Что такое подводная гипербарическая сварка?

Гипербарическая сварка — процесс сварки при повышенных давлениях, проводится обычно под водой. Гипербарическая сварка может происходить в воде или быть сухой, то есть внутри специально построенной камеры в сухой среде. Применение гипербарической сварки разнообразно — она используется для ремонта судов, морских нефтяных платформ и трубопроводов. Сталь является самым распространенным материалом для гипербарической сварки.

История

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

Советы

• Кроме подводной гипербарической и дуговой сварки, нередко вынимают свариваемые детали из-под воды, создают вокруг места соединения газовую камеру и производят сварку на суше. В этом случае не нужно погружение под воду, и процесс сварки значительно облегчается.

Сферы применения подводной сварки

Сварка под водой — неотъемлемая часть любых ремонтных или монтажных работ металлических конструкций и деталей, находящихся ниже ватерлинии:

• нефтяных трубопроводов, по которым передается нефть и газ в различные страны и регионы
• морских и речных судов, которые подвергаются коррозии, различным повреждениям во время шторма и боевых действий и т.п.
• причалов и портовых сооружений, значительная часть которых находится ниже ватерлинии
• буровых вышек, платформ или дамб
• специальных технических сооружений вокруг скважин на морском дне и т.д.

Для того чтобы понимать, каким образом возможно воплотить настолько сложные задачи, необходимо иметь представление о технологических особенностях и принципах подводной сварочной деятельности.

Подводная сварка: виды

Сварка металла под водой может выполняться несколькими способами. Их также можно разделить на два вида, значительно различающихся с технологической точки зрения: сухая и мокрая сварка.

Первая категория подразумевает использование специального оборудования. Данное оснащение создает условия, при которых исполнитель имеет возможность применять аппараты и материалы, эксплуатирующиеся на суше. Сюда можно отнести подводные камеры, боксы, отсеки, колокола.

Мокрая сварка представляет собой осуществление соединения непосредственно в водной среде. В данном случае и рабочий объект, и сварщик находятся в той же стихии. Здесь в качестве дополнительных приспособлений выступают электроды для сварки под водой и оборудование, а также знания и опыт исполнителя.

При данной технологии применяется дуговое сваривание из-за его распространения среди специалистов. При проведении работ на глубине сварочная дуга выделяет большое количество тепловой энергии и испаряет воду вокруг себя. Это позволяет создавать некую сферу, заполненную газом. В этой сфере дуга продолжает стабильно гореть, даже несмотря на давление.

Преимущества: экономия времени; отсутствие больших финансовых затрат; специалисту гарантирована свобода передвижения. Недостаток – качество шва значительно ниже, чем при сварке в сухой среде.

Данный вид также имеет разделение на два подвида:

1. Полуавтоматическая сварка. Специалист вручную корректирует направление механической подачи электродной проволоки. Достоинства: длительность, непрерывность и лучшая видимость процесса, отсутствие обмазки у проволоки позволяет лучше контролировать формирование шва, что обеспечивает более аккуратное и ровное соединение, а также позволяет исключить образование пор и появление вкраплений.

2. Ручная сварка. Исполнитель применяет электроды для подводной сварки и мобильное сварочное оборудование, для работы в труднодоступных местах. Для проведения такого сложного процесса используются специальные, разработанные и адаптированные под тяжелые условия материалы. Электроды для сварки в воде имеют водонепроницаемое покрытие, представляющее собой пленку. Состав обмазки дополнен следующими элементами: смолы, парафин и целлулоидный лак. Данные составы не позволяют покрытию раскисать от воздействия воды, а также создают защитный слой.

Технология мокрой сварки используется чаще, чем метод сухой сварки. Второй способ менее популярен по нескольким причинам:

1. внушительные финансовые затраты;
2. продолжительное время для сооружения и подготовки дополнительного оборудования.

Однако, технология подводной сварки сухим способом имеет главное достоинство – качество шва находится на таком же высоком уровне, как и соединение, произведенное на суше.

