Данный вид сваривания применяется в различных сферах:
- строительство гидротехнических сооружений;
- ремонтные работы судов;
- постройка специальных технических конструкций;
- прокладка трубопроводов;
- возведение причалов и портовых сооружений;
- построение платформ, буровых вышек, дамб.
В статье мы рассмотрим технологические особенности такого уникального явления как сварка под водой.
Подводная сварка: виды
Сварка металла под водой может выполняться несколькими способами. Их также можно разделить на два вида, значительно различающихся с технологической точки зрения: сухая и мокрая сварка.
Первая категория подразумевает использование специального оборудования. Данное оснащение создает условия, при которых исполнитель имеет возможность применять аппараты и материалы, эксплуатирующиеся на суше. Сюда можно отнести подводные камеры, боксы, отсеки, колокола.
Мокрая сварка представляет собой осуществление соединения непосредственно в водной среде. В данном случае и рабочий объект, и сварщик находятся в той же стихии. Здесь в качестве дополнительных приспособлений выступают электроды для сварки под водой и оборудование, а также знания и опыт исполнителя.
При данной технологии применяется дуговое сваривание из-за его распространения среди специалистов. При проведении работ на глубине сварочная дуга выделяет большое количество тепловой энергии и испаряет воду вокруг себя. Это позволяет создавать некую сферу, заполненную газом. В этой сфере дуга продолжает стабильно гореть, даже несмотря на давление.
Преимущества: экономия времени; отсутствие больших финансовых затрат; специалисту гарантирована свобода передвижения. Недостаток – качество шва значительно ниже, чем при сварке в сухой среде.
Данный вид также имеет разделение на два подвида:
1. Полуавтоматическая сварка. Специалист вручную корректирует направление механической подачи электродной проволоки. Достоинства: длительность, непрерывность и лучшая видимость процесса, отсутствие обмазки у проволоки позволяет лучше контролировать формирование шва, что обеспечивает более аккуратное и ровное соединение, а также позволяет исключить образование пор и появление вкраплений.
2. Ручная сварка. Исполнитель применяет электроды для подводной сварки и мобильное сварочное оборудование, для работы в труднодоступных местах. Для проведения такого сложного процесса используются специальные, разработанные и адаптированные под тяжелые условия материалы. Электроды для сварки в воде имеют водонепроницаемое покрытие, представляющее собой пленку. Состав обмазки дополнен следующими элементами: смолы, парафин и целлулоидный лак. Данные составы не позволяют покрытию раскисать от воздействия воды, а также создают защитный слой.
Технология мокрой сварки используется чаще, чем метод сухой сварки. Второй способ менее популярен по нескольким причинам:
- внушительные финансовые затраты;
- продолжительное время для сооружения и подготовки дополнительного оборудования.
Однако, технология подводной сварки сухим способом имеет главное достоинство – качество шва находится на таком же высоком уровне, как и соединение, произведенное на суше.
Сухая сварка имеет несколько подвидов:
1. Сварка в глубокоподводной камере (кессон/водолазный колокол). Данная технология подразумевает погружение камеры под воду. Кессон герметично закрепляется вокруг рабочей зоны. Исполнитель производит соединение внутри конструкции, в которой путем наполнения её газом и вытеснения воды поддерживается атмосферное давление. Достоинства: сухая среда гарантирует качественный шов; постепенное остывание металл обеспечивает хорошие показатели ударной вязкости.
Видео
Вот как это может выглядеть, посмотрите ролик.
[ads-pc-2][ads-mob-2]
2. Соединение производится в мобильном сухом боксе (гипербарическая сварка/гидросварка). Гидробокс должен быть полностью или частично изготовлен из прозрачного материала, а также должен плотно прилегать к рабочей зоне и обеспечивать герметичность. В боксе поддерживается газовая среда, которая вытесняет воду. Основание бокса является открытым для ввода сварочной головки. Прозрачные стенки позволяют исполнителю контролировать процесс.
Техника безопасности
Вода создает множество проблем не только для сварки, но и для здоровья самого сварщика. Ведь прямой контакт с электрическим током никогда не заканчивается хорошо. Поэтому для подводной сварки можно использовать только то оборудование, что защищено от воды по международному стандарту.
Также сварщик должен учитывать, что ему придется быть и сварщиком, и водолазом одновременно. А у водолазов есть свои профессиональные болезни. Самая распространенная — кессонная болезнь, когда вдыхаемый в большом количестве газ из баллона может привести к блокировке кровотока. Чтобы этого избежать нужно применять особые методики подъема со дна на сушу, при которых достигается декомпрессионный эффект.
