جوشکاری زیر آب چیست؟

جوشکاری زیر آب (Underwater welding) نخستین بار توسط یک دانشمند اهل جماهیر شوروی به نام کنستانتین خرینوف در سال 1923 ابداع شد. نیروی دریایی بریتانیا اولین بار از جوشکاری زیر آب برای تعمیر کشتی‌های خسارت‌دیده در خلال جنگ‌ جهانی دوم استفاده کرد. سپس در سال 1946 واندر و وبلجین در هلند الکترود ضد آب ویژه‌ای را ارائه دادند. برای آموزش جوشکاری، ثبت نام در دوره آموزش جوشکاری مطمئن ترین راهکار است.

از این فناوری برای ساخت یا تعمیرات سازه‌های دریایی که امکان انتقال آنها به خشکی وجود ندارد یا کشتی‌ها و تجهیزاتی که انتقال آنها هزینه‌بر است، استفاده می‌شود. تجهیزات زیر آب می‌توانند به دلیل حوادثی مختلفی مانند طوفان یا برخوردهای غیرقابل‌پیش‌بینی صدمه‌دیده و نیاز به ترمیم و تعمیر داشته باشند. در ادامه به چند مورد از کاربردهای گسترده جوشکاری زیر آب اشاره خواهیم کرد:

• تعمیر تجهیزات زیر آب نظیر اسکله‌ها، پایه‌های سازه‌های دریایی و کشتی‌ها

• آب‌بند کردن نشتی‌های موجود در تجهیزات دریایی

• تعمیر بدنه کشتی‌ها و زیردریایی‌ها

• نصب و تعمیر سکوهای حفاری نفت

• نصب و تعمیر سکوهای استخراج نفت

• نصب و تعمیر خطوط لوله انتقال زیر آب

• اجرای سازه‌های انتقال نفت و گاز

نحوه انجام جوشکاری زیر آب تفاوت چندانی با جوشکاری در خشکی ندارد. اما قرار گرفتن آب و جریان الکتریکی در کنار یکدیگر خطراتی را به همراه دارد، به همین منظور باید لوازم و تجهیزات جوشکاری به طور کامل عایق‌بندی شوند. برای کاهش فشار آب به جوشکاری که به اعماق دریا فرو می‌رود، باید از عمق‌سنج برای فرایند فشار زدایی استفاده کرد. همچنین جوشکار برای جوشکاری زیر آب علاوه بر مهارت جوشکاری باید به شنا و غواصی نیز مسلط باشد.

با توجه به مهارت غواص و جوشکار، شرایط ایمنی، موقعیت و عمق پروژه، بودجه و مدت‌زمان اجرای پروژه می‌توان یکی از دو روش جوشکاری مرطوب یا جوشکاری خشک را انتخاب نمود. به طور کلی غواصان در دوره‌های آموزشی هر دو نوع جوشکاری زیر آب را می‌آموزند تا بتوانند با توجه به موارد فوق با یکی از این روش‌ها پروژه را به سرانجام برسانند. اکنون که به پاسخ جوشکاری زیر آب چیست رسیده‌اید، در ادامه مطلب با ما همراه باشید تا شما را با این دو روش به طور مفصل آشنا نماییم.

در این روش جوشکار با پوشیدن تجهیزات غواصی به داخل آب شیرجه زده و جوشکاری در مجاورت آب درست همانگونه که در خشکی انجام می‌شود، صورت می‌گیرد. در این روش میله جوش، نگهدارنده الکترود، سایر تجهیزات و کابل‌های برق کاملاً ضد آب بوده و در تماس مستقیم با آب قرار می‌گیرد. فقط منبع تغذیه در سطح آب قرار گرفته و از طریق یک شلنگ یا کابل به سایر تجهیزات جوشکاری متصل می‌شود. جوشکاری مرطوب به سه روش زیر انجام می‌شود:

در جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود همان گونه که در خشکی با ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه آن‌ها را به هم متصل می‌کنیم، در زیر آب نیز با ایجاد قوس الکتریکی و ایجاد برقکافت و تولید گاز هیدروژن و اکسیژن جوشکاری انجام خواهد شد. در اثر حرارت پوشش الکترود بخار شده و گاز ایجاد می‌کند، این گازها با ایجاد یک محیط مناسب برای قوس الکتریکی مانع تماس مستقیم آب با آن می‌شوند. در نهایت فرایند قوس الکتریکی در جوشکاری با موفقیت انجام می‌شود.

در روش جوشکاری قوسی تو پودری در داخل سیم جوش پودری وجود دارد که پس از ذوب شدن گاز تولید می‌کند. این گاز مانع تماس آب با قطعه موردنظر می‌شود و در نتیجه فرایند جوشکاری به درستی انجام خواهد شد.

در جوشکاری اصطکاکی با چرخش و فشار یک قطعه بر دیگری و ایجاد اصطکاک حرارتی تولید می‌شود که دو قطعه را به هم متصل می‌کند. با وجود اینکه در این روش قطعه چرخان دور از آب نگه داشته می‌شود باز هم این روش در نوع جوشکاری مرطوب قرار می‌گیرد.

در جوشکاری مرطوب فرد آزادی عمل بیشتری دارد و عملیات جوشکاری آسان‌تر و در مدت‌زمان کوتاه‌تری انجام خواهد شد. با توجه به تجهیزات کمتری که برای این نوع جوشکاری نیاز است، هزینه کمتری نیز خواهد داشت. اما معایب این روش به شرح ذیل است:

• با توجه به خاصیت خنک‌کنندگی آب، سطح جوشکاری به سرعت خنک می‌شود. در نتیجه جوش کمی سخت و ترد خواهد شد.

