Методы подводной сварки: сравнительный анализ

Число морских установок с каждым годом растет. Вместе с ними увеличивается потребность в осуществлении сварочных работ под водой, необходимых для соединения элементов трубопровода, монтажа или ремонта опорных сооружений. Подводная сварка может проводиться на разной глубине, потому что сварочная дуга сохраняет устойчивость при погружении и увеличении давления. При этом возрастает глубина проплавки металла. Но, дело в том, что организм человека с трудом переносит глубину более 45 метров, а погружение более чем на 100 метров – задача невыполнимая.

Сварочные работы под водой

Сварочные работы под водой

Виды сухой сварки

Существует несколько разновидностей подводной сварки:

  • мокрая, делящаяся на ручную дуговую и полуавтоматическую;
  • в водолазном колоколе, или рабочей камере;
  • в сухой глубоководной камере;
  • в мобильном небольшом по размерам сухом боксе.

Наиболее популярны в настоящее время два из перечисленных видов:

  • мокрая дуговая ручная или полуавтоматическая;
  • сухая сварка.

Сварка в сухой среде (сухой глубоководной камере) – процесс достаточно трудоемкий и затратный, требующий наличия дополнительного оборудования, плавучих кранов, судов. Но качество швов, получаемых в результате работы, очень высокое, и совершенно идентично соединениям, делающимся на суше.

Гидросварка (глубоководная сухая сварка) проводится в небольших боксах, обеспечивающих постоянно сухую газовую среду. Сварной шов в этом случае выполняется при помощи электродной проволоки. Особенностью метода является требование к прилеганию элементов, которое должно быть максимально плотным в месте стыковки. Герметичность – важное условие. Необходимо использовать смесь инертных газов, которая вытеснит воду из бокса и будет поддерживать созданную сухую среду.

Специальное оборудование для подводной сварки выполняет контролирующие и измерительные функции. Пульт управления, располагающийся над водой, оснащен различными приборами, позволяющими регулировать и корректировать процесс.

Методы мокрой сварки

Мокрая сварка бывает двух видов:

  • ручная дуговая;
  • полуавтоматическая.

Выбор способа зависит от условий проведения сварочных работ.

Полуавтоматическая сварка сочетает в себе механическую подачу электродной проволоки с мобильностью ручной сварки, что обеспечивает длительность и беспрерывность работы. Проволока отличается от электрода меньшим диаметром и отсутствием покрытия, что позволяет управлять формированием шва. Улучшить качество соединения, создать более ровный и аккуратный шов, исключить порообразование и металлические включения в зоне соединения, можно за счет применения аргона, углекислого газа. При этом желательно предварительно снизить содержание водорода в свариваемом металле.

Порошковая проволока защищает дугу от вредного воздействия внешних факторов, что способствует повышению качества сварочного шва и делает ее применение при подводной сварке наиболее эффективным.

Дуговая сварка основана на способности дуги к стабильному горению в газовом пузыре, воды при сильном, интенсивном охлаждении водой. Образуют газовый пузырь водяные испарения и продукты плавки металла (пар и газы). Окислы получаются в процессе вступления в контакт металла и продуктов распада воды, кислорода и свободного водорода.

Дуговая сварка

Дуговая сварка

При ручной дуговой сварке применяются только плавящиеся электроды для подводной сварки. Наиболее популярна при прокладке трубопроводов и монтаже подводных конструкций ручная сварка покрытыми электродами.

Электроды для ручной дуговой сварки

Сварка покрытыми электродами заключается в горении дуги в газовом пузыре, полученном в процессе испарения и разложения воды. Электрод оснащен образующей втулкой покрытия, которая обеспечивает устойчивое горение дуги и сохранение газового пузыря вокруг нее.

При сварке применяются обычные источники питания: переменный или постоянный ток. При этом гораздо предпочтительнее использование постоянного тока, сила которого варьируется в пределах 180 А – 220 А при показателе напряжения дуги до 35 В. Эти параметры выше тех, что применяются на открытом воздухе. Но избыток напряжения отлично компенсируется охлаждающими свойствами воды.

Глубина проплавления при подводной сварке значительно выше, чем при проведении сварочных работ на суше. Соединения легко выполняются в различных пространственных положениях. Также сварной шов, выполненный в условиях подводной сварки, имеет грубую чешуйчатую структуру. Металл в месте соединения обладает высоким пределом прочности и надежности.

Недостатками являются низкая ударная вязкость, угол загиба материала и удлинение шва. При подводных сварных работах используются электроды, изготовленные из малоуглеродистой стали, имеющие толстый слой покрытия, состав которого совпадает с покрытием электродов применяемых на суше. С помощью целлулоидного лака, парафина, которыми пропитывается укрывной слой, электроды перестают поддаваться воздействию влаги. Водонепроницаемые свойства покрытия позволяют ему не разрушаться в течение длительного времени.

Изоляция и герметизация токоведущих элементов сварочной системы, позволяет избежать потери тока в цепи. Основной проблемой подводной сварки, над решением которой работает множество специалистов, являются дефекты сварочного шва (пропуск, смещение центра шва, отсутствие оплавления на одном из соединяемых элементов), не встречающиеся при работе на воздухе.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*