水下焊接与切割技术应用及发展研究
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特殊环境焊接安全技术—水下焊接切割安全摘要水下焊接和切割是一种特殊的焊接技术,在水下环境中进行。
由于水下环境的复杂性和特殊性,水下焊接和切割存在许多安全隐患。
本文通过对水下焊接和切割过程中的安全问题进行细化分析,提出了一些水下焊接和切割安全的技术措施和注意事项,以提高水下焊接和切割的安全性。
1. 引言水下焊接和切割是一项在水下环境中进行的焊接和切割工艺。
水下焊接和切割具有广泛的应用范围,包括海洋工程、船舶修造、潜水作业等。
然而,水下环境的复杂性和特殊性导致水下焊接和切割存在许多安全隐患,如电气安全、爆炸安全、人员安全等。
因此,开展水下焊接切割工作时必须采取相应的安全措施,以确保工作人员的安全和工作效率。
2. 水下焊接切割的安全隐患水下焊接和切割作业环境的特殊性使其存在一些独特的安全隐患,如下所示:2.1 电气安全隐患水下焊接和切割作业中使用的焊接电源和切割设备都与水接触,容易引发电气事故。
例如,电击、电弧引发的火灾等。
2.2 爆炸安全隐患在有氧环境下进行水下焊接和切割,容易引发爆炸事故。
焊剂和切割渣滓的积累,容易引发爆炸。
2.3 气压变化安全隐患水下焊接和切割作业需要耐水压的设备和氧气供应。
气压变化可能导致设备破损和氧气供应不足,危及工作人员的安全。
2.4 人员安全隐患由于水下环境的不稳定性,水下焊接和切割作业的工作人员容易遭受溺水、潜水病等伤害。
3. 水下焊接切割的安全技术措施针对水下焊接和切割的安全隐患,我们可以采取一些安全技术措施来提高水下焊接和切割的安全性,具体包括:3.1 电气安全技术措施确保水下焊接和切割设备的绝缘性能良好,对设备进行定期维护和检修。
使用防水电缆和连接器,防止漏电和短路。
3.2 爆炸安全技术措施控制焊剂和切割渣滓的积累,及时清理焊接和切割区域。
对焊接和切割区域进行充分通风,以确保氧气含量不会引发爆炸。
3.3 气压变化安全技术措施使用耐水压的设备和材料,防止工作设备破损。
水下弧焊技术在海洋工程中的创新应用近年来,随着海洋工程的不断发展,水下弧焊技术作为一种重要的焊接方法,逐渐在海洋工程中得到了广泛的应用。
水下弧焊技术通过将焊接电弧引入水下环境,使得焊接工作能够在水下进行,为海洋工程的建设提供了便利。
本文将介绍水下弧焊技术的原理、优势以及在海洋工程中的创新应用。
水下弧焊技术是一种通过电流产生的高温电弧来进行焊接的方法。
与传统的地面焊接相比,水下弧焊技术需要克服水下环境带来的特殊困难。
首先,水具有良好的导电性,会导致电弧的不稳定。
其次,水的冷却作用使得焊接区域的温度下降较快,增加了焊接的难度。
为了解决这些问题,水下弧焊技术采用了一系列的创新措施。
首先,水下弧焊技术使用了特殊的焊接电极。
这些电极能够在水下环境中稳定地产生电弧,并且能够抵抗水的冷却效应。
此外,这些电极还具有良好的导电性能,能够保证电弧的稳定性。
通过使用这些特殊电极,水下弧焊技术能够在水下环境中实现高质量的焊接。
其次,水下弧焊技术采用了特殊的焊接设备。
这些设备能够在水下环境中正常工作,并且能够提供稳定的电源和电流。
同时,这些设备还具有防水和防腐蚀的功能,能够在恶劣的海洋环境中长时间工作。
通过使用这些特殊设备,水下弧焊技术能够保证焊接工作的顺利进行。
水下弧焊技术在海洋工程中具有许多优势。
首先,水下弧焊技术能够实现高质量的焊接。
由于水下环境对焊接过程的影响较大,传统的焊接方法常常难以保证焊接质量。
