователей, прежде всего инверторов. Источники питания можно поместить в герметичные кожухи с устройствами для теплообмена, опустить на дно, а после окончания работ поднять на надводный корабль либо «захоронить» на дне. Выбор варианта будет определяться экономическими соображениями. Можно разместить источники питания и в батискафе. В обоих случаях потребители электроэнергии подключаются к ним дистанционно с помощью манипуляторов, размещенных на батискафе, либо роботов.

Чрезвычайно сложная и актуальная задача — ремонт на больших глубинах сварных конструкций. Для него нужны дистанционно управляемые сборочные стапели, кондукторы и манипуляторы. Оказалось, что ремонтные работы значительно сложнее сварочных. Сегодня ремонт одного сварного стыка подводного трубопровода на глубине 100 метров и более стоит несколько миллионов долларов. Поэтому строители всегда стремятся выполнить максимальный объем сборки и сварки на берегу. Очень сложным будет неразрушающий контроль качества сварных соединений.

Огромное значение приобретает техническая диагностика сварных подводных сооружений. Эта задача решается сегодня во многих промышленно развитых странах. Систематический контроль, в том числе ультразвуковой контроль за эксплуатационным состоянием сварных соединений, ведется на сотнях морских буровых скважин на весьма больших глубинах.

Таким образом, сварка, резка, напыление и пайка в гидросфере представляют собой очень сложную комплексную задачу. Особенно, когда речь идет о больших глубинах, которые, несомненно, будут осваиваться в XXI веке.

Ученым и специалистам в области сварочной науки и техники предстоит выполнить сложнейшие исследования и опытно-конструкторские разработки, без них просто невозможно создать и освоить технологии соединения металлов, нанесения покрытий и сооружения уникальных конструкций в открытом космосе и гидросфере. При этом возникают огромные проблемы и в области экологии. Словом, нам предстоит решать чрезвычайно увлекательную научную и инженерную задачу.

Масштабность и комплексный характер всех этих проблем заставляют говорить об интеграции мировой сварочной науки и техники, это особенно важно, когда национальные ассигнования на науку сокращаются. Необходимо общими усилиями создавать крупные международные проекты, которые будут реализовываться на основе специализации и кооперации многих сварочных и других научных центров ведущих стран мира.

Подводная сварка и резка (Реферат), стр.2

4. Мокрая сварка

1. Ручная дуговая сварка

2. Полуавтоматическая сварка

4. 1 СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА

Способ дуговой сварки под водой основан на способности дуги устойчиво гореть в газовом пузыре при интенсивном охлаждении окружающей водой (рис 4.1). Газовый пузырь образуется за счёт испарения и разложения воды, паров и газов расплавленного металла и обмазки электрода.

Вокруг горящей дуги выделяется большое количество газов, что приводит к повышению в газовом пузыре и частичному выделению газов в виде пузырьков на поверхности воды. Вода разлагается в дуге на свободный водород и кислород; последний соединяется с металлом образуя окислы. Взвешенные в воде продукты сгорания металла и обмазки, состоящие преимущественно из окислов железа, образуют облако взвесей, которое затрудняет наблюдение за дугой.

Устойчивое горение дуги под водой можно объяснить принципом минимума энергии Штеенбека, т.е. условное охлаждение какого-либо участка дуги компенсируется увеличением количества выделяемой энергии на нем. Для компенсации тепловых потерь из-за охлаждающего действия воды и наличия большого количества водорода напряжение на дуге под водой требуется более высокое напряжение (30-35В). Сварку под водой выполняют на постоянном и переменном токе. На постоянном токе дуга горит более устойчиво, чем на переменном, т.к. постоянный ток разлагает воду еще до возбуждения дуги, а переменный ток разлагает воду и образует газовый пузырь в момент короткого замыкания под действием высокой температуры.

С увеличением глубины и давления окружающей среды устойчивость дуги не нарушается; возрастает только напряжение и увеличивается ток.

Подводная сварка возможна в пресной речной и соленой морской воде. В качестве источников питания используют однопостовые и многопостовые сварочные агрегаты, сварочные преобразователи и трансформаторы, имеющие напряжение холостого хода 70-110 В.

4. 2. особенности прОцесса

Продукты разложения воды – водород и кислород, находящийся в зоне дуги, оказывает заметное влияние на качество сварных швов. Водород интенсивно растворяется в жидком металле, вызывая охрупчивание швов, а кислород окисляет сталь и в первую очередь содержащиеся в ней легирующие элементы. Окислы частично всплывают, переходя в шлак, и частично остаются в металле шва в виде неметаллических включений, уменьшающие вязкость и пластические свойства металла шва.

Из-за непосредственного контакта с водой основного металла и металла шва теплоотдача низкоуглеродистой стали значительно выше, чем при сварке на воздухе, что может привести к появлению закалочных структур в металле шва и в зоне термического влияния.

Наличие повышенного давления и охлаждающее действие среды приводят к сжатию столба дуги и повышение температуры последнего. Это может увеличить температурный градиент металла шва и вызвать перегрев электродного металла.

Водолаз-сварщик заключен в водонепроницаемый костюм и находится в плотной среде, стесняющей его движение, кроме того, на него действует дополнительное гидростатическое давление, снижающее его подвижность. Водолаз находится в весьма неустойчивом положении с небольшой отрицательной плавучестью.

Ухудшенная видимость и наличие подводных течений создают неблагоприятные условия как для существования дугового разряда, так и для работы водолаза-сварщика, отрицательно сказываясь на качестве швов и производительности процесса.

Мокрая сварка имеет множество практических преимуществ: сварщик может осуществлять сварку в местах недоступных другими способами; ремонтные работы можно проводить быстрее и с меньшими затратами.

4. 3. ручная дуговая сварка

При сварке под водой выполняют соединения внахлестку, тавровые, угловые, реже стыковые, причем чаще всего способом опирающегося электрода. Горение дуги отличается в этом случае высокой стабильностью. Сварщик перемещает дугу без колебаний поперек шва с сохранением угла наклона электрода. Способом опирающегося электрода можно сварить швы во всех пространственных положениях. Сварку в вертикальном положении производят сверху вниз, при этом электрод наклонен в сторону ведения сварки. Силу тока при подводной сварке опирающимся электродом в нижнем положении устанавливают выше, чем при сварке в обычных условиях (табл 2.1).

Режимы ручной подводной сварки

Таблица 4.1.

Марка электрода	Диаметр электрода, мм	Сила тока, А	Род тока, полярность	Коэффициент наплавки, г/А*ч
ЭП-35	4-5	220-240	постоянный, прямая	6,0-6,5
УОНИ-13/45П ЭПС-5	4 4 5	200-220 160-220 250-270	постоянный, прямая и обратная	6,3-7,0 9,2-9,8
ЭПО-55	4 5	240-260 200-275	постоянный, прямая и обратная; переменный	6,7-9,7
ЭПС-52	4 5	160-200 200-250	постоянный прямая; переменный	5,3-7,9

4. 4. полуавтоматическая сварка

Перспективной является полуавтоматическая сварка, сочетающая механическую подачу проволоки в зону дуги с маневренностью и универсальностью ручной сварки (рис.4.4). Кроме того, механическая подача проволоки позволяет длительное время вести процесс сварки без перерывов. Так как проволока имеет меньший диаметр, чем электрод, и не имеет покрытия, создаются благоприятные условия для наблюдения процесса управления формированием шва.

Создание мокрого способа полуавтоматической сварки было связано с большими трудностями. Проведенные предварительные опыты показали, что швы получаются узкими, высокими, с неудовлетворительным качеством поверхности. Кроме того, в швах было обнаружено значительное количество пор и неметаллических включений. Механические свойства этих швов оказались недопустимо низкими.

Использование для защиты дуги аргона и особенно углекислого газа позволяет не значительно понизить содержание водорода в металле шва.

Более эффективным способом защиты дуги от вредного воздействия окружающей среды является использование порошковой проволоки. Разработанная в институте электросварки им. Е.О. Патона порошковая проволока марки ППС-АН1 (диаметр 1,2 – 2,0 мм) позволяет обеспечить стабильное горение дуги и получение (на низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталях) сварных соединений, равнопрочных основному металлу.

Для механизированной подводной сварки и резки разработаны и применяются полуавтоматы типа ППСР–300–2, «НЕПТУН». Полуавтоматом ППСР – 300 – 2 (рис. 4.4) можно сваривать сталь толщиной 4 мм и более, резать сталь толщиной до 25 мм на глубине до 60 м. В качестве защиты используют углекислый газ. Полуавтомат рассчитан на номинальную силу тока 300 А. Скорость подачи сварочной проволоки диаметром 1,2 или 1,6 мм регулируется в пределах 6,6 – 21,6 см/с. При зарядке кассеты проволокой в количестве 4 – 5 кг сварщик может непрерывно работать 2 – 2,5 ч.

Электроды для подводной сварки и их особенности

Под водой можно вести полноценные сварочные работы при выполнении определенных условий. Примером таких работ может служить ремонт судов, строительство мостов и опор, возведение подводного трубопровода. Совместить такие понятия, как сварка и вода, можно только при помощи специальных электродов. Они существенно отличаются от традиционных расходных материалов, использующихся при сварке черных металлов.

Существует несколько способов ведения сварочных работ под водой. Принцип работы электрода заключается в том, чтобы создать в месте горения своеобразный «козырек», который бы сохранял дугу. Этот козырек образуется за счет газов, вытесняющих воду. Газы образуются при горении веществ, входящих в состав электрода. Весь этот процесс осуществляется под высоким давлением.

Процедура сварки металлов под водой может осуществляться одним из стандартных методов:

• Сварка в сухой среде.
• Мокрая сварка, подразумевающая работу в полуавтоматическом режиме и режиме ММА.
• Сварка в специальном боксе, способном перемещаться в воде.
• Сварка с использованием рабочей камеры.

Популярностью пользуются именно два первых способа, так как являются наименее затратными. Покрытие электродов, состоящее из парафина или особого лака целлулоида, растворенного в ацетоне, при горении образует газовый пузырь. При изготовлении таких электродов заготовки погружают в расплавленный парафин.

Принципиально иной способ подразумевает создание мастеру таких условий, которые были бы схожи с наземными. В непосредственной близости к месту сварки монтируется камера, из которой откачивается воздух. Естественно в данном случае можно пользоваться обычными электродами, однако такой способ обладает существенным недостатком – большие затраты для создания камеры. Полуавтоматическая сварка мокрым способом ведется специальной проволокой в среде аргона и углекислого газа.

Нюансы

Особые электроды – это далеко не все особенности, которыми отличается сварка под водой. Подводная сварка осложняется трудным розжигом дуги. Факторами, негативно влияющими на розжиг, является высокая плотность воды, наличие ржавчины и плохая обработка поверхности металла. Внешнее давление воды, а также ускоренная теплоотдача становятся причиной крайне неровного и грубого шва, который впоследствии приходится обрабатывать. К герметичности шва предъявляются повышенные требования.

Сварка в воде требует определенного навыка. Дуга должна оставаться постоянной на протяжении всего процесса, ведь именно при горении дуги выделяется газ, который является защитным пузырем. Большое давление воды нельзя рассматривать только как негативный фактор. Благодаря ему увеличивается глубина проплавления металла.

Преломление света, не всегда хорошая прозрачность, наличие пены мешают сварщику точно наложить шов, поэтому часто приходится исправлять дефекты. Помимо этого, техника сварки под водой отличается от техника на суше. Шов накладывается только сверху вниз.

Виды

Сразу выделим три наименования электродов, которыми часто пользуются в промышленности для проведения подводной сварки. Заметим, что это далеко не полный перечень марок с подобными свойствами. Многие мастера лестно отзываются об электродах немецкой фирмы ZELLER 555. Мы рассмотрим только продукцию российского производителя — ЦМ-7С, АНО-1 и ОЗС-3. Они предназначены не только для сварки в окружении воды, причем удовлетворяют всем требованиям качества и безопасности.

В плате технических требований они позиционируются, как и обычные расходные материалы для ручной дуговой сварки. Внутренний стержень изготовлен из стали с низким содержанием углерода. В составе обмазки особых отличий нет, однако она наносится на стержень более толстым и плотным слоем. В нее добавлены такие вещества, как парафин, целлулоидный лак и некоторые смолы. Они защищают обмазку от влаги, в противном случае покрытие просто раскиснет. Диаметр электродов для сварки под водой составляет 4-6 мм. Напряжение сети при подключении сварочного аппарата может варьироваться от 220 до 340 В.

Внимание мастеров могут привлечь электроды марки broco. Эти электроды рассчитаны не только на сварку, но и на резку металлов. Под водой можно проводить сварочные работы с углеродистой и нержавеющей сталью. Диаметр электродов может быть разным, он меняется от 3,2 мм до 9,5 мм. В составе стержня присутствует медь, которая улучшает проводимость. Серия SofTouch от компании broco характерна высокой температурой горения, достигающей 5000°C градусов.

Электроды марки МГМ-50К производят в России. Они считаются универсальными, то есть, адаптированы для проведения работ в условиях повышенной влажности. Важным показателем является то, что данная марка не избирательно к поверхности. Нет необходимости удалять ржавчину или предварительно зачищать плоскость контакта.

Наконец, еще один популярный вариант – ЭПС-52. При сварке практически не образуется дыма. Эти электроды предназначены для сварки постоянным и переменным током. Основные параметры, на которые следует ориентироваться при выборе электродов, — диаметр, наличие гидроизолятора, повышенная проводимость металла и высокая температура горения.

Что собой представляет сварка подводная

• 06 декабря
• 25 рейтинг

Для ремонта трубопроводов и других металлоконструкций, находящихся под водой, требуется сварка подводная. Технологии проведения таких работ и их качество в настоящее время требуют усовершенствования. Если почитать различные рефераты по данной теме, то можно узнать, что существует несколько методов подводной сварки. К ним относятся:

• сухая подводная сварка в глубоководной камере;
• сухая сварка в компактном боксе;
• мокрая сварка.

Существует несколько способов подводной сварки, которые отличаются по своей технологии.

Осуществление сварочного процесса

Глубоководная камера предназначена для ремонта крупных объектов. Это дорогостоящий метод, т. к. требует дополнительное использование судов, кранов и т. д.

Все основные процессы подводной сварки отличаются от аналогичных процессов при сварке на воздухе следующими параметрами:

Для осуществления этого процесса в камеру помещаются элементы, которые необходимо сваривать, а затем выкачивают воду. Для совершения работ водолаз-сварщик входит внутрь камеры и начинает варить, как при обычных условиях на суше. Используется обычное оборудование. Дополнительно применяются технологии для уничтожения продуктов горения, газоанализирующая установка и др.

