Подводная сварка и резка

введение

В связис постоянновозрастающимчислом морскихустановоквозникаетнеобходимостьосуществлениясварки длясоединенийтрубопроводов,а также припроведенииремонтных работопорных конструкций.

Опытосуществленияподводнойсварки поканевелик, но ужеочевидно, чтокачество сварныхсоединенийи технологиясварочногопроцесса нуждаетсяв совершенствовании.

1. разновидностиподводнойсварки

Внастоящее времяприменяют 4основных методаподводнойсварки:

Сваркав сухой глубоководнойкамере;

Сваркав рабочей камере(водолазныйколокол);

Сваркав портативномсухом боксе;

Мокраясварка.

2. Подводнаясварка в сухойсреде

Сваркувыполняют всухой глубоководнойкамере, котораявмещает в себякак сварщика,так и сварнойузел. Сваркав такой камереосуществляетсяв абсолютносухой среде.Сварные швы,полученныев ней, не отличаетсяпо качествуот сварныхшвов, сделанныхна суше. Однакосухая глубоководнаякамера оченьгромоздка, Еесооружениедлительный,дорогостоящийи сложный процесс,требующийиспользованиявспомогательныхсудов и плавучихкранов. Длясоздания естественнойсреды камерус открытым дномили подводнуюсварочно-монтажнуюкамеру устанавливаютна места будущихсоединенийтруб. Послетого как междутрубой и камеройпомещены уплотнения,а внутри труб– пневматическиезаглушки, газ,находящийсяв водолазномснаряжении,вытеснят морскуюводу из камеры.Затем сварщик-водолазвходит в камеруи выполняетсварку в сухойсреде. Термин"сварка в сухойсреде" обозначаетсвариваниепри высокомгидростатическомдавлениисварщиком-водолазом,полностьюнаходящимсяв сухой среде,созданной подводой.На рис.2.1 представленбарокомплекссостоящий изгидротанка,жилого и шлюзовогомодулей. Гидротанкбарокомплексаимеет диаметр3,7 м и состоитиз двух отсеков:верхнего инижнего, заполненноговодой. Жилоймодуль (внутреннийдиаметр 2,14м)одновременноявляетсядекомпрессионнойкамерой и соединяетверхнию частьгидротанкасо шлюзовыммодулем. Шлюзовоймодуль ,в которомвсегда поддерживаетсяатмосферноедавление,используетсяв случае необходимостипринять людейили передатькрупные прдметыв жилой модуль,в то время когдаон находитсяпод давлением.Гидротанк ижилой модульоборудованыиндивидуальнымисистемамижизнеобеспечения,которые поддерживаютнужную температуру,влажность,парциальноедавление кислорода;удаляют изкамеры двуокисьуглерода идругие вредныепримеси, обусловленныежизнедеятельностьюорганизма.Сварщики вдыхаютсмесь гелияи кислорода,в которой внезависимостиот глубиныподдерживаетсяпарциальноедавление кислорода29,4 кПа.

Для сваркив барокамерахприменяют тоже сварочноеоборудование,такой же электродержатель,шланг-кабель,токоподводи т. д., что и вестественныхусловиях. Также используютоборудованиедля удаленияпаров и продуктовсгорания, корректорречи в гелиево-кислороднойсреде, телевизионнуюустановку смониторомвнутри модуля,газоанализатори пр.

Припогружениина небольшойпериод временипользуютсяследующимирежимамидекомпрессии:

Глубина,м	Времяна глубине,мин	Времядекомпрессии,ч
75	30	2
75	60	5
93	30	3,3
93	60	9
137	30	12
137	60	22

Посколькувремя пребыванияна дне ограничено,а обычный промежутокмежду погружениямисоставляет2 ч, представляетсяцелесообразнымдля осуществлениявсех водолазныхработ, за исключениемкратковременныхосмотров,использоватьметод погружения,при которомткани телаводолаза, работающегопод водой, насыщаетсяинертным газом.Скорость насыщениязависит в основномот глубиныпогруженияи времени нахожденияпод водой. Времядекомпрессиизависит отколичестварастворенногогаза. С наступлениемсостояниянасыщения времядекомпрессиистановитсяпостоянными зависит отдальнейшейэкспозиции.Это явлениепозволяетосуществлятьподъем водолазовпосле погруженияв колоколе, вкотором сохраняетсядавление, равноеглубине погружения,до тех пор, покаводолазы неперейдут вдекомпрессионнуюкамеру на палубе,в которойподдерживаетсятакое же давление.Таким образом,удается избежатьдекомпрессиимежду отдельнымипогружениямии предоставитьотдых водолазам.

