اللحام والقطع تحت سطح الماء ـ Underwater welding or cutting

 اللحام والقطع تحت سطح الماء ـ Underwater welding or cutting

• ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

• تمهيد:

اللحام أو القطع عمليات تتم تحت سطح المياه بطريقتين ( اللحام أو القطع الجاف , اللحام أو القطع الرطب ) تم اعتماد هذا النوع من طرف البحرية البريطانية منذ أكثر من قرن من الزمن خصوصاً في عمليات تصليح السفن وتمديد أنابيب النفط وعمل الحفارات , يكمن سر التلحيم تحت الماء في ايجاد معدات مناسبة لبيئة العمل مع تحقيق أعلى درجة من الأمن والأمان .

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

• أولاً : اللحام أو القطع تحت الماء ( الجاف ) : Dry underwater welding

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

1. عمليات اللحام أو القطع تتم في مكان يستثنى منها المياه .

2. عمليات اللحام أو القطع تتم بتغطية البقعة المراد لحامها بغرفة يستثنى منها المياه تحت ضغط.

3. يتم إنتاج اللحامات (الوصلات ) عالية الجودة التي تلبي متطلبات الأشعة السينية ومتطلبات الشفرة.

4. يمكن أن يتم اللحام بطرق أسرع مع توفر المعدات الحديثة مما يساعد في تقليل الجهد وتقليل الوقت.

5. عمليات اللحام أو القطع مشابه لما يتم في ظروف الهواء المفتوح فيما عدا أن الأبخرة والغازات الناتجة في عملية اللحام تؤثر على البيئة المغلقة , هناك نوعان رئيسيان من اللحام الجاف تحت الماء هما:

• اللحام الجاف تحت الماء في جو عادي:

1. يتم ذلك عادة في غواصة أو باستخدام وعاء الضغط.

2. يتم تنفيذ اللحام بنفس الطريقة التي يتم بها في ورشة العمل.

3. تظل منطقة العمل التي توجد فيها قطع العمل والأدوات جافة ويتم الحفاظ عليها عند الضغط الجوي العادي.

4. من الضروري فقط اعتماد إجراءات خاصة على حساب مساحة العمل المحصورة والتدابير التبعية للسلامة الكهربائية والغازات الضارة والغبار.

5. يوجد بعض الإجراءات الأخرى ...

• اللحام الجاف تحت الماء عند ضغط (الضغط العالي):

1. يتم تغطية المنطقة المراد لحامها بغرفة عند ضغط أعلى بقليل من ضغط الماء المحيط.

2. يتم ذلك في غرفة قاع مفتوحة أو موطن إعداد لحام الضغط العالي لمفصل خط أنابيب.

3. إعداد مواسير أنابيب لحام الضغط العالي أيضا ، اعتمادا على حجم الغرفة هناك نوعان من الاختلافات في لحام تحت الماء الجاف بالنسبة للغرف ( غرفة ثابتة , غرفة متحركة ).

• الغرفة الثابتة:

يتم تثبيتها بشكل دائم على الفور حتى يتم الانتهاء من العمل , ومن ثم يتم تفكيك الإعداد بالكامل.

• الغرفة المتحركة:

1. عبارة عن ترتيب متنقل حيث يقوم المشغل بتحريك الغرفة بأكملها إلى جانب المكان المطلوب.

2. بالتالي الغرفة الثابتة أكثر فائدة للوظائف الأكبر , والغرفة المتحركة أكثر فائدة للوظائف الأصغر.

• الاستخدامات / الممارسة:

1. يتم استخدام اللحام الجاف تحت الماء فقط من الشاطئ ليس فقط لأنه يعطي اللحامات ذات الجودة المطلوبة ولكن أيضاً لأن هي التقنية الوحيدة التي يمكن استخدامها في المياه العميقة.

2. على الرغم من أن معظم الأعمال الخارجية تقع في أقصى عمق يصل إلى 300 متر إلا أنه من المتوقع أنه بحلول نهاية القرن قد يكون مطلوبًا استخدامه للأعماق حتى 1000 متر.

• مميزات وعيوب اللحام الجاف

• المميزات:

1. لحام بجودة عالية.

