Сварка металлов на глубине – СваркаТоп
Технология
Содержание
Сварка под водой (гипербарическая) была придумана в 30-х годах и до сих пор эффективно применяется в ремонте морских инфраструктур. Основное её применение — это ремонт металлоконструкций, которые полностью или частично погружены в воду: трубопроводы, плотины, морские нефтегазодобывающие платформ, корпуса судов и многое другое.
Сварка металлов на глубине схожа со сваркой на суше. Под водой используются те же методы и оборудование что и на суше. Но несмотря на это, подводная сварка является опасным занятием, так как подразумевает работу с электричеством под водой. А так же не следует забывать про дискомфорт сварщика, так как под водой на него давит давление воды, а облака пузырьков мешают обзору.
Существует два основных вида подводной сварки:
- Сухая сварка;
- Мокрая сварка.
Сухая сварка
Для сухой сварки используют гипербарические камеры. Они служат ля предотвращения попадания воды в рабочую зону. В такой камере могут находиться сразу несколько сварщиков. Работа в такой камере напоминает работу на суше.
После установки такой камеры на месте работы, происходит выкачивание воды. После гипербарическая камера заполняется гелием с кислородом. Но такой способ сварки является дорогостоящим и не всегда есть возможность его использовать.
Мокрая сварка
Мокрая сварка позволяет работать в труднодоступных местах, когда нет возможности применить гипербарическую камеру. Сварщик в водолазном костюме погружается к указанному месту работы, и производит ремонтные работы.
Для сварки металла под водой применяют дуговую сварку специальными электродами. Это могут быть электроды следующих марок: ЦМ-7С, АНО-1, ОЗС-3, НИАТ-5.
Такие электроды имею пропитку нитролаком или пропитаны различными смолами.
Такие электроды не впитывают воду, и имеют стабильное горение.
При подводной сварки металлов образуется толстый слой пузырьков, в котором горит дуга. Газовый слой служит для защиты сварного шва от воды и других окислителей.
Рекомендуется сварку металла под водой вести на постоянном токе, так как он безопаснее и эффективнее, чем переменный ток.
Техника безопасности при сварке под водой
Основная опасность при такой сварке – удар электрическим током. Часто поражение тока происходит по причине применения переменного тока. Для этого применяйте только постоянный ток. Не следует стоять на пути прохождения сварочного тока. Держитесь от массы в стороне. Запомните, ток идёт по меньшему сопротивлению.
Ещё одной опасностью может быть взрыв водорода, который накапливается в гипербарической камере. Камера должна иметь вытяжку с циркуляцией газов.
МеткиПодводная сваркаСварка под водой
|
Электросварка под водой Категория: Техника дуговой сварка Электросварка под водой В работах по строительству подводных частей различных сооружений, подводных трубопроводов, гидростанций, портовых сооружений, мостов и пр. Дуговая электросварка под водой впервые осуществлена и изучена в Советском Союзе в 1932 г. автором настоящей книги. Оказалось, что дуга постоянного тока при питании от обычного источника тока горит под водой вполне устойчиво при условии, что электрод покрыт достаточно толстым слоем водонепроницаемого покрытия. Особенно удивительно, что под водой дуга плавит металл почти так же быстро, как и на водухе, несмотря на интенсивное охлаждение окружающей средой. Это обстоятельство объясняется саморегулированием состояния дугового разряда. Охлаждение дуги водной средой повышает напряжение и теп-ломощность дуги, в результате идет интенсивное плавление металла. Для успеха сварки существенное значение имеет покрытие электрода; оно должно иметь достаточную толщину, 30% веса электродного стержня. Покрытие электрода, омываемое водой, расплавляется медленнее электродного стержня, поэтому при горении дуги покрытие на конце электрода образует так называемый козырек, способствующий формированию и удержанию газового пузыря, необходимого для нормального горения дуги. Газовый пузырь нри горении дуги непрерывно растет, увеличиваясь в объеме; затем газы его прорываются и поднимаются На поверхность, газовый пузырь уменьшается в объеме до минимума и снова начинает расти, что повторяется несколько раз в секунду. Водонепроницаемость придают электродам специальной обработкой. После нанесения покрытия, его просушки и прокалки, покрытие пропитывают и покрывают различными водонепроницаемыми составами. Например, проваривают электроды в расплавленном парафине (этот состав очень слабый, пригоден лишь для пресной воды). Лучший результат дает раствор целлулоида в ацетоне, а также бакелитовый лак. Пары железа и материалов электродного покрытия, соприкасаясь с водой, конденсируются, образуя мельчайшие коллоидальные частицы, в первую очередь окислов железа; эти частицы долгое время не осаждаются в воде и образуют в зоне сварки темно-бурое