Подводная сварка в глубоководной камере возможна на глубине до 300 м. Погружение на большую глубину является опасным, поэтому следует соблюдать осторожность и опускаться ниже только при крайней необходимости. Технологий, которые бы заменили водолазов-сварщиков в подобных условиях, пока не придумали.

Метод глубоководных камер невозможно использовать на мелководье, т.к. суда с необходимым оборудованием не смогут добраться до места назначения.

Сухое сваривание в компактном боксе также позволяет работать на большой глубине, но с меньшими объектами. Для подводного сваривания нужна сухая газовая среда, которая обеспечивается компактными камерами. Такие камеры изготавливаются из прозрачного материала и называются гидробоксами. Бокс должен быть герметичным, чтобы во время работы туда не попала вода. Сварщик в водолазном костюме опускается под воду и управляет дугой через специальное отверстие в боксе. Контролировать процесс позволяют прозрачные стенки. Такие боксы обычно изготавливают специально для определенного заказа, учитывая все особенности будущей работы.

Вернуться к оглавлению

Схема поста для ручной подводной сварки и оборудование.

Мокрое сваривание бывает двух видов: ручное дуговое и полуавтоматическое. Ручная подводная сварка основывается на возможности горения дуги в газовом пузыре, несмотря на воду вокруг него. Пузырь газа появляется от испарения воды, пара и плавящегося металла.

Во время сваривания, образуется множество газов, из-за чего давление в пузыре повышается. Облако, образуемое продуктами сгорания, создает трудности контроля дуги.

Сваривание под водой проводят при постоянном или переменном токе, это необходимо, чтобы компенсировать тепловые потери от охлаждения водой. Дуга горит лучше на постоянном токе, переменный ток создает пузырь газа только при замыкании.

Чтобы работать на больших глубинах, необходимо повысить напряжение и увеличить ток. В этом случае давление окружающей среды не повлияет на горение дуги.

Подводную сварку можно проводить в соленой и пресной воде. Однако стоит учитывать, что в соленой воде дуга горения возникает между электродом и любым металлом, даже если электрод его не коснулся. По этой причине нельзя направлять электрод на снаряжение водолаза.

Вернуться к оглавлению

Режимы ручной подводной сварки.

Чаще всего сваривание под водой проводят методом опирающегося электрода. Детали при этом соединяют внахлест, под прямым углом (образуя Т-образную форму), с углом между поверхностями деталей выше 30°, и иногда методом стыка.

В этом случае дуга горит непрерывно. Сохраняя угол наклона электрода, сварщик проводит дугой поперек шва. Таким образом удобно сваривать в любом положении. Чтобы сделать вертикальный шов, необходимо начинать варить сверху вниз. Электрод наклоняется в направлении ведения сварки. Во время сваривания методом опирающегося электрода, нужно устанавливать силу тока выше, чем на суше.

Электроды для подводной сварки используют толщиной 4-6 мм. Их пропитывают специальными растворами: парафином, синтетическими смолами и т. д. Это обеспечивает их водонепроницаемость.

При сварке под водой необходимо использование специальных электродержателей, которые хорошо электроизолированы.

Замену электрода можно производить только тогда, когда ток отключен.

Вернуться к оглавлению

Сваривание осуществляется путем автоматической подачи проволоки к дуге горения. Ее преимуществом является длительность процесса сваривания. Во время работы создается меньше продуктов горения, что позволяет без помех наблюдать за созданием шва.

Принципиальная схема горения дуги под водой.

По сравнению с ручной сваркой, качество полуавтоматических швов значительно хуже. Швы сваривания выходят слишком узкими, пористыми и с посторонними включениями.

Улучшить качество помогает применение углекислого газа, помогающего защитить дугу горения. Благодаря этому уменьшается количество выделяемого водорода при сварке.

Хороший метод защиты дуги разработали в институте им. Е. О. Патона. Специальная порошковая проволока сохраняет дугу от влияния окружающей среды. Она создает непрерывное горение дуги, получая при этом качественные и прочные швы.

Для подводного сваривания применяются автоматы различного типа. Они позволяют сваривать металл толщиной от 4 мм на глубине до 60 м. Для работы автомата требуется сила тока около 300 А. Проволока толщиной 1,6 мм подается со скоростью до 22 см/с. Сварка под водой может составить около 2,5 часов.

Материалы для подводного сваривания:

• сварочная проволока;
• электродержатели;
• водолазное снаряжение;
• электроды для сварки под водой толщиной 4-6 мм;
• сварочный электроагрегат.

Вернуться к оглавлению

Водород и кислород выделяются при разложении воды во время сварки. Они находятся возле дуги и значительно влияют на сварные швы. Водород хорошо взаимодействует с жидким металлом, что делает швы хрупкими, а кислород вступает со сталью в реакцию окисления. Возникающие окислы влияют на качество шва, оставаясь внутри него, они ухудшают его пластичность. Часть окислов может всплывать на поверхность.

Так как детали сварки находятся под водой, то это влияет на теплоотдачу стали. Она становится выше, что приводит к закаливанию металла в зоне термической обработки.

Столб дуги сжимается под воздействием высокого давления и охлаждения воды. Также это приводит к повышению его температуры. Из-за этого электродный металл может перегреться.

Выполнение сварочных работ под водой значительно отличается от обычных условий. Сварщик-водолаз во время работы находится под гидростатическим давлением, а кроме того, его действия стесняет водолазный костюм. Плохая видимость, течение и многие другие обстоятельства значительно влияют на качество сварки под водой. Швы не всегда могут быть выполнены идеально.

Однако мокрое сваривание имеет множество положительных моментов: она не требует больших финансовых затрат, может проводиться в короткие сроки, а также во многих труднодоступных местах, где другие виды сварки проводить невозможно.

Подводную сварку рекомендуется проводить на постоянном токе. Переменный ток делает дугу неустойчивой, что является небезопасным.

Для подводной сварки подходят те же агрегаты, которые используют на суше. Чтобы увеличить мощность агрегата, можно соединить их, применяя одну дугу горения.

Вода является хорошим проводником электричества, поэтому следует учитывать, что касание электрода любого металлического предмета приведет к зажиганию дуги. А случайное прикосновение к водолазному снаряжению может прожечь его насквозь.

Перед проведением работ, необходимо принять все меры безопасности, обеспечивающие водолазу наиболее возможную комфортность во время сварки. Перед проведением сварочных работ необходимо изучить приложенную к аппарату инструкцию и соблюдать технику безопасности.

expertsvarki.ru

Технические требования и аттестация процедур сварки металлических материалов. Проверка процедуры сварки. Часть 12. Точечная, шовная и рельефная сварка – РТС-тендер

ГОСТ Р ИСО 15614-12-2009

Группа Т51

ОКС 25.160.10

Дата введения 2011-01-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным учреждением «Научно-учебный центр «Сварка и контроль» при МГТУ им. Н.Э.Баумана (ФГУ НУЦСК при МГТУ им. Н.Э.Баумана) и Национальным Агентством Контроля и Сварки (НАКС) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 364 «Сварка и родственные процессы»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1077-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 15614-12:2005* «Технические требования и аттестация процедур сварки металлических материалов. Проверка процедуры сварки. Часть 12. Точечная, шовная и рельефная сварка» (ISO 15614-12:2005 «Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding procedure test — Part 12: Spot, seam and projection welding»)
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Международный стандарт ИСО 15609-12:2004 разработан Техническим комитетом СЕН/ТК 121 «Сварка» Европейского комитета по стандартизации (СЕН), секретариат которого закреплен за ДИН (Институт по стандартизации Германии), в сотрудничестве с Техническим комитетом ИСО/ТК 44 «Сварка и родственные процессы», подкомитетом ПК 10 «Унификация требований в области сварки металлов» в соответствии с Соглашением о техническом сотрудничестве ИСО и СЕН (Венское соглашение).

ИСО 15614 состоит из следующих частей под общим наименованием «Технические требования и аттестация процедур сварки металлических материалов. Проверка процедуры сварки»:

— Часть 1. Дуговая и газовая сварка сталей и дуговая сварка никеля и никелевых сплавов.

— Часть 2. Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов.

— Часть 3. Испытания процедуры дуговой сварки чугуна.

— Часть 4. Отделочная сварка алюминиевых отливок.

— Часть 5. Дуговая сварка титана, циркония и их сплавов.

— Часть 6. Медь и медные сплавы.

— Часть 7. Наплавка.

— Часть 8. Сварка соединений труб с трубной доской.

— Часть 9. Подводная гипербарическая мокрая сварка.

— Часть 10. Гипербарическая сухая сварка.

— Часть 11. Электронно-лучевая и лазерная сварка.

— Часть 12. Точечная, шовная и рельефная сварка.

— Часть 13. Контактная стыковая сварка сопротивлением и оплавлением.

Настоящий стандарт является частью серии стандартов, которые приведены в ИСО 15607 (приложение А).

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает, как именно технические требования к сварке могут быть оценены по испытаниям процедуры точечной, шовной и рельефной сварки.

Настоящий стандарт — часть серии стандартов, описание которой представлено в ИСО 15607 (приложение А).

Настоящий стандарт определяет условия проведения испытаний и объективность аттестованной процедуры сварки для всех практических операций сварки, охваченных настоящим стандартом.

Испытания, требуемые для аттестации процедуры сварки конкретного изделия, зависят от применения и требований качества для данного изделия, которые должны быть установлены до проведения какой-либо аттестации.

Испытания необходимо проводить в соответствии с настоящим стандартом, если не требуется проведение более тщательных испытаний согласно основному применяемому стандарту или контракту.

Приемлемость применения принципов настоящего стандарта к другим процессам контактной сварки должна быть установлена до проведения какой-либо аттестации.

Примечание — Особенности применения (обслуживания), материал и производственные условия могут требовать проведения более полных испытаний, нежели это предписано настоящим стандартом.


Подобные испытания могут включать:

— испытания на усталость для соединений, сваренных точечной сваркой;

— размеры образцов и процедуру испытаний на удар, отрыв и срез для соединений точечной и рельефной сварки;

— испытания на изгиб;

— определение поверхностных трещин;

— ультразвуковые исследования, радиографию;

— химический анализ, коррозионные испытания;

— микроэкспертизу, включая сопротивляемость образованию горячим трещинам;

— испытания сварного изделия в целом или частями.

Настоящий стандарт включает следующие процессы сварки в соответствии с ИСО 4063:

— 21 — точечная контактная сварка;

— 211 — односторонняя точечная контактная сварка;

— 212 — двухсторонняя точечная контактная сварка;

— 22 — контактная шовная сварка;

— 221 — шовная сварка внахлестку;

— 222 — шовная контактная сварка с раздавливанием кромок;

— 225 — шовная контактная стыковая сварка по фольге;

— 226 — шовная контактная сварка с накладками;

— 23 — рельефная сварка;

— 231 — односторонняя рельефная сварка;

— 232 — двухсторонняя рельефная сварка.

2 Нормативные ссылки

Для датированных ссылок применяются только указанные ниже издания. Для недатированных ссылок применяются последние издания документов, на которые ссылаются в настоящем стандарте, включая все поправки.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты*:
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.

ИСО 669:2000 Сварка контактная. Оборудование для контактной сварки. Требования к механическим и электрическим характеристикам (ISO 669:2000, Resistance welding. Resistance welding equipment. Mechanical and electrical requirements)

ИСО 10447 Сварка контактная сопротивлением. Испытание на отрыв и обрубание сварных точек и соединений, полученных рельефной сваркой (ISO 10447, Resistance welding — Peel and chisel testing of resistance sport and projection welds)

ИСО 14270:2000 Размеры образца и методика механизированного испытания на отрыв для сварных швов, полученных при контактной точечной, роликовой и рельефной сварке (ISO 14270:2000, Specimen dimensions and procedure for mechanized peel testing resistance sport, seam and embossed projection welds)

ИСО 14271:2000 Испытание на определение твердости по Виккерсу для сварных швов, полученных при контактной точечной, рельефной и роликовой сварке (низкая нагрузка и микротвердость) (ISO 14271:2000, Vickers hardness testing of resistance spot, projection and seam welds (low load and microhardness))

ИСО 14272:2000 Размеры образца и методика испытания на поперечное растяжение сварных швов, полученных при контактной точечной и рельефной сварке (ISO 14272:2000, Specimen dimensions and procedure for cross tension testing resistance spot and embossed projection welds)

ИСО 14273:2000 Размеры образца и методика испытания на срез для сварных швов, полученных при контактной точечной, рельефной и шовной сварке (ISO 14273:2000, Specimen dimensions and procedure for shear testing resistance spot, seam and embossed projection welds)

ИСО 14732 Персонал, выполняющий сварку. Аттестационные испытания операторов сварки плавлением и наладчиков контактной сварки для полностью механизированной и автоматической сварки металлических материалов (ISO 14372, Welding personnel — Approval testing of welding operators for fusion welding and of resistance weld setters for fully mechanized and automatic welding of metallic materials)

ИСО 15607:2003 Технические требования и аттестация процедур сварки металлических материалов. Общие правила (ISO 15607:2003, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — General rules)

ИСО 15609-5:2004 Технические требования и аттестация процедур сварки металлических материалов. Технические требования к процедуре сварки. Часть 5. Контактная сварка (ISO 15609-5:2004, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding procedure specification — Part 5: Resistance welding)

ИСО 17653:2003 Контроль разрушающий сварных швов металлических материалов. Испытание на скручивание сварных точек (ISO 17653:2003, Destructive tests on welds in metallic materials — Torsion test of resistance spot welds)

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ИСО 15607:2003.

4 Предварительные технические требования к процедуре сварки

Предварительные технические требования к процедуре сварки должны быть разработаны в соответствии с ИСО 15609-5.

5 Проверка процедуры сварки

Сварка и испытания образцов должны соответствовать положениям разделов 6 и 7.

6 Контрольное сварное соединение

6.1 Основные положения

В соответствии с 6.2 необходимо подготовить стандартное контрольное сварное соединение, в качестве которого может быть использовано сварное изделие целиком.

Образцы для испытаний должны быть вырезаны из соответствующих частей, контрольных сварных соединений или сварены отдельно согласно 6.3.

Необходимо использовать образцы для испытаний и контрольные сварные соединения из одного материала и с одинаковыми шириной кромок и длиной нахлеста. Если возможно, необходимо учитывать шунтирующие и индукционные эффекты. Если в применяемом стандарте есть соответствующее требование, необходимо указать направление проката на контрольном сварном соединении.

