水下焊接的分类及施工工艺安全措施
发布时间:2014-11-27   浏览:17721  
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   一  1.1 水下焊接分类
般都从水下焊接所处的特殊环境大体上分为 3 类:湿法水下焊接、干法水下焊接和局部干法水下焊接。但随着水下焊接技术的发展,又出现了一些新的水下焊接方法,如水下螺柱焊接,水下爆炸焊接,水下电子束焊接和水下铝热剂焊接等。
 
  1.2 水下焊接特点 
    (1) 水下环境对焊接过程的影响 水下环境使得焊接过程比陆上焊接复杂得多,除焊接技术本身外,还涉及到潜水作业技术等诸多因素。
     1) 能见度差 由于水对光线的吸收、反射、及折射等作用,使光线在水中的传播能力显著减弱,只及在大气中的千分之一左右。采用湿法水下焊接或国外通常用的局部干法焊接时, 电弧周围产生气泡的影响,潜水焊工很难看清焊接熔池状态,妨碍了焊接技术的正常发挥。
    2) 急冷效应 海水的热传导系数较高,约为空气的 20 倍左右。即使是淡水,其热传导系数也为空气的个几倍。若采用湿法或局部干法水下焊接时,被焊工件直接处在水中,水对焊缝的急冷效应极明显,容易产生高硬度的淬硬组织。只有采用干法焊接时,才能避免急冷效应。
    3) 增加了焊缝含氢量 湿法水下焊接时,电弧周围的水被电弧热分解产生大量的氢和氧,使电弧气氛中φ(H) 高达 62 %~ 82 %,则熔池中溶解或吸附大量的氢。致使焊缝金属含氢量达 20 ~ 70mL / 100g 的范围内,高于陆上焊接的数倍 。 高压干法水下焊接时,虽然工件不直接处在水中,但电弧气氛压力高,氢的溶解度大,也比陆上相同焊接方法焊接的焊缝含氢量高 。只有常压干法水下焊接与陆上焊接相似。
介绍:水下焊接水下焊接与切割是水下工程结构的安装、维修施工中不可缺少的重要工艺手段。它们常被用于海上救捞、海洋能源、海洋采矿等海洋工程和大型水下设施的施工过程中。
 
水下焊接方法
水下焊接有干法、湿法和局部干法三种。
(一)干法焊接
这是采用大型气室罩住焊件、焊工在气室内施焊的方法,由于是在干燥气相中焊接,其安全性较好。在深度超过空气的潜入范围时,由于增加了空气环境中局部氧气的压力,容易产生火星。因此应在气室内使用惰性或半惰性气体。干法焊接时,焊工应穿戴特制防火、耐高温的防护服。
与湿法和局部干法焊接相比,干法焊接安全性最好,但便用局限性很大,应用不普遍。
(二)局部干法焊接
局部干法是焊工在水中施焊,但人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法,其安全措施与湿法相似。
由于局部干法还处于研究之中,因此使用尚不普遍。.320-
(三)湿法焊接
湿法焊接是焊工在水下直接施焊,而不是人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法。
电弧在水下燃烧与埋弧焊相似,是在气泡中燃烧的。焊条燃烧时焊条上的涂料形成套筒使气泡稳定存在,因而使电弧稳定,如图8-1所示。要使焊条在水下稳定燃烧,必须在焊条芯上涂一层一定厚度的涂药,并用石蜡或其他防水物质浸渍的方法,使焊条具有防水性。气泡由氢、氧、水蒸气和由焊条药皮燃烧产生的气泡;浑浊的烟雾生的其他氧化物。为克服水的
冷却和压力作用造成的引弧及稳弧困难,其引弧电压要高于大气中的引弧电压,其电流较大气中焊接电流大15%~20%。
水下湿法焊接与干法和局部干法焊接相比,应用最多,但安全性最差。由于水具有导电性,因此防触电成为湿法焊接的主要安全伺题之一。
 
水下焊接与切割的事故原因
水下焊接与切割的致险因素的特点是:电弧或气体火焰在水下使用,它与在大气中焊接或一般的潜水作业相比,具有更大的危险性。
水下焊接与切割作业常见事故有:触电、爆炸、烧伤、烫伤、溺水、砸伤、潜水病或窒息伤亡。事故原因大致有以下几点:
(1>沉到水下的船或其他物件中常有弹药、燃料容器和化学危险品,焊割前未查明情况贸然作业,在焊割过程中就会发生爆炸。
(2)由于回火和炽热金属熔滴烧伤、烫伤操作者,或烧坏供气管、潜水服等潜水装具而造成事故。
(3)由于绝缘损坏或操作不当引起触电。
(4)水下构件倒塌发生砸伤、压伤、挤伤甚至死亡事故。
(5)由于供气管、潜水服烧坏,触电或海上风浪等引起溺水事故。
 