облако мути, мешающее наблюдению и работе сварщика-водолаза. Образование мути зависит и от состава электродного покрытия, одно из требований к нему — минимальное образование мути. При удовлетворительном качестве электродов дуга почти так же устойчива, как и при работе па воздухе. Обычно работа производится на постоянном токе нормальной полярности. Возможна работа и на переменном токе. На постоянном токе вполне устойчива и угольная дуга, но она пока не находит применения» Интенсивное расплавление металла дугой позволяет выполнять обычные формы сварных соединений во всех пространственных положениях. Наплавленный металл удовлетворителен по прочности, содержит повышенное количество водорода и его показатели пластичности понижены. Зона влияния сужена, структура металла носит признаки ускоренного охлаждения после сварки. Водолаз-сварщик работает в тяжелом мягком водолазном снаряжении, обеспеченном телефонной связью. Излучения дуги, проходя сквозь толстый слой воды, уменьшают свою интенсивность; все же для уменьшения утомляемости глаз в передний иллюминатор шлема вставлено цветное стекло; меняя положение головы, сварщик может смотреть через цветное стекло или помимо него. Держатель электродов имеет особую конструк-дню, тщательно изолирован по всей поверхности для уменьшения утечек тока. Сварочный ток подается по гибкому кабелю с усиленной изоляцией. Водолаз-сварщик находится в особенно трудных условиях работы. Видимость зоны сварки, как правило, недостаточна. Сварщик стеснен в движениях водолазным снаряжением; недостаточна устойчивость сварщика, его постоянно сносит с занятого положения; каждое резкое движение отбрасывает сварщика в сторону. Рис. 1. Горение дуги под водой: 1 — дуга; 2 — ванна расплавленного металла; 3 — козырек; 4 — пузырьки газа; 5 — обмазка; в — стержень; 7 — облачко мути; 8 — брызги металла; 9 — газовый пузырь вокруг дуги Сварка возможна как в пресной, так и в соленой морской воде; в последней необходима тщательная изоляция электродо-держателя. Даже небольшие неизолированные участки металлических деталей могут вызывать значительные утечки тока, до нескольких десятков ампер. В соленой воде дуга может зажигаться без касания электродом, лишь при приближении его к любому металлическому предмету, находящемуся в воде, хотя бы и не присоединенному проводом к источнику тока. Все металлические предметы в зоне сварки оказываются подсоединенными к источнику тока через воду. Поэтому в результате неосторожного приближения электрода к металлическим частям водолазного снаряжения, например к шлему или нагрудной манишке, водолаз может прожечь их. Несмотря на трудности работы водолаза-сварщика и не очень высокое качество сварных соединений, подводная сварка получила Довольно широкое практическое применение в судоподъемных, судоремонтных, аварийно-спасательных и прочих работах. Успешному применению подводной сварки способствует пригодность для подводных работ без всяких переделок обычных нормальных источников тока для сварки на воздухе. При обычных подводных работах сварочный ток берется в пределах 180—240 а, напряжение дуги 30—35 в; лишние 5—7 в против сварки на воздухе идут на покрытие тепловых потерь, создаваемых окружающей водной средой. Рис. 2. Сварка стыка трубопровода под водой Значительный интерес представляет возможность применения сварки на больших глубинах. Опыт сварки на глубинах до 100 м показал, что дуга горела устойчиво, ее расплавляющее действие усиливалось, что благоприятно для сварки. Имеются лабораторные исследования горения дуги при давлениях до 1200 am, что превышает давление на дне величайших глубин океанов; горение дуги протекало нормально, и она сохраняла свои обычные свойства. Однако условия подводных работ весьма тяжелы для человека. При глубине свыше 20 м начинается интенсивное растворение азота в крови; при подъеме водолаза с уменьшением давления мельчайшие пузырьки азота выделяются, вызывая болезненные ощущения (кессонная болезнь). Поэтому подъем со значительных глубин опасен для жизни водолаза, и его производят медленно, с остановками по определенному графику. Кроме того, с увеличением давления на значительных глубинах самочувствие человека ухудшается. На глубинах 50—70 м нормальная продолжительность работы водолаза составляет всего 15 мин, а продолжительность его подъема в несколько раз превышает эту величину. Поэтому работа становится практически невыполнимой на глубине, превышающей 30—40 м. Единственный путь увеличения производительности подводной сварки и распространения ее на значительные глубины — это механизация и автоматизация процесса сварки с максимальным сокращением времени пребывания человека подводой. Основная цель автоматизации в этом случае освободить человека от выполнения работ в особо тяжелых условиях. —- Впервые в мире дуговую сварку под водой предложил и