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水下作业的项目 水下切割不仅作为拆解水下金属结构物(如打捞沉船、拆除水下结构物等)的一种手段,也作为水下焊接前的一种破口加工的方法。水下切割,经常由于切割位置高于潜水员位置不得不在悬浮位置上切割,其活动大大受限,动作不灵活,调整切割位置困难,容易疲劳,影响切割效率。 水下焊接是潜水和焊接的综合性作业,其操作环境相当复杂和恶劣,尤其是潜水焊工必须直接在水中进行带电操作。由于水的导电性,往往比陆上焊接时具有更大的危险性,容易造成潜水事故及触电事故。水下轻度触电会使人感到痛苦,使潜水焊工或潜水员造成惊恐心理,导致放漂或下坠等潜水事故。水下严重触电,可能使人痉挛或失去知觉。在水下焊接或切割作业中,电弧发出强烈的弧光和射线仍然能够灼伤潜水员的眼睛和皮肤暴露部分,造成电光性眼炎和灼伤皮肤。
管道的水下铺设
1、浮漂拖航铺管:
浮漂拖航铺管的方法是先在岸边把管子连接成一定长度的管段,管段两端堵板,浮漂拖航到铺管位置,灌水入管,下沉到水底或沟槽内,取下堵板,然后将各管段之间在水下接口。
如果水系较浅,有纵深岸边,岸边与水面高差不大,可在过河管中心延长线的岸边原地面制备管段;或者岸边与水面高差较大,就须开挖岸边,减少与水面高差,并在开挖区内降低地下水位后再制备管段。预制管段用船只或用设在对岸的曳引设备(卷扬机、拖拉机等)浮拖。
但多数情况是岸边预制的管段与水系平行,管段制备后装上浮筒推入水中,在水面上由船浮漂拖航。
管的两端采用法兰盘螺栓堵板。在堵板上设有直径1/2——1的放气孔和进水孔。
管段由水面浮航到沟槽上方,由定位起重船吊放入槽,管段下放到沟槽内。
管段水下定位及接口均由潜水工操作。潜水工用通讯工具与定位起重船联系,调正定位船锚泊位置和船上起重臂操作,使下沉管段与已铺管段对口。
2、水底拖曳铺管
当长度较大的管段采用浮航困难时,可在水底拖曳。拖运时受风浪、潮汐等影响较小,水下堵漏作业,不需牵制船,但拖运马力较大。适用与长距离深水铺管,如向海中铺设排污干管。
如管道分段预制,则应在拖曳过程中将管道逐段接口,增长拖曳长度。管道一次拖曳长度可达数十米。
3、铺管船铺管
将管子用运管船运至铺管船上,在铺管船上进行管段接口后,沿铺管船上的滑道、管托架等装置,下入水底。这种方法适用于长距离管段远离岸边的铺管工作。
4、冲沉土层铺管
水底铺设的管段,如采用预先挖沟的方法,管线定位、沟槽准直、沟底平整等质量不易保证。为了避免预先挖沟引起的缺点,可采用冲沉法铺管。
冲沉法铺管是先把管子放在水底,然后用冲泥器把高压水射向管底土层,使管底土液化,丧失承载能力,管道就埋入水底。液化土层的厚度一般为管径的3—4倍。
采用这种方法的前提条件是管底土层为可被液化的。
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水下冷切割法是利用某类器材或某类率能量,在金属处在固体状况下立即破坏分子间的融合而产生切口的切割方式,如水下机械设备切割法、水下髙压水切割法等。
水下切割的应用范围:
水下氧-火苗切割法一般适用切割高碳钢、高合金钢等易空气氧化的材料,不适感用以切割不锈钢及除钛之外的有色板块金属,适合切割的厚度范围为10~40mm。切割薄板较为艰难,由于薄板在水中的制冷速率比厚钢板快得多,无法加热到着火点。板厚超出40mm时,虽然也可以切割,但实际操作技术标准较高。
药皮焊条切割虽然切口品质较弱,但应用普遍。既可切割高碳钢及高合金钢,也可切割不锈钢及有色板块金属,特别是在合适于切割6毫米以下的薄板。切割厚钢板时艰难一些,必须选用拉距的实际操作方法使焊条在切口内往返拉距,便于将熔化金属祛除。熔化极水喷涌切割是一金属纯熔化全过程,可用以切割灰黑色金属和有色板块金属。
等离子弧能量密度高,水下等离子弧切割法合适于切割全部的金属材料,还可以切割一些非金属材料。
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水下焊接特点 (1) 水下环境对焊接过程的影响 水下环境使得焊接过程比陆上焊接复杂得多,除焊接技术本身外,还涉及到潜水作业技术等诸多因素。 1) 能见度差 由于水对光线的吸收、反射、及折射等作用,使光线在水中的传播能力显著减弱,只及在大气中的千分之一左右。采用湿法水下焊接或国外通常用的局部干法焊接时, 电弧周围产生气泡的影响,潜水焊工很难看清焊接熔池状态,妨碍了焊接技术的正常发挥。 2) 急冷效应 海水的热传导系数较高,约为空气的 20 倍左右。即使是淡水,其热传导系数也为空气的个几倍。若采用湿法或局部干法水下焊接时,被焊工件直接处在水中,水对焊缝的急冷效应极明显,容易产生高硬度的淬硬组织。只有采用干法焊接时,才能避免急冷效应。 3) 增加了焊缝含氢量 湿法水下焊接时,电弧周围的水被电弧热分解产生大量的氢和氧,使电弧气氛中φ(H) 高达 62 %~ 82 %,则熔池中溶解或吸附大量的氢。致使焊缝金属含氢量达 20 ~ 70mL / 100g 的范围内,高于陆上焊接的数倍 。 高压干法水下焊接时,虽然工件不直接处在水中,但电弧气氛压力高,氢的溶解度大,也比陆上相同焊接方法焊接的焊缝含氢量高 。只有常压干法水下焊接与陆上焊接相似。