 
水下焊接与切割安全措施
(一)准备工作
水下焊接与切割安全工作的一个重要特点是:有大量、多方面的准备工作,一般包括下述几个方面:
(1)调查作业区气象、水深、水温、流速等环境情况。当水面风力小于6级、作业点水流流速小于0. 1 ^} 0. 3m/s时,方可进行作业。
(2)水下焊割前应查明被焊割件的性质和结构特点,弄清作业对象内是否存有易燃、易爆和有毒物质。对可能坠落、倒塌物体要适当固定,尤其水下切割时应特别注意,防止砸伤或损伤供气管及电缆。
<3)下潜前,在水上,应对焊、割设备及工具、潜水装具,供气管和电缆、通讯联络工具等的绝缘、水密、工艺性能进行检查试验。氧气胶管要用1. 5倍工作压力的蒸汽或热水清洗,胶管内外不得粘附油脂。气管与电缆应每隔.5m捆扎牢固,以免相互绞缠。入水下潜后,应及时整理好供气管、电缆和信号绳等,使其处于安全位置,以免损坏。
(4)在作业点上方,半径相当于水深的区域内,不得同时进行其它作业。因水下操作过程中会有未燃尽气体或有毒气体逸出并上浮至水面,水上人员应有防火准备措施,并应将供气泵置于上风处,以防着火或水下人员吸入有毒气体中毒。
(5)操作前,操作人员应对作业地点进行安全处理,移去周围的障碍物。水下焊割不得悬浮在水中作业,应事先安装操作平台,或在物件上选择安全的操作位置,避免使自身、潜水装具、供气管和电缆等处于熔渣喷溅或流动范围内。
(6)潜水焊割人员与水面支持人员之间要有通讯装置,当一切准备工作就绪,在取得支持人员同意后,焊割人员方可开始作业。
(7)从事水下焊接与切割工作,必须由经过专门培训并持有此类工作许可证的人员进行。
 
 
防火防爆安全措施
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(1)对储油罐、油管、储气罐和密闭容器等进行水下焊割时,必须遵守燃料容器焊补的安全技术要求。其他物件在焊割前也要彻底检查,并清除内部的可燃易爆物质。
(2)要慎重考虑切割位置和方向,最好先从距离水面最近的部位着手,向下割。这是由于水下切割是利用氧气与氢气或石油气燃烧火焰进行的,在水下很难调整好它们之间的比例。有未完全燃烧的剩余气体逸出水面,遇到阻碍就会在金属构件内积聚形成可燃气穴。凡在水下进行立割,均应从上向下移,避免火焰经过未燃气体聚集处,引起燃爆。
(3)严禁利用油管、船体、缆索和海水作为电焊机回路的导电体。
(4)在水下操作时,如焊工不慎跌倒或气瓶用完更换新瓶时,常因供气压力低于割炬所处的水压力而失去平衡,这时极易发生
回火。因此,除了在供气总管处安装回火防止器外,还应在割炬柄与供气管之间安装防爆阀。防爆阀由逆止阀与火焰消除器组成,前者阻止可燃气的回流,以免在气管内形成爆炸性混合气,后者能防止火焰流过逆止阀时,引燃气管中的可燃气。
换气瓶时,如不能保证压力不变,应将割炬熄灭,换好后再点燃,或将割炬送出水面,等气瓶换好后再送下水。
(5)使用氢气作为燃气时,应特别注意防爆、防泄漏。
(6)割炬点火可以在水上点燃带入水下,或带点火器在水下点火,前者带火下沉时,特别在越过障碍时,一不留神有被火焰烧伤或烧坏潜水装具的危险,在水下点火易发生回火和未燃气体数量增多,同样有爆炸的危险,应引起注意。
(7)防止高温熔滴落进潜水服的折迭处或供气管,尽量避免仰焊和仰割,烧坏潜水服或供气管。
(8)不要将气割用软管夹在腋下或两腿之间,防止万一因回火爆炸、击穿或烧坏潜水服,割炬不要放在泥土上,防止堵塞,每日工作完用清水冲洗割炬并凉干。
(1)焊接电源须用直流电,禁用交流电。因为在相同电压下通过潜水员身体的交流电流大于直流电流。并且与直流电相比,交流电稳弧性差,易造成较大飞溅,增加烧损潜水装具的危险。
(2)所有设备、工具要有良好的绝缘和防水性能,绝缘电阻不得小于1M。。为了防海水、大气盐雾的腐蚀,需包敷具有可靠水密的绝缘护套,且应有良好的接地。
(3)焊工要穿不透水的潜水服,戴干燥的橡皮手套,用橡皮包裹潜水头盔下领部的金属钮扣。潜水盔上的滤光镜铰接在盔外面,可以开合,滤光镜涂色深度应较陆地上为浅。水下装具的所有金属部件,均应采取防水绝缘保护措施,以防被电解腐蚀或出现电火花。
(4)更换焊条时,必须先发出拉闸信号,断电后才能去掉残余的焊条头,换新焊条,或安装自动开关箱。焊条应彻底绝缘和防水,只在形成电弧的端面保证电接触。
(5)焊工工作时,电流一旦接通,切勿背向工件的接地点、把自己置于工作点与接地点之间,而应面向接地点,把工作点置于自己与接地点之间,这样才可避免潜水盔与金属用具受到电解作用而致损坏。焊工切忌把电极尖端指向自己的潜水盔,任何时候都要注意不可使身体或工具的任何部分成为电路。



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