Методдлительногопребыванияпозволяетводолазампроводить наглубине болеедлительныйпериод, а времядекомпрессиипри этом неувеличивается.Недостатокэтого метода– использованиедополнительногооборудованияи привлечениедополнительногообслуживающегоперсонала, чтоведет к большимзатратам материальныхсредств.

Кромеводолазногоколокола можетбыть использованпогружаемыйаппарат с выходомводолаза черезшлюзовое устройство.

Нарис.2.2 представленобщий вид системыс использованиемсварочно-монтажныхкамер с нормальныматмосфернымдавлением.

П

риведеннаясистема позволяетрешить проблемысвязанные сдекомпрессиейсварщиков-водолазов.Очевидно, чтооборудованиетакой камерывесит немалои центрированиетруб занимаетмного времени,но гарантируемоекачество сварныхшвов оправдываетзатраты времени.

Доставкаперсоналаосуществляетсясухим способомв камере сатмосфернымдавлением.

Применениеглубоководнойводолазнойтехники ужеоправдало себяна глубине до200 м, в настоящеевремя возможнопогружениена глубину до300 м.

Покани одно приспособлениене может заменитьмастерствоводолазов иих способностьдвигаться вограниченныхпространствахв районе свариваемогосоединения.Однако на глубине600 м возникаетфизиологическийи медицинскийбарьер, непозволяющийдальнейшеепогружение.На глубинахот 300 до 600 м погружениеводолазовследует рассматриватьлишь как крайнююнеобходимость,а работы наглубинах свыше600 м должны осуществлятьсяпосредствомдистанционноуправляемыхрабочих комплексов,а также подводныхаппаратов снормальнымдавлением.

3. сухаяглубоководная(гидросварка)

Дляосуществлениягидросваркинеобходимообеспечитьлокализованнуюстабильнуюсухую газовуюсреду вокругсвариваемогосоединенияи сварочнойголовки припомощи изготовленныхпо особомузаказу камерили при помощилегких портативныхбоксов. В обоихслучаях непрерывнаяполуавтоматическаясварка электроднойпроволокойосуществляетсяв сухой среде.

Закрепляемоена месте сваркизаграждение,называемоегидробоксом,изготавливаютчастично илиполностью изпрозрачногоматериала. Боксдолжен плотноприлегать ксвариваемомусоединениюи обеспечиватьгерметичность.Основание боксаделается открытымдля возможностиввода в нееводолазом-сварщикомсварочнойголовки. Для вытесненияиз бокса водыи созданиясухой средыв него подаетсясмесь инертныхгазов подсоответствующимдавлением.Через прозрачныестенки боксасварщик можетнаблюдать задугой и сварочнойванной. Гидробоксобычно изготовляютпо специальномузаказу, принеобходимостиего можно быстрои просто изготовитьна месте.

Нарис.1. изображенгидробокс дляремонта вертикальноготрубопровода.

Плавящаясяэлектроднаяпроволокаподается сопределеннойскоростью черезгибкий шлангк водонепроницаемойсварочнойголовке, находящейсяв руках водолаза-сварщика.Инертный газможет подаватьсяк головке длятого, чтобывыпускатьсявместе со сварочнойпроволокойи защищатьсварочную дугу,возникающуюмежду концомэлектрода исвариваемогоучастка.

Установкаподачи проволоки,которая включаетмеханизм подачипроволоки,тяговый приводи катушку проволокив водонепроницаемомкожухе, располагаютпод водой недалекоот места сварки.В кожухе припомощи системыподачи газапостоянноподдерживаетсядавление газабольше, чемдавление окружающейводы. Напряжениеподается надугу от источникапостоянноготока, находящегосяна поверхностии подсоединенногок электроднойпроволоке исвариваемомуучастку. Защитныйгаз, силовойкабель и кабельдля контрольно-измерительныхприборов подаютсяк установкеподачи проволоки,а значит, и кголовке припомощи одногошланг-кабеля.