而水下弧焊技术通过使用特殊的电极和设备,能够在水下环境中实现高质量的焊接,确保焊接接头的强度和密封性。
其次,水下弧焊技术能够提高工作效率。
在海洋工程中,传统的地面焊接需要将工件运到陆地上进行焊接,然后再将焊接好的工件运回海底。
这样的过程非常繁琐,耗时耗力。
而水下弧焊技术能够直接在水下进行焊接,避免了这些繁琐的步骤,提高了工作效率。
最后,水下弧焊技术能够降低成本。
由于水下弧焊技术能够提高工作效率,减少了人力和物力的浪费,从而降低了工程的成本。
水下切割技术的现状与发展【摘要】水下切割技术是一种应用于水下工程的重要技术,在海洋工程、海底管道维修等领域发挥着重要作用。
本文从水下切割技术的起源与发展历程、应用领域、现有技术和设备、发展趋势、挑战与机遇等方面进行了探讨。
水下切割技术的发展趋势主要体现在自动化、智能化、精准化方面,同时也面临着一些挑战,如作业环境复杂、设备稳定性等。
但随着技术的不断进步,水下切割技术也将迎来更多机遇。
未来水下切割技术将更加智能化、精准化,对相关领域的影响也将更为深远。
水下切割技术的重要性和价值在未来将会进一步凸显,将为水下工程领域带来更多发展机遇。
【关键词】水下切割技术、起源、发展历程、应用领域、现有技术、设备、发展趋势、挑战、机遇、未来发展方向、重要性、价值、影响。
1. 引言1.1 水下切割技术的现状与发展水下切割技术是一种在水下环境中进行切割和分离工作的技术,随着海洋工程、海洋资源开发等领域的发展,对水下切割技术的需求也在不断增加。
水下切割技术的现状与发展已经成为人们关注的焦点,其应用领域涵盖海洋石油、海底管道、海底电缆等多个领域。
随着科技的进步与应用需求的不断提升,水下切割技术也在不断创新与发展。
从最初的手工切割到现在的自动化水下切割系统,技术水平得到了显著提高,切割效率和质量也得到了有效保障。
水下切割技术的应用领域也在不断拓展,为海洋工程和海洋资源开发提供了强大的支持和保障。
在当前的大背景下,水下切割技术的发展具有重要的意义和价值,对海洋工程、海洋资源开发等领域产生了积极的影响。
未来,随着科技的不断进步和需求的不断增长,水下切割技术将会持续发展壮大,为相关产业带来更多的机遇和挑战。
2. 正文2.1 水下切割技术的起源与发展历程水下切割技术的起源可以追溯到20世纪60年代,当时主要应用于海底管道维修和海洋工程领域。
最初的水下切割技术采用氧炔火焰切割,由潜水员手持切割喷枪进行操作。
这种方法存在安全隐患和效率低下的问题,随着技术的不断发展,水下切割技术得到了革命性的改进。
水下焊接的原理及应用1. 简介水下焊接是一种在水下环境中进行的焊接工艺。
相比于陆地焊接,水下焊接面临着更多的挑战,但也具有独特的应用优势。
本文将介绍水下焊接的原理以及其在不同领域的应用。
2. 水下焊接的原理水下焊接主要依靠以下原理来实现:2.1 气泡抑制技术水下焊接过程中,焊接区域周围会形成大量气泡。
这些气泡会降低焊接质量并干扰焊接工人的视线。
因此,水下焊接中常采用气泡抑制技术。
通常是向焊接区域注入气体,以使气泡远离焊缝,从而提高焊接质量。
2.2 电弧焊接技术水下焊接主要采用电弧焊接技术。
电弧焊接是利用电流在电极和焊接材料之间形成电弧,通过高温使焊材熔化并与基材相结合。
在水下环境中,为了维持电弧的稳定和焊接质量,需要使用特殊的电弧焊接设备。
2.3 水下绝缘技术由于水的导电性,水下焊接要面临的一个挑战是如何避免电流泄漏。
为此,水下焊接中常采用绝缘技术来保护焊接工人的安全,并确保焊接质量。