6.2 Форма и размеры контрольных сварных соединений и образцов для разрушающих испытаний

6.2.1 Основные положения

Форма и размеры контрольных сварных соединений и образцов для испытаний и испытания процедуры сварки представлены в следующих стандартах: ИСО 14270, ИСО 14271, ИСО 14272, ИСО 14273, ИСО 17653 и ИСО 10447.

6.2.2 Макрошлиф

Образец для испытаний должен быть подготовлен и протравлен, чтобы изготовить поперечные и продольные шлифы для выявления вкраплений, зоны термического влияния и при необходимости сечение сварного шва.

Поперечный макрошлиф должен содержать неповрежденный основной металл.

6.3 Сварка контрольных сварных соединений или образцов для испытаний

Подготовку узлов (деталей), контрольных сварных соединений или образцов для испытаний и сварку контрольных сварных соединений или образцов для испытаний необходимо проводить в соответствии с pWPS и согласно общим правилам производства сварочных работ (параметры, оборудование и т.д.).

Если при точечной сварке используют прихватки, то они должны быть и на конечном контрольном сварном соединении.

До проведения аттестации процедура сварки и программа испытаний контрольных сварных соединений должны быть согласованы с экспертом или экспертным органом.

7 Испытания и оценка результатов

7.1 Объем контроля

Испытания включают как неразрушающие, так и разрушающие.

Выбор вида испытаний и количества образцов для испытаний зависит от условий эксплуатации и требований к качеству сварного изделия. Вид испытаний и количество образцов должны быть установлены до проведения аттестации (таблица 1).


Таблица 1 — Примеры испытаний точечных, шовных и рельефных сварных соединений

Контрольные сварные соединения/образцы для испытаний	Вид испытаний	Количество образцов
Одноточечный образец точечной или рельефной сварки	Визуальный осмотр	Все
	Испытания на срез	11
	Растяжение	11
	Макрошлиф	2
	Твердость	Если требуется
	Испытание на кручение	11
	Испытания на отрыв	11
	Испытание зубилом	11
Двухточечный образец точечной или рельефной сварки	Визуальный осмотр	Все
	Испытания на срез	11
	Растяжение (перекрестное)	11
	Макрошлиф	2
	Твердость	Если требуется
	Испытания на отрыв	11
	Испытание зубилом	11
Многоточечные или рельефные образцы	Визуальный осмотр	Все
	Испытания на срез (сдвиг)	11
	Макрошлиф	11
	Твердость	2
	Испытания на отрыв	Если требуется
	Испытание зубилом	11
Образцы шовной сварки внахлестку (контрольные сварные соединения)	Визуальный осмотр	Все
	Испытания на расслаивание	11
	Испытания на срез (сдвиг)	11
	Испытания на отрыв	3
	Испытание на герметичность	3
	Макрошлиф	2
	Твердость	Если требуется
Шовная сварка с раздавливанием кромок	Визуальный осмотр	Все
	Испытания на срез	11
	Испытания на изгиб	2
	Испытания на отрыв	9
	Раздувание	3
	Испытание на герметичность	3
	Макрошлиф	2
	Твердость	Если требуется
Вместо испытания на срез. Два образца, смещенные на 90° и зажатые перпендикулярно плоскости пластины. Должно быть установлено ограничение деформации на главные оси. Вместо испытания на срез, если невозможно подготовить стандартный образец или в случае, когда преобладает кручение. Только для одностороннего токоподвода. Двухточечное соединение должно быть разрезано на образцы с одной точкой. Отклонение ширины образца от стандартного зависит от шага точек. Двухточечное соединение. Многоточечный шов должен быть выполнен с расположением точек так, как это делается на готовой продукции. В том случае, если точечный шов получен таким же образом, что и для двухточечных испытаний. Вместо испытания на разрыв в случае преобладания срезывающей нагрузки. Только при наличии требований по герметичности (гидроиспытание). Только при наличии повышенных требований по герметичности (течеискание). Один продольный и один поперечный образец. Если возможно, с правым углом ко шву. Наружная и внутренняя стороны. Только для шовной сварки: три образца — из начала, середины и конца шва.

Если нет необходимости в определении среднеквадратичного отклонения результатов испытаний в поперечном и продольном направлениях, то допускается использовать меньшее количество образцов.

7.2 Расположение и вырезка образцов для испытаний

Образцы для испытания следует выбирать после визуального осмотра или других альтернативных испытаний.

Вырезка образцов согласно 6.2.

Допускается вырезать образцы для испытаний из областей, не содержащих допустимых дефектов.

7.3 Визуальный контроль

Точечные сварные соединения и сварные соединения, выполненные шовной сваркой, должны быть обследованы с использованием лупы с 6-10-кратным увеличением, зеркала или эндоскопа, чтобы определить следующие поверхностные характеристики: поверхностные трещины, выгорание металла, брызги, осаждение материала электрода, выбоины от электрода и несплошности.

7.4 Повторные испытания

Если деталь или контрольное сварное соединение не удовлетворяют любому требованию визуального контроля или какому-либо другому виду контроля, то необходимо проконтролировать еще одну дополнительную деталь или контрольное сварное соединение. Если и эта дополнительная деталь или контрольное сварное соединение не удовлетворяют требованиям, то pWPS должны быть изменены. Измененные pWPS должны быть аттестованы в соответствии с настоящим стандартом.

Если любой образец для испытаний не удовлетворяет основным требованиям 6.2 из-за геометрических дефектов (например, положение, форма), то необходимо изготовить дополнительные образцы для испытаний, по одному на каждый не прошедший испытания. Эти образцы могут быть взяты из того же контрольного сварного соединения, если в нем достаточно материала, или из нового соединения

Если какой-либо из этих дополнительных образцов не будет удовлетворять основным требованиям, то pWPS необходимо изменить. Измененные pWPS должны быть аттестованы в соответствии с настоящим стандартом.

8 Область распространения аттестации

8.1 Основные положения

Все перечисленные ниже требования необходимо применять независимо друг от друга.

Если параметры выходят за пределы допустимых значений, необходимо проведение новых испытаний процедуры сварки.

8.2 Относящееся к производителю

Аттестация pWPS посредством испытаний в соответствии с настоящим стандартом разрешает производить работы по сварке в цехах и на площадках под единовременным техническим контролем и контролем качества со стороны производителя.

Технический контроль и контроль качества распространяются на процедуру сварки, если изготовитель, проводивший аттестацию процедуры сварки, несет полную ответственность за сварку, выполняемую в соответствии с данной процедурой.

8.3 Относящееся к материалу

Все испытания необходимо проводить с использованием материалов, аналогичным применяемым при производстве (по толщине, химическому составу, механическим свойствам). В случае отклонений от указанных требований все изменения должны быть установлены до проведения аттестации.

8.4 Общее для всех процедур сварки

8.4.1 Процесс сварки

Аттестация распространяется только на процесс сварки, который используют при испытаниях.

В тех случаях, когда оборудование имеет дистанционное управление или более одной сварочной программы, используемой в работе как часть последовательности операций, WPS должны содержать описание всех используемых сварочных программ.

Для автоматического или роботизированного управления более чем одной сварочной программой WPS должны содержать описание всех используемых сварочных программ, каждая из которых требует аттестации.

8.4.2 Род тока

Процедуру сварки аттестуют по роду тока (переменный, постоянный или импульсный), частоте и полярности, используемых в испытаниях процедуры сварки.

8.4.3 Сварочный цикл

Процедуру сварки аттестуют по сварочному циклу, используемому при сварке.

8.4.4 Термообработка после сварки

Любая предусмотренная термообработка должна быть учтена при проведении испытания процедуры сварки.

8.4.5 Тип сварочного оборудования

Процедуры сварки аттестуют по типу используемого в испытаниях оборудования.

8.4.6 Сварочные электроды

Процедуры сварки аттестуют по материалам и конструкции используемых электродов.

9 Протокол аттестации процедуры сварки

Протокол аттестации процедуры сварки (WPQR) представляет собой отчет о результатах оценки каждого контрольного соединения, включая повторные испытания. Необходимо включить в протокол основные пункты, перечисленные для WPS в ИСО 15609-5 вместе с описанием характеристик, приведенных в разделе 7.

Если не обнаружено недопустимых результатов испытаний, WPQR, описывающий результаты испытаний, считается положительным и должен быть подписан и датирован экспертом или экспертным органом.

WPQR должен иметь вид, облегчающий восприятие данных.

Приложение ZA (обязательное). Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов ссылочным европейским стандартам

Приложение ZA
(обязательное)

Представленные ниже документы являются необходимыми для применения настоящего стандарта. При датированных ссылках действует только издание, на которое ссылаются. При недатированных ссылках действует актуальное издание упомянутого документа (включая все изменения).

Публикация	Год	Название	ЕН	Год
ИСО 14732	1998	Персонал, выполняющий сварку. Аттестационные испытания операторов сварки плавлением и наладчиков контактной сварки для полностью механизированной и автоматической сварки металлических материалов	ЕН 1418	1997

Приложение ДА (справочное). Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов ссылочным национальным стандартам Российской Федерации

Приложение ДА
(справочное)

Таблица ДА.1

Библиография

ИСО 4063 Сварка и родственные процессы. Перечень и условное обозначение процессов (ISO 4063:1998).



Электронный текст документа
подготовлен ЗАО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2011

Вакуумная и мокрая уборка пыли в цехах

В данной заметке описаны характеристики вакуумной и мокрой уборки пыли в цехах машиностроительных заводов (по ссылке — характеристики сухой уборки).

Используя предварительное смачивание очищаемых поверхностей водой, удается достичь сокращения количества пыли, поступающей в воздушную среду, при этом остается неубранной примерно 33-42% пыли, остальная её часть удаляется из помещения. Несмотря на некоторый эффект, выражающийся в снижении запыленности воздушной среды в процессе подметания, признать такой способ уборки удачным нельзя. Значительное количество пыли, остающееся на поверхности в результате смачивания и последующего размазывания щетками, после высыхания воды приводит к повышенной запыленности воздуха.

В последние годы все более широкое распространение на предприятиях машиностроения и судостроения получают мокрый и вакуумный способы уборки пыли.

Мокрый способ уборки пыли путем её смывания почти полностью предотвращает пылеобразование, но может применяться далеко не во всех случаях. Неприменим он в холодное время года для уборки неотапливаемых помещений; неудобен тем, что помимо устройств для подвода чистой воды требует определенного уклона полов, системы отвода сточной воды, очистных сооружений и т.п. Тем не менее, в ряде производств, особенно там, где возможно образование взрывоопасной пыли, мокрый способ уборки помещений предпочтителен.

Заслуживающий внимания способ удаления осевшей пыли является вакуумный. Он обеспечивает полное отсасывание пыли, возможность уборки самых разнообразных поверхностей и удаление пыли из труднодоступных мест. Высокую гигиеническую эффективность вакуумного способа удаления пыли подтверждают данные, полученные при исследовании запыленности воздушной среды в литейных цехах. До применения вакуумного способа уборки производственных помещений, средняя фоновая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны была К_ф=11,6 мг/м³, а во время сметания пыли концентрация ее достигает 161 мг/м³. После ввода в эксплуатацию системы вакуумной уборки, средняя фоновая концентрация пыли в помещениях снизилась в 1,35-1,5 раза и не изменилась во время уборки помещений и оборудования благодаря тому, что вакуумный способ уборки позволяет полностью, без остатка удалять пыль, осевшею на поверхностях. Гигиеническая оценка вакуумного способа удаления пыли проводилась и в других производствах. При этом отмечалось высокое гигиеническое состояние воздушной среды, по сравнению с другими способами удаления пыли.

Фильтры CIRO производства компании PPT Filter разработаны на основе вакуумного способа удаления пыли, дыма и аэрозолей. Они успели высоко зарекомендовать себя на многих европейских и российских предприятиях.

Ознакомиться с вакуумным оборудованием вы можете здесь. На этом сайте предлагаются вакуумные печи для термообработки и высокотемпературной пайки, насосы, высококачественные сварные вакуумные сильфоны.

Журналу «Автоматическая сварка» — 60 лет!

Журнал был основан по инициативе академика Е.О. Патона в марте 1948 г. С 1953 г. и по настоящее время главным редактором журнала является академик Б.Е. Патон. За 60 лет в журнале опубликовано свыше 12 000 статей по различным проблемам сварочного производства.

Довольно быстро и на многие годы журнал завоевал широкую читательскую аудиторию. Этому способствовало прежде всего то, что в нем впервые освещались многие выдающиеся разработки и затем прослеживалось их развитие. Среди них: дуговая сварка с принудительным формированием металла шва, электрошлаковая сварка, технология изготовления листовых конструкций методом рулонирования, дуговая сварка под безкислородным флюсом, многослойные конструкции, сварно-кованые и сварно-литые конструкции, сварка в углекислом газе проволокой малого диаметра, сварка под активированным флюсом, импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом, многоэлектродная дуговая сварка в общую ванну, контактная сварка непрерывным оплавлением рельсов и труб, электронно-лучевая сварка, парофазные технологии, микроплазменная сварка, механизированная мокрая сварка под водой, плазменная резка, сварка и резка взрывом, технологии изготовления криогенной техники, сварка и напыление в космосе, сварка композитов, плазменное и газотермическое напыление и многое другое.

По ширине охвата и глубине освещение опубликованных материалов подшивки журнала часто называют «сварочной энциклопедией». Издание помогло становлению не одному поколению сварщиков, для которых оно стало настольным пособием. Журнал «Автоматическая сварка» популярен в среде ученых, преподавателей, руководителей и специалистов многих предприятий и фирм Украины, стран СНГ и дальнего зарубежья.

В последние годы журнал претерпел изменения. От строгого академического издания прошлых лет его отличают современный дизайн, широкий спектр публикаций не только научно-технического, но и производственного характера, заметная доля рекламы.

Ремонт с мокрой сваркой (май 2006 г.)

Д-р Дэйв Маккеун * и д-р Дэвид Абсон * рассматривают практичность ремонта повреждений корпуса без необходимости постановки в сухой док

* Дэйв МакКаун — менеджер корпоративных проектов, а Дэвид Абсон — главный металлург-исследователь TWI, научно-исследовательской и технологической организации, специализирующейся на всех технологиях соединения, наплавки, резки и смежных технологиях.

Статья опубликована в Shipping World and Shipbuilder, vol.207. нет. 4223, май 2006 г., стр.24 -26,28.

