
- •Федеральное агентство по образованию рф
- •Расчет, проектирование и подводная сварка и резка морских нефтегазовых сооружений
- •Сергей Александрович Шестаков, Олег Викторович Душко расчет, проектирование и подводная сварка и резка металлоконструкций
- •Программа курса и конспект лекций по дисциплине «подводная сварка и резка металлоконструкций»
- •1. Введение
- •1. Основные сведения по электротехнике.
- •1.1. Электрический ток.
- •1.2. Электрическая цепь.
- •1.3. Основные параметры электрического тока. Закон Ома.
- •1.4. Тепловое действие электрического тока.
- •1.5. Магнитные и электромагнитные явления.
- •1.6. Электрические генераторы.
- •2. Основы теории сварки.
- •2.2 Сварные соединения и швы
- •3. Основные термические источники энергии при сварке
- •3.1. Сварочная дуга
- •3.2. Электрические свойства дуги.
- •3.4. Горение дуги.
- •3.5. Перенос металла с электрода в сварочную ванну
- •3.6. Действие магнитного поля на сварочную дугу.
- •3.7. Техника зажигания дуги. Наплавленный металл и образование валика.
- •3.8. Газовое пламя
- •4. Физико-химические процессы при сварке
- •4.1. Плавление электродного и основного металла
- •4.2. Формирование и кристаллизация сварочной ванны
- •4.3. Металлургические процессы при сварке
- •4.4. Термический цикл сварки и структура сварного соединения
- •5. Деформации и напряжения
- •5.1. Деформации и напряжения при сварке
- •5.2. Способы уменьшения сварочных деформаций и напряжений
- •5.3. Прочность сварных соединений и конструкций
- •6. Свариваемость металлов и свойства сварных соединений
- •6.1. Окисляемость металла при сварке,
- •6.2. Горячие и холодные трещины при сварке
- •6.3. Коррозионная стойкость сварных соединений
- •6.4. Свариваемость сталей
- •6.5. Особенности сварочной дуги под водой.
- •7. Оборудование, инструменты и приспособления для сварки и резки металлов под водой.
- •7.1. Сварочные генераторы постоянного тока
- •7.2. Уход за генератором
- •7.3. Возможные неисправности генератора, их причины и способы устранения
- •7.4. Автомат асн-55
- •7.5. Подготовка к пуску и пуск сварочного агрегата
- •7.6. Преобразователи
- •7.7. Выпрямители
- •7.8. Использование источников питания, не приспособленных для сварки
- •7.9. Определение полярности сварочных генераторов.
- •7.10. Подводный сварочный полуавтомат
- •7.11. Комплектация, назначение и устройство узлов полуавтомата
- •7.12. Функциональная схема полуавтомата
- •Монтажная схема соединения узлов полуавтомата
- •7.13. Подготовка полуавтомата к работе
- •7.14. Уход за полуавтоматом
- •7.15. Электродержатели
- •7.16. Кислородные редукторы
- •7.17 Защитные стекла. Вспомогательный инструмент
- •7.18. Электроды
- •7.19. Прочие материалы для дуговой сварки
- •8. Основы технологии подводной дуговой сварки
- •8.1. Типы сварных соединений
- •8.2. Подготовка металла под сварку
- •8.3. Техника выполнения сварки под водой
- •8.4. Наплавка валиков
- •8.5. Сварка стыковых соединений
- •8.6. Сварка соединений валиковым швом
- •8.7. Сварка опирающимся электродом
- •9. Дефекты сварных швов
- •10. Понятие о режиме и производительности сварки вручную под водой
- •11. Напряжения и деформации при сварке
- •12. Практические работы по сварке под водой
- •12.1. Заварка трещин в корпусе судна
- •12.2. Обварка кромок листов обшивки судна
- •12.3. Постановка и приварка заплат
- •12.4. Приварка судоподъемных проушин
- •12.5. Постановка ребер жесткости на заплаты
- •12.6. Ремонт рулевых устройств корабля
- •12.7. Сварка подводных напорных трубопроводов
- •13. Резка металла под водой
- •13.1. Подводная электродуговая резка
- •13.2. Подводная электрокислородная резка
- •13.3. Разделка на металл корпуса затонувшего судна
- •13.4. Резка заусенцев
- •14. Подводные взрывные работы
- •14.1. Классификация взрывчатых веществ
- •14.2. Форма и конструкция зарядов
- •14.3. Средства взрывания
- •14.4. Методы взрывных работ под водой
- •14.5. Расчеты зарядов при проведении взрывных работ под водой
- •14.6. Взрывание сооружений из кирпича, отдельных камней, бетона.
