Via Tehnika kola

SPECIJALNI POSTUPCI OBRADE - Podvodno zavarivanje

VISOKA TEHNIKA KOLA STRUKOVNIH STUDIJA U ZRENJANINUSpecijalistike studije mainstvaSEMINARSKI RAD Predmet: Specijani postupci obradeTema: Podvodno zavarivanje

Ime i prezime studenta Ime i prezime profesoraBojan Buli Mr Duan Jovani

1/09-MZrenjanin, Mart, 2010.

Sadraj Uvod...........2

Podvodno zavarivanje.........3

Principi podvodnog zavarivanja.......3Potroni materijal.........7Tipine greke zavarivanja........8Kvalitet zdravlja i bezbednosti.......9Klasifikacije mokrog zavarivanja.......10Podvodna inspekcija varova........11Razvoj projekat podvodnog zavarivanja......14Zakljuak..........15Literatura..........16Uvod

Sve vea potranja za resursima nas vodi sve dalje od kopnenih povrina i sve blie morskim dubinama gde su tereni surovi za izgradnju objekata i njihovom odravanju.

Izgradnja i odravanje takvih objekata zahteva primenu posebno razvijenih tehnologija, koje osiguravaju dugovenost i ekonominost pri radu. Naalost, iz prakse je poznato da havarije ovakvih postrojenja mogu u potpunosti ili delomino unititi floru i faunu prirodnog stanita I tako smanjiti kvalitet ivota na odreenom podruju. U svetu se ulau ogromna sredstva kako bi se osigurale dovoljne koliine energenata, a vrlo velik broj nalazita nalazi se ispod povrine mora i okeana. Tokom godina, posebno zadnjih nekoliko decenija, primeen je dinamian razvoj na podruju odravanja i ispitivanja podmorskih konstrukcija. Pravo vremeno odravanje i otklanjanje eventualnih nedostataka nuno je i potrebno kako bi se osigurala kontinualna proizvodnja bez ekolokih incidenata. Podvodni radovi koje izvode ronioci u cilju odravanja brodova, podmornica, platformi, cjevovoda itd. vrlo su sloene i skupe aktivnosti, tako da su zbog poznatih fizikih ogranienja ronioca izloeni visokom riziku. Organizacija takvih poslova zahteva veliki broj visokostrunih ljudi i mobilizaciju ogromne koliine opreme. Nezamenljivu ulogu u odravanju podvodnih konstrukcija imaju nerazorna ispitivanja i postupak mokrog podvodnog zavarivanja kojim se vrlo brzo i efikasno mogu izvesti sanacije lomova konstrukcijskih elemenata na licu mesta, a u sluaju dobre pripreme i organizacije mogue je izvoenje montanih varova.

PODVODNO ZAVARIVANJENezamenljivu ulogu u podvodnom odravanju ima zavarivanje.Sve vei zahtevi na poboljanju kvaliteta i osnovnih cena podvodnog odravanja,iziskuje poveanje kvaliteta i tehnologije podvodnog zavarivanja.

Kvalitet i metadologija podvodnog zavarivanja zahtevaju poveanje slobode pokreta u poreenju sa ostalim podvodnim popravkama.

Tehnologije kao to su popravke pomou zvona, i brzina primene tih operacija traje znatno due nego podvodnomokro zavarivanje, koju smatramo kao rutinsku metadologiju kao to su naftake platforme na morima.

Principi podvodnog zavarivanja

Podvodno zavarivanje se moe raditi u mokrim ili suvim uslovima.

Suvo podvodno zavarivanje se preporuuje na podvodno zavarivanje koje se izvodi ispod u hiperbarinim uslovima (podvodnih stanita je zamenjujui vodu sa gasa na preovlaujue pritisak), ovo vrsta podvodnog zavarivanja koristi podvodne stanice (habitate) slika1.