Подводные конструкции могут быть уязвимы для повреждений. Корпуса судов могут столкнуться с подводными объектами; причалы могут быть поражены; а морские конструкции, как платформы, так и плавучие суда для хранения и разгрузки продукции (FPSO), могут образовывать усталостные трещины. Судно может быть доставлено в сухой док, хотя это очень дорого, но для FPSO сухой док — чрезвычайно сложная операция, которую практически невозможно учесть. Следовательно, существует потребность в ремонте на месте.

Могут быть устроены перемычки или местные сухие боксы, позволяющие проводить ремонт на воздухе, но такие подходы сопряжены со своей степенью сложности, что увеличивает стоимость.Самое простое решение — отправить к проблеме водолаза и произвести ремонт прямо в воде. Это можно сделать, но в прошлом ремонтные швы сомнительного качества. В этой статье рассматриваются возможности качественного влажного ремонта.

Подводные опции

Существует три основных типа подводной сварки:

• Сварка перемычки перемычки, которая выполняется в сухом помещении на воздухе, когда жесткая стальная конструкция, в которой размещаются сварщики, прилегает к стороне свариваемой конструкции и открыта для атмосферы
• Гипербарическая сварка, при которой камера, достаточно большая для размещения водолаза / сварщика и его оборудования, герметизируется вокруг свариваемой конструкции и заполняется газом с преобладающим давлением.
• Мокрая подводная сварка, при которой между деталью и электродом возникает дуга, защищенная от воды только газом, образующимся в процессе.

Сварка перемычки перемычки , скорее всего, будет использоваться при портовых работах или ремонте судов. Его преимущество заключается в том, что после герметизации окружающей среды сварка проводится на воздухе при атмосферном давлении, и поэтому аналогична любой другой форме ремонта конструкции сваркой. Таким образом, качество сварки может быть таким же хорошим, как и при стандартной, не морской процедуре. Существует практический предел глубины, на которую может быть построена система плотин, поэтому она обычно не используется ниже 10 м. Также существуют трудности с уплотнением от сложных форм, и плотины часто строятся по индивидуальному заказу для конкретной работы.Все это увеличивает стоимость системы.

Гипербарическая сварка с использованием MMA (ручная металлическая дуга), TIG (вольфрамовая дуговая сварка) или FCAW (порошковая сварка) является предпочтительным процессом для глубоководной сварки, включая врезку и ремонт трубопроводов и стояков в нефтегазовая промышленность. Как и система перегородки, сварка выполняется в сухой среде, но давление газа может быть во много раз выше атмосферного. Это создает трудности для дайвера / сварщика.

Проблема абсорбции азота в кровоток требует использования гелия, содержащего 0,5 бар кислорода, в качестве атмосферы для дыхания. Однако для защиты здоровья дайвера / сварщика по-прежнему требуется осторожная декомпрессия. Повышенное давление также влияет на сварной шов — более плотный газ обеспечивает более высокую скорость охлаждения и вызывает сильное сужение дуги.

Тем не менее, квалифицированный сварщик может выполнять высокоточные работы, отвечающие строгим требованиям качества, предъявляемым к морской индустрии.Требуемое оборудование вместе с устройствами для декомпрессии делает это дорогостоящее решение для ремонта под водой.

Мокрая подводная сварка широко применяется на протяжении многих лет. ММА — наиболее часто используемый процесс. FCAW широко используется в России и Украине, в том числе для ремонта корпусов затонувших судов перед снятием с мели. Мокрая дуговая сварка требует значительных навыков и, в зависимости от материалов и расходных материалов, сопряжена с высоким риском водородного растрескивания.Сварка трением, которая имеет то преимущество, что она относительно нечувствительна к глубине и которая поддается работе с роботами, имеет потенциал для использования в глубоководном ремонте, но еще не достигла коммерческой реальности.

Прогресс на сегодняшний день

Несмотря на то, что удовлетворительные сварочные швы MMA мокрым способом обычно можно выполнять в плоском положении, а с выбранными электродами в вертикальном положении, сварка над головой представляет собой значительную проблему, и качество сварки в этом положении, вероятно, будет хуже, чем в других положениях сварки.Несмотря на эту трудность, с помощью этого процесса можно наплавить сварные швы приемлемой целостности.

Сообщалось о удовлетворительном ремонте кораблей ВМС США, а также морских сооружений в Мексиканском заливе после повреждений, нанесенных ураганом, и в Северном море. Сообщалось о сварных швах, соответствующих требованиям AWS D3.6 класса A (которые такие же, как и для сварных швов, наплавленных на воздухе). Ферритные наплавленные швы обычно демонстрируют лишь умеренную пластичность и ударную вязкость, а отложения на основе никеля дают лучшие механические свойства.

Полуавтоматические процессы мокрой подводной сварки «сварка водяной завесой» (с действием конической водяной струи, содержащей газовую защиту) и сварка порошковой проволокой (без газовой защиты) были использованы с некоторым успехом. Первый позволяет производить сварные швы с высокой степенью целостности. Хотя последние заявляли об успехе при ремонте судов и трубопроводов, качество сварных швов, как правило, не достигало того, что достигается с помощью других сварочных процессов.

Для всех влажных сварных швов диссоциация воды дугой и быстрое взаимодействие между кислородом и более легко окисляемыми элементами в расплавленном металле шва удаляет кислород, оставляя среду, которая содержит значительную долю водорода.Водород легко диффундирует через любой слой шлака и растворяется в расплавленном металле сварного шва. По мере остывания сварного шва водород начинает диффундировать. Однако оставшегося водорода может быть достаточно, чтобы вызвать растрескивание в металле сварного шва или в зоне термического влияния (HAZ), прилегающей к сварному шву.

Восприимчивость к растрескиванию в ЗТВ увеличивается с увеличением углеродного эквивалента (показатель закаливаемости, основанный на добавлении влияния углерода и других основных легирующих элементов в стали). Принято считать, что верхний предел углеродного эквивалента, позволяющий избежать растрескивания в ЗТВ, равен 0.40. Однако различные факторы, включая уровень водорода в используемом сварочном электроде и ограниченность соединения, также будут влиять на риск образования трещин.

Для конструкций, ремонтируемых с помощью мокрой подводной сварки, необходим осмотр после сварки, так как риск образования трещин, вызванных водородом, намного выше, чем в сухом воздухе. Обеспечение целостности таких подводных сварных швов может быть труднее, чем на воздухе, и существует риск того, что дефекты могут остаться необнаруженными.

Схема сертификации сварочного и инспекционного персонала (CSWIP) предлагает ряд квалификаций для водолазов / инспекторов, в том числе для дистанционно управляемых транспортных средств (ROV).Несмотря на то, что технология может быть доступна для замены дайвера на машину, позиционирование ROV и интерпретация результатов, которые он отправляет обратно, по-прежнему требуют человеческих навыков. У TWI есть водолазные резервуары в Мидлсбро, Великобритания, и Пинтонге, Таиланд, где проводятся полные программы обучения и квалификации для подводного осмотра.

Как избежать рисков

Для вовлеченных людей риски можно разделить на три основных типа. Во-первых, существует потенциальная опасность поражения электрическим током сварщика / дайвера.Во-вторых, поскольку дуга при мокрой сварке и резке выделяет водород и кислород, необходимо принимать меры предосторожности, чтобы избежать скопления потенциально взрывоопасных газовых карманов. В-третьих, существует риск для жизни или здоровья сварщика / дайвера из-за попадания азота в кровоток при контакте с воздухом под повышенным давлением.

Поражение электрическим током

Меры предосторожности во избежание поражения электрическим током включают обеспечение надлежащей электроизоляции сварочного оборудования, отключение электропитания сразу же после гашения дуги и ограничение напряжения холостого хода сварочных аппаратов MMA.Сварщик / дайвер электрически изолирован от дуги не только электрододержателем, но и надетым сухим костюмом и резиновыми перчатками.

Опасность возникновения паразитной дуги предотвращается за счет включения в цепь двухполюсного переключателя, так что как сварочная линия, так и обратная линия прерываются по команде сварщика, когда он прекращает сварку. Дополнительные меры предосторожности включают использование источника постоянного тока и ограничение напряжения дуги. Источник питания переменного тока не используется из-за электробезопасности и сложности поддержания дуги под водой.

Взрывы

Когда под водой зажигается дуга, выделяемого тепла достаточно для испарения воды вокруг наконечника электрода, создавая полость, заполненную газом. Вода диссоциирует, образуя водород и кислород. Одним из следствий этого является образование пузырьков смешанного кислорода и водорода. При условии, что эти пузырьки выходят в атмосферу в виде относительно небольших отдельных объемов, опасности нет.

Однако, если сварка проводится в ограниченном пространстве, где пузырьки могут накапливаться, образуя значительный газовый карман, существует реальный риск того, что горящий шлак или другой источник воспламенения могут взорвать смесь.Водород и кислород в пропорциях, созданных электролизом воды, рекомбинируют при воспламенении с сильным взрывом. Необходимо следить за тем, чтобы газы свободно выходили из зоны ремонта.

Отводы

Подводная сварка отличается от любого другого занятия дайвингом только тем, что требует значительных периодов времени для выполнения эффективного ремонта. Это подвергает дайвера / сварщика опасно высоким уровням поглощения азота в кровоток.Это не проблема, если используется подходящий режим декомпрессии. Это может быть либо строгим соблюдением декомпрессионных остановок во время подъема, либо использованием декомпрессионных камер на уровне моря.

Использование декомпрессионных камер позволяет сократить время работы ремонтной бригады. Остановки во время всплытия должны тщательно контролироваться в отношении глубины и требовать предоставления некоторых средств поддержки дайвера при остановке, поскольку каждая из них может длиться несколько минут. Камеры могут находиться на борту резервного судна или располагаться в удобных местах на берегу.Эти береговые сооружения могут использоваться несколькими компаниями либо в качестве обычного средства стабилизации функций водолазов, либо в чрезвычайных ситуациях, когда медленный всплытие не удается. У TWI есть такая камера в подводном центре Мидлсбро.

Качественный потенциал

Мокрая сварка используется в течение многих лет, но обычно считалось, что она дает соединения с низкой целостностью, склонными к пористости и пригодными только для временного ремонта. Теперь, с появлением FPSO и других конструкций, которые нелегко переместить в сухой док, для получения прочных высококачественных соединений все больше полагается на мокрую сварку.Это вполне возможно для сталей C-Mn с углеродным эквивалентом до 0,4.

Сварка с высокой степенью надежности требует контроля и навыков — это особенно актуально для мокрой сварки, где существует еще ряд переменных и опасностей. Тем не менее, постоянный ремонт влажной сваркой может быть выполнен при условии использования опытных сварщиков / водолазов и соответствующих сварочных материалов.

Сварка в невесомости в самых тяжелых условиях

Глубокий подводный мир нашей планеты может быть таким же чуждым, как космос.Мосты, нефтяные платформы и другие сооружения проникают в эти районы и над ними, требуя квалифицированных рабочих для их строительства и обслуживания. Сварка, резка и сборка этих конструкций над поверхностью требует только подготовки и навыков для выполнения работы. Выполнение тех же работ под водой требует совершенно нового набора навыков, понимания и оборудования. Добро пожаловать в мир коммерческого дайвинга, а точнее, подводной сварки.

Подводная сварка, которую часто называют одной из самых опасных работ на земле, связана с проблемами, связанными с окружающей средой, инструментами и даже самим процессом сварки.Что делает хорошего подводного сварщика? «Крепость», — говорит Кирк Хукер, ветеран-ныряльщик с пятнадцатилетним стажем. «Настойчивость и терпение». Пристрастие к приключениям может привести к тому, что кто-то станет сварщиком-водолазом, но терпение и упорство помогут им добиться успеха. Сварку Хукер начал около двадцати лет назад. Он стал сертифицированным профессиональным водолазом, чтобы полюбить подводную сварку. За последние несколько лет он спроектировал и построил мобильный резервуар для погружений, на который подана заявка на патент, чтобы обучать других подводной сварке.

Мокрая или сухая сварка?

Подводная сварка бывает двух видов.В центре нашего внимания — мокрая сварка, а также гипербарическая или сухая сварка. Гипербарическая сварка выполняется под водой, но сухая среда защищает сварной шов. Он может быть небольшим, охватывающим зону сварного шва, или достаточно большим, чтобы вместить бригаду сварщиков. Подводная сухая сварка имеет свои проблемы, в том числе высокие затраты. Самым большим преимуществом по сравнению с мокрой сваркой является то, что она имитирует поверхностную сварку, что позволяет использовать несколько процессов, которые могут обеспечить более прочный сварной шов.

Проблемы подводной сварки

Для влажной сварки используется дуговая сварка защищенным металлом (SMAW) и электроды со специальным покрытием.Как знает любой сварщик, для получения прочного сварного шва необходимо внимательно следить за дугой и сварочной лужей. Видимость — самая большая проблема при мокрой сварке. Мутная вода, недостаток света и плавающие частицы — это только начало. Внутри шлема обзор ограничен, как и в случае с обычным сварочным капюшоном, но сварщикам-водолазам необходимо следить за окружающей средой больше, чем это делают поверхностные сварщики. Пузырьки воздуха от выдоха и пузыри, образовавшиеся в процессе сварки, постоянно закрывают обзор. Если ныряльщик может занять удобное положение, где пузырьки не находятся на его лице, увидеть дугу все равно будет сложно, потому что вода постоянно гасит сварочную лужу.Важно поддерживать небольшой дуговый зазор, а лужи не так много. Поддерживать сварку жидкостью сложно, а создание привлекательных сварных швов под водой значительно сложнее, чем над поверхностью.

• Обучение сварке под водой
• Сварочный шов под водой

Плохая видимость, ток и давление

Погружения в искусственных подводных средах иногда хуже для видимости по сравнению с естественными водоемами.Коммерческие водолазы обеспечивают поддержку и обслуживание различных объектов, от атомных электростанций до очистных сооружений. Для некоторых из этих условий погружения требуются защитные костюмы для безопасности. Вода настолько густая и темная, что дайверы работают вслепую, используя осязание и слух при плохой видимости.

Ограниченная видимость — большая проблема при сварке под водой.

Водный поток — еще одна проблема. Водные течения могут быть непредсказуемыми, толкающими и вытягивающими, когда дайверы пытаются завершить работу.Весовые пояса и вспомогательные средства плавучести могут помочь, но в зависимости от местоположения вода может быть стоячей или постоянно движущейся. Сварщики-водолазы должны понимать свою рабочую среду и глубину участка, чтобы планировать соответственно. Давление на глубокие погружения очень велико. Одна из самых опасных ситуаций — это когда дайверы сталкиваются с перепадом давления. Это происходит, когда водоемы разной высоты пересекаются, например, в плотине или другом узком месте. Давление со стороны возвышенностей толкает воду из одной области в другую, часто через небольшое отверстие.Если дайвер окажется в ловушке этого потока, сила давления тела на отверстие может привести к серьезным травмам или смерти.