разработал К. К. Хренов (1932 г.). Сварка под водой производится плавящимися штучными электродами, порошковой проволокой, а также и неплавящимся электродом. Для питания дуги используют постоянный или переменный ток. Напряжение дуги, горящей под водой, на 6—7 В больше, чем на воздухе. Для сварки применяют электроды с водонепроницаемыми покрытиями. Институт электросварки им. Е. О. Патона разработал специальную порошковую проволоку для шланговой полуавтоматической сварки под водой. Если швы, выполненные штучными электродами, имеют пористость, низкую пластичность и вязкость металла, объясняемую влиянием водорода, то при сварке порошковой проволокой плотность и прочность швов отвечает требованиям, предъявляемым к сварке ответственных изделий. Техника сварки под водой штучными электродами и порошковой проволокой аналогична сварке на воздухе. Сила тока для сварки выбирается на 10—25% выше, чем для работы на воздухе. Сварку под водой можно производить на глубине до 50 м. При большей глубине работа почти невозможна, так как сварщик не может находиться под водой длительное время. Сварка под водой широко используется для ремонта подводной части судов, прокладки трубопроводов, строительства оснований нефтяных вышек и других работ. Наиболее перспективными видами подводной сварки и резки являются дуговая полуавтоматическая шланговая, плазменно-ду-говая и электроннолучевая. Реклама:Читать далее:Плазменная (плазменно-дуговая) сварка свойства плазмы
Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум |
, в судоподъемных, судоремонтных и спасательных работах и т. д. часто возникает необходимость выполнения сварочных работ под водой. Пока удалось практически применить под водой дуговую электросварку. Возможность получения устойчивого дугового разряда в жидкой среде — воде, масле и др- — была установлена опытным путем еще в конце прошлого столетия. Дуга горит в газовом пузыре, образуемом и непрерывно возобновляемом за счет испарения и разложения окружающей жидкости тепловым действием дугового разряда.
Сила тока в разряде устанавливается регулированием источника, саморегулирование дуги меняет падение напряжения на отдельных участках разряда. Усиление отдачи энергии в окружающую среду автоматически повысит напряжение и мощность дуги, компенсирующие увеличение отдачи энергии; уменьшение потерь энергии во внешнюю среду вызовет снижение напряжения дугового разряда.
UW E7014 / GEKATEC – Gedik Welding
Стандарты
AWS A5. 35 | УВЕ7014-1А |
|---|
Химический состав металла шва, % (типичный)
| С | Си | Мн | Ni |
|---|---|---|---|
| 0,05 | 0,30 | 0,50 | 0,30 |
Механические свойства (типичные)
| Условия | Предел текучести (Н/мм2) | Прочность на растяжение (Н/мм2) | Прочность на удар IS0-V(J) -20°C | Ударная вязкость (ISO-V) (Джоуль) (0°C) | Удлинение ((Lo=5do) (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Уровень 1 | мин. 350 | мин. 490 | – | мин. 50 | мин. 8 |
| Влажный | 484 | 539 | 44 | 53 | 11 |
Типичные марки основного материала
- Мягкие стали, углеродистые стали
Особенности и области применения
- Предназначен для обычных мокрых сварок под водой на глубине до 20 м.
- Простота использования во всех положениях в пресной и соленой воде.
- Обеспечивает высокое качество сварного шва в соответствии с международными стандартами при сварке под водой.
- Модифицированное рутиловое флюсовое покрытие, обеспечивающее непрерывный сварной шов.
- Водонепроницаемое покрытие предотвращает растворение водорода из воды в металле сварного шва и обеспечивает безопасность водолаза.
- Хорошие свойства проникновения в корень и боковые стенки, а также проплавление поверху.
- Легко наносить удары и наносить повторные удары.
- Лучше всего подходит для заполнения больших зазоров и скорости наплавки металла. Легкое удаление шлака.
Тип тока
- Постоянный ток (-) или постоянный ток (+)
Сварочные позиции
Рабочие данные
| Код продукта | Сварочный ток (А) | Вес г / 100 шт. | Диаметр x длина (мм) |
|---|---|---|---|
| 3030100099 | 140-180 | 3350 | Ø 3,2 x 350 |
| 3030100100 | 160-210 | 5000 | Ø 4,0 x 350 |
Руководство по подводной сварке
Приблизительно до 1965 года подводная сварка в основном осуществлялась мокрой сваркой.
Мокрая сварка – это когда водолаз и сам сварщик находятся под водой, и используемый процесс в основном представляет собой электродуговую сварку (дуговая сварка защищенным металлом).
Влажная сварка с использованием процесса дуговой сварки в среде защитного газа (сварка электродом) отличается от сухой сварки тем, что используемый газ создает пузырек, когда вы находитесь под водой, что является основным фактором для создания сварного шва:
Пузырь важный фактор в процессе подводной сварки, потому что в газовом пузыре создается давление, что позволяет формировать расплавленную ванну и, следовательно, образовывать валик, как при обычной процедуре сварки.