这包括使用绝缘材料和合理设计焊接电路等措施。
3. 水下焊接的应用水下焊接在以下领域具有重要的应用价值:3.1 海洋工程水下焊接广泛应用于海洋工程领域。
海洋平台、海底管道、海底电缆等结构的建设和维护都需要水下焊接技术。
水下焊接可以减少对现有结构的干扰,并且可以在水下环境中进行高效的维修和更换。
3.2 水下建筑水下焊接也被用于水下建筑领域,如海底油气管道、海底隧道等。
水下焊接技术可以保证建筑结构的完整性和稳定性,并且可以提高工作效率。
3.3 水下科考水下焊接在水下科考中也扮演重要角色。
科考船只的维修和改造都离不开水下焊接技术。
水下焊接可以帮助科考人员在水下环境中进行涉及器械、设备维修等工作。
4. 总结水下焊接是在水下环境中进行的一种特殊焊接工艺。
水下焊接的原理主要包括气泡抑制技术、电弧焊接技术和水下绝缘技术。
在海洋工程、水下建筑和水下科考等领域,水下焊接都具有重要的应用价值。
随着技术的不断进步,水下焊接将在更多领域得到广泛应用。
水下焊接技术在海洋工程中的应用现状与前景展望水下焊接技术是一种在水下环境条件下进行焊接作业的特殊焊接技术。
随着海洋工程的不断发展和深化,水下焊接技术在海洋工程中的应用得到了越来越广泛的关注和应用。
本文将从应用现状和前景展望两方面对水下焊接技术在海洋工程中的应用进行探讨。
一、水下焊接技术在海洋工程中的应用现状水下焊接技术的应用现状可以从以下几个方面进行介绍。
1. 应用领域广泛水下焊接技术广泛应用于海洋工程中的各个领域,包括油气管线、深海石油钻井平台、海底隧道、海洋石油装备、海洋平台等。
这些领域对焊接质量和焊接效率要求很高,而水下焊接技术可以在水下环境中实现高质量、高效率的焊接作业。
2. 技术手段成熟水下焊接技术经过多年的发展和实践,已经形成了一定的技术体系和操作规程。
目前,水下焊接技术主要包括湿式焊接和干式焊接两种形式。
湿式焊接是在水下进行传统的电弧焊接,而干式焊接是在水下进行自动化的电弧焊接。
水下焊接技术还包括超声波焊接、激光焊接、摩擦焊接等其他多种形式。
3. 设备和材料进步水下焊接技术的应用还受益于设备和材料的不断进步。
随着焊接设备的发展,水下焊接设备变得更加智能化、高效化和稳定化。
同时,水下焊接材料的研发也不断提高其耐水压、腐蚀性和焊缝强度等性能指标。
二、水下焊接技术在海洋工程中的前景展望水下焊接技术在海洋工程中有着广阔的前景和发展空间,可以通过以下几个方面进行展望。
1. 提高工作效率海洋工程中往往需要进行大量的焊接作业,而传统的陆上焊接需要将海洋构件或设备吊离水面进行焊接,需要消耗大量的时间和人力。
而水下焊接技术的应用可以省去这一步骤,直接在水下完成焊接作业,大大提高了工作效率。
2. 降低成本水下焊接技术的应用可以减少由于将海洋构件或设备吊离水面所带来的成本。
此外,水下焊接技术可以减少焊接材料的浪费,提高焊接质量,减少修补和维护的工作量,从而降低海洋工程的总成本。
3. 提高焊接质量水下焊接技术可以减少焊接过程中氧气、水分和腐蚀物等的接触,降低了焊缝的氧化和腐蚀的可能性,提高了焊接质量。
焊接技术在海洋工程中的应用研究随着现代科技的不断发展,焊接技术在海洋工程中的应用越来越广泛。
焊接作为一种常见的金属连接方法,可以将不同材料的金属件牢固地连接在一起,为海洋工程的建设和维护提供了重要的支持。
本文将探讨焊接技术在海洋工程中的应用研究,并分析其优势和挑战。
一、焊接技术在海洋工程建设中的应用焊接技术在海洋工程建设中具有广泛的应用,包括海洋平台、海底管道和船舶等。
