دانلود مقاله جوشکاری زیر آب

بخشی از مقاله

جوشكاري زير آب

مقدمه
اين امر كه قوس (كان) برتي (الكتريكي) مي تواند بكار گرفته شود بيش از 100 سالاست كه شناخته شده (معلوم شده) است.
اولين جوشكاري زير آب توسط نيروي دريايي انگلستان در تعميرگاه كشتي براي تعمير نشست كشتي ها كه زير لوله آب قرار داشت انجام شد.
جوش كاري زير آب يك دستگاه و وسيله مهم براي كارهاي ساختماني زير آب مي‌باشد. در سال 1946، الكترودهاي ضد آب مخصوصي در هلند توسط ون ديروانگينسن بوجود آمدند. در سالهاي اخير تعدادي از ساختمانهاي دور از ساحل شامل لوازم حفاري نفتي. خطوط لوله و سكوها بطور قابل توجهي نصب شدند. تعدادي از اين ساختمانها نتيجه شكست موفقيت اين وسائل در طول بهره برداري معمولي يا در طول حوادث غير مترقبه نظير طوفان ها تصادفات بودند. هرگونه تعميري نيازمند استفاده از جوشكاري زير آب خواهد بود.
طبقه بندي

جوشكاري زير آب مي تواند بصورت زير طبقه بندي شود:
1- جوشكاري مرطوب
2- جوشكاري خشك

در جوشكاري مرطوب جوشكاري در زير آب انجام مي شود عيناً در تماس با محل مرطوب، در جوشكاري خشك، يك اتاقك خشك در نزديكي جايي كه ديد جوشكاري شود تعبير مي گردد و جوشكار كار خود را با قرار گرفتن در آن اتاقك انجام مي دهد.

جوشكاري مرطوب:
جوشكاري مرطو نشان مي دهد كه جوشكاري زير آب مستقيماً در تماس با محيط مرطوب انجام شده است. يك الكترود مخصوص مورد استفاده قرار گرفته و جوشكاري با دست درست مثل زماني كه در يك محيط باز و هواي آزاد انجام شده است. بالا بودن سطح آزادي در محل جوشكاري مرطوب را يك متد برجسته، سودمند و اقتصادي مي سازد. مخزن سوخت جوشكاري در روي سطح دستگاه در تماس با diver و جوشكار توسط كابل شلنگ قرار گرفته است.
در جوشكاري مرطوب MMA (جوشكاري دستي قوس فلزي) استفاده مي شود.

سوخت مصرف شونده: DC
دو قطبي بودن -Vepolality
وقتي DC همراه +Vepolality استفاده مي شود، تحليل الكتريكي رخ مي دهد و باعث افساء سريع هر نوع از تركيبات فلزي در قسمت نگه داري الكترود. براي جوشكاري مربوط AC مورد استفاده قرار نمي گيرد بخاطر اينست الكتريكي و مشكلات در نگهداري از قوس زير آب منبع سوخت بايد يك ماشين روان (سريع) با ميزان 300 يا 400 آمپر شده موتور ژنراتور ماشينهاي جوش بيشتر براي استفاده در جوشكاري زير آب و محيط مرطوب بكار برده مي شوند كه دستگاه جوش بايد در كشتي قرار داده شود. جريان جوش بايد شامل يك نوع مثبت از سوئيچ باشد، معمولاً يك Knite Switch كمه بر روي سطح تعبير شده قرار دارد و توسط جوشكار- diver دستور مي گيرد.

كارد سويچ (Knite Switch) در جريان الكترود بايد قادر به قطع كامل جريان جوش باشد و اين كاري به دلايل امنيتي انجام مي شود. و نيروي جوش بايد به نگهدارنده الكترود متصل باشد فقط در طول جوشكاري.

