20.11.2018
На сегодняшний день Бельгию вполне заслужено называют одним из самых крупных поставщиков продовольственных товаров, а также...


19.11.2018
В последние годы всё большее количество люде используют для обшивки фасадной части своего жилого здания металлический сайдинг (из...


19.11.2018
Горячекатаный швеллер в последние годы считается весьма популярным типом металлического проката. Он нашёл широчайшее во многих...


19.11.2018
Участие профессионального адвоката в уголовном производстве в настоящий момент считается важнейшим условием для того, чтобы моно...


19.11.2018
Наличие надежных дверных замков в рабочем состоянии — залог того, что квартира и все ее имущество останутся целыми. Это защита от...


17.11.2018
Сантехнические ревизионные люки являются технологичными углублениями или же, иными словами, колодцами, где располагаются счётчики...


Подводная сварка и резка

12.07.2018
Первые опыты по подводной сварке металлическим электродом были успешно осуществлены в 1932 г. академиком АН УУраины К.К. Хреновым. В этом же году проведено испытание подводной сварки на практике. Работы К.К. Хренова явились фундаментом для дальнейшего развития подводной сварки в России. Создание новых электродов и подготовка водолазов-сварщиков обеспечили к концу 1950-х гг. применение сварки и резки металлов под водой в судоремонте, на водном транспорте, при строительстве гидротехнических сооружений. Накопленный опыт позволил реально оценить возможности мокрой подводной ручной сварки. Основным ее недостатками были значительный разброс механических и технологических характеристик сварных соединений, их низкий уровень, очень малая производительность процесса сварки. Большое влияние на качество шва оказывали квалификация и личные качества водолаза-сварщика.

На все это накладывается человеческий фактор, обусловленный необычностью условий выполнения работ и большой степенью риска для жизни водолаза-сварщика. Во время пребывания под водой водолаз должен прежде всего поддерживать свою жизнедеятельность; зачастую работы выполняются в условиях плохой видимости и интенсивного течения воды.

Начавшееся в 1960-х гг. освоение континентального шельфа потребовало создания надежного инструмента для ремонта подводных трубопроводов и платформ для добычи нефти и газа. Недостаточный уровень качества сварных соединений, выполненных мокрой сваркой обычными электродами, заставил специалистов ИЭС и зарубежных исследователей искать другие пути решения этой задачи.

В Институте электросварки начались исследования, связанные с созданием способа сварки под водой порошковой проволокой. Идея использования самозащитной порошковой проволоки, принадлежащая Б.Е. Патону, послужила началом развития в институте нового научного направления — мокрой механизированной подводной сварки. Фундаментальные исследования физических характеристик электрической дуги, горящей под водой, металлургических особенностей протекания процессов взаимодействия металла с газами в атмосфере парогазового пузыря и формирования сварного соединения завершились созданием порошковой проволоки, которая при сварке в нижнем положении обеспечивала получение швов, равнопрочных основному металлу — малоуглеродистой или низколегированной стали типов СтЗ, 09Г2, 19Г. При сохранении преимуществ ручной дуговой сварки — сравнительной простоте реализации и маневренности — применение порошковой проволоки позволило повысить уровень механических свойств металла шва, а также производительность процесса сварки.

Большой вклад в реализацию способа сварки порошковой проволокой внес коллектив ОКБ ИЭС. Под руководством В.Е. Патона здесь было спроектировано семейство полуавтоматов для подводной сварки, оригинальное конструктивное решение которых позволило отказаться от герметизации погружного контейнера. Это в значительной степени упростило конструкцию полуавтомата и облегчило его обслуживание водолазом, обеспечив возможность замены катушки с порошковой проволокой под водой на месте проведения работ. Последние модели полуавтоматов прошли успешные испытания с имитацией глубин до 500 м.