首先,焊接技术在海洋平台的搭建中起到了至关重要的作用。
海洋平台作为海上石油钻探和生产的基础设施,需要承受巨大的水压和海浪冲击。
焊接技术可以将各种构件连接在一起,形成坚固的平台结构,确保其在恶劣海况下的稳定性和安全性。
其次,焊接技术在海底管道的铺设和维护中也发挥着重要的作用。
海底管道是将石油和天然气等能源从海底输送到陆地的重要通道。
焊接技术可以将管道的不同部分焊接在一起,形成连续的管道系统。
同时,焊接技术还可以修复和维护海底管道,延长其使用寿命。
最后,焊接技术在船舶建造和修复中也占据重要地位。
船舶作为海洋交通和物流的重要工具,需要经常进行建造和修复。
焊接技术可以将船体的各个部分焊接在一起,形成完整的船体结构。
同时,焊接技术还可以修复船舶的损坏部位,确保船舶的安全和可靠性。
二、焊接技术在海洋工程中的优势焊接技术在海洋工程中具有许多优势。
首先,焊接连接具有较高的强度和刚度,能够承受较大的载荷和冲击。
这对于海洋工程来说尤为重要,因为海洋环境复杂多变,需要承受各种外部力的作用。
焊接连接可以确保结构的稳定性和安全性。
其次,焊接连接可以实现密封和防水效果。
海洋工程中的许多构件需要具备防水功能,以防止水的渗透和腐蚀。
通过焊接连接,可以形成密封的连接,有效地防止水的进入,保护构件的完整性。
此外,焊接技术还具有灵活性和适应性。
焊接可以适用于各种材料和形状的构件,可以实现不同构件之间的连接。
这为海洋工程的设计和施工提供了更大的灵活性和选择性。
三、焊接技术在海洋工程中的挑战虽然焊接技术在海洋工程中具有广泛的应用和优势,但也面临着一些挑战。
2024年水下焊接与切割的安全技术是一个非常重要的话题。
随着水下工程的不断发展和深入,水下焊接与切割作业在海洋能源开发、海底管线维修、船舶修理等领域中扮演着重要的角色。
然而,水下作业环境的特殊性和高风险性使得水下焊接与切割作业相比陆地上的同类作业更加复杂和危险。
本文将介绍2024年水下焊接与切割的安全技术,包括技术创新、安全装备、作业规范、人员培训等方面的进展和措施。
一、技术创新:1.1 高能量激光焊接技术:激光焊接技术具有快速、精确、无损、低热输入等优点,能够提高水下焊接的效率和质量,并减少环境污染。
1.2 无人机辅助作业:通过无人机的应用,可以实时监测水下焊接作业的进展和安全状况,同时减少人员在水下工作的时间和风险。
1.3 水下焊接机器人:水下焊接机器人可以替代人工进行水下焊接作业,具有高效、精确、安全等优点,能够在复杂环境中完成焊接作业。
二、安全装备:2.1 水下焊接头盔:水下焊接过程中,焊工需要使用专业的水下焊接头盔来保护头部免受电弧、溅射和物体的伤害。
2.2 防护服和手套:水下焊接作业需要防水、防腐蚀、抗压力和防热的防护服和手套,以保护焊工的身体免受外界危害。
2.3 水下摄像装备:水下摄像装备可以实时监测水下焊接作业的进展和安全状况,为焊工提供准确的作业环境信息。
三、作业规范:3.1 水下焊接和切割标准:制定和执行水下焊接和切割的标准,明确作业流程、安全要求和质量控制,确保水下作业的安全和质量。
3.2 安全检测和评估:在水下焊接作业之前,需要进行安全检测和评估,识别潜在的危险和风险,并采取相应的防控措施。
3.3 监督和审查机制:建立水下焊接作业的监督和审查机制,定期对水下焊接作业进行监督和检查,确保作业符合标准和规范。
四、人员培训:4.1 水下焊接技术培训:对水下焊接技术的操作和应用进行培训,提高焊工的技能和安全意识。
4.2 水下作业环境培训:对水下作业环境的特点和风险进行培训,使焊工能够正确应对突发情况和危险。