Особенности сварки под водой
Сваривание, выполняемой под толстым слоем воды, является трудным и опасным занятием для исполнителя. Сварщик полностью находится в токопроводящей среде. Организм испытывает перегрузки из-за давления жидкости. Также данная процедура имеет ряд других особенностей. Ознакомившись с этими специфическими характеристиками, будет понятно как варят под водой сваркой различные конструкции:
сварочная дуга сложно разжигается электродом из-за присутствия коррозии на металле и из-за плотности воды;- на стенки сферы, которую образует дуга, со значительной силой давит водная среда. Благодаря этому швы имеют глубокое проплавление.
- соединение обретает грубую чешуйчатую структуру из-за давления и достаточно быстрого охлаждения металла;
- испаряющиеся газы вспенивают воду и нарушают видимость, поэтому частым дефектом является смещение центра шва;
- полученные соединения характеризуются невысокой ударной вязкостью;
- вертикальные швы следует формировать “сверху-вниз” из-за силы притяжения;
- сваривание под водой отличается применением повышенных режимов тока.
https://youtu.be/-HsT2aJBGaI
Сварочные работы под водой следует осуществлять постоянным напряжением, чтобы дуга горела стабильнее. Сила тока должна быть выше, чем при сваривании на суше.
Оптимальными параметрами для работы с электродами 4-5 мм. являются 200-250 А.
Напряжение при подводных сварочных работах не должно превышать 35 В. Данная мера гарантирует безопасность специалиста.
[ads-pc-3][ads-mob-3]
Материалы и оборудование
Силовое оборудование для сварки под водой – трансформаторы, преобразователи – могут ничем не отличаться от применяемых для обычной сварки. Исключение составляют конструкции, работа которых предусмотрена на большой глубине. Иногда изменена система охлаждения таких аппаратов.
Шланги и кабели
Шланги и кабели необходимо тщательно подбирать и проверять их целостность. Это необходимость обусловлена как требованиями электробезопасности, так и технологией производства работ.
Сварка очень часто проводится в морской воде, содержание солей в которой высоко. Такая вода является хорошим проводником электричества, поэтому при негерметичных кабелях возможна его утечка, что может оказать отрицательное воздействие на качество дуги.
Скафандр
Очевидно, что для защиты сварщика необходимо подводное снаряжение. Для работы на большой глубине костюм или скафандр может быть металлическим. Здесь кроется очередной подвох.
В соленой воде дуга может загореться на приличном расстоянии от металла, даже не касаясь его. А так как в воде может установиться положительная проводимость между свариваемой деталью и скафандром сварщика, то при небольшом расстоянии между электродом и скафандром может возникнуть разряд.
Электроды и проволока
Отдельного внимания заслуживают электроды для подводной сварки. Они должны быть выполнены из материала, не подверженного воздействию воды. Сварка под водой производится электродами из малоуглеродистой стали.
Обмазка покрывается специальными составами, препятствующими ее разрушению длительное время, создавая на поверхности водонепроницаемый слой.
В качестве таких составов могут применяться парафин, воск, растворенный в ацетоне целлулоид. Диаметр электродов для подводной сварки 4-6 миллиметров. Существуют специальные марки – Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-08Г2.
При сварке полуавтоматом используется сварочная проволока следующих марок – СВ-08Г2С, ППС-АН1.
Затрудненные условия производства работ требуют правильной организации рабочего места, и соблюдения всех мер безопасности. Рабочее место должно быть выбрано таким образом, чтобы волны и течения не оказывали помех сварщику.
Рядом с местом работ не должно быть плавающих незакрепленных предметов. Смена электродов должна производиться только при выключенном питании.
Соблюдение всех правил и технологии подводных сварочных работ позволит получить отличные результаты при устройстве и ремонте гидросооружений, судов, монтаже подводного оборудования.
Технология подводной сварки
Метод мокрой сварки наиболее популярен из-за экономии финансовых и временных ресурсов. Данная технология основана на возможности сварочной дуги гореть в подводной газовой сфере. Работа сварщика проходит поэтапно:
- электрод, закрепленный в электрододержателе, находится в руках у исполнителя;
- сварщик “ведет” электрическую дугу движениями руки, тем самым производя процедуру соединения;
- при сгорании прутка процесс останавливается;
- новый стержень закрепляется в держателе;
- затем сваривание возобновляется.
Преимущества:
- отсутствие необходимости в дополнительных устройствах;
- специалист получает большую свободу перемещений;
- оперативность проведения работ.
Недостатки:
- невысокая производительность;
- присутствие значительного количества газовой фазы и механической взвести затрудняет визуальный контроль за процессом сваривания;
- полученные соединения отличаются неоднородностью.
Дистилляция
В ходе дистилляции морская вода нагревается за счет различных видов энергии. Молекулы воды имеют большую подвижность, чем ионы растворенных солей, легче переходят в газовую фазу (испаряются), которая удаляется с последующим конденсированием из неё чистой воды.