Сухая сварка имеет несколько подвидов:

1. Сварка в глубокоподводной камере (кессон/водолазный колокол). Данная технология подразумевает погружение камеры под воду. Кессон герметично закрепляется вокруг рабочей зоны. Исполнитель производит соединение внутри конструкции, в которой путем наполнения её газом и вытеснения воды поддерживается атмосферное давление. Достоинства: сухая среда гарантирует качественный шов; постепенное остывание металл обеспечивает хорошие показатели ударной вязкости.

Видео

Вот как это может выглядеть, посмотрите ролик.

2. Соединение производится в мобильном сухом боксе (гипербарическая сварка/гидросварка). Гидробокс должен быть полностью или частично изготовлен из прозрачного материала, а также должен плотно прилегать к рабочей зоне и обеспечивать герметичность. В боксе поддерживается газовая среда, которая вытесняет воду. Основание бокса является открытым для ввода сварочной головки. Прозрачные стенки позволяют исполнителю контролировать процесс.

Предупреждения

• При скоплении вокруг места сварки большого количества кислорода и водорода существует опасность взрыва. Обеспечьте своевременный отвод накапливающихся кислорода и водорода, как это требуется правилами техники безопасности.
• Поскольку подводная сварка включает в себя два небезопасных действия, погружение под воду и собственно сварку, для того, чтобы стать специалистом, необходимы годы обучения и практики. Если вы специалист лишь в одной области, погружении под воду либо сварке, не пытайтесь сразу же заняться подводной сваркой.
• При подводной сварке используются специальные электроды, рассчитанные на продолжительный контакт с водной средой. Проверьте, все ли электроды и блоки питания как следует изолированы.
• При сварке под водой возможно отравление азотом или другими газами, способное вызвать болезнь и даже смерть. При этом виде сварки водолаз обязательно должен иметь при себе запасной баллон с воздухом, а при всплытии необходимо выпустить газ из сварочной камеры.

Общая информация

Подводная сварка изобретена специалистом в области металлургии Константином Хреновым в первой половине 1900-х годов, что предоставило проведение подобного типа работ при ремонте элементов нефтяных платформ, различных трубопроводов и судов.

Процесс происходит при помощи обычных электропроводных стержней во время сухой сварки либо с покрытием из парафина — мокрой.

Сухая сварка

Сухая сварка проводится в сухой глубоководной камере или в мобильном сухом боксе при повышенном давлении в камере с заполнением газовой смесью.

Большинство процессов дуговой сварки, таких как ручная дуговая сварка (РДС), порошковая дуговая сварка, сварка неплавящимся электродом (аргонодуговая), дуговая сварка в защитных газах (MIG-сварка), плазменная сварка могут проходить при повышенном давлении. При этом чаще применяется сварка неплавящимся электродом. Изменения в процессе сварки при повышенном давлении связаны с процессами в дуге.

Повышенное давление в камере оказывает влияет на химический состав наплавленного металла за счет уменьшения диаметра катодного и анодного пятна дуги по причине сжатия столба дуги.

Что вам понадобится

• Водолазный костюм
• Электроды для сварки под водой
• Источник питания
• Газовая камера (в отдельных случаях)

Сварка по воде

Сваривание труб – ответственный и сложный процесс, который подразумевает, что данные конструкции будут работать длительное время. Поэтому все соединения должны быть выполнены качественно, с соблюдением всех требований:

• выдерживание уклонов для естественного движения теплоносителя;
• следует оставлять достаточное расстояние между свариваемыми трубами и стенами. Это обеспечивает удобство и комфорт для исполнителя;
• для гарантии герметичности выполняется несколько проходов.

Однако, несмотря на выполнение всех перечисленных правил, может возникнуть необходимость в сварочных работах на уже функционирующем трубопроводе.

Сваривание подобного рода осложняется присутствием жидкости в трубах, которые к тому же находятся под давлением.