К

онтрольза проведениемсварки, подачапроволоки ипрочее осуществляютсяс находящегосяна поверхностипульта управления,где расположеныконтрольно-измерительныеприборы, позволяющиерегулироватьпроцесс сварки,освобождаяот этой обязанностиводолаза. Связьводолаза спультом управлениянепрерывноподдерживаетсяпо радио, хотяконтрольно-измерительныеприборы позволяютдостаточноточно регулироватьпроцесс сварки.Оборудованиедля полуавтоматическойподводнойсварки с непрерывнойподачей проволокисхематическиизображенона рис.2.

Рис.2. Оборудованиедля сухойглубоководнойполуавтоматическойсварки.

1 – источникэнергии (генераторпостоянноготока или импульсныйгенератор); 2 –контрольно-измерительнаяаппаратура;3 – контрольныйблок (подачагаза, скоростьподачи проволокии пр.); 4 – запасыгаза (4' –агрегат подачипроволоки; 4''– защитный газдля сварочнойголовки; 4'''– газ для гидробокса);5 – шланг дляподачи газа;6 – силовой кабель;7 – шланг дляподачи проволоки;8 – шунт; 9 – земля;10 – центральныйкабель; 11 – катушкас проволокой;12 – подводныйагрегат подачипроволоки; 13 –тянущие валки;14 – плавящаясяпроволока; 15 –мотор; 16 – герметичныйшланг-кабель;17 – гидробокс;18 – головкаполуавтомата;19 – сварочнаядуга; 20 – подачагаза в гидробокс;21 – свариваемоеизделие.

4.Мокрая сварка

1. Ручнаядуговая сварка

2. Полуавтоматическаясварка

4. 1 СУЩНОСТЬПРОЦЕССА

Способдуговой сваркипод водой основанна способностидуги устойчивогореть в газовомпузыре приинтенсивномохлажденииокружающейводой (рис 4.1).Газовый пузырьобразуетсяза счёт испаренияи разложенияводы, паров игазов расплавленногометалла и обмазкиэлектрода.

Вокруггорящей дугивыделяетсябольшое количествогазов, что приводитк повышениюв газовом пузыреи частичномувыделению газовв виде пузырьковна поверхностиводы. Водаразлагаетсяв дуге на свободныйводород и кислород;последнийсоединяетсяс металломобразуя окислы.Взвешенныев воде продуктысгорания металлаи обмазки, состоящиепреимущественноиз окисловжелеза, образуютоблако взвесей,которое затрудняетнаблюдениеза дугой.

Устойчивоегорение дугипод водой можнообъяснитьпринципомминимума энергииШтеенбека, т.е.условное охлаждениекакого-либоучастка дугикомпенсируется увеличениемколичествавыделяемойэнергии на нем.Для компенсациитепловых потерьиз-за охлаждающегодействия водыи наличия большогоколичестваводорода напряжениена дуге подводой требуетсяболее высокоенапряжение(30-35В). Сварку подводой выполняютна постоянноми переменномтоке. На постоянномтоке дуга горитболее устойчиво,чем на переменном,т.к. постоянныйток разлагаетводу еще довозбуждениядуги, а переменныйток разлагаетводу и образуетгазовый пузырьв момент короткогозамыкания поддействиемвысокой температуры.

Сувеличениемглубины и давленияокружающейсреды устойчивостьдуги не нарушается;возрастаеттолько напряжениеи увеличиваетсяток.

Подводнаясварка возможнав пресной речнойи соленой морскойводе. В качествеисточниковпитания используютоднопостовыеи многопостовыесварочныеагрегаты, сварочныепреобразователии трансформаторы,имеющие напряжениехолостого хода70-110 В.

4. 2. особенностипрОцесса

Продуктыразложенияводы – водороди кислород,находящийсяв зоне дуги,оказываетзаметное влияниена качествосварных швов.Водород интенсивнорастворяетсяв жидком металле,вызывая охрупчиваниешвов, а кислородокисляет стальи в первую очередьсодержащиесяв ней легирующиеэлементы. Окислычастично всплывают,переходя вшлак, и частичноостаются вметалле швав виде неметаллическихвключений,уменьшающиевязкость ипластическиесвойства металлашва.

Из-занепосредственногоконтакта сводой основногометалла и металлашва теплоотдачанизкоуглеродистойстали значительновыше, чем присварке на воздухе,что может привестик появлениюзакалочныхструктур вметалле шваи в зоне термическоговлияния.

Наличиеповышенногодавления иохлаждающеедействие средыприводят ксжатию столбадуги иповышениетемпературыпоследнего.Это может увеличитьтемпературныйградиент металлашва и вызватьперегрев электродногометалла.

Водолаз-сварщикзаключен вводонепроницаемыйкостюм и находитсяв плотной среде,стесняющейего движение,кроме того, нанего действуетдополнительноегидростатическоедавление, снижающееего подвижность.Водолаз находитсяв весьма неустойчивомположении снебольшойотрицательнойплавучестью.

Ухудшеннаявидимость иналичие подводныхтечений создаютнеблагоприятныеусловия какдля существованиядугового разряда,так и для работыводолаза-сварщика,отрицательносказываясьна качествешвов и производительностипроцесса.

Мокраясварка имеетмножествопрактическихпреимуществ:сварщик можетосуществлятьсварку в местахнедоступныхдругими способами;ремонтныеработы можнопроводитьбыстрее и сменьшими затратами.

4. 3. ручнаядуговая сварка

При сваркепод водой выполняютсоединениявнахлестку,тавровые, угловые,реже стыковые,причем чащевсего способомопирающегосяэлектрода.Горение дугиотличаетсяв этом случаевысокой стабильностью.Сварщик перемещаетдугу без колебанийпоперек швас сохранениемугла наклонаэлектрода.Способом опирающегосяэлектрода можносварить швыво всех пространственныхположениях.Сварку в вертикальномположениипроизводятсверху вниз,при этом электроднаклонен всторону ведениясварки. Силутока при подводнойсварке опирающимсяэлектродомв нижнем положенииустанавливаютвыше, чем присварке в обычныхусловиях (табл2.1).

Режимыручной подводнойсварки

Таблица4.1.

Маркаэлектрода	Диаметрэлектрода,мм	Силатока, А	Родтока, полярность	Коэффициентнаплавки, 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	постоянныйпрямая; переменный	5,3-7,9

4. 4. полуавтоматическаясварка

Перспективнойявляетсяполуавтоматическаясварка, сочетающаямеханическуюподачу проволокив зону дуги сманевренностьюи универсальностьюручной сварки(рис.4.4). Крометого, механическаяподача проволокипозволяетдлительноевремя вестипроцесс сваркибез перерывов.Так как проволокаимеет меньшийдиаметр, чемэлектрод, и неимеет покрытия,создаютсяблагоприятныеусловия длянаблюденияпроцесса управленияформированиемшва.

Созданиемокрого способаполуавтоматическойсварки былосвязано с большимитрудностями.Проведенныепредварительныеопыты показали,что швы получаютсяузкими, высокими,с неудовлетворительнымкачествомповерхности.Кроме того, вшвах было обнаруженозначительноеколичествопор и неметаллическихвключений.Механическиесвойства этихшвов оказалисьнедопустимонизкими.

Использованиедля защиты дугиаргона и особенноуглекислогогаза позволяетне значительнопонизить содержаниеводорода вметалле шва.

Болееэффективнымспособом защитыдуги от вредноговоздействияокружающейсреды являетсяиспользованиепорошковойпроволоки.Разработаннаяв институтеэлектросваркиим. Е.О. Патонапорошковаяпроволока маркиППС-АН1 (диаметр1,2 – 2,0 мм) позволяетобеспечитьстабильноегорение дугии получение(на низкоуглеродистыхи низколегированныхконструкционныхсталях) сварныхсоединений,равнопрочныхосновномуметаллу.

Длямеханизированнойподводнойсварки и резкиразработаныи применяютсяполуавтоматытипа ППСР–300–2,"НЕПТУН". ПолуавтоматомППСР – 300 – 2 (рис.4.4) можно свариватьсталь толщиной 4 мм и более, резатьсталь толщинойдо 25 мм на глубинедо 60 м. В качествезащиты используютуглекислыйгаз. Полуавтоматрассчитан наноминальнуюсилу тока 300 А.Скорость подачисварочнойпроволокидиаметром 1,2или 1,6 мм регулируетсяв пределах 6,6– 21,6 см/с. Призарядке кассетыпроволокойв количестве4 – 5 кг сварщикможет непрерывноработать 2 –2,5 ч.

4.5. Сварочныематериалы

Дляручной дуговойсварки подводой используютэлектродыдиаметром 4-6мм (рис.4.1) из сварочнойпроволоки марокСв-08, Св-08А, Св-08ГА,Св-08Г2, а дляполуавтоматическойсварки – проволокимарок СВ-08Г2С,ППС-АН1. Наибольшееприменениеполучили электродымарок ЭПС-5 иЭПС-52, имеющиев составе покрытияферросплавы,что улучшаетхимическийсостав и механическиесвойства металлашва. Водонепроницаемостьпокрытия достигаетсяпропиткойтакими составами,как парафин,раствор целлулоидав ацетоне, растворсинтетическихсмол в дихлорэтане,нитролаке идр.

Для подводнойсварки применяютспециальныеэлектрододержатели,которые имеютнадежнуюэлектроизоляциюпо всей поверхности.Смена электродапроизводитсятолько послеотключениясварочноготока.

5. ПОДВОДНАЯРЕЗКА

Вданном разделеприводитсяобзор существующихв настоящеевремя методовподводнойрезки.

В подводныхусловиях применяютразличныеспособы резки:

1. механические;

2. термические;

3. кумулятивные(взрывом).

Наибольшеераспространениеполучили способытермическойрезки:

1. электродуговая;

2. электрокислородная;

3. газокислородная;

4. плазменная.

При подводнойрезке используетсятепло концентрированныхисточниковдуги или плазмыи тепло, выделяющеесяв результатехимическоговзаимодействиякислорода сметаллом. Посколькуразрезаемыйметалл находитсяв воде и интенсивноохлаждается,то источниктепла должениметь высокуюконцентрациюего в местереза.

5.1. электродуговаярезка

Подводнаяэлектродуговаярезка отличаетсяот дуговойподводнойсварки повышеннымизначениямисварочноготока и приемамивыполненияработ. Поэтомудуговую резкупод водой можновыполнять натом же оборудовании,что и подводнуюсварку. Целесообразноиспользованиепостоянноготока прямойполярности,так как этоприводит квыделениюбольшого количестватепла в полостиреза.

Электродыдля резки отличаютсяот электродовдля сваркиразмерами,толщиной исоставом обмазки.Электродыизготовляютсяиз проволокидиаметром 5 –7 мм, длинной500 – 700 мм.

Привыборе режимовтока для резкиследует применятькоэффициентK равным60 –80 А/мм.Практикойустановлено,что электродамидиаметром 5 ммможно успешнорезать металлтолщиной больше50 мм при силетока 350 – 500А.

Режимырезки, обеспечивающиемаксимальнуюпроизводительностьпроцесса, находятопытным путем.

Резкаосуществляетсянепрерывнымперемещениемэлектрода. Онаначинаетсяс кромки илиотверстия ипроизводитсяпилообразнымидвижениямиконца электрода.Металл не большойтолщины (до 10–15 мм) разрезаетсянепрерывнымперемещениемконца электродавдоль линииреза (рис. 5.1.1). Прирезке металлабольшой толщины(рис.5.1.1) движениеэлектрода отверхней поверхностик нижней осуществляетсямедленно, подъемего к верху –быстро.

Из табл.5.1.видно, что сувеличениемтолщины металлапроизводительностьдуговой резкопадает, а расходэлектродовна один погонныйметр реза растет.

Производительностьи расход электродовпри резке

Таблица 5.1.

Толщинаизделия, мм	Производительность,м/ч	Расходэлектродовпри резке, шт/м	Толщинаизделия, мм	Производительность,м/ч	Расходэлектродовпри резке, шт/м
5 10 15 20	1,3 0,8 0,6 0,4	3 7 15 40	30 40 50 60	0,3 0,22 0,17 0,14	80 120 150 200

5.2. электрокислородная резка

Электрокислороднаярезка впервыеприменена в1915г и в настоящеевремя являетсясамой распространенной.Способэлектрокислороднойрезки удачнообъединилпреимуществодугового разрядаи струи режущегокислорода. Засчет тепла дугипроисходитнагрев и плавлениеметалла, а засчет струикислорода –сгорание ивыдуваниеметалла изполости реза.В основномприменяюттрубчатыеэлектроды сосевым каналомдля режущегокислорода испециальныеэлектроды изкарборунда.

Стержниэлектродовизготовляютиз толстостеннойцельнотянутойтрубки измалоуглеродистойстали наружнымдиаметром 5 –7 мм и внутренним1,5 – 2 мм (см. рис.5.2.1). Длина электродов350 – 400 мм. Трубчатыйэлектрод покрываютобмазкой толщиной1 – 1,2 мм. Времясгорания такогоэлектрода 1мин. Электродыиз карборундаполучили названиекерамических(рис. 5.2.1). Керамическийэлектрод изкарборундадлиной 250 мм сгораетчерез 15 мин. Однакоиз-за большихразмеров (диаметр15 – 20 мм) керамическиеэлектроды могутбыть рекомендованыдля резки сплошногометалла толщинойдо 30 мм.

Дляэлектрокислороднойрезки применяютэлектродержатели специальнойконструкциитипа ЭКД4 и ЭКД4– 60 (рис.5.2.2).

Электрокислороднуюрезку применяютдля резки черныхи цветных металловтолщиной до 100 – 120 мм наглубинах до100м. По производительностиэлектрокислороднаярезка электродуговойи газокислороднойрезки (табл.5.2).

Показателиэлектрокислороднойрезки

Таблица5.2

Толщинаметалла, мм	Силатока, мм	Давлениекислорода,кгс/см2	Времярезки 1 пог. м,мин	Расходэлектродов,шт/м
10 15 20 30 40 50 60 80 100	200 220 250 275 300 320 350 350 350	2 3 4,5 5,5 6 6,5 7 9 11	23 33 45 60 90 105 120 145 180	5 6 8 10 12 15 18 24 30

Электрокислороднаярезка на полуавтоматетипа ППСР-300-2осуществляетсяпутем непрерывнойподачи проволокии концентрическогообдувания ееструей кислорода,поступающегов режущую приставкуголовки полуавтомата(рис. 4.4).

Большаяконцентрациятепла и узкаяструя кислородаобеспечиваютрезку металлатолщиной 25 ммпри силе тока300А и давлениикислорода 6кгс/см²со скоростьюдо 4 м/ч.Разработанспособ дуговойрезки углеродистойи нержавеющейстали и алюминиятолщиной до45 мм, которыйоснован навыплавленииметалла дугой,горящей междупорошковойпроволокойи разрезаемымметаллом, содновременнойподачей в полостьреза интенсивнойструи воды.Резка при этомспособе приводитсяпостояннымтоком обратнойполярностина режимах:сила тока 500-1000 А;напряжение20-30 В; давлениеводы 5-10 кгс/см²;расход воды6-12 л/мин;скорость резкидо 14 м/ч.

5.3. ГАЗОКИСЛОРОДНАЯРЕЗКА

Газокислороднаярезка основанана сгоранииметалла в струекислорода ивыдуванииокислов и металлаиз полостиреза. Она возможнатолько припостоянномсуществованиигазового пузырявокруг подогревающегопламени (рис.3.3). Созданиегазового пузырявозможно засчет продуктовсгоранияподогревающегопламени, длякоторого используютацетилен, водород,другие углеводородыи бензин. Устойчивостьпузыря обеспечиваетсяспециальнойконструкциейнаконечникаподводногорезака и подачейзащитного газа– воздуха иликислорода. Вводе металлинтенсивноохлаждаетсяи поэтому дляего подогреватребуется пламяв 10-15 раз больше,чем для аналогичныхработ на воздухе.

Наибольшеераспространениеполучиливодородно-кислороднаяи бензокислороднаярезка. Подогревающеепламя образуетсяза счет водородно-кислороднойсмеси, подаваемойпо кольцевомуканалу междумундштуками1 и 2 (рис. 5.3.1).Между наружнымколпачком 3 имундштуком2 подается сжатыйвоздух длясоздания пузыряи предохраненияпламени отсоприкосновенияс водой. Режущийкислород поступаетпо центральномуканалу мундштука4.

Водороди кислородпоступают пошлангам избаллонов, авоздух по отдельномушлангу от компрессораили баллона.На глубине30-40 м водородно-кислороднымрезаком можнорезать стальтолщиной до70 мм; рабочеедавление газовсоставляет,кгс/см²:6,6 – кислород,5,5 – водород, 5 –воздух. Среднийчасовой расходводорода икислорода 4-10м³,воздуха 20 м³.

Использованиебензина дляподводных работстало возможнымблагодаряразработкеновых конструктивныхпринциповпостроениябензорезов,сущность которыхсостоит в том,что бензинпредварительноне испаряется,а распыляетсякислородоми в зону подогревательногопламени подаетсяв виде тончайшейбензиновойпыли. Продуктысгорания пламенисодержат многонеконденсирующихсягазов, образующихустойчивыйгазовый пузырь,что исключаетподведениядополнительноговоздуха иликислорода,упрощает иудешевляетустановку иее эксплуатацию.