В ходе данного процесса энергия затрачивается как на переход воды в газовую фазу, так и на переводы газовой фазы в жидкую.
Снижение необходимого для испарения количества подводимого тепла можно получить, используя метод вакуумной дистилляции, который отличается от классической схемы разряжением, создаваемым в испарителе. Температура закипания воды при понижении давления снижается, что обеспечивает снижение энергозатрат и повышение КПД установки в целом.
Для более полного использования тепловой энергии используют процесс многоступенчатой дистилляции (флеш дистилляции), в ходе которого испарение происходит в разряженной среде, а тепловая энергия используется максимально (утилизация тепла, уносимого потоком сконденсированной воды).
Данная технология позволяет более эффективно использовать энергию, т. к. при снижении давления газовой фазы над жидкой снижается температура кипения последней, а движение потоков продуктов противотоком позволяет минимизировать унос тепла как с очищенной водой, так и отводимым остатком.
Другим вариантом проведения процесса очистки при испарении/конденсации воды является термокомпрессионная дистилляция. При реализации данного метода очистки исходная вода переводится в газообразное состояние за счет энергии, выделяемой при конденсации воды очищенной. Для этого перешедшую в пар воду из испарителя откачивают специальным компрессором, который так же служит для создания повышенного давления пара в конденсаторе.
Благодаря разнице давлений в испарителе и конденсаторе выделяемой при конденсации (при повышенном давлении) энергии достаточно для перевода в газовую фазу исходной воды (при пониженном давлении) и практически не требуется расходовать стороннюю энергию для осуществления такого перехода.
Сварка по воде
Сваривание труб – ответственный и сложный процесс, который подразумевает, что данные конструкции будут работать длительное время. Поэтому все соединения должны быть выполнены качественно, с соблюдением всех требований:
- выдерживание уклонов для естественного движения теплоносителя;
- следует оставлять достаточное расстояние между свариваемыми трубами и стенами. Это обеспечивает удобство и комфорт для исполнителя;
- для гарантии герметичности выполняется несколько проходов.
Однако, несмотря на выполнение всех перечисленных правил, может возникнуть необходимость в сварочных работах на уже функционирующем трубопроводе.
Сваривание подобного рода осложняется присутствием жидкости в трубах, которые к тому же находятся под давлением.
Особенности сварки трубопроводов, находящихся под давлением:
- напор жидкости остужает сварочную ванну, что мешает сцеплению основного и наплавленного металла;
- “прикосновение” жидкости к горячему металлу приводит к образованию пара, который мешает специалисту видеть рабочую зону;
- при работе с потолочными стыками, вода стекает на сварщика. Рукавицы и маска намокают, при этом исполнитель прикасается к свариваемому изделию. Все это может привести к небольшим ударам тока. Работать в таких условиях крайне неудобно.
Видео
Предлагаем посмотреть ролик, в котором профессионал-ремонтник делится опытом с новичками.
Сила тока при сварке с присутствием жидкости должна быть выше обычной. Для сваривания подойдут электроды марки УОНИ-13/55. Перед проведением работ материалы следует прокалить, а рабочую поверхность прогреть горелкой. Рекомендуем также посмотреть электроды для сварки труб, легче будет варить рутиловыми.
Выбор вида напряжения зависит от личных предпочтений исполнителя. Переменный ток способствует стабильности дуге и он хорошо проявляет себя при сварке в подобных условиях. Но качество соединения хуже. Постоянный ток менее устойчив при работе во влажной среде, но степень проникновения расплавленного металла выше. [ads-pc-4][ads-mob-4]
Полуавтоматический способ
В силу того, что во время сварки в воде присутствует большое количество водорода, шов получается пористым. Одновременно отрицательное действие оказывает усиленное охлаждение материала водой.
Шов получается хрупким, неустойчивым на изгиб. Для получения удовлетворительного результата приходится при расчете конструкций учитывать большой запас прочности и надежности.
Сварка под водой в среде аргона не дает ощутимого эффекта, так как лишь немного снижает содержание водорода в шве.
Хороший результат дает применение полуавтоматической сварки с применением порошковой проволоки. Она имеет меньший диаметр, чем электрод.
При сварке полуавтоматом можно организовать постоянную и непрерывную механизированную подачу проволоки, что в сочетании с применением неплавящихся электродов позволит получить однородные швы большой длины.
Сварочная проволока не имеет покрытия, и поэтому контролировать процесс сварки под водой становится легче.
Электроды для подводной сварки
На рынке представлено несколько марок соответствующих сварочных материалов. Отечественные и зарубежные производители предлагают клиентам следующие электроды:
Сварочные электроды ОЗС-3
ОЗС-3 подходят для работы с ответственными конструкциями из углеродистых сталей. Достоинства: высокая производительность сварки; допускается соединение окисленных поверхностей.