Slika1.1. Opte prihvaena i viestruka upotrebljavana tehnika odravanja plovnih objekata i off-shore postrojenja

2. Osnivanje centara za obuavanje za podvodno zavarivanje (Velika Britanija, SAD, Kanada, Njemaka, Norveka, Danska)

3. Postignut je A kvalitet varova prema AWS D3.6 na konstrukcionim elicima- kvalitete zavarima izvedenim u normalnim uslovima (laboratorijski uslovi)

4. Intenzivan rad na podruju dodatnih materijala i izvora struje za zavarivanje

5. Usavravanje adekvatne opreme i tehnike rada ronilaca-zavarivaa

6. Znatna ulaganja u razvoj opreme i edukaciju specijalnih kadrova

Prednosti suvog podvodnog zavarivanja Nema direktnog utjecaja vode na proces zavarivanja

Vea sigurnost zavarivaa

Mogunost koritenja vie tehnika zavarivanja

Relativna neosjetljivost na poveanje dubine

Nedostaci suvog podvodnog zavarivanja

Visoka poetna ulaganja u infrastrukturu

Velika koliina pratee opreme i veliki broj visokostrunih ljudi

Nefleksibilnost

Mokro zavarivanje preporuuje se na zavarivanje koje se izvodi u slatkim ili slanim vodama, ovo zavarivanje ne titi okolinu u kojoj se radi.

Mokro podvodno zavarivanje e biti ovde naznaeno kao "mokro zavarivanje", najee se u slobodnom govoru koristi mokra tehnika zavarivanja je zatienost metalnog luka zavarivanja, takoe znamo kao luno runo zavarivanje metala, ili neformalno, kao tap za zavarivanje. Glavne razlike u odnosu na opremi za zavarivanje su prikazane na slici 2.

Slika 2.

Napomena: podvodno mokro zavarivanje iskljuivo koristi (obino motor generator) izvor napajanja generatora jednosmerne struje (samo za naizmeninu je mokro zavarivanje se ne koristi na dobit elektrine sigurnosti i tekoe u odravanju zavarivanja podvodnim lukom) koje titi ronioca od zavarivanje pogubljenje elektrinom strujom,korienje dvostrukih izolovani kablovi. Oba izvora struje i no prekidaa (sposobna razbijanje pune mokro zavarivanje struje) su osigurani iznad vode (osnovana) i kontrolisano na zavarivanje komandom ronioca od operatera.Presek kabla za zavarivanje se prilagoava duina kabla i treba da bude veoma otporne na habanje (zbog podvodnog rastinja i ostataka na dnu) i dovoljno fleksibilan; specijalne elektrode za zavarivanje nosioci se koriste sa ekstra izolacijom protiv prodora vode.

Prednosti mokrog podvodnog zavarivanja Ekonominost

Fleksibilnost

Mogunost istraivanja i razvoja s manjim financijskim ulaganjimaNedostaci mokrog podvodnog zavarivanja

Direktan uticaj vode (brzo hlaenje, porozitet, visok sadraj vodonika u varu)

Poveani rizik za ronioca-zavarivaa

Osetljivost opreme, zavarivaa i elektrinog luka na poveanje dubine

Slika 3. Slika 4.Na slici 3 i 4 je prikazan zavariva u vodenom okruenju.ema procesa mokrog podvodnog zavarivanja je prikazana na slici 5.

Slika 5.

1. Jezgra elektrode

2. Obloga elektrode

3. Elektrini luk

4. Plinski mjehur

5. Liv

6. ljaka

7. Mjehurii plina

8. Kapi metala i ljake

9. Oblak taloga

Potroni material Elektrode za mokro zavarivanje mekog elika i nerajueg (nikl elik dupleks tipa) materijali su uglavnom dostupni i njihovi zahtevi su navedeni u Falls E6013 amerikom standardu i kodova. Pored postojanja elektroda pogodan za mokro zavarivanje niskolegirani i egzotine vrste nerajueg elika, glavna razlika izmeu suvog i mokrog zavarivanje su elektrode za zavarivanje, proizvoa elektroda je dodao vodootporni premaz, a ponekad je dodat sloj parafina (preko primarnog vodoneg propusnog premaza ). Prikaz elektroda na slici 6,7 i 8.

Kod mokrog zavarivanja dobavljai su razvili sopstveni premaz (poverljivo) fluks formulacije, premaz metala i dodatnog premaza, a samim tim i svaka elektroda ima svoje posebne karakteristike mokrog zavarivanja. Izbor odgovarajueg mokro zavarivanja elektrodama moe se izvriti nakon pravilno razumevanja sledeih karakteristike.

Sastav baze materijala potrebna mehanika svojstva i metalurkih ispitivanja materijala.

Rizici mokrog zavarivanja operativnih dubina i vara,najvaniji kriterijum za izbor mokro zavarivakih elektroda.

Osobine u odnosu na zavarljivost i moguih rizika, uglavnom pod uticajem tzv. zavarivanje-fluksom (materijala koji se koristi u toku zavarivanja daje hemijski iste povrine.

