What underwater welding is and how it works?

Подводная сварка, также называемая гипербарической или мокрой сваркой, выполняется в водной среде под сильным давлением воды. Сталь является наиболее часто свариваемым металлом благодаря своей прочности и повсеместному использованию в морских условиях. Мокрая сварка происходит непосредственно в воде, в то время как сухая гипербарическая сварка выполняется в герметичном корпусе под давлением.

Сухие гипербарические сварные швы часто демонстрируют более высокое качество, чем мокрые, поскольку факторы окружающей среды, такие как тепло, можно контролировать более точно. Однако оценка качества мокрой сварки может оказаться сложной, поскольку дефекты могут быть скрыты. Подводная сварка, впервые примененная в 1932 году, сегодня обеспечивает обслуживание судов, морских платформ, трубопроводов и подводных инфраструктур по всему миру.

Хотя подводная сварка в принципе похожа на сварку на суше, она требует углубленной подготовки, сертификации и навыков для снижения исключительных рисков, связанных с подводной средой. Протоколы безопасности являются строгими, поскольку электрический заряд и водная среда требуют осторожности. Помимо поражения электрическим током, опасность усиливают травмы, связанные с давлением, и ограниченная видимость. Тем не менее, некоторые выбирают эту профессию из-за азарта и солидного вознаграждения, которое она предлагает. В этой статье рассказывается о том , сколько они зарабатывают.

Оглавление

Как происходит сварка под водой?

Существует две формы подводной сварки, используемые квалифицированными сварщиками-водолазами: сухая и мокрая сварка. Получив задание на подводный проект, менеджеры и опытные сварщики-водолазы тщательно выбирают оптимальный процесс, соответствующий конкретным требованиям проекта. Каждый вид подводной сварки имеет свои особенности применения, преимущества и методы.

Сухая сварка

Dry welding process

Когда требуется структурный ремонт подводных объектов, сварщики-водолазы используют специализированные технологии для выполнения сварных швов в водной среде. Оптимальный подход зависит от таких факторов, как глубина воды, срочность и доступ к вспомогательному оборудованию.

При сварке в сухой среде обитания используются камеры под давлением для создания временных сухих условий вокруг рабочей площадки, что позволяет выполнять обычную дуговую сварку с использованием защитного газа. Герметичные гипербарические корпуса соединяются с конструкцией, затем заполняются газовыми смесями кислорода и гелия, чтобы вытеснить воду перед началом сварки. Давление в камерах должно быть эквивалентно давлению воды в окружающей среде, что обеспечивает безопасность работников на глубине. Обычные конфигурации среды обитания варьируются от целых рабочих помещений до локальных палаток. Если условия и время позволяют использовать методы обитания, можно точно выполнять более длительные сварные швы.

Однако для некоторых видов ремонта на месте приоритетом является немедленная работа с переносным оборудованием. Прямые мокрые сварные швы можно прокладывать вручную, несмотря на океанские течения, используя ручные электроды и водонепроницаемые источники питания. Хотя видимость и контроль качества снижаются, мокрые методы обеспечивают оперативность при ремонте в полевых условиях. При выборе техники необходимо соблюдать баланс между производственными потребностями и выносливостью водолаза при длительных сварочных работах.

Пройдя обучение как сухим, так и мокрым методам, подводные сварщики адаптируются к этой уникальной среде. Тщательная подготовка обеспечивает безопасность и качество работ, возвращая жизнеспособную инфраструктуру в рабочее состояние.

Мокрая сварка

Wet welding process

Чаще всего водолазы используют дуговую сварку в среде защитного металла (SMAW) или «сварку палкой», поскольку это наиболее экономичный и универсальный метод мокрой сварки. Сварщики-дайверы тщательно следят за чистотой электрода, когда запускают электрическую дугу, генерирующую под водой постоянный ток силой от 300 до 400 ампер. Ключевой мерой безопасности является плотный слой газообразных пузырьков, выделяемых флюсом электрода, эффективно защищающий сварной шов от воды, агрессивных газов и окисляющих соединений.