Отличия от наземной сварки

Все, что находится под водой, занимает больше времени. Если простое тройниковое соединение может занять меньше минуты на поверхности, то просто надевание снаряжения для дайвинга занимает около десяти минут. Исходя из погружения, средний комплект снаряжения весит сто фунтов или больше. Дайверы работают не в одиночку, поэтому сварщики-водолазы должны не только регулярно проводить сварку и готовить площадку, но и проверять свою систему связи.Требуется команда, чтобы безопасно подготовить дайвера к сварке. Даже добраться до места сварки нужно время — будь то прямо вниз или несколько сотен футов в подводный туннель. При работе под водой на самом деле не бывает «быстрой сварки».

Безопасность при сварке под водой включает ношение одежды, защищающей от электричества и температуры воды. Электричество проходит кратчайший путь из одной точки в другую, в том числе прямо через тело. Знать расположение линии сварочного заземления по отношению к месту сварки обязательно.Находясь между ними, вы рискуете поражением электрическим током.

Сварочный / водолазный шлем значительно тяжелее стандартного сварочного капюшона. Он позволяет дайверу дышать, общаться и часто имеет прикрепленный свет для видимости. В то время как высококлассные сварочные кожухи могут стоить 2500 долларов, новые водолазные шлемы начинаются с них и могут стоить до 10000 долларов и более. Добавьте сюда расходы на гидрокостюмы и сухие костюмы, источники питания и расходные материалы, и легко понять, почему сварщики-водолазы не часто работают самостоятельно.

Покупка сварочного водолазного шлема может быть очень дорогой.

Один общий признак

Несмотря на то, что процесс и оборудование сильно отличаются, источник питания для подводной сварки SMAW такой же, как указано выше. Hooker использует свой Fronius TransPocket 180 как для сварки, так и для резки под водой. При резке, также называемой «прожигом», используется дуга с сжатым кислородом и стержнем с магниевым сердечником для обеспечения резания и контроля над ним. Это позволяет им прорезать до шести дюймов стали или ломать бетон при несварочных работах.Подводная сварка — это, как правило, лишь малая часть навыков профессиональных водолазов.

• Мобильный ныряльщик для тренировок по сварке под водой.
• Кирк Хукер из Hooker Welding Service, LLC

Подводная сварка действительно представляет собой «непростую задачу». В одноименной серии блогов мы рассмотрим сварку в экстремальных и необычных ситуациях. От самых глубоких океанов до глубин космоса: узнайте больше в разделе «Сварка для космических путешествий» .Вы также можете рассчитывать на множество других интересных тем!

Ронда Затезало, писатель-фрилансер в сфере промышленного производства. Crearies Маркетинговый дизайн.

Подводная влажная сварка — PSS Professional Subsea Service Ltd.

Техника

Подводная сварка может быть разделена на два типа: сухая (гипербарическая) сварка и мокрая сварка. Подводная мокрая сварка подвергает водолаза и электрод воздействию воды и окружающих элементов.
Электрическая дуга нагревает заготовку и сварочный стержень, а расплавленный металл переносится через газовый пузырь вокруг дуги. Подача электрического тока вызывает перенос капель металла от электрода к заготовке и позволяет квалифицированному оператору выполнять позиционную сварку.
Наличие пузырька газа, образующегося вокруг дуги, является необходимым условием существования сварки разрядом. Это происходит в начальный момент сварки, когда электрод контактирует с поверхностью путем нагрева места контакта электрическим током.При отделении электрода от пузыря возникает дуга, что вызывает дальнейшее развитие процесса.
Дуга горит в замкнутом объеме пузырька газа, образовавшегося за счет продуктов диссоциации воды, а также горения и испарения металла электрода предохранителя и изделия. Объем пузыря постоянно меняется из-за непрерывного процесса и газообразования.

Персонал

Квалифицированный персонал — одна из важнейших составляющих качественной мокрой сварки.Наша компания уделяет особое внимание подготовке водолазов для поддержания высокой квалификации.

В соответствии с нашей методикой обучения дайвер, проработавший не менее 500 часов практических водолазных работ, допускается к освоению технологии мокрой сварки. Сначала кандидаты изучают принципы сварки верхней стенки, техники безопасности и приступают к практическим занятиям по овладению сваркой верхней стороны. За годы практики мы пришли к выводу, что далеко не все люди способны освоить эту технологию.По результатам практических занятий мы отбираем наиболее способных кандидатов, и они приступают к изучению принципов мокрой сварки. После освоения определенного положения шва водолаз выполняет сварку опытных образцов, которые в дальнейшем передаются в лабораторию для испытаний и подвергаются испытаниям на растяжение и изгиб; Кроме того, выполняется макроструктурный анализ сварных швов. Если присланные образцы проходят испытания, дайвер допускается к освоению следующей позиции.Это достаточно длительный и энергоемкий процесс. Кроме того, дайвер может подтвердить свои навыки, произведя контрольные образцы в присутствии инспектора одного из мировых классификационных обществ, и получить признание этого общества. Однако это только часть пути. Чтобы ваш специалист не терял своих навыков, ему необходимы постоянные тренировки или практика. Наши водолазы-сварщики проходят обучение не менее двух раз в течение календарного года и перед выполнением каждого контракта. Во время тренировочного периода дайвер должен подтвердить все указанные положения сварного шва.Наши подводные сварщики проходят ежедневное обучение на нашей базе.

Видеопрезентация по мокрой сварке.

В результате нашей кадровой политики в нашей компании работают водолазы-сварщики 6G и 3G, сертифицированные по международному стандарту сварки AWS D3.6M-2017. В нашей команде есть как квалифицированные водолазы-сварщики, так и специалисты / инженеры по неразрушающему контролю для разработки WPS и контроля качества сварки.

Наши сварщики сертифицированы классификационным сообществом BUERAU VERITAS и DET NORSKE VERITAS для самого сложного сварочного положения — 6G.

Мокрая сварка, критически важная для обслуживания конструкций

Изделие, подтверждающее самые современные технологии

CE Граббс, Томас Дж. Рейнольдс
Global Divers & Contractors

Установленные морские конструкции во всем мире являются неотъемлемой частью нефтяной отрасли инфраструктура газовой отрасли. Эти морские сооружения обеспечивают стратегическую поддержку разведки, добычи и транспортировки нефти и газа. Уход за конструкциями — непростая задача.

Подразделения технического обслуживания оффшорных операционных компаний должны надлежащим образом защищать и ремонтировать жизненно важные конструкции после того, как они понесли структурные повреждения в результате несчастных случаев во время и после установки, усталости, коррозии, столкновений лодок и стихийных бедствий.

Global Divers & Contractors и Центр исследований сварки и стыков при Колорадской горной школе (CSM) возглавляют консорциум крупных оффшорных нефтегазовых компаний и Службу управления полезными ископаемыми Министерства внутренних дел в разработке усовершенствованных методов подводной сварки и сварочные электроды для использования на конструкционных сталях, используемых при строительстве морских сооружений.

Сотрудничая с Институтом сварки Эдисона, исследования Global также включают разработку методов подводной мокрой сварки трубопроводных сталей для Международного совета по исследованиям трубопроводов (PRC). Эта работа выполняется в Центре исследований и разработок Global в Нью-Иберии, штат Луизиана. Центр включает в себя гипербарическое оборудование, способное моделировать влажную или сухую сварочную среду для глубины воды до 366 метров.

По мере того, как количество морских сооружений растет, а существующие продолжают подвергаться усталости, коррозии и случайным повреждениям, потребность в ремонте подводных конструкций возрастает.Это, конечно, подчеркивает необходимость продолжения усилий по совершенствованию технологии подводного ремонта.

Причины, с типичными примерами подводного повреждения морских сооружений, включают следующее:

• Коррозия: истощение расходуемых анодов, прерывистая работа систем наложенного тока, неадекватная конструкция систем катодной защиты и ненадлежащее заземление сварочных аппаратов, установленных на барже / лодке. при сварке морских конструкций.
• Установка юбочного сваи: повреждения часто возникают, когда попытки «проткнуть» юбочные сваи в направляющие раструба производятся без водолаза или видеокамеры для обеспечения подводного обзора.
• Падающие объекты: К объектам, упавшим за борт, относятся сваи юбок, связки труб и другие элементы материалов и оборудования во время разгрузки, посадки на лодку во время установки и заглушки переходников для забивки свай.
• Столкновение с лодкой: Столкновения между лодками и конструкциями не редкость, и повторные столкновения с элементами ватерлинии, посадками лодок и отбойными системами привели к серьезным повреждениям конструкции.
• Стихийные бедствия: ураган «Эндрю» нанес серьезный ущерб конструкциям Мексиканского залива, а волочение судовых якорей привело к смещению нескольких подводных трубопроводов.Редкие оползни также повредили конструкции и трубопроводы в заливе.
• Проектирование: ошибки проектирования и непредвиденные нагрузки, хотя и нечастые, привели к серьезным повреждениям морских сооружений.

Варианты ремонта

К приемлемым методам ремонта относятся механические зажимы с цементным раствором и без него, влажная сварка и сухая гипербарическая сварка.

Сотни ремонтов конструкций с мокрой сваркой были выполнены сварщиками / водолазами, имеющими квалификацию в соответствии с требованиями Спецификации ANSI / AWS для подводной сварки (AWS D3.6) с использованием квалифицированных сварочных процедур без известных отказов.

Тем не менее, до разработок в рамках Совместной отраслевой программы развития подводной сварки (JIP) Global / CSM, мокрые сварные швы не проводились на основных металлах с углеродным эквивалентом (CE) более 0,40% по массе (CE = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15) из-за вызванного водородом растрескивания под валиком в зоне термического влияния (HAZ) основного металла.

Сухие подводные гипербарические швы, аттестованные в соответствии с требованиями AWS D3.6, имеют механические свойства, аналогичные сварным швам, выполненным над водой. Однако в некоторых условиях установка камеры сухой сварки может создавать недопустимые нагрузки на конструкцию. Например, камера, установленная на элементах конструкции вблизи зоны заплеска, может подвергаться чрезмерным нагрузкам, создаваемым преобладающими волнами грунта и воздействием волн. Передача нагрузок на элементы конструкции может привести к их выходу из строя.

Мокрая сварка в сравнении с сухой сваркой

Мокрая сварка выполняется при атмосферном давлении, когда сварщик / водолаз находится в воде без каких-либо механических барьеров между водой и сварочной дугой.Простота процесса позволяет сваривать даже самые геометрически сложные участки узла. Несмотря на то, что процедуры мокрой сварки прошли аттестацию и используются для подводного ремонта на глубине до 100 метров, потребуется дальнейшая разработка электродов и процессов сварки, если удовлетворительный ремонт конструкции с мокрой сваркой будет выполняться на гораздо большей глубине, чем эта глубина.

Сухая гипербарическая сварка выполняется при атмосферном давлении в специально построенной камере, из которой вода вытесняется воздухом или другой газовой смесью, в зависимости от глубины воды.Сухие сварные швы, аттестованные в соответствии с требованиями AWS D3.6 для сварных швов класса A, удовлетворяют всем требованиям к сварным швам, выполненным над водой.

Выполнено несколько врезок сухим способом трубопроводов на глубину до 220 м, а также на подводную врезку на 308 м. Затраты на ремонт и время на ремонт с сухой сваркой обычно как минимум вдвое превышают затраты на ремонт с мокрой сваркой.

AWS D3.6 определяет сварные швы класса A (сухие) как подводные сварные швы, которые предназначены для использования в условиях применения и расчетных напряжений, сопоставимых с их традиционными поверхностными аналогами, благодаря определению сопоставимых свойств и требований к испытаниям.Сварные швы класса O предназначены для удовлетворения требований некоторых других обозначенных норм или спецификаций, а также требований AWS D3.6 для сварных швов класса A.

AWS D3.6 определяет сварные швы класса B (мокрые) как подводные сварные швы, которые предназначены для менее ответственных применений, где допускаются более низкая пластичность, большая пористость и другие неоднородности, и заявляет, что пригодность сварных швов класса B для конкретного применения должна оцениваться по принципу «Соответствие назначению».

Программа сварки

Программа Global / CSM JIP началась в 1993 году.Фаза I программы была завершена в 1995 году. Фаза II, цель которой — увеличить глубину, на которой могут быть выполнены сварные швы нормативного качества (AWS «Спецификация подводной сварки» D3.6), продолжается.

Цели Этапа I программы заключались в улучшении свойств мокрых сварных швов до наивысшего практического уровня, а также в определении этих свойств, чтобы их можно было использовать в качестве фундаментальных принципов инженерного проектирования для решений подводных ремонтных / строительных проблем, при которых влажная сварка по сравнению с сухой гипербарической сваркой, как правило, приводит к значительной экономии времени и средств.

Области ожидаемых улучшений включают повышение пластичности и вязкости сварных деталей, а также снижение твердости и устранение водородного растрескивания в ЗТВ склонных к образованию трещин (CE.40) основных металлов.

Работой программы руководил Комитет по технической деятельности (TAC), в состав которого входили по одному члену от каждой участвующей организации, Global и CSM. Участниками фазы I были: Исследовательский центр Amoco, Chevron Research & Technology Company, Департамент морских инженерных исследований Shell, Marathon Oil Company, Mobil Research & Development Corporation, Exxon Production Research Company, ВМС США, Служба управления морскими минералами США (Департамент внутренних дел). ) и Управление по охране труда и технике безопасности Великобритании — Оффшорное подразделение безопасности.

Global предоставил менеджмент, сварочное оборудование, техников, сварщиков / водолазов, оборудование для работы в гипербарии, сварочное / водолазное оборудование и материалы. CSM предоставил ученым, дипломированному инженеру-исследователю, занимающемуся программой, составы сварочных электродов, аналитическое оборудование и технические отчеты по их исследовательским задачам.

Матрица и основной металл

Матрица испытаний для Фазы I программы включала следующие задачи:

• Усовершенствование технологии влажной сварки с многократным отпуском (MTB), используемой для предотвращения водородного растрескивания и снижения твердости при тепловом воздействии зоны растрескивания основного металла.
• Выбор оптимального источника сварочного тока и вспомогательного оборудования для подводной мокрой сварки.
• Разработка усовершенствованных электродов путем изменения состава флюсовых покрытий и выбора сердечниковой проволоки.
• Проведите аттестацию процедур сварки для всех положений мокрых угловых швов и швов с разделкой кромок на расстоянии 1 метр и 10 метров, а также выполните сварные швы с разделкой кромок на расстоянии 1, 10, 20, 30 и 50 метров с помощью улучшенных электродов.