Najee korienja mokrog zavarivanja elektroda, osnovi vodonika pod kontrolom rutilnih elektroda.Rutilne ne nude nizak nivo vodonika u materijalu - avu zbog relativno visoke vlage proporcije pokrenut elektrodama u toku proizvodnje i skladitenja, i treba uzeti u obzir za opte namene mokro zavarivanje aplikacije.

Aditivi ukljueni u Rutilnim elektrodama, kao to su celuloza ili kiselinom, moe da pobolja mehanike osobine i / ili zavarljivost, ali je ukljuivanje vodonika je jo uvek problem.

Vodonik kontrolom elektroda generie procenat vodonika ispod navedenih zahteva i kodova jer se nivo vlage bolje kontroliu u toku proizvodnje (peenje elektroda) i skladitenje (u suvom kontrolisanom okruenju).

Slika 6. Slika 7.

Slika 8.

Tipine greke zavarivanja

Slika 9.Kvalitet zdravlja i bezbednostiOperacije mokrog zavarivanja ukljuuju aspekte zdravlja i bezbednosti ronjenje i pored toga, sadri specifine zdravstvene i bezbednosne aspekte indukovanog mokrog aktivnosti zavarivanje.

U svoje pravo, poslovanje ronjenja ukljuuju rizike davljenje, disanje i cirkulacionapitanja i hipotermija.Pored toga, dubina operacija, kao vreme provedeno na iscrpljujuim zadacima pri radu (npr. rezanje,bruenje, ienje i zavarivanje) pri poveanju ronjenja rizici su konstantni.

Parametri ronjenja su vani u odnosu na nivo azota u krvotoku.Mere predostronosti ukljuuju potrebu za hitno snabdevanje vazduhom Ili gasom, snabdevanje, pripravnost pomonih ronioca i komore za dekompresiju.

Takvo ronjenje ima posebne zdravstvene i bezbednosne probleme koji su ureeni, formulisana je smernica meunarodnog udruenja morskih izvoaa (IMCA) i zakonima.

Glavna veza kod mokrog zavarivanja zdravlje i sigurnost ukljuuju pitanja elektrinog udara i eksplozije rizika.

Mere bezbednosti na elektrinim kablovima ima adekvatnu izolaciju za zavarivaku opremu, snabdevanje struje odmah nakon iskljuenja luk se gasi (no komutator), kao i ograniavanje otvorenog napona zavarivanja sklopova.

Drugo, korienje vodonika i kiseonika proizvodi se luk vlanim zavarivanjem - mere moraju biti preduzeti kako bi se izbegle nagomilavanja depova gasa, koji generie potencijalno eksplozivnost smee.

Ostali vani aspekti zdravlja kod mokro zavarivanje podrazumeva zatita oiju i obnavljanje opreme za ronjenje i za zavarivanje.

Kodeksi i standardi kvalifikacije

Industrijske standarde za mokro i podvodno zavarivanje su postavljeni od strane amerikog zavarivanje Drutvo (Falls), standardna D3.6. Najvaniji aspekati definisani su u okviru ovog koda.

Klasifikacije mokrog zavarivanja:

Klasifikacija mokrog zavarivanja koristi tri nivoa kvaliteta, klase A, B i C. Klasa O je priznato kao podvodno zavarivanje praenje drugih klasa, kriterijuma kvaliteta koji se obino odreuju zahtevi klijenata.Varilaka klasifikacija za mokro podvodno zavarivanje ili suvo zavarivanje su slini.

Klasa A

Podvodno zavarivanje pokriva samostalan set, poredi se sa zahtevima vara proizveden iznad vode (pogodan za strukturne programe) u skladu sa Falls D1.1 ASME ili deo IKS.Vri se kvalifikacija podvodnog vara na osnovu vizuelni i rendgenskih pregleda,smanjenju napetosti sekcija,makro-nagrizanje, tvrdoa i uticaj testova.

Testovi za podvodno zavarivanje prihvatanju kriterijume za klase podvodnog zavarivanja su slini kao za one iznad vode.

Klasa B

Podvodno zavarivanje pokriva srednji set mehanikih ispitivanja, zahtevima predstavlja

neto nii nivo kvaliteta, ali i dalje rezultira u varu predvidljivih snaga kvaliteta.

Klasa B podvodni varovi su namenjeni za manje kritine aplikacije gde je smanjena rastegljivost i poveana poroznost i moe se tolerisati.