Прежде чем приступить к сварке, сварщики-водолазы тщательно осматривают окружающее пространство на предмет наличия препятствий. Несмотря на то что сварка палкой остается основным методом, для сварки сплавов на основе никеля и чугуна под водой также широко используются альтернативные методы, такие как дуговая сварка с порошковым покрытием (FCAW) и сварка трением (FW).

При подводной сварке газообразные пузырьки вокруг электрической дуги создают защитный экран, препятствующий прохождению электричества через воду. Такая изоляция защищает водолаза, но создает проблемы, такие как неясные области сварки и потенциальные дефекты, такие как растрескивание из-за возмущений в сварочной ванне и быстрого охлаждения.

Для уменьшения этих проблем при подводной сварке преимущественно используется постоянный ток (DC), а не переменный ток (AC), что делает приоритетными безопасность и эффективность. Этот акцент на безопасности и точности подчеркивает сложный и специализированный характер подводной сварки, что делает ее жизненно важным навыком в морской отрасли.

Где применяется подводная сварка?


Характер работы предполагает сварку конструкций под поверхностью воды, и хотя она сопряжена со значительными трудностями и опасностями, ее применение разнообразно и крайне важно в нескольких отраслях. Ниже приводится подробное исследование того, где обычно используется подводная сварка, на основе приведенного примера:

Морские и оффшорные области применения:

  • Подводная сварка находит широкое применение в морских и оффшорных условиях. Трудности, связанные с этим видом сварки, часто приводят к тому, что работы предпочитают выполнять на мелководье или сначала перемещать конструкции в сухие зоны.
  • В случаях, когда конструкции свариваются на большой глубине, можно добиться значительной экономии средств. Это особенно выгодно, поскольку устраняет необходимость извлечения конструкции из воды, а также сокращает расходы на сухой док.

Экономия средств и экстренный ремонт:

  • Основным преимуществом подводной сварки является возможность экономии средств. Когда конструкции можно сварить на месте без необходимости демонтажа или сухого докования, это значительно снижает общие расходы на проект.
  • Подводная сварка — это не только экономически выгодное решение, но и возможность экстренного ремонта. Возможность проведения ремонтных работ под поверхностью воды без перемещения конструкций может иметь решающее значение в ситуациях, когда необходимо немедленное вмешательство.

Конструкции, свариваемые под водой:

  • Подводная сварка применяется для сварки полностью или частично погруженных в воду морских конструкций. Сюда входит широкий спектр сооружений, таких как корабли, плотины, нефтяные вышки, трубопроводы и мосты.
  • Универсальность методов подводной сварки позволяет применять ее в различных условиях и конструкциях. Это касается как постоянных сооружений, таких как нефтяные вышки, так и временных конструкций, например, судов.

Разнообразные области применения:

  • Помимо морских и шельфовых установок, методы подводной сварки используются и в других отраслях промышленности. В том числе на атомных электростанциях, где требуется точная сварка в сложных подводных условиях.
  • Реки, каналы и другие водные объекты также выигрывают от подводной сварки, особенно в тех случаях, когда подводные конструкции нуждаются в обслуживании или ремонте.

Опасности подводной сварки

Сварщики-водолазы, включая инженеров и менеджеров, которые занимаются подводной сваркой, должны быть экспертами в своем деле и быть полностью готовыми к различным рискам, связанным с этой сложной средой. Опасности подводной сварки возникают из-за слияния различных факторов, включая атмосферные газы, давление воды и газа, специализированное водолазное и сварочное оборудование, ограниченное пространство, наличие воды и электрического тока. Здесь мы рассмотрим конкретные опасности и меры предосторожности, связанные с подводной сваркой.

Утопление:

  • Причины: Инциденты с утоплением часто происходят из-за опасностей, связанных с дельтой P, также известной как перепад давления. Это происходит при значительной разнице давления воды, в результате чего дайвер застревает в узком месте, где вода стремится заполнить другое пространство с большой силой, достигая давления, превышающего тысячу фунтов.
  • Профилактика: Меры безопасности для предотвращения утопления включают привязывание к поверхности, наличие другого сварщика-водолаза для помощи и контроля, а также поддержание постоянной связи с командой на протяжении всей сварочной операции.