Тестовая матрица для этапа II завершается сваркой с разделкой кромок 19 мм, выполненной на глубине 21, 43, 61 и 91 метра, с электродами, предназначенными для сварки на этой глубине.

ASTM A537 Класс 1 19-миллиметровый стальной лист был выбран в качестве основного металла программы из-за его доказанной склонности к водородному растрескиванию и чрезмерной твердости в зоне термического влияния при сварке с использованием обычных процедур влажной сварки. Углеродный эквивалент материала A537 был 0,462, включая 0,20% углерода по массе. Указанный минимальный предел текучести и прочности на разрыв составлял 50 и 70 тысяч фунтов на квадратный дюйм соответственно.

Множественный закаленный валик

Уникальная запатентованная технология влажной сварки множественным закаленным валиком (MTB) включает три основных параметра, которые были методически исследованы и описаны ниже.

• Межосевое расстояние: расстояние между носками первичных сварных швов, которые связаны с основным металлом, и носками закаленных валиков, является одной из переменных, которые регулируют тепловложение закаленного валика в ЗТВ, подверженной растрескиванию. Во время этой части программы на материале A537 было выполнено несколько сварных швов с дугой с межосевым расстоянием 1,59, 2,38, 3,175 и 22,22 мм. Результаты микроскопических (250x) исследований и испытаний на твердость по Виккерсу 10 кг (VH 10) зоны термического влияния использовались для определения неприемлемых, приемлемых и оптимальных расстояний между пальцами ног.
• Временные интервалы: для предотвращения водородного растрескивания в ЗТВ важно знать, сколько времени требуется для развития водородных трещин в ЗТВ, например, максимально допустимое время между нанесением первичных сварных швов и отпускных валиков. Основываясь на данных пяти экспериментов с использованием электродов, отличных от электродов программы Ex 7, на материале A537 было определено, что базовое время зарождения трещины составило 3-10 минут.

Чтобы определить максимально допустимое время между нанесением первичных и отпускных валиков, сварные швы были выполнены электродами Program Ex 7 с указанными ниже временными интервалами.Ниже приведены временные интервалы и результаты, основанные на микроскопическом (250х) исследовании ЗТВ:

• 4-10 минут с 30-секундными интервалами — трещин нет.
• 10-60 минут с 10-минутными интервалами — без трещин.
• 1,0-1,5 часа с интервалом 30 минут — без трещин.
• 2,0–4,0 часа с 30-минутными интервалами — все образцы имели типичные трещины, вызванные водородом в ЗТВ.

Для подтверждения очень желаемых результатов (1,5 часа без трещин) были проведены дополнительные эксперименты.Электроды Ex 7 использовали для выполнения незакаленного шва с разделкой кромок (19 мм на 305 см) на ASTM A516 Gr. 70 (CE .44) материал. Ранее, когда этот материал сваривали имеющимися в продаже электродами для мокрой сварки, трещины в ЗТВ развивались в течение 10 минут. После сжигания третьего электрода сварщик / водолаз обнаружил трещины в ЗТВ металла сварного шва, нанесенного первым электродом.

При сварке электродами Ex 7 сварщик не обнаружил трещин, а когда сварка была завершена, их не было обнаружено с помощью магнитопорошкового исследования.Позже одно из четырех поперечных сечений не показало трещин при просмотре при 250x.

Второй сварной шов был сделан на том же материале электродами Ex 7 с использованием технологии MTB. Для этого сварного шва МТБ было устранено водородное растрескивание в ЗТВ.

Знание максимального интервала времени между наплавкой первичных сварных швов и отпускных валиков важно для выбора наиболее эффективной последовательности наплавки присадочного металла.

Снижение твердости HAZ

На протяжении многих экспериментов по сварке MTB предотвращение водородного растрескивания в HAZ постоянно осуществлялось без каких-либо преднамеренных действий по увеличению тепловложения закаленного валика путем увеличения сварочного тока или снижения скорости перемещения.Для тех же сварных швов — за исключением очень небольшой площади (3,175 мм на 4,76 мм) в ЗТВ под носками колпачковых проходов — максимальная твердость металла шва и ЗТВ была значительно ниже 10 кг по Виккерсу (Vh20), указанных AWS. D3.6 для швов класса A (сухие).

Из-за высокого эквивалента углерода (0,462) и особенно высокого содержания углерода (0,20) твердость на небольших участках в ЗТВ под носком проходов крышки составляет от 400 до 442. Для соответствия требованиям AWS D3.6 максимальная твердость 325 для сухих сварных швов, серия сварных швов была сделана с использованием постепенно увеличивающихся уровней подводимой теплоты отпускного валика в проходах крышки.Для этих сварных швов оптимальная погонная энергия уменьшила вышеупомянутый диапазон с 400-442 до 252-300.

Сравнение сварных швов

Таблица 1 [139 813 байтов] и таблица 2 [102 064 байта] предоставляют практическое сравнение механических свойств современных сварных швов, выполненных во время Фазы I Совместной промышленной программы подводной сварки. В таблице 1 сравниваются механические свойства влажных сварных швов JIP с требованиями AWS D3.6 «Спецификация подводной сварки» для швов класса A (сухих).

В таблице 2 сравниваются мокрые сварные швы JIP с рекомендациями Американского нефтяного института по планированию, проектированию и строительству стационарных морских платформ — расчет рабочего напряжения (RP-2A-WSD) для сварных швов, выполненных над водой.

Механические свойства, указанные в Таблице 3 [153 425 байт], являются результатами испытаний, проведенных на сварных швах, выполненных Global Divers в 1984 году (до JIP), и представлены в качестве общей информации, касающейся изменения механических свойств мокрых сварных швов по мере увеличения глубины.

Когда Фаза II продолжающейся исследовательской программы будет завершена, будут доступны результаты всесторонних механических испытаний для мокрых сварных швов, выполненных на глубине 10, 21, 43, 61 и 91 метра, плюс базовая информация об изменениях эталонного давления / глубины воды, вызванных химический состав и микроструктура наплавленного металла мокрого шва от 26 до 122 метров.

Рисунок 1 [23 926 байт] показывает, что значения V-образного надреза по Шарпи для влажных сварных швов с закалкой и отпуском JIP были значительно выше, чем требования AWS D3.6 для швов класса A (сухие). Во время совместной промышленной программы развития подводной сварки компания Sea-Con Services (позже приобретенная Global Divers) выполнила серию мокрых сварных швов, чтобы определить усталостные свойства мокрых сварных швов и их сравнение со сварными швами, выполненными над водой (рис. 2 [15 467 байтов] ).

Из 25 образцов было взято 5 образцов, полученных сухой сваркой, и 19 образцов, полученных мокрой сваркой.Т-образные пластины толщиной 4 мм, сваренные угловым швом. Мокрые швы выполнялись на глубине -10 метров. Образцы были испытаны в моделируемой морской воде с полностью обратимыми осевыми нагрузками на консоль при растяжении 20 тыс. Фунтов на квадратный дюйм и сжатии 20 тыс. Фунтов на квадратный дюйм с 28 840 циклами до первого появления макротрещин и 29 635 циклами до разрушения.

Как показано на Рисунке 2, усталостные свойства зоны термического влияния (области, наиболее уязвимой для усталостного разрушения) влажных сварных швов были равны таковым для сварных швов, выполненных над водой, и значительно превышали минимальные усталостные свойства, установленные американскими стандартами. Институт нефти, «Рекомендуемая практика для планирования, проектирования и строительства стационарных морских платформ — расчет рабочего напряжения» (RP 2A-WSD).

Другие проекты

В дополнение к сварке, выполненной в рамках Совместной отраслевой программы развития подводной сварки, следующие сварочные проекты, выполненные Global Divers, свидетельствуют о современном состоянии подводной мокрой сварки. Если не указано иное, сварные швы были аттестованы в соответствии с требованиями AWS «Технические условия для подводной сварки».

• Процедуры мокрой сварки прошли аттестацию и использовались для ремонта морской производственной платформы на рекордной глубине 300 метров.Ферритные (низкоуглеродистая сталь) сварочные электроды использовались для углеродисто-марганцевой конструкционной стали.
• Процедуры мокрой сварки прошли аттестацию с использованием никелевых сварочных электродов на высокопрочной стали с высоким углеродным эквивалентом (CE 0,476 мас.%) Для ремонта морских сооружений. При влажной сварке ферритными электродами неблагородные металлы с углеродным эквивалентом более 0,40 подвержены водородному растрескиванию в зоне термического влияния.
• Квалифицированные процедуры подводной мокрой сварки новых микролегированных высокопрочных сталей (TMCP), используемых при изготовлении глубоководных морских конструкций.
• Global была первой, кто квалифицировал процедуры подводной мокрой сварки углеродистой стали ферритными сварочными электродами в соответствии с требованиями Кодекса ASME по котлам и сосудам высокого давления для подводной сварки, раздел XI, разд. 1, Кодовый футляр N-516-1.
• Предоставление запатентованных процедур сварки, запатентованных сварочных электродов и технических консультационных услуг подрядчику по ремонту, а также надзор за проектом для оператора морской платформы для первого подводного ремонта конструкции с мокрой сваркой в ​​Северном море.
• В ходе совместной отраслевой программы развития мокрой сварки компания Sea-Con Services (позже приобретенная Global Divers) провела испытание на усталость серии образцов, взятых из 1-дюймовой трубы. толстые сваренные угловым швом Т-образные пластины в моделируемой морской воде с полностью обратимой консольной осевой нагрузкой (растяжение 20 тысяч фунтов на квадратный дюйм, сжатие 20 тысяч фунтов на квадратный дюйм). Результаты, показанные на рисунке 2, значительно превышают требования Американского института нефти RP 2A — WSD для сварных швов, выполненных над водой.

Copyright 1998 Oil & Gas Journal.Все права защищены.

Полное руководство — Welding Mastermind

Если вы когда-нибудь проезжали мимо пристаней для яхт с пришвартованными большими кораблями, вы можете задаться вопросом, как люди могли сваривать их под водой. Здесь мы собрали полное руководство по сварке TIG под водой, работе на корабле, подводной металлической части дока или на нефтяных вышках.

Как вы производите сварку TIG под водой? Сварка TIG, когда она выполняется под водой, завершается тем, что сварщик находится внутри камеры, похожей на подводную лодку, что позволяет сварщику выполнять сварку в сухой среде.

При сварке TIG под водой средняя почасовая оплата является одной из самых высоких среди всех сварочных процессов. Это потому, что это сложно, утомительно и требует многолетних тренировок. Кроме того, это невероятно опасно, поскольку к задаче сварки TIG добавляется необходимость находиться под водой.

Полная гильдия по подводной сварке TIG

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) — это специальный процесс сварки, обычно используемый для обработки тонких мягких металлов. Некоторыми примерами из них являются алюминий, медь или различные другие сплавы.Он работает, используя электрический ток, проходящий через сварочную вольфрамовую «пушку» для плавления металлов.

Большинство методов сварки защищены от атмосферных загрязнений и окисления флюсовыми электродами. При сварке TIG вы будете использовать газ, обычно аргон, для замены флюсовых электродов и предотвращения загрязнения и окисления сварного шва. Это «инертный газ» сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа.

Сварку

TIG можно выполнять под водой, потому что она обеспечивает прочный шов.Сварные швы TIG прочнее и долговечнее, они устойчивы к коррозии и растрескиванию. Это может быть жизненно важно при работе с чем-то под водой, так как трещина может стать причиной разрушения корабля.

Подводная сварка TIG выполняется в специальной «среде обитания» сварщика, в камере, где откачивается вода и закачивается воздух. В отличие от сварки штангой, которая является более распространенной, она не так отличается от обычной сварки, как ты можешь подумать.

Сварка TIG может выполняться только как сухая подводная сварка

Подводная сварка бывает двух видов.Это сухая или влажная сварка и относится к окружающей среде сварщика. В то время как сухая сварка должна использоваться при сварке TIG под водой, мокрая сварка более распространена и используется со сварочным аппаратом «палкой».

Сухая сварка выполняется в небольшой камере, погруженной в воду и опорожненной. Он наполнен воздухом, которым сварщик может дышать, как в подводной лодке. Его можно прикрепить ко всему, над чем вы работаете, чтобы у вас было сухое пространство для сварки внутри.

Сварка

TIG должна выполняться всухую, потому что газ не защитит сварной шов, если вы находитесь в воде. Сварщики TIG внутри камеры должны быть осторожны, так как камера небольшая, и в случае утечки газа она будет заполняться быстрее, чем если бы они были на суше. Они также не могут открыть дверь, чтобы проветрить воздух, как это можно сделать в магазине.

Дайверы, как при сухой, так и при мокрой сварке, могут проводить несколько дней под водой, путешествуя между сварочной камерой и спальней, обе из которых находятся под водой.Это стандарт для глубоких погружений, так как слишком быстрый подъем заставит ныряльщиков сгибаться. Им проще оставаться внизу, пока работа не будет сделана.

Сварку TIG нельзя делать влажной, но сварку ручкой можно делать

Сварка TIG применяется далеко не всегда. Камера для погружения сварочного аппарата TIG очень дорога как с точки зрения покупки, так и с точки зрения эксплуатации. Сварка TIG более утомительна, чем другие виды сварки, на ее выполнение примерно в два раза больше времени, чем на сварку штучной сваркой, которая встречается чаще.

Ручная сварка также называется дуговой сваркой в ​​защитном металлическом корпусе (SMAW) или ручной дуговой сваркой металлическим электродом (MMA). В нем используются электроды для плавления металла, как мы только что упомянули о специальных электродах для подводной сварки и флюсовых электродах для защиты сварного шва. Его также можно делать влажным.

Сварщикам, работающим под водой, требуется только гидрокостюм и защитное снаряжение вместо полной камеры для сварки TIG. Флюсовые электроды, которые защищают сварной шов при сварке штучной сваркой, а не газовой при сварке TIG, обычно выпускаются в виде геля, который можно наносить под водой.

Вам не придется платить за многочасовую сварку TIG или камеру для сухой сварки, если вы решите использовать сварку мокрым электродом вместо сухой сварки TIG. Однако имейте в виду, что сварные швы TIG прочнее и устойчивее к износу с годами.