Первым серьезным испытанием нового способа послужило участие сотрудников ИЭС в 1974 г. в работах по подъему торгового судна «Моздок». В результате столкновения оно получило пробоину в борту размером 7x14 м и затонуло вблизи Одессы на глубине 34 м. Общая длина швов, выполненных под водой, составила более 230 м. После этого судно успешно подняли на поверхность.

С тех пор с использованием способа мокрой сварки порошковой проволокой проведено множество работ, связанных с ремонтом и подъемом судов, восстановлением причальных стенок и других портовых сооружений.

Наибольший объем работ с ремонтом судов на плаву был выполнен в Северном и Балтийском морях. Основные типы устраняемых повреждений — навигационные, полученные вследствие плавания во льдах или столкновения со скалами. В некоторых случаях суммарная протяженность швов, выполненных при установке заплат, превышала 100 м. После окончания ремонта все суда прошли освидетельствование Регистром и продолжили эксплуатацию.

Появление механизированного способа подводной сварки оказалось очень своевременным, особенно при освоении залежей нефти и газа в Сибири. Трубопроводы, связавшие эти месторождения с Европейской частью России, пролегли через многочисленные водные преграды. Начиная с 1970-х гг. с применением технологии подводной механизированной сварки порошковой проволокой было устранено более 70 повреждений трубопроводов с максимальным диаметром труб 1020 мм и рабочим давлением до 5 МПа.

Б.Е. Патон инициировал исследования, направленные на выполнение работ на больших глубинах — до 200 и более метров, а также в особо опасных условиях, прежде всего при наличии радиационного излучения. Создаются материалы и технологии для сварки сталей аус-тенитного класса; разрабатываются системы мониторинга процесса дуговой сварки с контролем качества в реальном режиме времени на базе использования систем искусственного интеллекта.

Многолетний опыт успешного использования подводной сварки помог в значительной степени преодолеть недоверие к ней со стороны потенциальных потребителей. Это позволило рекомендовать применение процесса при сооружении подводных металлоконструкций. Так, с помощью сварки порошковой проволокой была выполнена герметизация стыков при монтаже на плаву трех секций морской ледостойкой стационарной платформы. Масса металлоконструкции составила примерно 70 тысяч тонн, а ее габарит — 126x126x24,5 м. Суммарная длина швов составила 1800 м.

В качестве еще одного примера можно упомянуть применение подводной сварки при строительстве мостового перехода через р. Днепр в Киеве. Четыре опоры моста представляли собой забитые в дно реки 74 трубы диаметром 1400 мм. С помощью сварки закреплены на трубах бандажи и приварены к ним горизонтальные и диагональные связи — трубы диаметром 530 мм. Суммарная длина швов составила более 8000 м.

Неотъемлемым компонентом технологического процесса ремонта подводных металлоконструкций является дуговая резка. С учетом потребности ее механизации в ИЭС был разработан способ резки порошковой проволокой без дополнительной подачи кислорода в зону горения дуги. Окисление металла происходит за счет кислорода, выделяющегося в дуге из компонентов шихты. Применение порошковой проволоки позволило повысить производительность процесса и расширить его применение на резку нержавеющих сталей и цветных металлов и сплавов.

Разработанная технология механизированной резки оказалась востребованной при очистке русел рек, прибрежной морской зоны и акватории портов от затонувших суден, а также при проведении аварийно-спасательных операций. География работ, выполненных с участием сотрудников ИЭС, охватывает весь бывший Советский Союз — от резки танкера «Людвиг Свобода» в порту г. Вентспилс на Балтике до подъема атомной подводной лодки у берегов Камчатки, от демонтажа портовых сооружений на острове Диксон в Карском море до ремонта нефтяных платформ в г. Баку на Каспии.

Потенциал подводной сварки и резки далеко не исчерпан, а возможность роботизации этих способов делает их незаменимыми при работах на больших глубинах и в условиях, опасных для жизни водолаза. Это направление дуговой сварки плавлением является приоритетным в Институте электросварки им. Е.О. Патона.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: