管道水下焊接是在水下環境中對管道進行連接或修復的技術,以下是關于它的詳細介紹:
主要方法
濕法焊接:焊工在水下直接施焊,電弧在水下氣泡中燃燒。焊條需涂藥并做防水處理,引弧電壓高于大氣中引弧電壓,電流比大氣中焊接電流大 15%-20%。其設備簡單、投資少、操作靈活,但焊縫質量較差、安全性低,是應用最多的水下焊接方法。
局部干法焊接:焊工在水中施焊,通過擋水罩等裝置將焊接區周圍的水排開,使焊接電弧與焊縫處于無水狀態。設備相對簡單,受到研究與生產部門的重視,但目前使用尚不普遍,一般作業深度有限。
干法焊接:采用大型氣室罩住焊件,焊工在氣室內施焊。由于在干燥氣相中焊接,安全性好,但設備復雜、成本高、使用局限性大,應用不普遍,是焊接質量好的一種水下焊接方法。
面臨挑戰
可見度差:水對光的吸收、反射和折射作用強,光在水中傳播時減弱快,且焊接時電弧周圍產生大量氣泡和煙霧,導致水下可見度低,增加了操作難度。
焊縫含氫量高:水下電弧會使周圍水產生熱分解,導致溶解到焊縫中的氫增加,容易引起裂紋,影響焊接接頭質量。
冷卻速度快:海水熱傳導系數高,是空氣的 20 倍左右,水對焊縫的急冷效果明顯,容易產生高硬度淬硬組織。
壓力影響:隨著壓力增加,電弧弧柱變細,焊道寬度變窄,焊縫高度增加,電離難度增加,電弧電壓升高,穩定性降低,飛濺和煙塵增多。
安全措施
一般安全措施
作業環境調查:作業前需調查作業區氣象、水深、水溫、流速等環境情況,水面風力小于 6 級、作業點水流流速小于 0.1-0.3m/s 時方可作業。
設備檢查:下潛前,在水上應對焊割設備及工具、潛水裝具、供氣管和電纜、通訊聯絡工具等的絕緣、水密、工藝性能進行檢查試驗。
安全位置選擇:水下焊割不得懸浮在水中作業,應事先安裝操作平臺,或在物件上選擇安全的操作位置,避免使自身、潛水裝具、供氣管和電纜等處于熔渣噴濺或流動范圍內。
防火防爆安全措施
可燃物質處理:對儲油罐、油管、儲氣罐和密閉容器等進行水下焊割時,必須遵守燃料容器焊補的安全技術要求,其他物件在焊割前也要底檢查,并清除內部的可燃易爆物質。
切割方向選擇:要慎重考慮切割位置和方向,最好先從距離水面最近的部位著手,向下割,避免火焰經過未燃氣體聚集處,引起燃爆。
防止回火:除在供氣總管處安裝回火防止器外,還應在割炬柄與供氣管之間安裝防爆閥。
防觸電安全措施
電源選擇:焊接電源須用直流電,禁用交流電,且空載電壓一般在 50-80V 之間。
絕緣保護:所有設備、工具要有良好的絕緣和防水性能,絕緣電阻不得小于 1MΩ,且應有良好的接地。
個人防護:焊工要穿不透水的潛水服,戴干燥的橡皮手套,用橡皮包裹潛水頭盔下領部的金屬鈕扣。
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