جريان سنتيم با الكترود منفي (قطبيت مستقيم) استفاده مي شود. نگهدارنده مخصوص الكترودهاي جوشكاري با عايق اضافي در مقابل آب قرار مي گيرد. از نگهدارنده الكترود ماشين جوش زير آب به عنوان يك نوع سرپيچ براي گرفتن الكترود مورد استفاده قرار مي گيرد. اين در سايز الكترودها را تطبيق مي شد.
انواع الكترودهايي كه توسط اين طبقه بندي AWSE6013 تائيد شده اند استفاده مي‌شوند. الكترودها بايد ضد آب باشند. تمامي محلهاي اتصال بايد كاملاً عايق بندي شوند كه آب نتواند محل اتصال با قسمتهاي فلز كه نشت دارند قرار شود.
اگر عايق نشت كرد، آب سيا دارد قسمت اتصال فلز مي شود و آن قسمت هم نشت خواهد كرد و قابل دسترسي در arc نخواهد بود. به اضافه، در آنجا افساد سريع كابلهاي مسي در نقطه نسبت صورت خواهد گرفت.

Hyperbasic welbuy (جوشكاري خشك)
جوشكاري در يك اتاقك كه پوشيده شده (عايق بندي شده است) در اطراف ساختماني كه مي خواهد جوشكاري شود انجام مي شود. اين اتاقك پر شده از گاز (معمولاً هليمي كه شامل 5/0 بار اكسيژن است) در فشار متداول داغ مي باشد. آن جا مهمور مي شود در خط لوله و پر مي شود از يك گاز مخلوط هليوم و اكسيژن قابل تنفس، يا كسي بالاي محيط فشاري كه جوشكاري صورت مي گيرد. اين متد اتصالات جوش با كيفيتي عالي را توليد مي كند كه مراحل جوشكاري arc با گاز تنگستن براي اين مرحله بكار برده مي شود. منطقه زير طبقه آن محل (اتاقك) به سمت آب باز است. بدين معني كه جوشكاري در خشكي انجام مي شود اما در فشار آب ساكن آب سيا كه اتاقك را محصور كرده است.
خطرات

ريسكهاي موجود
خطر شوك الكتريكي براي جوشكار موجود است. احتياطات لازم شامل انجام عايق بندي الكتريكي مناسب براي تجهيزات جوشكاري- قطع نيروي الكتريكي بلافاصله و خاموش شدن arc محدود كردن گردش ولتاژ آزاد (SMA) MMA دستگاههاي جوش، دوم اينكه توليد هيدروژن به اكسيژن توسط arc در جوشكاري مرطوب.
احتياطات بايد براي جلوگيري از بوجود آمدن كيسه ها هوايي گاز، چاههاي هوايي گاز، كه بالقوه قابل انفجار هستند. محل مهم ديگري خطر دار زندگي يا سلامت جوشكار از نيتروژن وارد شده در خون جوشكار در طول انجام كار بدن محافظت زماني كه فشار زياد مي شود.
احتياطات شامل تعمير اضطراري هوا يا گاز، جوشكاري آماده به خدمت

Stand-by، decompressuion اتاقكها براي جلوگيري از بيهوشي ناشي از نيتروژن كه از تشكيل سطح سريع بعد از اشباع diving صورت مي گيرد.
براي ساختمانهايي كه توسط جوشكاري زير آبي جوش داده شده اند، بازديد بعدي معاينه براي جوشكاري ممكن است مشكل تر از جوشهاي مستقيم در هوا باشد. اطمينان دادن به درستي و بي نقصي اين چنين جوشهايي بسيار مشكل است و خطر اين وجود دارد كه نواقص كشف نشد باقي بمانند.

فوائد جوشكاري خشك
1- امنيت جوشكار: جوشكاري در يك اتاقك انجام مي شود. مصون از جريان اقيانوس و جانوران دريايي. محل خشك و گرمي كه بسيار خود روشن شده (نورپردازي داخل شده) و سيستم كنترل اطرافش را دارد (ECS).
2- جوش با كيفيت خوب: اين متد اين توانايي را دارد جوشي را ارائه دهد كه قابل مقايسه با جوش در فضاي باز است چرا كه آب نمي تواند در فرونشاندن هجوش موثر باشد و سطح H2 بسيار پايين تر از جوش رطوب است.

