Hyperbarisk svetsning
,_by_Klugschnacker_in_Wikipedia.JPG)
Hyperbar svetsning är processen att svetsa vid förhöjda tryck , normalt under vatten . Hyperbar svetsning kan antingen ske våt i själva vattnet eller torr inuti en specialkonstruerad övertryckshölje och därmed en torr miljö. Det kallas främst "hyperbar svetsning" när den används i en torr miljö och " undervattenssvetsning " när den är i en våt miljö. Tillämpningarna av hyperbar svetsning är olika - den används ofta för att reparera fartyg , oljeplattformar till havs och rörledningar . Stål är det vanligaste svetsade materialet.
Torrsvetsning används i stället för våt undervattenssvetsning när svetsar av hög kvalitet krävs på grund av den ökade kontrollen över förhållanden som kan upprätthållas, såsom genom tillämpning av värmebehandlingar före och efter svetsning . Denna förbättrade miljökontroll leder direkt till förbättrad processprestanda och en generellt mycket högre kvalitetssvets än en jämförande våtsvets. Sålunda, när en svets av mycket hög kvalitet krävs, används normalt torr hyperbar svetsning. Forskning om att använda torr hyperbar svetsning på djup på upp till 1 000 meter (3 300 fot) pågår. I allmänhet kan det vara svårt att säkerställa integriteten hos undervattenssvetsar (men är möjligt med olika oförstörande testapplikationer ), särskilt för våta undervattenssvetsar, eftersom defekter är svåra att upptäcka om defekterna ligger under svetsytan.
Undervattens hyperbar svetsning uppfanns av den sovjetiske metallurgen Konstantin Khrenov 1932.
Ansökan
Svetsprocesser har blivit allt viktigare i nästan alla tillverkningsindustrier och för strukturella applikationer (metallskelett av byggnader). Av de många teknikerna för svetsning i atmosfären kan de flesta inte tillämpas i offshore och marina applikationer i kontakt med vatten. De flesta offshore-reparationer och ytbeläggningsarbeten utförs på grunt djup eller i området som periodvis täcks av vatten (stänkzonen). Den mest tekniskt utmanande uppgiften är dock reparation på större djup, särskilt för rörledningskonstruktion och reparation av revor och brott i marina strukturer och fartyg. Undervattenssvetsning kan vara det billigaste alternativet för marint underhåll och reparation, eftersom det kringgår behovet av att dra upp strukturen ur havet och sparar värdefull tid och torrdockningskostnader. Det möjliggör också nödreparationer så att den skadade strukturen säkert kan transporteras till torra anläggningar för permanent reparation eller skrotning. Undervattenssvetsning tillämpas i både inlands- och offshoremiljöer, även om säsongsmässigt väder hämmar undervattenssvetsning till havs under vintern. På båda ställena yttillförd luft den vanligaste dykmetoden för undervattenssvetsare.
Torrsvetsning
Torr hyperbar svetsning innebär att svetsen utförs vid förhöjt tryck i en kammare fylld med en gasblandning tätad runt strukturen som svetsas.
De flesta bågsvetsprocesser såsom bågsvetsning av skärmad metall (SMAW), bågsvetsning med flödeskärna (FCAW), gas-wolframbågsvetsning (GTAW), gasmetallbågsvetsning (GMAW), plasmabågsvetsning (PAW) kunde utföras med hyperbarisk svetsning tryck, men alla lider när trycket ökar. Gasvolframbågsvetsning är vanligast. Nedbrytningen är associerad med fysiska förändringar av bågens beteende då gasflödesregimen runt bågen förändras och bågens rötter drar ihop sig och blir mer rörliga. Att notera är en dramatisk ökning av bågspänningen som är associerad med ökningen av trycket . Sammantaget resulterar en försämring av förmåga och effektivitet när trycket ökar.
Särskilda kontrolltekniker har använts som har tillåtit svetsning ner till 2 500 m (8 200 fot) simulerat vattendjup i laboratoriet, men torr hyperbar svetsning har hittills begränsats operativt till mindre än 400 m (1 300 fot) vattendjup av den fysiologiska förmågan av dykare för att driva svetsutrustningen vid höga tryck och praktiska överväganden angående konstruktion av en automatiserad tryck-/svetskammare på djupet.
Våt svetsning
.jpg)
Våt undervattenssvetsning exponerar dykaren och elektroden direkt för vattnet och omgivande element. Dykare använder vanligtvis cirka 300–400 ampere likström för att driva sin elektrod, och de svetsar med olika former av bågsvetsning . Denna praxis använder vanligtvis en variant av skärmad metallbågsvetsning, med en vattentät elektrod . Andra processer som används inkluderar flusskärna bågsvetsning och friktionssvetsning . I vart och ett av dessa fall svetsströmförsörjningen ansluten till svetsutrustningen genom kablar och slangar. Processen är i allmänhet begränsad till stål med låg kolekvivalent , särskilt på större djup, på grund av väte-orsakad sprickbildning .
Våtsvetsning med stickelektrod görs med liknande utrustning som används för torrsvetsning, men elektrodhållarna är konstruerade för vattenkylning och är kraftigare isolerade. De kommer att överhettas om de används utanför vattnet. En konstantströmsvetsmaskin används för manuell metallbågsvetsning. Likström används och en kraftig isoleringsbrytare är installerad i svetskabeln vid ytkontrollpositionen, så att svetsströmmen kan kopplas bort när den inte används. Svetsaren instruerar ytoperatören att skapa och bryta kontakten efter behov under proceduren. Kontakterna ska endast vara stängda under faktisk svetsning och öppnas vid andra tillfällen, särskilt vid byte av elektroder.
Den elektriska ljusbågen värmer upp arbetsstycket och svetsstaven, och den smälta metallen överförs genom gasbubblan runt bågen. Gasbubblan bildas delvis av sönderdelning av flussmedelsbeläggningen på elektroden men den är vanligtvis förorenad till viss del av ånga. Strömflöde inducerar överföring av metalldroppar från elektroden till arbetsstycket och möjliggör positionssvetsning av en skicklig operatör. Slaggavsättning på svetsytan hjälper till att bromsa nedkylningshastigheten, men snabb nedkylning är ett av de största problemen med att producera en kvalitetssvets.
Faror och risker
Riskerna med undervattenssvetsning inkluderar risken för elektriska stötar för svetsaren. För att förhindra detta måste svetsutrustningen vara anpassningsbar till en marin miljö, ordentligt isolerad och svetsströmmen måste kontrolleras. Kommersiella dykare måste också överväga de arbetssäkerhetsproblem som dykare möter, framför allt risken för tryckfallssjuka på grund av det ökade trycket från andningsgaser . Många dykare har rapporterat en metallsmak som är relaterad till den galvaniska nedbrytningen av tandamalgam . Det kan också finnas långsiktiga kognitiva och möjligen muskuloskeletala effekter associerade med undervattenssvetsning.
Se även
- Oxy-fuel svetsning och skärning – Metallbearbetningsteknik med ett gasformigt bränsle och syre
externa länkar
- Health and Safety Executive - Utför forskning om långsiktiga hälsoeffekter från undervattenssvetsning.
