Подводная сварка и резка

5.1. электродуговая резка

Подводная электродуговая резка отличается от дуговой подводной сварки

повышенными значениями сварочного тока и приемами выполнения работ. Поэтому

дуговую резку под водой можно выполнять на том же оборудовании, что и

подводную сварку. Целесообразно использование постоянного тока прямой

полярности, так как это приводит к выделению большого количества тепла в

полости реза.

Электроды для резки отличаются от электродов для сварки размерами,

толщиной и составом обмазки. Электроды изготовляются из проволоки диаметром

5 – 7 мм, длинной 500 – 700 мм.

При выборе режимов тока для резки следует применять коэффициент K

равным 60 –80 А/мм. Практикой установлено, что электродами диаметром 5 мм

можно успешно резать металл толщиной больше 50 мм при силе тока 350 – 500А.

Режимы резки, обеспечивающие максимальную производительность

процесса, находят опытным путем.

Резка осуществляется непрерывным перемещением электрода. Она

начинается с кромки или отверстия и производится пилообразными движениями

конца электрода. Металл не большой толщины (до 10 –15 мм) разрезается

непрерывным перемещением конца электрода вдоль линии реза (рис. 5.1.1). При

резке металла большой толщины (рис.5.1.1) движение электрода от верхней

поверхности к нижней осуществляется медленно, подъем его к верху – быстро.

Из табл.5.1. видно, что с увеличением толщины металла

производительность дуговой резко падает, а расход электродов на один

погонный метр реза растет.

Производительность и расход электродов при резке

Таблица 5.1.

| |м/ч |при резке, | |м/ч |при резке, |

| | |шт/м | | |шт/м |

|5 |1,3 |3 |30 |0,3 |80 |

|10 |0,8 |7 |40 |0,22 |120 |

|15 |0,6 |15 |50 |0,17 |150 |

|20 |0,4 |40 |60 |0,14 |200 |

5.2. электрокислородная резка

Электрокислородная резка впервые применена в 1915г и в настоящее

время является самой распространенной. Способ электрокислородной резки

удачно объединил преимущество дугового разряда и струи режущего кислорода.

За счет тепла дуги происходит нагрев и плавление металла, а за счет струи

кислорода – сгорание и выдувание металла из полости реза. В основном

применяют трубчатые электроды с осевым каналом для режущего кислорода и

специальные электроды из карборунда.

Стержни электродов изготовляют из толстостенной цельнотянутой трубки

из малоуглеродистой стали наружным диаметром 5 – 7 мм и внутренним 1,5 – 2

мм (см. рис. 5.2.1). Длина электродов 350 – 400 мм. Трубчатый электрод

покрывают обмазкой толщиной 1 – 1,2 мм. Время сгорания такого электрода 1

мин. Электроды из карборунда получили название керамических (рис. 5.2.1).

Керамический электрод из карборунда длиной 250 мм сгорает через 15 мин.

Однако из-за больших размеров (диаметр 15 – 20 мм) керамические электроды

могут быть рекомендованы для резки сплошного металла толщиной до 30 мм.

Для электрокислородной резки применяют электродержатели специальной

конструкции типа ЭКД4 и ЭКД4 – 60 (рис. 5.2.2).

Электрокислородную резку применяют для резки черных и цветных

металлов толщиной до 100 – 120 мм на глубинах до100 м. По

производительности электрокислородная резка электродуговой и

газокислородной резки (табл. 5.2).

Показатели электрокислородной резки

Таблица 5.2

| | |кгс/см2 | |шт/м |

|10 |200 |2 |23 |5 |

|15 |220 |3 |33 |6 |

|20 |250 |4,5 |45 |8 |

|30 |275 |5,5 |60 |10 |

|40 |300 |6 |90 |12 |

|50 |320 |6,5 |105 |15 |

|60 |350 |7 |120 |18 |

|80 |350 |9 |145 |24 |

|100 |350 |11 |180 |30 |

Электрокислородная резка на полуавтомате типа ППСР-300-2

осуществляется путем непрерывной подачи проволоки и концентрического

обдувания ее струей кислорода, поступающего в режущую приставку головки

полуавтомата (рис. 4.4).