3- نشان دادن سطح: تركيبات متصل- مسير لوله، بازديد NDT و... بطور بصري قابل نمايش مي باشند.
4- آزمايش ضد تخريب (NDT): اين نوع تست (NDT) نيز توسط محيط اتاقك تسهيل مي شود.
ضررهاي جوشكاري خشك
1- اتاقك جوشكاري نياز به كميت زيادي از تجهيزات پيچيده و پشتيباني فراوان از آن تجهيزات بر روي سطح. اين اتاقك بي نهايت پيچيده است.
2- قيمت اين اتاقك به نهايت بالاست و با عمق زياد مي شود. كار در محل عميق روي اتاقك جوش تاثير مي گذارد. در اعماق بسيار ژرف arc منقبض مي شود و نياز به ولتاژ بالاتري مي باشد. اين مرحله حدودً 000/80 دلار بر يك يك كارتك جوش هزينه دارد. و از يك اتاقك براي كارگيري نمي توان استفاده كرد اگر مختلف باشند.

فوائد جوشكاري مرطوب
جوشكاري زير آب (MMA) در حال حاضر بصورت گسترده اي در طول چند سال در تعمير سكوهاي دور از ساحل سد استفاده است. فوائد برش مرطوب به قرار زير باشد.
1- قابل تعمير بودن و قيمت پايين جوش مرطوب اين متد را بسيار دلخواه كرده است.
2- مسئله ديگر سرعت آن مي باشد كه كار بسيار سريع انجام مي شود.
3- نسبت به جوش خشك از هزينه كمتري برخوردار است.
4- جوشكار با اين نوع جوش مي تواند جاهايي را از سكو جوش و هر كدام متدهاي ديگر قابل اجرا نيست.
5- هيچ محفظه اي نياز نيست و هيچ وقتي هم تلف نمي شود. ماشين جوش استاندار و بسيار قابل دسترسي و تجهيزات مورد استفاده قرار مي گيرند.

ضررهاي جوشكاري مرطوب
1- هر چند كه جوشكاري مرطوب براي كارهاي ساختماني زير آب بكار برده مي شود با اين حال از نواقص ذكر شده مستثنا نيست.
2- آبهاي اطراف فلز جوش باعث خاموش شدن از بين رفتن سريع جوشها مي‌شوند. اگر به اين عمل باعث بالا رفتن قدرت قوه كشش جوش مي شود اما نرمي و قدرت برخورد جوش را كم مي كند و باعث ازدياد خلل و فرج و سفتي آن مي شود.
Hydrogen Embrittlenat مقدار زيادي از هيدروژن در نقطه جوش موجود است كه نتيجه تجربه بخار آب در نقطه arc مي باشد. H2 در محيط موثر از گرما حل نمي‌شود و فلز جوش داده شده كه باعث Embrittemant مي شود. شكاف مي خورد (مي‌شكند) و شكاف بر مي دارد. ترك ها مي تواند بزرگ شوند و نتايج تلاش در ساختمانها بوجود آمد.

قوانين بهره برداري از جوشكاري مرطوب
مراحل جوشكاري مرطوب زير آب بصورت زير انجام مي شود.
كاري كه جوش داده مي شود به يك قسمت مدار الكتريكي متصل است، و الكترود فلز به مشت گير. اين در قسمت مدار با هم آسا مي شوند و بعد به آرامي از هم جدا مي‌گردند. جريان الكتريكي از روي محل هاي خالي وجود و باعث بوجود آمدن جرقه (arc) مي شود. كه فلز لخت را مي گذارد و باعث بوجود آمدن سوراخ جوش مي‌شود. در همين زمان، سر الكترود ذوب مي شود و قطره‌هاي فلز در سوراخ جوش مي ريزد. در طول اين عمل اين ماده گدازنده الكترو ذوب شده را مي پوشاند براي تهيه گازهاي (پشتيباني كننده) كه براي مستحكم كردن ستون arc و حمايت از فلز متصل شوند بكار برده مي شود. اين arcها در گرمايي كه داخل پوشش گدازنده ايجاد شده مي سوزند كه اين احتراق به مراتب آرامتر از فلز ارائه الكترود مي باشد.