ЭПС-52 предназначены для ремонта судовых конструкций из сталей марок типа СХЛ-4 и МС-1.
АНО-1 используются для сваривания конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Рекомендуется применять данную марку при работе с толстолистовым металлом.
МГМ-50К подходят для обработки поверхностей, неочищенных от ржавчины и других загрязнений.
Электроды ЦМ-7С применяются для сваривания стыковых, тавровых и нахлесточных соединений.
Востребованной категорией является продукция американской компании Broco. Производитель предлагает две группы материалов для подводной сварки: EasyTouch и SofTouch. Популярной маркой является UW/EZ-2. Данные электроды предназначены для сваривания углеродистых неконструкционных сталей.
Какой подводный электрод является лучшим для проведения конкретных работ, каждый исполнитель сможет решить самостоятельно.
Область применения
Методика подводной сварки используется:
- при возведении мостов;
- для быстрого ремонта трубопроводов, проложенных по дну водоемов;
- во время аварийных ситуаций на нефтяных платформах, гидротехнических сооружениях, дамбах;
- когда нужно срочно восстановить целостность судовых гребных винтов, обшивки корабля после повреждений.
Технология разрабатывалась для оперативных действий в боевой обстановке, но сейчас все чаще применяется в мирных целях.
Зарплата подводного сварщика
По информации сайта www.proprof.ru минимальная заработная плата сварщика в России в 2016 году составила 20 тысяч рублей, средняя – 49 тысяч рублей. Зарплата зависит от разряда специалиста, а также от его навыков. Кроме этого, оклад может разниться в зависимости от региона и места трудоустройства.
В Москве минимальная величина дохода специалиста данной профессии составляет 30 тысяч рублей, средняя – 60 тысяч.
Одна из причин для выбора специальности подводный сварщик – зарплата, которая будет носить фиксированный и стабильный характер. Размер заработной платы колеблется в границах от 90 до 110 тысяч рублей. Данный показатель является средним по России. На эту величину влияют основные факторы: разряд и навыки исполнителя, регион работы, известность и масштаб компании.
Один из самых сложных и опасных видов сварочных работ – подводная сварка, зарплата специалистов данной профессии наглядно это демонстрирует.
Производитель
Созданием и усовершенствованием данного устройства занимается — один из лидеров отечественного научно-технического рынка. Свою деятельность компания осуществляет с 2001 года и за это время добилась значительных успехов в производстве мобильных плазменных комплексов.
На сегодняшний день продает «Горыныч» в 11 стран мира и число заказов увеличивается год от года. Официально приобрести это устройство можно у девяти дилеров в России и в странах СНГ. Кроме продажи дилеры осуществляют сервисное и гарантийное обслуживание в случае необходимости, а также занимаются распространением сопутствующих товаров.
Обучение
Профессия подводного сварщика имеет множество рисков и трудностей. Мастер должен обладать определенным набором навыков и знаний, а также уметь тщательно соблюдать технику безопасности. Чтобы стать экспертом в данной отрасли нужно получить диплом по специальности “сварщик” и “технический дайвер” в техническом училище. Затем желающие получить специальность “подводная сварка”, обучение проходят в специализированных центрах по подготовке кадров.
После получения этих специализаций, а также приобретения профессиональной базы, можно будет продолжить образование в школе подводных сварщиков. Курсы в школах имеют различную продолжительность, варьирующуюся в значительных величинах. После этого мастер сможет работать по приобретенной специальности.
Курсы подводной сварки
Опыт и знание в сфере подводной сварки можно получить во многих учреждениях: учебные центры; водолазные школы; центры по подготовке специалистов; компании, работающие в соответствующей отрасли. Продолжительность курсов может варьироваться от 2 недель до 2 лет. В зависимости от длительности обучения, будущий сварщик получает знания различного масштаба и глубины. В краткий курс входят лекции по следующим темам: охрана труда, техника безопасности, основы сварочных процессов. Оптимальным вариантом будет наличие теоретических и практических занятий.
Наиболее востребованы курсы подводной сварки в Санкт-Петербурге. Это способствует наличие крупных судостроительных предприятий. Обучение предоставляют следующие учреждения:
ПОУ “СПб Морская школа РО ДОСААФ России СПб” предлагает курсы по обучению специалистов подводной резки и сварки для водолазов 6-7 разрядов. Группы по 6-12 человек. Количество часов – 101. По окончанию обучения выдаются документы российского образца.
Учебно-тренировочный центр ФБУ “Морспасслужба Росморречфлота” (Москва) предлагает курс подготовки “Водолаз сварщик-резчик”. Количество часов – 210.
ООО «ДОНПОДВОДСТРОЙМОНТАЖ» (Ростов-на-Дону) предлагает курс “Подготовка водолазов сварщиков-резчиков”. Детали следует уточнять у специалистов компании.