- •14.7. Взрывание дерева под водой.
- •14.8. Перебивание троса.
- •Раздел 2
- •1. Введение
- •2. Образование холодных трещин
- •3. Образование горячих трещин
- •4. Прочность
- •5. Образование трещин от перенапряжения в результате коррозии
- •6. Усталостное разрушение
- •7. Выводы
- •1. Введение
- •2. Методы осуществления подводной сварки
- •3. Исследования cbi в области мокрой сварки
- •1. Введение
- •2. Гидросварка
- •3. Техника сварки под водой
- •4. Совершенствование методов подводной сварки
- •5. Применение подводной сварки
- •1. Введение
- •2. Проведение экспериментов
- •Металлические конструкции и их расчет
- •1. Условное обозначение швов сварных соединений
- •Пример условного обозначения нестандартного шва сварного соединения
- •2. Швы сварных соединений
- •3. Методы расчета прочности и выносливости сварных соединений
- •3.1. Метод расчета сварных конструкций по предельному состоянию
- •3.2. Метод расчета сварных конструкций по допускаемым напряжениям
2. Методы осуществления подводной сварки
В настоящее время применяют четыре основных метода подводной сварки. Первый — сварку выполняют в сухой глубоководной камере, которая вмещает в себя как сварщика, так и сварной узел. Сварка в такой камере осуществляется в абсолютно сухой среде. Сварные швы, полученные в ней, не отличаются по качеству от сварных швов, сделанных на суше. Однако сухая глубоководная камера очень громоздка. Ее сооружение — длительный, дорогостоящий и сложный процесс, требующий использования вспомогательных судов и плавучих кранов.
Второй метод — сварка в рабочей камере типа водолазного колокола, которая позволяет делать сварные швы в сухой среде, хотя сам сварщик находится по пояс в воде. Сварные швы, полученные в колоколе, так же как и полученные в глубоководной камере, аналогичны выполненным на суше и могут быть подвергнуты термообработке до сварки и после нее Однако установка водолазного колокола, так же как и глубоководной камеры, занимает довольно много времени, а для перемещения колокола с места на место нужен небольшой подъемный кран.
Третий метод — сварка в портативном сухом боксе, который обеспечивает сухую среду с одной или обеих сторон сварного узла. В этом случае применяется полуавтоматическая сварка тонкой проволокой и газ, подаваемый через шланг полуавтомата, вытесняет воду, находящуюся в прозрачном боксе из органического стекла. Находящийся в воде сварщик через открытое дно коробки просовывает в нее сварочный пистолет и наблюдает за сваркой через стенки бокса. Метод использования сухого бокса не требует тяжелого грузоподъемного оборудования, в лабораторных условиях этим методом были получены сварные швы, по своим свойствам аналогичные швам, сделанным на суше. Однако полуавтоматическая сварка такой проволокой связана с трудностями подачи газа, которые существуют на суше, а под водой еще более усугубляются. Продукты сгорания, заполняющие бокс, ухудшают видимость. Изготовление боксов и их установка сложны и требуют много времени. Применение сухих боксов невозможно на сложных узлах, часто используемых на подводных сооружениях.
Три рассмотренных метода подводной сварки основаны на принципе изоляции сварного шва от непосредственного контакта с водой.
Четвертый метод — мокрая сварка, при которой сварной шов и сварщик находятся непосредственно в воде. Увеличивается свобода движений, благодаря чему мокрая сварка становится наиболее эффективным и экономичным методом подводной сварки.
Мокрая сварка имеет множество практических преимуществ. Сварщик может осуществлять сварку на таких участках подводного сооружения, к которым, если применять другой метод сварки, невозможно подобраться. Ремонтные работы можно проводить быстрее и с меньшими затратами, так как не нужно расходовать время и средства на сооружение и установку защищающих от воды приспособлений. На подготовку сварочного оборудования для мокрой сварки затрачивается минимальное время, поскольку используются стандартные сварочные аппараты. Применение мокрой сварки позволяет обеспечить большую свободу при проведении ремонтов, а также облегчает подготовку ремонтируемых секций.
Недостатком мокрой сварки является резкое охлаждение металла сварного шва в воде. Несмотря на то, что это резкое охлаждение повышает прочность шва на растяжение, оно одновременно снижает пластично и ударную вязкость сварного соединения, увеличивает его пористость и твердость.