Glavna razlika se obavlja preko klase mokro zavarivanja,tu su vei dozvoljeni radijusi savijanja i proirenja prihvatanje ogranienja poroznosti (vizuelnog i rendgen).

Klasa C

Podvodno zavarivanje zadovoljava sa manjim zahtevima od drugih vrsta podvodnog zavarivanja i namenjeni su za aplikacije gde funkcija nije primarna na razmatranje.

Klasa C podvodnog zavarivanja se obino vri za privremeno zavarivanje strukture.

Osnovni kvalifikovani kriterijum je osiguran za osnovni strukturni integritet i nije smanjenPodvodna inspekcija varova

Redovni ili vanredni pregledi podmorskih konstrukcija ili plovila su nezamislivi bezmetoda podvodnih nerazornih ispitivanja.U kombinaciji s podvodnim zavarivanjem, moguaje brza intervencija pri sanaciji i reparaturi pukotina i oteenja.

Prilagoena je tehnika nerazornog ispitivanja za rad u podvodnom okruenju je sloena te se zahteva koritenje specijalne opreme kako bi se dobili kvalitetni i upotrebljivi rezultati. Takoe, potrebno je da ronioci-ispitivai imaju odgovarajue sertifikate i veliko iskustvo pri radu s odgovarajuom opremom. U oteanim radnim uslovima detekcija greke je oteana, a problemi poput pravilnog pozicioniranja ultrazvune sonde postaju na veim dubinama i pri slabijoj vidljivosti, uz prisutnost morske struje, pravi poduhvati. Slino kao i kod podvodnog

zavarivanja, edukacija i obuka kadrova predstavlja nuan preduslov pri realizaciji podvodnih

ispitivanja. Samo uz odgovarajuu podrku pomonog tima na povrini, adekvatnu opremu i

osposobljene ronioce-ispitivae, mogue je izvesti nerazorna podvodnih ispitivanja.

Prilikom podvodnih radova najee se koriste ultrazvuno ispitivanje, ispitivanje magnetnim esticama i vizualna kontrola.

Kod ultrazvunog ispitivanja ronioc-ispitiva pozicionira sondu na ispitno mesto.

Potrebno je napomenuti da mesto ispitivanja mora biti na odreeni nain pripremljeno, tj.

moraju se odstraniti produkti korozije, morskog rastinja i slino.Signal se prenosi do ureaja na povrini pored kojeg kvalifikovana osoba detektuje nepravilnosti i skladiti podatke slika 14. Stalna telefonska veza izmeu ronioca-ispitivaa i operatera na povrini omoguava da se ispitaju tono odreena mjesta. Kamerom se snima rad ronioca-ispitivaa te je mogue tano

odrediti mesto ispitivanja i analizirati rezultate. Kod rada na platformi ili bilo kojoj drugoj

podvodnoj konstrukciji, mora se roniocu-ispitivau osigurati stabilan oslonac kako bi se

vremenski optimizirao boravak ronioca pod vodom, te psiho-fizika usredsreenost na samo

ispitivanju. Na slici 10. prikazano je ultrazvuno ispitivanje u bazenu Laboratorije

zavarene konstrukcije, i na slici 11. na voru platforme na 8m dubine.

Slika 10.

Slika 11.

Kod podvodnog ispitivanja magnetskim esticama potrebna su tri ronioca koja

postupajui po unapred dogovorenom protokolu provode ispitivanje. Uz njih, pored

monitora na povrini, nalazi se kvalifikovana osoba koja analizira rezultat ispitivanja.

Celokupna procedura se snima, tako da je mogue i naknadno tanije razmotriti tok i

rezultate ispitivanja. Moraju se koristiti posebne magnetske estice koje imaju negativnu

plovnost, tj. taloe se na radnom komadu. U sluaju kada postoje jake struje, vrlo je teko

deponirati estice na eljenu poziciju.Ronioc koji upravlja magnetom nanosi estice na radni

komad pomou posebne posude.Nakon to se postigne eljena koncentracija estica na

radnoj poziciji, aktivira se magnetno polje pomou elektromagneta. Kada se magnetizirano

mesto osvetli UV zrakom, vidi se indikacija eventualne pukotine. Rukovanje lampom je

zadatak drugog ronioca, dok trei lan podvodne ekipe sve snima kamerom, iji se signal

prenosi na monitor na povrini slika 14. Uz ovo je potrebno napomenuti da svaki ronioc ima svog asistenta na povrini. Uz asistente svakog od pojedinih ronioca, na povrini se jo nalaze i koordinator ronjenja, osoba za komunikaciju i snimanje podataka, te osoba kvalifikovana za

NDT ispitivanja. Iz ovog je vidljivo da je organizacija ovakvog posla vrlo zahtevna. Na slici

12. vidi se ispitivanje magnetskim esticama u bazenu Laboratorija Katedre za zavarene

konstrukcije,a na slici 13. vor platforme na 8m dubine. Vizualna kontrola se provodi pomou kamere kojom upravlja ronioc ili je prikljuena na daljinski ronioc upravlja njome (Remote Operated Vehicle - ROV).Na slikama 15,16 i 17 se vidi priprema ROV.