• با توجه به حرارت بالای ایجاد شده، حباب‌هایی در اطراف محل جوشکاری به وجود می‌آید. این حباب‌ها پس از خنک شدن قطعه در محل جوش ایجاد تخلخل می‌کنند.

• با توجه به اینکه در فرایند برقکافت هیدروژن تولید می‌شود، پس از خشک شدن جوش ترک‌های هیدروژنی به وضوح مشاهده خواهند شد.

تمام مشکلات مذکور در عمق زیاد آب که فشار بیشتر است، تشدید می‌شود. می‌توان گفت جوشکاری مرطوب برای جوشکاری فولادهای کربنی مناسب‌تر است. زیرا فولاد کربنی حساسیت کمتری به خنک شدن سریع دارد. آیا می‌دانید روش دیگر جوشکاری زیر آب چیست؟

در جوشکاری خشک بخشی از عملیات جوشکاری بدون تماس مستقیم با آب صورت می‌گیرد. در این روش با ورود یک اتاقک آب‌بندی شده به داخل آب و ارسال تجهیزات جوشکاری که فضای داخلی آنها با هلیوم، آرگون و اکسیژن پر شده است، جوشکاری در محیطی نسبتاً خشک انجام می‌شود. این نوع جوشکاری در چهار حالت مختلف انجام می‌شود:

در جوشکاری کاملاً خشک حجم اتاقک به قدری زیاد است که جوشکار به راحتی به آن وارد شده و عملیات جوشکاری را انجام می‌دهد. از این روش برای جوشکاری‌های حساس به طور مثال اتصال دو خط لوله به یکدیگر استفاده می‌شود. از آنجا که گاز حاصل از جوشکاری موجب آلودگی اتاقک می‌شود بیشتر از جوشکاری با گاز حفاظتی استفاده می‌گردد.

از مزایای این روش می‌توان به امنیت بالای جوشکار و سهولت انجام تست‌های کیفی و نظارتی اشاره کرد. اما با توجه به عمق زیاد آب هزینه‌های بسیار بیشتری نسبت به سایر روش‌ها دارد.

در جوشکاری هایپرباریک فشار داخل و خارج اتاقک برابر و بسیار بیشتر از فشار اتمسفر است. همچنین هوای داخل اتاقک غیر قابل تنفس است و جوشکار باید از کپسول اکسیژن مخصوص غواصان برای تنفس استفاده نماید.

در جوشکاری یک اتمسفر فشار اتاقک را تا حدود یک اتمسفر کاهش می‌دهند، هوای داخل اتاقک برای جوشکار قابل تنفس است و نیازی به ماسک نیست همچنین به دلیل فشار پایین کیفیت جوش بسیار بالاتر است اما با توجه به هزینه‌های بسیار بالای آن نسبت به سایر روش‌ها از این روش کمتر استفاده می‌شود.

در جوشکاری به اصطلاح خشک جزئی اتاقکی وجود ندارد و فقط دست جوشکار، قوس الکتریکی و قطعات درون محفظه کوچکی قرار می‌گیرند. این فرایند بین جوشکاری خشک و مرطوب قرار دارد و نسبت به جوشکاری کاملاً خشک از کیفیت پایین‌تر و هزینه پایین‌تری برخوردار است.

در جوشکاری خشک کیفیت جوش و هزینه اجرا بالاتر از جوشکاری مرطوب است. همچنین با توجه به تولید کمتر بخار در اطراف ناحیه جوش، جوشکار دید بهتری نسبت به روش مرطوب دارد.

خطرات جوشکاری زیر آب چیست؟ چگونه می‌توان این خطرات را کاهش داد؟ جوشکاری زیر آب به خاطر محیط ویژه‌ای که دارد همواره با خطراتی نظیر شوک الکتریکی، انفجار، بیماری کاهش فشار، غرق شدگی، سرمازدگی و مشکلات شنوایی روبرو است. در این قسمت چند راهکار ساده برای کاهش این خطرات به شما معرفی می‌کنیم:

 قبل از شروع کار تمام تجهیزات را بررسی کنید.

 از جریان برق مستقیم به جای جریان متناوب استفاده نمایید.

 منبع تغذیه را بر روی یک سطح عایق مانند چوب یا پلاستیک قرار دهید.

 از الکترودهای عایق و ضد آب استفاده کنید.

 از دستکش‌های عایق و ضد پارگی استفاده نمایید.

با توجه به آشنایی با نحوه انجام جوشکاری زیر آب دیگر انجام این عملیات دور از ذهن شما نیست. در این مقاله ضمن ارائه پاسخ علمی و جامع به سؤال جوشکاری زیر آب چیست شما را با انواع روش‌های جوشکاری زیر آب نیز آشنا کردیم. هر کدام از این روش‌ها دارای مزایا و معایبی هستند. در روش مرطوب کار جوشکار سخت‌تر است اما هزینه آن بسیار پایین است. در روش خشک کیفیت جوش نهایی بالاست اما هزینه‌های آن به مراتب بیشتر خواهد بود. در پایان با معرفی خطرات جوشکاری زیر آب، راهکار‌هایی برای کاهش این خطرات نیز به شما معرفی کردیم. برای آموزش جوشکاری، ثبت نام در دوره آموزش جوشکاری مطمئن ترین راهکار است.