Особенности сварки трубопроводов, находящихся под давлением:

• напор жидкости остужает сварочную ванну, что мешает сцеплению основного и наплавленного металла;
• “прикосновение” жидкости к горячему металлу приводит к образованию пара, который мешает специалисту видеть рабочую зону;
• при работе с потолочными стыками, вода стекает на сварщика. Рукавицы и маска намокают, при этом исполнитель прикасается к свариваемому изделию. Все это может привести к небольшим ударам тока. Работать в таких условиях крайне неудобно.

Видео

Предлагаем посмотреть ролик, в котором профессионал-ремонтник делится опытом с новичками.

Сила тока при сварке с присутствием жидкости должна быть выше обычной. Для сваривания подойдут электроды марки УОНИ-13/55. Перед проведением работ материалы следует прокалить, а рабочую поверхность прогреть горелкой. Рекомендуем также посмотреть электроды для сварки труб, легче будет варить рутиловыми.

Выбор вида напряжения зависит от личных предпочтений исполнителя. Переменный ток способствует стабильности дуге и он хорошо проявляет себя при сварке в подобных условиях. Но качество соединения хуже. Постоянный ток менее устойчив при работе во влажной среде, но степень проникновения расплавленного металла выше.

Мокрая сварка

Мокрая подводная сварка ведется непосредственно в воде. При этом используется водонепроницаемый электрод. Процесс сварки ограничивается водородным охрупчиванием металла.

Электрическая дуга нагревает заготовку и электрод, при этом расплавленный металл переносится на заготовки за счет газового пузыря вокруг дуги. Газовый пузырь частично образуются от распада флюсового покрытия на электроде. Ток индуцирует перенос капель металла от электрода к обрабатываемой поверхности, что позволяет вести сварку. Шлаки на поверхности шва замедляют скорость охлаждения, однако быстрое охлаждение является одной из самых больших проблем в производстве качественной подводной сварки.

При сварке применяются обычные источники питания с переменным или постоянным током. При этом желательно применять постоянный ток, сила которого варьируется в пределах 180 А – 220 А при напряжении дуги до 35 В.

Оборудование и расходные материалы

Подводная сварка производится типовыми генераторами тока: трансформаторами, инверторами, выпрямителями. Рекомендуемые параметры применяемого оборудования:

• напряжение 80 – 120 В;
• ампераж 180 – 220 А.

Кабель, шланги должны соответствовать стандартам электробезопасности, подводная сварка сопряжена с поражениями током, особенно в морской воде с высоким содержанием солей. При энергопотерях ухудшается горение дуги.

Электроды для подводной сварки делают с парафиновым или нитролаковым покрытием, часто применяют СВ-08, СВ-08ГА и подобные. Рекомендуемая порошковая проволока – СВ-08Г2С, ППС-АН1. Размер выбирается в зависимости от толщины свариваемых металлов.

Подводная сварка невозможна без использования скафандра. Когда применяется глубоководный металлический, важно соблюдать расстояние до рабочей зоны, чтобы не возникал разряд между инструментом и скафандром.

Курсы подводной сварки

Опыт и знание в сфере подводной сварки можно получить во многих учреждениях: учебные центры; водолазные школы; центры по подготовке специалистов; компании, работающие в соответствующей отрасли. Продолжительность курсов может варьироваться от 2 недель до 2 лет. В зависимости от длительности обучения, будущий сварщик получает знания различного масштаба и глубины. В краткий курс входят лекции по следующим темам: охрана труда, техника безопасности, основы сварочных процессов. Оптимальным вариантом будет наличие теоретических и практических занятий.

ПОУ “СПб Морская школа РО ДОСААФ России СПб” предлагает курсы по обучению специалистов подводной резки и сварки для водолазов 6-7 разрядов. Группы по 6-12 человек. Количество часов – 101. По окончанию обучения выдаются документы российского образца.

ООО «ДОНПОДВОДСТРОЙМОНТАЖ» (Ростов-на-Дону) предлагает курс “Подготовка водолазов сварщиков-резчиков”. Детали следует уточнять у специалистов компании.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...