Большая концентрация тепла и узкая струя кислорода

обеспечивают резку металла толщиной 25 мм при силе тока 300А и давлении

кислорода 6 кгс/см2 со скоростью до 4 м/ч. Разработан способ дуговой резки

углеродистой и нержавеющей стали и алюминия толщиной до 45 мм, который

основан на выплавлении металла дугой, горящей между порошковой проволокой и

разрезаемым металлом, с одновременной подачей в полость реза интенсивной

струи воды. Резка при этом способе приводится постоянным током обратной

полярности на режимах: сила тока 500-1000 А; напряжение 20-30 В; давление

воды 5-10 кгс/см2; расход воды 6-12 л/мин; скорость резки до 14 м/ч.

5.3. ГАЗОКИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА

Газокислородная резка основана на сгорании металла в струе

кислорода и выдувании окислов и металла из полости реза. Она возможна

только при постоянном существовании газового пузыря вокруг подогревающего

пламени (рис. 3.3). Создание газового пузыря возможно за счет продуктов

сгорания подогревающего пламени, для которого используют ацетилен, водород,

другие углеводороды и бензин. Устойчивость пузыря обеспечивается

специальной конструкцией наконечника подводного резака и подачей защитного

газа – воздуха или кислорода. В воде металл интенсивно охлаждается и

поэтому для его подогрева требуется пламя в 10-15 раз больше, чем для

аналогичных работ на воздухе.

Наибольшее распространение получили водородно-кислородная и

бензокислородная резка. Подогревающее пламя образуется за счет водородно-

кислородной смеси, подаваемой по кольцевому каналу между мундштуками 1 и 2

(рис. 5.3.1). Между наружным колпачком 3 и мундштуком 2 подается сжатый

воздух для создания пузыря и предохранения пламени от соприкосновения с

водой. Режущий кислород поступает по центральному каналу мундштука 4.

Водород и кислород поступают по шлангам из баллонов, а воздух по

отдельному шлангу от компрессора или баллона. На глубине 30-40 м водородно-

кислородным резаком можно резать сталь толщиной до 70 мм; рабочее давление

газов составляет, кгс/см2: 6,6 – кислород, 5,5 – водород, 5 – воздух.

Средний часовой расход водорода и кислорода 4-10 м3, воздуха 20 м3.

Использование бензина для подводных работ стало возможным

благодаря разработке новых конструктивных принципов построения бензорезов,

сущность которых состоит в том, что бензин предварительно не испаряется, а

распыляется кислородом и в зону подогревательного пламени подается в виде

тончайшей бензиновой пыли. Продукты сгорания пламени содержат много

неконденсирующихся газов, образующих устойчивый газовый пузырь, что

исключает подведения дополнительного воздуха или кислорода, упрощает и

удешевляет установку и ее эксплуатацию.

Схема установки для питания резака бензином и кислородом

показана на рис. 5.3.2. В комплект установки входит батарея из 6-12

баллонов кислорода, баллоны с бензином и азотом, батарея аккумуляторов,

резак и электрозажигалка. На пульте управления для понижения давления

установлены два кислородных редуктора и азотный редуктор. Бензин подается

под давлением азота. Бензорез за 1 час расходует 30-50 м3 кислорода, 10-20

кг бензина; расход азота незначителен. Скорость резки бензино-кислородным

пламенем выше, чем водородно-кислородным, на 20-30%.

Ацетилен в качестве горючего газа применяется редко, т.к.

ацетилен под давлением является сильно выраженным эндотермическим продуктом

и на глубине 5-15 м, разлагается на составляющие – углерод и водород.

Газокислородную резку чаще всего применяют для разрезания сталей

и материалов, которые легко окисляются. Применять газокислородную в чистом

виде для цветных металлов и сталей, устойчивых к действию коррозии,

невозможно.

Для газокислородной резки требуется более высокая квалификация

резчиков, чем для электрокислородной резки, но оборудование проще и

компактнее

5.4. ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА

Для плазменно-дуговой резки разработана специализированная

установка типа ОППР-1, обеспечивающая резку в пресной и морской воде.

Плазменную резку металла толщиной 8-40 мм на глубинах до 10 м производят

при силе тока 200-600 А и напряжении дуги 120-140 В со скоростью 5-24 м/ч.