水下焊接与切割技术应用及发展研究刘海滨1,陈晓强21.青岛市锅炉压力容器检验所,山东青岛266071;2.海军潜艇学院防险救生系,山东青岛266071)摘要:简述了水下焊接与切割的发展及应用情况,以供参考交流。
关键词:水下焊接;水下切割;发展;应用水下焊接与切割技术目前已广泛用于海洋工程结构、海底管线、船舶、船坞及港口设施等方面。
近年来,随着海洋事业的发展,水下焊割技术在我国沉船打捞、港口码头、江桥和水库建设中发挥着越来越重要的作用。
1水下焊接1.1水下湿法焊接水下湿法焊接最早出现在1917年,英国海军造船所采用水下手工电弧焊对船舶的铆接接缝及铆钉的漏水部分进行焊接止漏。
由于此方法具有设备简单、成本低廉、操作灵活、适应强等优点,逐步在海洋钢结构如海底管道、海洋平台、跨海大桥等工程中得到应用。
目前我国使用的水下湿法焊条主要有两类,即钛钙型和铁粉钛型,主要是上海东亚焊条厂生产的Ts202,华南理工大学等单位开发的TS203和天津焊条厂生产的TsH-1。
最近洛阳船舶材料研究所又研制出Ts208水下焊条(针对Q345),实验证明具有良好的力学性能和工艺性能。
国外水下焊条主要有英国Hydroweld公司开发的HydrowldFs、美国专利的水下焊条7018′s、德国Hanover大学开发的双层自保护药芯焊条等。
水下湿法焊接中除了使用焊条外,还可以使用药芯焊丝作为连接填充材料,如华南理工大学开发的一种药芯焊丝微型排水罩水下焊接方法。
英国TWI与乌克兰巴顿研究所成功开发了一套水下湿法药芯焊丝焊接的送丝机构、控制系统及其焊接工艺。
另德国Hanoer大学实验采用双层保护的自保护药芯焊丝进行湿法水下焊接,药芯焊丝的造渣剂处于双层管状结构的内层,焊渣保护熔滴金属顺利过渡,外层形成气保护。
尽管水下湿法焊接发展较快,但由于水介质及水深的影响,水下焊接重要结构件时还无法使用;大深度水下焊接的质量也无法保证。
1.2水下局部干法焊接水下局部干法焊接是吸取了湿法和干法焊接的优点而发展起来的水下焊接方法。
由于此方法设备相对简单,适应性广,技术较易掌握,焊接接头较湿法焊接好,能够满足水下较重要工程结构的焊接,所以越来越为人们所重视,发展较快。
局部干法焊接可分为干箱式焊接、干点式焊接、水帘式干法焊接、钢刷式水下焊接以及局部于法焊接、大型气罩法水下MIG/TIG焊接等。
英国曾将此方法用于北海大陆架挪威海域,修复被冬季风暴破坏的Ekofisk钻井平台两根位于水深7m、直径3500mm的管子,焊后经磁粉探伤,没有发现缺陷。
美国在水深12m处用此法修复采油平台管径406mm。
的立管,焊后经水压试验,符合要求。
在我国,水下空气排水涂料焊条手工电弧焊技术是最早研制的一种局部干法焊接,原上海海难救助打捞局曾应用这种技术在西北某电站14m水深处成功焊接了电站水下结构。
上世纪70年代后期,哈尔滨焊接研究所在原上海海难救助打捞局和天津石油勘探局的协助下,开发了水下局部排水CO2气体保护半自动焊技术,简称LD—CO2焊接法。
此方法具有可见度好。
焊接金属含氢量低、淬硬倾向降低、焊接接头质量好、方便灵活、适应性强、焊接效率高和施工成本低等优点。
使用LD-CO2焊接法,1979年夏在渤海中部13.5m水深处焊接了平台水下钢桩与导管间的连接环焊缝,1989年先后为青岛黄岛油码头、大津港码头以及渤海石油公司的储油轮装焊或更换了大量的牺牲阳极,1995年春在南海北部湾为水深40m钻井平台沉垫上甲板补焊了长2m、宽1m 的破损部位。