Схемаустановки дляпитания резакабензином икислородомпоказана нарис. 5.3.2. В комплектустановкивходит батареяиз 6-12 баллоновкислорода,баллоны с бензиноми азотом, батареяаккумуляторов,резак и электрозажигалка.На пульте управлениядля понижениядавления установленыдва кислородныхредуктора иазотный редуктор.Бензин подаетсяпод давлениемазота. Бензорезза 1 час расходует30-50 м³кислорода,10-20 кг бензина;расход азотанезначителен.Скорость резкибензино-кислороднымпламенем выше,чем водородно-кислородным,на 20-30%.

Ацетиленв качествегорючего газаприменяетсяредко, т.к. ацетиленпод давлениемявляется сильновыраженнымэндотермическимпродуктом ина глубине 5-15м, разлагаетсяна составляющие– углерод иводород.

Газокислороднуюрезку чащевсего применяютдля разрезаниясталей и материалов,которые легкоокисляются.Применятьгазокислороднуюв чистом видедля цветныхметаллов исталей, устойчивыхк действиюкоррозии, невозможно.

Длягазокислороднойрезки требуетсяболее высокаяквалификациярезчиков, чемдля электрокислороднойрезки, но оборудованиепроще и компактнее

5.4. ПЛАЗМЕННАЯРЕЗКА

Дляплазменно-дуговойрезки разработанаспециализированнаяустановка типаОППР-1, обеспечивающаярезку в преснойи морской воде.Плазменнуюрезку металлатолщиной 8-40 ммна глубинахдо 10 м производятпри силе тока200-600 А и напряжениидуги 120-140 В со скоростью5-24 м/ч.

Применениеплазмотроновс циркониевымкатодом позволяетиспользоватьсжатый воздух,который повышаеттепловую мощностьплазменнойдуги и улучшаетее режущиеспособности.Присутствиекислорода ввоздухе повышаетэффективностьрезки сталиСт3С (табл. 5.4)

Эффективностьвоздушно-плазменнойрезки

Таблица 5.4

Толщинаметалла, мм	Скоростьрезки, м/ч
	Электрокислородная	Плазменно-дуговая	воздушно-плазменная
12 20 40	7,8 4,1 2,1	25,5 19,8 10	210 60 18

Обеспечениебезопасности.Сдерживающимфактором внедренияплазменнойрезки являетсяобеспечениебезопаснойэксплуатациейэлектрооборудования.При использованииОППР-1 в соленнойводе измерялосьнапряжениемежду различнымичастями макетаводолазногоснаряженияи оборудования,когда напряжениеразомкнутойцепи составляло180 В и токи утечки70 А. Максимальнаяразница потенциала(14 В) наблюдаласьмежду правойрукой и правойгалошей макетаводолаза.Следовательно,процесс плазменнойрезки можетбыть безопасным,если резакдостаточноизолирован.

6.Организацияработ при подводнойсварке и резке

Успехсварки подводой в значительнойстепени зависитот четкой иправильнойорганизацииработ.

Кадрыподводныхсварщиков ирезчиков готовятсяиз опытныхводолазовдостаточновысокой квалификации.Работы производятсяв тяжелом мягкомводолазномснаряжении,в зимних рубахахс закрытымикистями рук.Обязательноисправнаятелефоннаясвязь с водолазом.

Всяаппаратурадолжна бытьвысокого качествав полной исправности,и, безусловно,проверена.

Подводнаясварка, дуговаяи электрокислороднаярезка производятся,как правило,на постоянномтоке прямойполярности.Переменныйток не рекомендуетсяиз-за меньшейустойчивостидуги и повышеннойопасности дляработающих.

Дляпитания токомпригодныэлектросварочныеагрегаты, применяемыедля надводныхработ, без всякихпеределок вних. Частоприменяетсяпередвижнаяэлектростанциятрехфазноготока с приводнымдвигателемвнутреннегосгорания, а отнее уже питаютсясварочныеагрегаты сприводнымиэлектромоторами.При отсутствиидостаточномощных агрегатовприменяетсяпараллельноеих соединениепо два и по трина одну дугу,например, придуговой резке.