2. توفر عامل الامان.

3. امكانية تطبيق اختبار الجودة.

4. المحاكاة للحام في الظروف العادية.

• المساوئ:

1. صعوبة الاستخدام في العمق يزيد عن 300 متر.

2. كلفة بيئة اللحام كبيرة جداً وتزداد مع العمق.

3. عمليات اللحام تتطلب كميات ضخمة من المعدات المعقدة.

4. عمليات اللحام تتطلب عمليات من الدعم الكبيرة على السطح.

5. تصميم الحجرة / الغرفة غالباً قد يكون معقداً بشكل كبير .

6. يتأثر قوس اللحام بشكل كبير بضغط الغرفة , بحيث يتطلب رفع الجهد المطابق كلما ازداد الضغط المحيط.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

• ثانياً : اللحام تحت الماء الرطب / Wet underwater welding

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

1. يتم انجاز العمل بطريقة يدوية.

2. يتم إنجاز اللحام على تماس مباشر مع الماء .

3. عمليات اللحام أو القطع مشابه لما يتم في ظروف الهواء المفتوح .

4. يتم استخدام معدات والإلكترود خاص مغلف لحمايته من الماء shielded metal arc welding

5. يستخدم هذا النوع من اللحام في المعدن ذو نسب الكربون المنخفضة low carbon equivalent steels

• مميزات اللحام الرطب :

1. السرعة والفعالية في العمل.

2. سهولة الوصول لأي منطقة مراد تلحيمها.

3. توفر الآلات و معدات و سهولة استخدامها.

4. التكلفة المنخفضة مقارنة بأنواع اخري من اللحام.

• عيوب اللحام الرطب:

معظم المساوئ تلحق بالمواصفات الميكانيكية لوصلة اللحام وهي كالتالي :

1. التقلص السريع لمعدن اللحام بسبب التبريد السريع الناتج عن الماء المحيط.

2. احتجاز الهيدروجين ضمن معدن الوصلة مما يسبب الهشاشة الهيدروجينية.

3. الشروخ الناتجة يمكن أن تنمو بسرعة وتحدث فشل وانهيار مفاجئ مخالف للتوقعات التصميمية.

4. القساوة المرتفعة الناتجة عن التبريد السريع , تقلل الطواعية وتخفض احتياط اللزوجة وتزيد المسامية.

5. كمية من الهيدروجين الموجودة في منطقة اللحام ناتجة من التحلل الحراري لبخار الماء تخفض من شدة القوس.

6. الهيدروجين المحتجز في الشروخ يسرع عملية الانهيار الديناميكي من خلال تحوله إلى جزيئات وضغطه على طرفي الشق مما يخفض العمل اللازم لانتشار الشق .

7. كما يوجد عيوب آخري متعلقة بالرؤيا القليلة , وصعوبة ضبط العملية كما ينبغي ... كما أن اللحام والقطع يتم فقط لمسافات محددة تحت المياه .. وأمور آخري

• الاستخدامات / الممارسة:

1. أعمال الإنشاءات المعدنية.

2. العمل مع عمليات شركات البترول وغيرها.

3. أعمال الصيانة والاصلاح السفن والمعدات البحرية.

• مواصفات فنية المطلوبة ( لفنى لحام تحت الماء ) :

1. جودة السباحة والغوص.

2. بدء التعليم في حوض سباحة.

3. تحديد ساعات العمل الفعلية.

4. يتم استخدام تقنية الغوص التشبع.

في هذه التقنية تصنع أنسجة لجسم الغواص للوصول إلى حدود ذوبان التوازن المعروفة بتشبع الغاز الخامل.

بمجرد التشبع يمكن الحفاظ على جهاز التنفس بنفس الضغط في الموطن لأي طول من الوقت ( مثل الأسابيع أو الأشهر ).

5. المحافظة على الكشف الطبي الدوري.

• خصائص العمل:

1. عمل الغواص عادة لفترة قصيرة . في وقت ينتج عنه انقطاع متكرر مع تأخيرات لاحقة في تنفيذ العمل.