由于局部干法焊接可达到干法焊接的焊接质量,而且使用设备简单,成本低,操作灵活,是目前水下焊接方向研究的重点,应用前景广泛。
日本最近成功研制了一种机械化的水帘式水下焊接机构,我国华南理工大学成功研制了采用微型排水罩的水下局部干法药芯焊丝焊接设备和工艺。
1.3水下干法焊接水下干法焊接根据压力舱或工作室内压力的不同,可分为水下高压干法焊接和水下常压干法焊接。
高压水下焊接方法目前常用的有钨极惰性气体保护焊(TIG),手工金属电弧焊(MMA)和熔化极惰性气体保护焊(MIG)、药芯焊丝电弧焊(FCAW)。
在进行深水焊接研究中,又进行了水下等离子弧焊(PAW)和高压的熔化极惰性气体保护焊(MIG),水下等离子弧焊(PAW)目前还处于实验阶段,大部分资料主要来源于实验室的研究,其中挪威的Sintef和英国的Cranfield大学在这方向正在做着大量的工作。
Cranfield大学与一个专业焊接设备制造商联合开发了一个模块化高压等离子弧焊焊炬,已成功进行了250bar 压力下(相当于2500m水深)的焊接实验,取得了良好的效果。
在高压的熔化极惰性气体保护焊(MIG)方向,主要由德国的GKSS、UnlversltatvonBundeswehr(UvB)和英国的Cranfield大学三个机构研究,其中GKSS主要研究栽丝焊接,Cranfield大学主要研究开放电弧、脉冲迁移技术,UvB主要进行基础研究。
另外,挪威Sintef高压焊接中心研制了一套水下高压干法管道维修系统,该系统主要由调整框架、高压焊接舱、海底能量供给和通讯单元、地面控制部分组成。
设计目标是能从事1000m水深的管道,采用全自动的轨道TIG焊机,焊接参数预先设定,焊接全过程由计算机控制完成,焊接接头两边各放一套送丝机构和一架监控相机,这样可以实现管道两面同时对称焊接,焊接方向从上向下,以减少管道的焊接变形。
英国的OTTO系统主要由焊接舱和轨道TIG焊机组成,另外还包括电气控制室、供应室和监控室,整个系统采用光纤传导和计算机进行监控,经过陆上和水下模拟焊接的系列实验,制定了可行的焊接工艺,取得了较为满意的焊接,并对各种缺陷的出现采取了相应的预防和解决措施。
实验表明,135m水深的焊缝在-10℃冲击功达到180J,断裂强度达到550MPa。
Dag.Espedalen等人对高压干法水下焊接进行了仿真技术研究。
首先利用SolidEdge建立焊接舱和焊接机器人的3D模型,然后再转化为I-grip运动模型,编制合适的控制程序,整个海底管道维修操作过程就演示出来。
在我国,哈尔滨焊接研究所从上世纪80年代起开始研究干法水下焊接,并研制出了HSC-1和HSC-2高压干法水下焊接模拟实验装置。
最近,在国家863重大专项“渤海大油田勘探开发关键技术”中,北京石油化工学院与海洋石油工程股份有限公司成功研制了高压干法水下焊接装置,推动了我国在此领域的新发展。
应用方面,最早报道的美国在1965年墨西哥湾的水下管线施工中,采用高压干法对直径152mm的支线管道与直径406mm的干线管道进行连接。
1978年美国对水深308m的海底管线进行厂连接,并认为这已到达了水下焊接实际应用的最大深度。
陈锦鸿、肖志平采用高压干法焊接修复厂广州市一过河水管,是我国在此方面成功应用的典型事例。
1.4水下其他焊接方法1.4.1水下螺柱焊水下螺柱焊接系统最早是英国焊接研究所(TWI)在上世纪80年代中期开发的,在焊接之前,用聚合物环套住螺柱就可以解决海水的冷却问题。
在我国,某船厂对500t下水船排滑行轨道22mm压紧螺栓进行调换工作时,首次采用了水下螺柱焊接工艺。