Дляподдержаниявсего оборудованияи аппаратурыв исправномсостоянии всоставе бригадыдолжен бытьквалифицированныйэлектромеханик.Необходимострогое соблюдениеправил техникибезопасности.При работахс дугой длязащиты зренияводолаза впередний иллюминаторшлема обычнонакладываетсяизнутри цветноестекло, закрывающеечасть стеклаиллюминатора.Меняя положениеголовы, водолазможет смотретьчерез защитноецветное стеклоили помимо негочерез бесцветноестекло иллюминатора.При подводныхработах излучениядуги сильноослаблены,слоем воды именее опасныдля зрения, чемна воздухе.Защитные стеклаберутся сравнительносветлые, затемненностьстекла подбираетсяв соответствиисо степеньюпрозрачностиводы.

Вследствиеэлектропроводностиводы все металлическиепредметы в зонеработ оказываютсявключеннымив сварочнуюцепь черезводу. Прикосновениеэлектрода клюбому металлическомупредмету, в томчисле и металлическимчастям водолазногоснаряжения,зажигают дугу.Случайноеприкосновениеэлектрода кшлему и манишке(нагруднику)водолаза мгновенносоздает сквозныепрожоги. Поэтомушлем и манишкадолжны бытьоклеены резиной,брезентом илипокрыты прочнымлаком.

Сменаэлектродовдолжна производитьсяпри выключенномтоке, о чем водолазсообщает порадио.

Должныбыть принятывсе меры, обеспечивающиебезопасностьи удобствоработы водолаза,с ограждениемего от волн итечения воды;создана возможностьработать вудобном положении,в необходимыхслучаях должнобыть устроеноподводноеосвещение. Всеэти меры повышаютпроизводительностьтруда и снижаютстоимостьработ.

приложение

Основныеметоды резкипод водой

Таблица

Метод	Глубина,на которойпроизводиласьрезки, м	Применениена практике	Преимущества	Недостатки
Газокислородная: ацетилено-кислородная водордно-кислородная бензино-кислородная	13	Неиспользуется	Болеевысокая температура,чем при водородно-кислородной	Придавлении свыше0,2 МПа ацетиленнестабилен
	100(300)	Дляферритныхматериаловтолщиной до40 мм	Топливныйгаз имеетнаиболееблагоприятныехарактеристикидавления	Высркаяквалификациярезчика
	100	Тоже	Несложностьсохраненияжидкого топливапод давлением.
Электро-кислородная: стальныетрубчатыеэлектроды керамическиетрубчатыеэлектроды дуговаяметаллическимиэлектродами	180	Дляферритныхматериаловтолщиной до40 мм	Простоепортативноеоборудование.Несложностьвыполнениярезки.	Необходимостьчастой сменыэлектродов
	120	Дляферритныхматериаловтолщиной до40 мм	Простоеоборудование.Несложностьвыполнениярезки. Легкиеэлектроды	Ломкостьэлектродов.Более медленнаярезка.
	60	Длячугуна, аустенитныхсталей цветныхметаллов.	Используетсято же оборудование,что и для мокройсварки металлическимэлектродом	Высокаяквалификациярезчика. Оченьмедленныйпроцесс
ПЛАЗМЕННАЯ	10	Дляреза и скосакромок всехметаллическихматериаловтолщиной до75 мм	Высокаяскорость резки,точность иаккуратностьполучаемыхразрезов. Процессв 2-5 раз быстрее,чем при электрокислороднойрезке.	Высокаяопасностьпораженьяэлектрическимтоком (высокоенапряжение).Необходимодальнейшеесовершенствованиеметода.

содержание

Введение

1. Разновидностиподводнойсварки

2. Сваркав сухой средекамеры

3. Сваркав гидробоксе

4. Мокраясварка

   1. Сущностьпроцесса

   2. Особенностипроцесса

   3. Ручнаядуговая сварка

   4. полуавтоматическаясварка

   5. Сварочныематериалы

   6. оборудование

5. Подводнаярезка

   1. электродуговаярезка

   2. электрокислородная резка

   3. Газокислороднаярезка

   4. Плазменнаярезка

6.Организацияработ при подводнойсварке и резке

20

ФедосеевА.С. гр. ТСП-95м

содержание

Введение

1. Разновидностиподводнойсварки

2. Сварка в сухойсреде камеры

3. Сварка в гидробоксе

4. Мокрая сварка

   1. Сущность процесса

   2. Особенностипроцесса

   3. Ручная дуговаясварка

   4. полуавтоматическаясварка

   5. Сварочныематериалы

   6. оборудование

5. Подводнаярезка

   1. электродуговаярезка

   2. электрокислородная резка

   3. Газокислороднаярезка

   4. Плазменнаярезка

6. Организацияработ при подводнойсварке и резке