2. واستخدامه لدورة العمل العادية إلى أن يتم وضعه على دورة إزالة الضغط وبالتالي تقليل الأوقات بين الغطس وتمكين اللحام بكفاءة. عملية.

3. تتمثل عيوب نظام غوص الإشباع في متطلبات المعدات الإضافية وطاقم دعم الغواصين ودعمهم من حيث دعم الحياة (بما في ذلك الاتصالات الهاتفية والتلفزيون وكاميرات الفيديو للمراقبة المستمرة وجو دعم الحياة للطاقم وأماكن المعيشة) ، إطلاق واستعادة الغواصين. كل ذلك يؤدي إلى تكاليف تشغيلية عالية.

4. بالنسبة لمعظم أعمال التشبع في الغوص ، يكون جو التنفس لأعضاء الطاقم حوالي 90-95٪ من الهيليوم و 5 - 10٪ من الأكسجين ويجب الحفاظ على هذا التوازن بدقة يجب اتخاذ احتياطات السلامة الخاصة بواسطة آلة الغطاس للحام تحت الماء ضد الغازات المحبوسة في الأجزاء التي يتم لحامها. هذه الغازات عادة ما تكون غنية بالهيدروجين والأكسجين والتي قد تنفجر عندما تشتعل.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

• ثالثاً : معلومات حول ما سبق :

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

1. لا يحب استخدام لحام SMAW كثيرا بسبب كمية كبيرة من الدخان والأبخرة التي تنتج في العملية مما يستلزم استخدام نظام واسع النطاق لنقل الهواء ، والترشيح ، والتبريد.

2. يستخدم GTAW تحت الماء أساسا لإنتاج المفاصل في الأنابيب. اللحامات المنتجة هي من نوعية الأشعة السينية ولكن إمدادات التردد العالي المستخدمة في بدء تشغيل القوس وصيانته , لا تعمل على أعماق تزيد عن 100 متر , يتم التغلب على المشكلة عن طريق بدء اللمس ولكن قد يؤدي إلى إدراج التنجستن بالهيليوم على الرغم من كونه خاملًا.

3. لا يعتبر اللحام GTAW مناسبًا لأنه يضعف بشكل خطير قطب التنغستن والقوس بدءاً من الصعب في ضغوط عالية.

4. على الرغم من أن الأرجون يتفوق على الهليوم GTAW فإنه ضعف المخدر مثل النيتروجين لذا لا يمكن استخدامه كغاز للغرفة.

5. لحل هذه المشكلة ، يتم استخدام فوهة الفرشاة المصنوعة من الصلب غير القابل للصدأ ذات الشكل المزدوج

6. عملية GMAW توفر أكبر إمكانات اللحام الجاف تحت الماء , إنه سريع نسبياً ويمكن استخدامه في لحام جميع المواضع , في هذه العملية بشكل عام يتم استخدام مصدر طاقة ذو خاصية أمبير فولت ثابت.

7. تستخدم الهيليوم والأرجون + 2٪ O 2 أو الأرجون + 5٪ CO 2 كغاز التدريع , الأرجون والنيتروجين يسببان التخدير في حين أن الهليوم يكون قابل للتنفس وبالتالي يفضل استخدامه كغاز للغرفة.

8. إذا تم استخدام الهليوم كغاز للتدفق ، فإنه ينتج عنه زيادة في جهد القوس القوسي لطول القوس نفسه ، مما يسبب مشكلة بدء قوس. ومع ذلك فإن الهيليوم موصل جيد للحرارة ينتج عنه ارتفاع معدل ذوبان السلك مع اختراق أعمق وحبيبات لحام أوسع. لكن الهيليوم أكثر تكلفة من الأرجون كما أنه يسرع معدل تبريد اللحام.

9. يمكن استخدام غاز CO 2 للحماية عند الأعماق الضحلة. في أعماق أكبر يستخدم مزيج الأرجون + CO للتحصين ويبدو أن أفضل النتائج يمكن الحصول عليها مع 95٪ من غاز الأرغون وخليط ثاني أكسيد الكربون بنسبة 5٪.

• ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ إعداد معلومات / بدرالدين أحمد