Взрывы:

  • Причина: Взрывы могут происходить, когда водородный и кислородный газы смешиваются и скапливаются в карманах.
  • Профилактика: Для предотвращения взрывов сварщикам, работающим под водой, крайне важно строго соблюдать правила техники безопасности и хорошо знать порядок работы с газом.

Электрические удары:

  • Причина: Сочетание воды и электричества представляет собой значительный риск, особенно если неопытные сварщики не используют постоянный ток (DC) для питания.
  • Предотвращение: Правильное обучение и соблюдение правил безопасности, включая использование постоянного тока, необходимы для снижения риска поражения электрическим током.

Декомпрессионная болезнь:

  • Причины: Декомпрессионная болезнь — распространенная проблема при подводных погружениях, вызванная скоплением пузырьков азота в кровеносной системе.
  • Профилактика: Сварщики-дайверы должны строго придерживаться таблиц погружений и графиков декомпрессии, чтобы свести к минимуму риск декомпрессионной болезни.

Гипотермия:

  • Причины: Работа в темноте и холодной воде в течение длительного времени может привести к гипотермии.
  • Профилактика: Для предотвращения гипотермии необходима адекватная тепловая защита, например, специализированные гидрокостюмы. Регулярные перерывы и периоды разминки также имеют решающее значение.

Помимо этих опасностей, для минимизации рисков во время подводных сварочных работ необходимо соблюдать меры предосторожности. К таким мерам относятся привязка к поверхности для быстрого спасения, наличие второго сварщика-водолаза для помощи и наблюдения за основным сварщиком, а также поддержание постоянной связи с командой в течение всего процесса сварки.

К счастью, люди, желающие сделать карьеру подводного сварщика, могут пройти комплексное обучение на курсах сварки. Эти курсы дают будущим подводным сварщикам необходимые навыки и знания для безопасной работы в сложных условиях, связанных с подводной сваркой.

Заключение

Несмотря на сложности и риски, связанные с подводной сваркой, она остается прибыльной и незаменимой профессией. Методы, используемые в подводной сварке, имеют решающее значение для обслуживания и ремонта различных морских сооружений и активов. К ним относятся такие важные объекты инфраструктуры, как морские трубопроводы, нефтяные вышки, корабли, и даже такие сложные условия, как атомные электростанции.

По сути, подводные сварщики играют жизненно важную роль в обеспечении целостности и функциональности важнейших конструкций под поверхностью воды. Их опыт востребован не только при выполнении рутинных задач по техническому обслуживанию, но и при решении непредвиденных проблем, которые могут возникнуть в сложных подводных условиях.

Часто задаваемые вопросы

Как подводные сварщики не получают удар током?

Они используют специальное оборудование и методы для предотвращения поражения электрическим током. Для мокрой сварки они используют постоянный ток (DC), который безопаснее переменного тока (AC) в воде. Они также надевают резиновые перчатки и костюмы, чтобы изолировать себя от электрической дуги. При сухой сварке они работают в герметичной камере, которая заполнена газом и не имеет контакта с водой.

Как долго подводные сварщики находятся под водой?

Продолжительность пребывания под водой зависит от нескольких факторов, таких как глубина, тип сварки, условия окружающей среды и правила безопасности. Как правило, сварщики, работающие в мокрой камере, могут находиться под водой до 30 минут за раз, в то время как сварщики, работающие в сухой камере, могут работать в течение нескольких часов. Однако для обоих типов необходимо соблюдать процедуры декомпрессии, чтобы избежать риска для здоровья.

Как дышат подводные сварщики?

При мокрой сварке они пользуются воздухом с поверхности или водолазными системами со смешанным газом, которые подают непрерывный поток дыхательного газа через шланг и маску или шлем. При сухой сварке они дышат газовой смесью, закачиваемой в камеру, которая обычно содержит кислород и гелий.

Насколько сложно вести сварку под водой?

Подводные сварщики сталкиваются со многими трудностями, такими как плохая видимость, давление воды, перепады температуры, течения, морские обитатели и потенциальные опасности, связанные с процессом сварки. Кроме того, они должны быть сертифицированы как сварщики и водолазы, а также пройти строгую подготовку и тестирование.

Похожие записи