Подводная сварка TIG в сухой камере должна быть завершена внутри

Камера, используемая сварщиками TIG под водой, официально называется барокамерой, которая представляет собой просто камеру под давлением, которую можно погружать на разную глубину.Как правило, в них создается атмосфера, благоприятная для дыхания сварщика и оптимальная для сварки.

Возможность полного управления сварочной средой — одно из главных преимуществ подводной сварки. В глубоких водах сварщикам трудно сохранить структурную целостность сварного шва, потому что изменение давления, когда вы находитесь так далеко под водой, может вызвать плохие сварные швы.

В отличие от мокрой сварки, вы безопасно внутри сварочной камеры. Вам не нужно беспокоиться о животных, с которыми вы можете столкнуться во время погружения при сварке мокрой сваркой.Если вы это сделаете, вы будете безопасно внутри камеры, наблюдая за ними, а не снаружи с ними. Однако, как правило, вам придется нырнуть в камеру.

Для проектов, которые находятся глубоко под водой, компании нередко устанавливают две камеры, как мы упоминали ранее. Это делается для предотвращения изгибов, а это большая проблема для дайверов повсюду, независимо от того, ныряют ли они для сварки или нет.

Две гипербарические камеры для подводной сварки TIG

Сварка проводилась на глубине тысячи футов под водой, как объясняется в статье Science Direct.Пока что мы не нашли заданной глубины, на которой сварка не может быть выполнена, но сварщики изучают ее пределы. В некоторых случаях им легче оставаться под водой в течение нескольких дней.

Сброс давления, о котором мы говорим в разделе об опасностях работы подводным сварщиком, тяжело воздействует на организм. Чтобы не проходить через это многократно для одного проекта, сварщики будут иметь с собой спальную камеру под водой.

Спальная камера ничего особенного.Это просто место, где все сварщики, работающие над проектом или проектами, могут прийти поесть и отдохнуть в перерывах между сменами. Это обычное дело для сварщиков, работающих в режиме мокрой сварки, поскольку в противном случае им также пришлось бы сбросить давление.

Сварщики TIG обычно работают над проектом по 12-16 часов одновременно. Чтобы подняться, им нужно было сбросить давление, что занимает несколько часов. Просто не имеет смысла заставлять их подниматься, сбрасывать давление, а затем почти сразу же возвращаться вниз.

Сколько зарабатывают профессиональные подводные сварщики TIG?

Согласно Pay Scale, веб-сайту, который показывает среднюю зарплату для разных профессий, подводные сварщики получают среднюю годовую зарплату около 70 000 долларов.Самый низкий заработок будет зарабатывать около 35 000 долларов в год или меньше, а самый высокий — почти 150 000 долларов в год.

Поскольку мы только что прошли через все, что должен делать сварщик TIG ежедневно, это число кажется вполне подходящим для работы. В последние несколько лет наблюдается нехватка рабочих на большинство технических должностей, таких как сварка. Это привело к неуклонному росту средней заработной платы.

Прежде чем вы решите бросить текущую карьеру и стать подводным сварщиком, подумайте о недостатках этой работы.Большая часть заработной платы — это плата за риск, который они берут на себя, работая до сих пор под водой.

Если вы все еще хотите стать сварщиком TIG, прочтите, чтобы узнать, как стать сертифицированным сварщиком TIG под водой. Также важно отметить, что многие подводные сварщики выходят на пенсию всего через 10-15 лет из-за физического напряжения, которое это оказывает на ваше тело.

Как стать сварщиком под водой TIG?

Чтобы стать сертифицированным сварщиком TIG, вам необходимо посещать школу с аккредитованной программой как по дайвингу, так и по сварке TIG.Мы обсудим и другие варианты, но сначала мы пройдем самый традиционный путь, чтобы стать подводным сварщиком.

Большинство программ сварки, предлагаемых в школе, позволяют вам выбрать особый процесс сварки, на котором вы специализируетесь. Если вас интересует сварка TIG, очевидно, вам следует сосредоточиться на ней. Вам также необходимо сдать экзамен дайвера, чтобы получить сертификат коммерческого дайвинга.

Экзамен дайвера состоит из физического осмотра и фактического погружения.Вам нужно будет считаться достаточно сильным и здоровым, чтобы совершить несколько погружений, а также продемонстрировать способность к этому. Вы не можете работать подводным сварщиком, если у вас нет сертификата дайвера.

Проще всего все это сделать в одной школе. Многие школы, предлагающие дипломы сварщика, не предлагают никаких уроков дайвинга, но, если у них есть бассейн, они могут предложить сертификаты коммерческого дайвера. Если у вас нет местной школы, предлагающей одно или оба из них, у нас есть другие предложения.

Стать учеником подводного сварщика TIG

Сварочные программы часто предлагаются в общественных колледжах и техникумах, но что, если вас нет рядом ни с одним из них? Другой вариант — поучиться на время подмастерьем сварщика, пока учится нырять и работает над получением сертификата дайвера.

Стажировку в области сварщика найти сложно, но это отличный вариант для людей, которые не могут посещать школу по ряду причин, будь то отсутствие школ поблизости или нехватка средств.Вы можете найти курсы дайвинга в большинстве местных бассейнов.

Некоторые из преимуществ ученичества:

• Еженедельная зарплата. Если вы работаете подмастерьем, вам будут платить за свою работу. Это не будет полная заработная плата сварщика, пока вы не пройдете сертификацию, но вам будут платить за обучение, а не за обучение в школе.
• Знание различных сварщиков . Когда ты учишься в сварочной компании, у тебя есть ресурсы всех сварщиков, с которыми ты работаешь.Многие из них работают на сварочной площадке многие годы, если не десятилетия, и могут научить вас нескольким трюкам.
• Более сфокусированный подход . Не все сертификационные курсы подобны этому, но в большинстве общественных колледжей для студентов-сварщиков есть общеобразовательные требования. Для ученичества этого не потребуется.

Курсы дайвинга, чтобы стать специалистом по подводной сварке TIG

Общественный колледж или техническая школа — не единственный вариант обучения дайвингу, о чем мы только что говорили.Вы можете найти курсы дайвинга в нескольких бассейнах или на местных пристанях для яхт, если живете у воды.

Важно отметить, что в рамках сертификационного экзамена по дайвингу вы будете проходить физический экзамен, чтобы определить, считаете ли вы себя достаточно пригодным, чтобы стать сертифицированным дайвером. Это не должно быть предвзятым или осуждающим, но для того, чтобы вы могли безопасно нырять.

Независимо от того, какую часть они не сдали, дайверы, не сдавшие экзамен, могут подать повторную заявку в любое время. Однако, если вы провалили медицинский экзамен, рекомендуется подождать, пока вы не будете уверены, что сможете его сдать, прежде чем пытаться сдать его во второй раз.

Опасности подводной сварки TIG

Это было бы невозможно без списка некоторых опасностей, с которыми сталкиваются подводные сварщики TIG. Как вы понимаете, их множество. В сварку TIG под водой играет все — от тех же опасностей, с которыми сталкивается каждый сварщик, до опасностей, связанных с погружением в воду.

Некоторые из опасностей подводной сварки TIG или любой подводной сварки:

• Утопление
• Изгибы
• Удар электрическим током
• Взрывы
• Гипотермия
• Океанские животные

Конечно, есть еще кое-что, но мы начнем с них.Вы также должны иметь в виду, что существует разная степень каждого из них. В некоторых случаях сварщики начинают тонуть, но выживают, или получают небольшой взрыв. В этих случаях они могут получить травмы, но после этого вернутся к работе.

Можно ли утонуть во время подводной сварки TIG?

Сварка TIG выполняется в камере, поэтому ваши шансы утонуть значительно меньше, чем у сварщиков палкой. Однако они никуда не делись. При глубоких погружениях вам придется спуститься в камеру, чтобы выдержать давление, но при более мелких погружениях вам, возможно, придется нырять в свою камеру.

Нырнуть в вашу камеру и обратно может быть рискованно, и люди при этом утонули. Хотя это может показаться не таким уж далеким при обычном выполнении, подводные сварщики ныряют на глубину до 130 футов. Согласно статье ScienceDirect, в среднем они опускаются на 60 футов.

Некоторые из обычных рисков утопления во время утопления включают токи, перепад давления и различные несчастные случаи. Одна из причин, по которой вам необходимо пройти медицинский осмотр перед получением сертификата, заключается в том, чтобы убедиться, что вы достаточно сильны, чтобы противостоять токам.

Есть также шанс, что ваша камера может выйти из строя. Несмотря на то, что они сделаны из высококачественных материалов, важно регулярно проверять камеру на предмет износа. Любое пятно, которое стало слабым от времени или коррозии, необходимо немедленно обработать.

Что такое изгибы и почему они используются сварщиками TIG под водой?

Изгибы относятся к заболеванию, которое возникает, когда тело находится под большим давлением и выходит из-под него слишком быстро.Это обычное явление для глубоководных дайверов, независимо от того, работают ли они сварщиками в коммерческих целях или нет, и довольно болезненно, если не смертельно.

Технический аспект изгибов — крошечные пузырьки азота, образующиеся в ваших кровеносных сосудах, когда ваше тело вытягивает азот из кровотока. Эти пузырьки блокируют ваши мелкие кровеносные сосуды, что может привести к их разрыву или даже к сердечному приступу.

Находясь под большим давлением, ваше тело перерабатывает кислород, которым вы дышите, но он оставляет азот в вашем кровотоке, пока вы не сбросите давление.Освободившись от давления нахождения на такой глубине под водой, ваше тело быстро поглощает азот из кровотока, оставляя пузырьки.

Сварщики TIG и другие глубоководные дайверы должны медленно сбрасывать давление в камере сброса давления после того, как они совершили глубокое погружение. Это позволяет азоту медленно выходить из кровотока. Многие сварочные работы TIG выполняются глубоко под водой и требуют сброса давления.

У подводных сварщиков TIG могут быть повреждения носа, легких и ушей

Давление нахождения так далеко под водой может привести к поворотам, как мы только что рассмотрели, но даже если вы осторожно сбросите давление, вы все равно можете получить долгосрочные повреждения.Offshore Injury Firm — юридическая фирма, специализирующаяся на судебных процессах по подводной сварке, включая повреждение носа, легких и ушей.

Резкие перепады давления также могут повредить носовые пазухи и нос. Постоянно меняющееся давление на пазухи приводит к воспалению и боли, которые не всегда проходят со временем. Многие подводные сварщики на пенсии все еще борются с проблемами носа, вызванными их работой.

Ваши легкие также будут испытывать боль из-за изменения давления.Часто изменение давления приводит к костохондриту, состоянию, при котором хрящ, соединяющий ваши ребра, воспаляется, что приводит к ощущению стеснения в груди, похожему на сердечный приступ, но продолжающемуся.

Ваши уши тщательно сбалансированы костями, хрящами и жидкостями. Доказано, что неоднократные глубокие погружения нарушают равновесие ваших ушей, которое со временем может стать постоянным. Это не только повлияет на ваш слух, но также повлияет на ваше равновесие, поскольку ваше чувство равновесия основано на жидкости в ушах.

Можно ли быть шокированным при подводной сварке TIG?

Один из первых вопросов, который возникает у людей, когда дело доходит до подводной сварки, заключается в том, подвергаетесь ли вы постоянному электрошоку или нет. Это правильный вопрос, поскольку вы работаете с электричеством и металлом под водой. Для большинства людей это идеальная установка, чтобы шокировать себя, и это, безусловно, может быть.

Во время сварки TIG вы можете шокировать себя, будь то сухая сварка под водой или просто сварка в гараже.Однако под водой это сделать не легче, чем над водой. Настройка камеры позволяет сварщикам TIG работать так, как если бы они выполняли наземную сварку, по сравнению со сварщиками мокрого типа.

Если вы выполняете влажную сварку аппаратом для ручной сварки, у вас будет специальная защита, в том числе резиновые перчатки для защиты от любых блуждающих токов. Шокировать себя, конечно, можно, но полностью защититься от ударов невозможно. Это справедливо и для сварки на суше.

При сварке TIG под водой возможны взрывы

Взрывы — не первое, о чем думает большинство людей, когда они находятся под водой, но они случаются чаще, чем вы думаете. Даже у сварщиков мокрого типа случаются случайные взрывы, но сварщику TIG это еще проще, так как они находятся в сухой камере. Это может быть фатальной ситуацией.

Работа со сварщиком, особенно со сварщиком TIG, может быть очень опасной и нестабильной работой. Сварка TIG может вызвать дугу, если вы не будете осторожны, что приведет к возгоранию при контакте с чем-либо.Электричество может быть одной из самых сложных вещей для контроля, даже с помощью самого хорошего сварочного аппарата TIG.

Вы также работаете с несколькими единицами крупного оборудования. Любой из них может вызвать искру или сломаться, что может легко привести к взрыву. Как ваша сварочная установка, так и газовая установка взорвутся, если загорятся, что обычно смертельно опасно в таком небольшом пространстве.

Взрыв также может повредить вашу камеру, впустив воду. Пока это небольшой перерыв, вы сможете вовремя выйти из камеры.Взрыв, достаточно сильный, чтобы нарушить конструктивную целостность, приведет к тому, что давление воды разрушит камеру и устремится внутрь.

Сварщики TIG регулярно испытывают переохлаждение

Чем ниже вы спускаетесь, тем холоднее становится вода. Вот почему многие подводные сварщики и дайверы регулярно испытывают переохлаждение, даже в обычно очень теплых местах. Вода редко нагревается так глубоко.

Как мы уже говорили ранее, подводные сварщики TIG для работы должны погружаться в герметичную камеру, которая сохраняет тепло внутри.Однако и это погружение, и обратное погружение — очень холодные переживания. Им важно быстро разогреться, иначе переохлаждение будет прогрессировать.

При переохлаждении важно медленно согреваться, а не пытаться сразу же согреться. Те, кто пережил сильное переохлаждение, сначала не выдержат ничего, кроме теплой воды.

Переохлаждение — это не то, чего сварщики под водой могут избежать. По крайней мере, у сварщиков TIG меньше шансов, чем у сварщиков штанги, поймать тяжелый случай.Гидрокостюмы сварщика спроектированы таким образом, чтобы сохранять в них как можно больше тепла, но в достаточно холодной воде это небольшая отсрочка.

Многие подводные сварщики TIG борются с депрессией, вызванной работой

Погрузитесь достаточно глубоко, и вы потеряете солнце под волнами, оставив вас в темноте. А теперь представьте, что вы делаете это каждый день ради своей работы. Оно может попасть даже в самого волевого человека, изнуряя его темной, холодной окружающей средой каждый день.