Применение плазмотронов с циркониевым катодом позволяет

использовать сжатый воздух, который повышает тепловую мощность плазменной

дуги и улучшает ее режущие способности. Присутствие кислорода в воздухе

повышает эффективность резки стали Ст3С (табл. 5.4)

Эффективность воздушно-плазменной резки

Таблица 5.4

|Толщина |Скорость резки, м/ч |

|металла, мм | |

| | | |ная |

|12 |7,8 |25,5 |210 |

|20 |4,1 |19,8 |60 |

|40 |2,1 |10 |18 |

Обеспечение безопасности. Сдерживающим фактором внедрения

плазменной резки является обеспечение безопасной эксплуатацией

электрооборудования. При использовании ОППР-1 в соленной воде измерялось

напряжение между различными частями макета водолазного снаряжения и

оборудования, когда напряжение разомкнутой цепи составляло 180 В и токи

утечки 70 А. Максимальная разница потенциала (14 В) наблюдалась между

правой рукой и правой галошей макета водолаза. Следовательно, процесс

плазменной резки может быть безопасным, если резак достаточно изолирован.

6. Организация работ при подводной сварке и резке

Успех сварки под водой в значительной степени зависит от четкой и

правильной организации работ.

Кадры подводных сварщиков и резчиков готовятся из опытных водолазов

достаточно высокой квалификации. Работы производятся в тяжелом мягком

водолазном снаряжении, в зимних рубахах с закрытыми кистями рук.

Обязательно исправная телефонная связь с водолазом.

Вся аппаратура должна быть высокого качества в полной исправности, и,

безусловно, проверена.

Подводная сварка, дуговая и электрокислородная резка производятся, как

правило, на постоянном токе прямой полярности. Переменный ток не

рекомендуется из-за меньшей устойчивости дуги и повышенной опасности для

работающих.

Для питания током пригодны электросварочные агрегаты, применяемые для

надводных работ, без всяких переделок в них. Часто применяется передвижная

электростанция трехфазного тока с приводным двигателем внутреннего

сгорания, а от нее уже питаются сварочные агрегаты с приводными

электромоторами. При отсутствии достаточно мощных агрегатов применяется

параллельное их соединение по два и по три на одну дугу, например, при

дуговой резке.

Для поддержания всего оборудования и аппаратуры в исправном состоянии

в составе бригады должен быть квалифицированный электромеханик. Необходимо

строгое соблюдение правил техники безопасности. При работах с дугой для

защиты зрения водолаза в передний иллюминатор шлема обычно накладывается

изнутри цветное стекло, закрывающее часть стекла иллюминатора. Меняя

положение головы, водолаз может смотреть через защитное цветное стекло или

помимо него через бесцветное стекло иллюминатора. При подводных работах

излучения дуги сильно ослаблены, слоем воды и менее опасны для зрения, чем

на воздухе. Защитные стекла берутся сравнительно светлые, затемненность

стекла подбирается в соответствии со степенью прозрачности воды.

Вследствие электропроводности воды все металлические предметы в зоне

работ оказываются включенными в сварочную цепь через воду. Прикосновение

электрода к любому металлическому предмету, в том числе и металлическим

частям водолазного снаряжения, зажигают дугу. Случайное прикосновение

электрода к шлему и манишке (нагруднику) водолаза мгновенно создает

сквозные прожоги. Поэтому шлем и манишка должны быть оклеены резиной,

брезентом или покрыты прочным лаком.

Смена электродов должна производиться при выключенном токе, о чем

водолаз сообщает по радио.

Должны быть приняты все меры, обеспечивающие безопасность и удобство

работы водолаза, с ограждением его от волн и течения воды; создана

возможность работать в удобном положении, в необходимых случаях должно быть

устроено подводное освещение. Все эти меры повышают производительность

труда и снижают стоимость работ.