Скорость перемещения сварного шва и длина дуги должны быть правильными, иначе образование пузырьков станет нестабильным или полностью разрушится. Без газового пузыря сварка под водой невозможна.
В дополнение к мокрой сварке есть еще три метода подводной сварки, которые можно использовать, чтобы вывести сварщика из воды, чтобы он мог выполнить сухую сварку, что является лучшим способом сварки в целом.
Использование Cofferdam исключает воду из уравнения, и они строятся на краю водоема (или зоны брызг), как показано ниже. Коффердам используется по многим причинам, но для сварки некоторые из наиболее распространенных применений – это ремонт кораблей и лодок; корпуса, доки и т. д.
Перемычка Пример:
Кессон Пример (из 1800-х):
Кессоны также используются аналогично коффердамам…
‘мини-среда обитания – еще один способ сварки под водой. Вот как это работает: Водолаз-сварщик погружается в воду и размещает ограждение вокруг области, которую необходимо сварить. Затем газ используется для откачки воды из корпуса. Водолаз-сварщик выполняет процедуру сварки, помещая в кожух только руки и сварочную горелку.
В некоторых случаях водолаз-сварщик входит в вольер. Этот метод используется только в особых случаях. Видимость в воде должна быть хорошей, иногда вольер просвечивает.
Основы подводной дуговой сварки в среде защитного газа:
Сварка электродом или дуговая сварка в среде защитного газа является процессом, наиболее часто используемым при подводной сварке.
Принцип его работы заключается в том, что между водонепроницаемым электродом и свариваемой металлической поверхностью образуется дуга. Тепло от дуги достигает от семи тысяч градусов до одиннадцати тысяч градусов по Фаренгейту.
Это интенсивное тепло вызывает плавление основного металла и присадочного металла электрода (и кусочков покрытия на сварочном электроде). Маленькие шарики расплавленного металла проходят через дугу с такой силой, что они образуют сварной шов на основном металле (работе). Они не капают. Они напрессованы на металл. В противном случае, если на вашу работу капали капли расплавленного металла, это не сработало бы, если бы вы находились в положении сварки над головой.
Электрод отличается тем, что имеет покрытие, называемое «флюс», которое помогает защитить сварной шов от загрязнения во время сварки.
Преимущества мокрой сварки!
Кессоны, коффердамы и мини-среды обитания — все это способы создания
сухая сварка. Если можно выполнить сухую сварку, то это лучший способ.
чем мокрый
сварка. Однако мокрая сварка быстрее и намного дешевле, чем
технологии сухой сварки.
Видите ли, у водолаза-сварщика больше свободы под водой, поэтому он может добраться до тех частей строения или корабля, к которым нельзя добраться другими способами.
Также, Маленький ремонтные работы на корпусах кораблей – обычная работа по мокрой сварке, потому что это просто и не требует дорогостоящей перемычки для сухой сварки или мини среда обитания.
Кроме того, вы можете собрать водолаза-сварщика и быстро доставить его в труднодоступное место, а также очень быстро погрузить его для сварки.
О подводной сварке корпусов кораблей:
Корпуса кораблей изготавливаются из различных типов стали. Например, киль корабля может быть изготовлен из более прочной стали, чем остальная часть корабля. Это имеет смысл, потому что в этих областях корпус подвергается большей нагрузке.
Так как сталь отличается, для ее сварки необходимо выбрать другой сварочный электрод.
Стальные электроды обычно лучше подходят для высокопрочной стали.
Электроды и сталь для мокрой сварки:
Значения тока и напряжения для мокрой сварки на глубине 50 футов (FSW):
Полярность и сварка под водой!
Использование переменного тока (AC) никогда не используется для подводной сварки или резки. Это чертовски опасно! Если вас ударит током в АС, вы не сможете контролировать свои руки, а значит, не сможете отпустить.
Прямая полярность чаще всего используется при мокрой сварке. Использование отрицательного электрода постоянного тока (DCEN) обеспечит дайверу более прочный держатель палочки (он удерживает электрод).
DCEN не всегда используется. Иногда водолазы-сварщики используют положительный электрод постоянного тока (DCEP), который имеет обратную полярность. В этой таблице приведены некоторые примеры того, когда это может быть уместно:
Таблица водостойких электродов:
Список оборудования для подводной дуговой резки и сварки:
Оборудование для подводной дуговой резки Комплект установки:
Держатель электрода:
Основная процедура ремонта подводной прямоугольной заплаты на трещинах:
Ниже приведен пример базовой работы по ремонту заплаты подводной сваркой (см.