Камера, в которой вы работаете, достаточно освещена, чтобы вы могли работать, но это очень маленькое замкнутое пространство.У вас не будет много места для передвижения, кроме того, что вам нужно для работы, а воздух, которым вы дышите, перерабатывается, фильтруется и стекает к вам, как в самолете.

Из-за этого рабочего места многие подводные сварщики борются с депрессией. Это особенно верно для тех, кто работает достаточно глубоко под водой, чтобы избежать сброса давления. Сварщики, работающие над проектами в течение недели или дольше, не будут видеть солнце все время.

Многие люди обнаруживают, что они не могут стоять в таком маленьком темном пространстве в течение продолжительных периодов времени, необходимых для работы.Если вы обнаружите, что изо всех сил пытаетесь справиться со своей работой, не стесняйтесь обращаться за помощью. Многие сварщики могут работать под водой и сохранять душевное равновесие, но это требует работы.

Некоторые сварщики TIG подружились с морскими животными

Большая часть вашего опыта работы с животными в качестве подводного сварщика будет безвредной и случайной. По большей части вы увидите только свою обычную рыбу, водоросли или ракушки. Это связано с тем, что морские животные обычно избегают мест, где много людей, таких как пристань для яхт или нефтяная вышка, на которой вы работали.

Однако сварщик нередко сталкивается с животным, работая под водой. Животные подходят к сварщикам по ряду причин, некоторые из которых лучше других подходят для сварщиков. Некоторые из причин, по которым они могут обратиться к вам:

• Любопытство
• В поисках еды
• Травма

Самая большая причина, по которой животное приближается к вам под водой, — это простое любопытство. В Интернете есть много фотографий любопытных рыб, которые из любопытства подплывают к людям под водой.И наоборот, многие люди кормили диких животных едой, и теперь животные ассоциируют людей с пищей.

Хотя обычно вы видите, как животное приближается к вам из любопытства или в поисках еды, будьте осторожны с ранеными животными. Они могут быть агрессивными по отношению к вам, даже если вы находитесь в сварочной камере TIG. Достаточно крупные животные могут повредить камеру, но большинство — нет.

Подводная сварка и ремонт в SubSea Global Solutions

Постоянно УТВЕРЖДЕНО КЛАССОМ подводная сварка и ремонт считались НЕВОЗМОЖНЫМИ, пока Subsea Global Solutions не стала первопроходцем в области мокрой подводной сварки.Одобренные для данного класса процессы постоянного ремонта устанавливаются с использованием подводной влажной сварки, сухой сварки при атмосферном давлении или сухой гипербарической сварки для постоянного ремонта случайного повреждения корпуса ниже ватерлинии. Имея собственный инженерный отдел, возглавляемый нашим старшим инженером по сварке, который имеет многолетний опыт сварки на поверхности и под водой, SGS может выполнять структурное проектирование и писать процедуры ремонта с подробным описанием процесса сварки и объема ремонта, которые должны быть разработаны заранее для предварительной подготовки. одобрение головных офисов основных классификационных обществ или страховых компаний.Наличие предварительно утвержденной процедуры ремонта отделом повреждений Class дает клиенту гарантию того, что постоянный ремонт будет произведен вовремя, где бы и когда бы он ни потребовался.

Техники-сварщики / водолазы проходят обучение, квалификацию, и их квалификация обновляется каждые 2 года в одном из трех учебных центров на объектах SGS. Все сварочные аппараты WPQR выполняются на бумаге, сертифицированной Классификационным обществом, в соответствии с требованиями класса «A», как указано в Правилах подводной сварки AWS D3.6M- — .

SGS — единственная в мире компания, занимающаяся дайвингом, имеющая разрешение мастерских на подводную сварку от DNV-GL.

Subsea Global Solutions разрабатывает и производит коффердамы всех размеров и конфигураций. Хорошо разбирается в разработке как гибких, так и жестких гипербарических (с открытым дном) или атмосферных коффердамов.

Электроды для влажной подводной сварки Hydroweld FS являются результатом значительных исследований и разработок в области составов флюсов, присадочных металлов и дополнительных покрытий.Они предназначены для работы во всех положениях в пресной, соленой или соленой воде и использовались для успешного выполнения ремонта мокрых сварных швов на глубине до 300 метров. Их выдающиеся удобство в использовании и характеристики мокрой сварки позволяют легко производить высококачественные мокрые швы в соответствии с международно признанными стандартами. Hydroweld FS — лучший выбор там, где требуется высококачественная влажная сварка. Они соответствуют требованиям класса A AWS D3.6M для влажных сварных швов с угловыми и разделочными кромками, что подтверждается Регистром судоходства Ллойда (LR), Американским бюро судоходства (ABS), Det Norske Veritas (DNV), Bureau Veritas (BV). ), Рина и Германишер Ллойд (GL).Электроды для мокрой сварки Hydroweld FS в настоящее время являются единственными электродами для мокрой подводной сварки, одобренными Министерством обороны Великобритании для постоянного и временного ремонта военных кораблей. Это было получено после интенсивных испытаний на сопоставимость под водой и дальнейшего неразрушающего контроля и разрушающих испытаний всех других имеющихся в продаже электродов для мокрой сварки, проведенных Министерством обороны и Институтом сварки (TWI). В результате электроды теперь включены в систему кодификации НАТО.

Чтобы узнать больше о подводной сварке в SubSea Global Solutions, ознакомьтесь с нашим примером использования подводной сварки здесь.здесь.

‍

‍

Погружение в подводную сварку и прожиг

Подводная сварка — это всего лишь один аспект работы профессионального водолаза, но очень важный. Тем не менее, создание искр и огня под водой требует обучения и навыков.

Вы когда-нибудь задумывались, что нужно, чтобы стать профессиональным водолазом и подводным сварщиком? Этот сложный и нетрадиционный карьерный путь требует приверженности как трудовой этике, так и приключениям, и, конечно, не для всех.Но для тех, кто любит путешествовать и ищет физических и умственных проблем, коммерческий дайвинг может быть полезным вариантом.

«Как коммерческие водолазы мы выполняем тонну подводных работ», — сказала Келли Корол, директор по обучению и операциям, DiveSafe International, Кэмпбелл-Ривер, Британская Колумбия. «Мы делаем все, от утилизации до строительства и заливки цемента. Мы также проводим инспекционные погружения, а иногда у нас есть возможность выполнить подводную сварку ».

Король пояснил, что под водой выполняются два типа сварки: гипербарическая сварка и мокрая сварка.При гипербарической сварке среда обитания, воздушное пространство или воздушный карман погружаются и размещаются над областью, которую дайвер хочет сварить. После этого дайвер может подплыть к этому месту и сварить так же, как и сварщик верхней стороны.

«Преимущество гипербарической сварки заключается в том, что сварочный шов не закаливается очень быстро», — сказал Король. «Это делает сварной шов прочным и таким же хорошим, как при сварке с верхней стороны. Это лучший способ сделать что-то вроде сварки давлением или фиксации трубопровода, подводной конструкции или корпуса судна.”

Однако в тяжелых условиях или в крайнем случае влажная сварка — еще один вариант. Король отметил, что проблема этого типа подводной сварки заключается в том, что область сварного шва закаливается очень быстро, поэтому металл может стать чрезвычайно хрупким, и могут возникнуть проблемы с пористостью и попаданием загрязняющих веществ в сварной шов.

«Это отличный вариант, если нам нужно спуститься и что-то исправить», — сказал Корол. «В Канаде водолазную компанию могут попросить заварить заплатку на судне, которое село на мель.В корпусе есть дыра, и мы должны наложить на нее заплату и зашить ее по бокам, чтобы судно могло высохнуть в доке. В этот момент подводная дорожка будет удалена, и она будет должным образом закреплена и сварена ».

Помимо этих применений, Корол добавил, что он также видит много работ, в которых водолаз приваривает цинк к конструкции, такой как баржа или опоры моста, где есть критическая проблема. На него приваривается расходный анод, который в конечном итоге растворяется в воде.

«Это хороший способ защитить металлические конструкции и фундаменты», — сказал Король.«Мы часто ныряем и привариваем эти расходуемые аноды к конструкции, какой бы она ни была, и это действует как действительно хороший прихваточный шов. Сварной шов достаточно хороший, чтобы позволить цинку правильно проводить электрическую проводку, но это не будет сварной шов структурного типа ».

Обучение коммерческому дайвингу

Подводная сварка — это лишь небольшая часть того, что делает коммерческий дайвер, и у некоторых коммерческих дайверов может никогда не быть возможности выполнить эту задачу. Тем не менее, все водолазы, обучающиеся для получения сертификата неограниченного уровня подачи воды с поверхности, должны быть обучены подводной сварке.Тем не менее, Король отметил, что ему нравится сосредотачиваться на навыках сварки верхней стороны.

«За эти годы я заметил одну вещь: научить сварщика нырять намного проще, чем научить дайвера хорошо сваривать», — сказал Король. «Сварка — это действительно искусство, и требуется много часов и практики, чтобы овладеть им».

Для DiveSafe International важно, чтобы его студенты получали практический опыт обучения, особенно в области мореплавания и океанских навыков.

Базовые учебные курсы предназначены для изучения элементарных навыков дуговой сварки в экранированном металле (SMAW), а также элементов безопасности, позволяющих избежать поражения электрическим током под водой. Канадские стандарты предусматривают 30 часов обучения в этой области. Как правило, курс включает три-четыре дня сварки верхней стороны, а затем еще три-четыре дня подводной сварки. Король добавил, что он также покрывает значительную часть подводной резки, обычно около двух дней, с использованием экзотермических режущих стержней, потому что коммерческие водолазы обычно делают под водой в 10 раз больше резки, чем сварку.

Опыт работы в области сварки верхней стороны является преимуществом для всех, кто интересуется коммерческим дайвингом, а не только для улучшения навыков подводной сварки.

«Когда я работал в воде, мы сталкивались с большим количеством сварных работ на верхней стороне», — сказал он. «Например, если бы нам пришлось опустить морской контейнер или компрессор на баржу, мы бы хотели приварить его к палубе, чтобы он не двигался. Поэтому по большей части мы используем много наших навыков для сварки лицевой стороны. Подводная сварка не является важной частью отрасли в Канаде, но, как коммерческие водолазы, мы должны быть мастерами на все руки.

Методы подводной сварки

Когда дело доходит до подводной сварки, Король объяснил, что дайверам не требуются такие же навыки и точность, как сварщикам верхней стороны. Основной используемый процесс сварки — это SMAW (или палка), потому что это единственный процесс, который действительно работает под водой.

«Мы не можем использовать сварку MIG или TIG, поэтому лучше всего использовать сварку штучной сваркой», — сказал Король. «Однако, когда мы выполняем подводную сварку, мы всегда используем постоянный ток с положительным заземлением».

Король объяснил, что электроны текут из стингера дайвера прямо через работу к заземляющему зажиму, а затем дайвер выходит из цепи.Положительное заземление постоянного тока — лучший способ защитить дайверов от поражения электрическим током под водой.

«У нас есть пара правил, которые мы всегда должны помнить», — сказал Король. «Один из них — PIG, что означает« Позитив — это заземление ». Мы учим наших дайверов правильной полярности для мокрой сварки. А во-вторых, мы никогда не поворачиваемся спиной к зажиму заземления ».

Король предупредил, что если дайвер держит жало и поворачивается спиной к заземляющему зажиму, он вводит себя в цепь, и если эта цепь горячая, он может получить удар током.Другое правило, которому всегда следует Korol, — никогда не использовать переменный ток. Он объяснил, что переменный ток может идти в самых разных направлениях и потенциально убить дайвера электрическим током, поэтому он всегда использует постоянный ток.

Кроме того, Король сказал, что обучение по сварке штангой довольно базовое. Единственная реальная разница заключается в том, что дайверу необходимо предотвратить срыв флюса с удилища, находясь под водой.

Стержень обычно окунают в лак или покрытие, которое защищает и водонепроницаемость, по крайней мере, на короткое время.После того, как удочка использовалась под водой и некоторое время не использовалась снова, он выбрасывает ее, потому что она выйдет из строя.

Коммерческие водолазы обычно выполняют резку под водой в 10 раз больше, чем сварку, поэтому курс охватывает значительную часть подводного сжигания или резки с использованием экзотермических режущих стержней.

Как директор по обучению в одной из крупнейших в стране коммерческих школ дайвинга, для Корола важно, чтобы ученики получали реальный опыт в своей подготовке, особенно в области мореплавания и океанских навыков.

Один из вопросов, который ему часто задают: безопаснее ли подводная сварка в соленой или пресной воде. Многие новые студенты считают, что пресная вода — более безопасный вариант, потому что она не проводит электричество. Однако дайверы на самом деле безопаснее в соленой воде, потому что они всегда используют машины постоянного тока. Постоянный ток всегда пытается пройти через соленую воду раньше тела дайвера, потому что вода более соленая.

«В пресной воде электричество будет рассматривать тело дайвера как хороший проводник», — сказал Король.«Это делает ее немного более опасной, чем соленая вода. Однако правильное обучение и соблюдение техники сварки снижает опасность ».

Чего ожидать

Когда дайвер входит в воду, он должен использовать поверхностный источник воздуха, а не акваланг. Имея водолазный аппарат с надводным питанием, команда полностью поддерживает связь с водолазом. Наземная бригада может слышать и говорить с водолазом и управлять оборудованием. Он также обеспечивает защиту головы и неограниченное количество воздуха для дыхания.

«Все, на чем должен сосредоточиться дайвер, — это поставленная задача», — сказал Король. «Для сварки все, что нам нужно сделать, — это взять с собой сварочный аппарат постоянного тока, например переносной, работающий на газе, для небольших работ, и достаточно сварочного провода, чтобы водолаз мог добраться до рабочего места».

Он добавил, что одним из важных элементов системы является линейный рубильник, который выходит из сварочного аппарата с отрицательной стороны. Этот рубильник позволяет наземной команде управлять стойкой, которая представляет собой воздушный коллектор, который контролирует воздух, поступающий к водолазу для дыхания и общения.Пока дайвер спускается к месту, рубильник разомкнут, что означает, что цепь не работает.

Когда он будет готов к сварке, все, что ему нужно сделать, это вызвать наземную бригаду, которая замкнет рубильник, позволяя начать процесс сварки. Когда он заканчивает, он сообщает об этом наземной команде, и они открывают выключатель. Это отличный механизм безопасности, когда сварщику нужно заменить стержни или изменить положение.