ROV sistemi dolaze vie kod izraaja kod kontrole cevovoda, dok se ronioci s kamerama vie koriste kod platformi ili kod komplikovanih konstrukcija gdje bi upravljanje ROV-om bilo oteano.Signal sa kamere se prenosi na monitor na povrini, gdje osoba kvalifikovana za vizualno NDT ispitivanje analizira stanje konstrukcije. Postoji stalna telefonska veza izmeu ronioca i povrine, tako da se po potrebi odreene kritine lokacije mogu poblie i detaljnije analizirati. Signal s kamere se snima, tako da je omoguen viestruki pregled snimke.

Trenutno se u projekat podvodnog zavarivanja i ispitivanja ukljuuje ronilica koji daljinski upravlja ROV-om koji je prilagoen i konfigurisan za podvodno ispitivanje. Oekuje se proirenje pogleda istraivanja, uvoenje novih metoda ispitivanja i poveanje sigurnosti ronilaca kod realnih situacija.

Slika 12. Slika 13.

Slika 14. Slika 15.

Slika 16. Slika 17.

Razvoj projekat podvodnog zavarivanja

Razvoj mokrog zavarivanja projekta poinje sa inventarom na mogunosti ograniavanje snage i aspekti odnosu na strukturne i elektrode u odnosu na bazu materijala.Minimalni zahtevi ukljueni u dizajn (popravku ili izgradnju projekta) verifikovan i na tehnike i praktine izvodljivosti. Vano je da prizna mokro zavarivanje kvalitet ogranienja u vezi u zajedniku i konfiguraciju poloaju.

Drugo, mokro zavarivanje izvoa kvalifikuje mokro zavarivanje postupkom specifikacija

(Ups).Kao to je pomenuto, mokrim zavarivanjem UPS promenljive su dubine vode, potroni materijal, osnova metala, sadraj ugljenika i ekvivalent od prostih metala, zajedniko dizajn, zajedniki stav, ronjenje opreme koja se koristi, Temperatura vode i napajanje. Tip zavarivanja UPS za mokro koje preduzee eli da se kvalifikuju zavisi od inenjerskog reenje.

esto se zahteva da se razvijaju i kvalifikuju vie jedan mokrog zavarivanja UPS. Nakon zadovoljavajueg zavretka na vlanim zavarivanja UPS, mokro zavarivanje izvoaa radova dobija klijent i povezan ureuju koda ili odobrenjem specijaliste.

Mokro zavarivanje UPS tada moe da se koristi da bi se kvalifikovali potreban broj ronilaca / zavarivaa za posao.

Zakljuak

Sve veim ulaganjima u eksploataciju podmorskih resursa , tj ulaganja u naftne platforme i druge opreme poveava se rizik od od moguih otkaza i problema koji mogu prouzrokovati ekoloke havarije i gubitak ljudskih zivota.Da do toga nebi dolo tj. da bi se spreili veliki gubici mora se na vreme dektektovati tehnikama nerazornim podvodnim ispitivanjima i uraditi sanacija i popravke istih ovo je vrlo esto mogue pomou tehnike mokrog podvodnog zavarivanja.Literatura

1. Specifikacija za podvodno Zavarivanje, dokument FallsD3.6M: 1999 Disclaimer

Noordhoek

2. FSB podvodno zavarivanje http://www.fsb.hr/sorta2004/abstract/t6-1-kralj.pdf 3. Podvodno mokro zavarivanje i podvodno ispitivanje u odravanju pomorskih objekata Prof.dr.sc. Slobodan Kralj, FSB, I. Luia 1, 10000 Zagre;Ivica Garai, dipl.ing.; Doc.dr.sc. Zoran Kouh

4. Magazine UCI Underwater welding explained 2009.

5. Welding science and technology Md.Ibrahim Khan 2007.

PAGE - 2 -