приложение

Основные методы резки под водой

Таблица

|ая: | | | | |

| |13 |Не | | |

| | | | | |

| | |40 мм |благоприятные| |

| | |40 мм |Несложность | |

| | | | | |

содержание

Введение

Разновидности подводной сварки

Сварка в сухой среде камеры

Сварка в гидробоксе

Мокрая сварка

Сущность процесса

Особенности процесса

Ручная дуговая сварка

полуавтоматическая сварка

Сварочные материалы

оборудование

Подводная резка

электродуговая резка

электрокислородная резка

Газокислородная резка

Плазменная резка

6. Организация работ при подводной сварке и резке

-----------------------

Рис. 4. 1. Принципиальная схема горения дуги под водой: 1 – шлак; 2 –

дуга; 3 – газовый пузырь; 4 - козырек; 5 – сварочная ванна; 6 – облако

мути; 7 – металлический стержень; 8 – обмазка; 9 – водонепроницаемое

покрытие; 10 – пузырьки

Рис.4.4. Полуавтомат ППСР-300-2: а) схема полуавтомата; б) внешний вид

полуавтомата; 1-кислородные баллоны; 2-осушитель кислорода; 3-баллон с

углекислым газом; 4-подогреватели газа; 5-шкаф управления; 6- пульт

дистанционного управления; 7-сварочный агрегат;8-сварочные кабели; 9-

редукторы; 10-шланг для подачи СО2; 11-электормагнитный кислородный клапан;

12-шланг для подачи кислорода; 13-трос для подвешивания бункера; 14-бункер;

15-специальный шланг-кабель; 16-сварочная головка; 17-механизм подачи

проволоки; 18-шкаф управления.

[pic]

Рис. 2.1. Барокомплекс. 1- гидротанк; 2 – заполняемый водой отсек

гидротанка; 3 – жилой модуль; 4 – шлюзовой модуль.

[pic]

Рис. 2.2. Система с глубоководными камерами с нормальным давлением:

1 – цистерны обеспечивающие плавучесть; 2 – камера с атмосферным

давлением; 3 – гидравлический зажим; 4 – заглушка; 5 – заменяемый

трубопровод; 6 – присоединяемый участок трубопровода; 7 – подвижный зажим.

Рис. 1. Гидробокс.

1 – новая вертикальная труба; 2 – газопрводы; 3 – гидробокс; 4 –

угловой сварной шов; 5 – старая вертикальная труба; 6 – приваренная втулка;

7 – платформа.

[pic]

Рис.5.1.1. Схема электродуговой резки в нижнем положении:

а-металл небольшой толщины; б-металл большой толщины.

Рис. 5.2.1. Электроды для подводной резки:

а) трубчатый электрод; б) карборундовый; 1 – канал для кислорода; 2 –

стальная трубка; 3 – покрытие; 4 – водонепроницаемое покрытие; 5 –

карборундовый стержень; 6 – металлическая оболочка.

Рис. 5.2.2. Электродержатели для электрокислородной резки: а – ЭКД-4;

ЭКД-4-60; 1 – корпус; 2 – клапан; 3 – кислородный клапан; 4 – рукоятка; 5 -

шланг; 6 - токоведущий кабель; 7 - прокладки; 8 – предохранительный клапан;

9 - прокладка; 10 - гайка; 11 - втулка; 12 - мундштук; 13 - контакт; 14 –

головка держателя; 15 - гайка; 16 - трубка; 17 - обойма;18 - ниппель; 19 -

кабель; 20 - шайба; 21 - втулка; 22 - контакт; 23 - прокладка; 24 –

искрогасительная камера; 25 – колпачок.

Рис.5.3.1. Схема водородно-кислородной резки: 1, 2 – мундштуки; 3 -

колпачок; 4 – режущий кислород; 5 – горючая смесь; 6 – воздух; 7 –

подогревающее пламя; 8 – струя режущего кислорода; 9 – воздушный пузырь;

вода.

[pic]

Рис. 5.3.2. Схема установки для подводной бензокислородной резки:

1 – баллоны с кислородом; 2 – змеевик для кислорода; 3 – змеевик для

азота; 4 – кислородная рамка; 5 – пульт управления; 6 – электропровод к

резаку; 7 – батарея аккумуляторов; 8 – электропровод электрозажигалки; 9 –

кислород подогретый; 10 – азот; 11 – бензин; 12 – баллон с азотом; 13 –

баллон с бензином; 14 – шланг; 15 – резак; 16 - электрозажигалка

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

Подводная сварка и резка

ИНТЕРЕСНОЕ