由于这种方法作业深度较浅,受水的影响较小,而且焊接接头也产生了部分缺陷,焊接工艺参数及防电保护瓷套等对焊接质量的影响也没有完全解决,所以还需很长的时间研究完善。
1.4.2水下爆炸焊接水下爆炸焊接利用炸药爆炸所产生的冲击力使焊接工件发生碰撞而实现金属材料连接。
水下爆炸焊具有准备工作简单,不需要预热、后热等热处理过程,不需要焊机,操作方便,技术要求不高等优点。
日本很早就进行了水下导管的爆炸焊接和水下爆炸复合板的工作,并在大阪市港湾局的协助下进行了海水的实验。
英国在促进北海油田和气田海底管线铺设时提供资金让国际科研及开发公司(In-tertlonalResearch&DevelopmentCo.)对水下爆炸焊接进行研究。
在上世纪70年代后期,英国水下管道工程公司(BritishUnderwaterPipelineEngineeringCompany,BUPE)根据与挪威国家石油公司(StatoilofNorway)的合同,研制了一个完整的管道修补系统,其中采用了爆炸焊技术。
1.4.3水下激光焊接水下局部干法激光焊是一种新兴研究发展的水下焊接方法,目前还处于试验研究阶段,我国清华大学对此进行了研究。
实验研究过程中,选用了304不锈钢作母材,ULC308作为填充焊丝,激光器功率为4kw。
结果表明:保护气体的流速对焊缝质量影响很大,焊缝金属的抗拉强度不随保护气体流速而变化,塑性则随保护气体流速的降低而下降。
2水下切割技术2.1氧-可燃气切到水下氧一可燃气切割的机理是采用气体火焰把钢板预热到燃点温度,然后高速氧气射流喷向已经预热的金属。
氧-可燃气切割所使用的气体主要包括乙炔、碳氢化合物、氢和液体燃料。
1925年,美国海军为了便于海上打捞,使用了氧一氢割炬。
水下氧一可燃气切割可使用不需要发电机或其他电气装置的轻便型携带式设备,避免了触电的危险以及对潜水装备的电解腐蚀。
2.2水下氧弧切割水下氧一弧切割的原理是在空心电极和切割对象之间产生电弧,并让氧气流通过空心电极吹向电弧加热的工件,工件金属在电弧的高温和喷射氧气流同切割金属产生的放热反应的作用下,加热并氧化燃烧形成切口。
切割可以在水下直接进行,不需要任何保护气体。
我国在1978年打捞“阿波丸”号沉船时,也采用了氧弧切割技术,船体切割总长度约2400m,氧气消耗2600多瓶。
2.3金属-电弧切割金属-电弧切割技术使用与水下金属电弧焊相同的设备和熔化焊条,同切割件接触而产生电弧高温(可达6000-8000K),加热和熔化金属,使熔化金属从切口中流出从而达到切割金属的目的。
金属一电弧切割法可切割任何金属,对生铁、锰钢、钢及青铜等切割效率高。
其优点是设备简单,造价低,可切割金属的范围广;缺点是切割效率低,割口不整齐,所以这种切割方法不能应用于较大量的切割工作。
2.4水下喷水式熔化极电弧切割法熔化极电弧切割是利用连续进给的金属丝极与工件间产生的电弧热(部分氧化燃烧热)局部熔化工件,同时借从喷嘴喷出的气流(或水流)的动能排除熔融金属的切割方法。
水下喷水式熔化极切割技术最早由日本在上世纪70年代发明,并在水中进行了实验:最大切割厚度,碳素钢为30mm,不锈钢为45mm。
我国是在借助日本水喷射熔化极切割原理的基础上,成功研究了深海半自动熔化极水下电弧切割新技术,并在深海20m及60m水深处对20mm的钢板进行了切割实验,切割速度高达20m/h以上。
2.5水下机械切割水下机械切割的原理与在大气中使用旋转的铣刀、单刃车刀或用砂轮片切割的原理一样,国外已经发展了多种水下机械切割专用设备。