NO752035L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for undervannssveising.

Oppfinnelsen vedrører undervannssveising og særlig et apparat for sveising ved en stor dybde under vann, f. eks. ca.

75 meter og mer.

I kjente undervanns3véiseapparater gjennomføres sveis-ingen ved. anvendelsen av en elektrisk bue som er frembragt méd en MIG-brenher i et sveisekammer som tilveiebringer en lokal be-skyttelsesgassomgivelse for sveisen.. Por å hindre vann i å strømme inn i kammeret, må gasstrykket i kammeret holdes noe . høyere enn det omgivende vanntrykk. Gasstrykket i kammeret må derfor økes når vanndybden øker.

Ved store dyp har man funnet at det høye trykk til den omgivende gass har ugunstige virkninger på MIG-buen. Por

å opprettholde en bue med en ønsket lengde ved en gitt tråd-matingshastighet (strøm), må spenningen økes når det omgivende gasstrykk øker. Dette bevirker ustabile sveisebetingelser, og buen selv kan slukkes i en periode på ett sekund eller lenger.

Dessuten blir buen pneumatisk sammensnørt, som ugunstig påvir-ker metalloverføringsprosessen og resulterer i sveisevanskelig-heter og dårlige sveiseutfellinger. En stor.mengde sveisesprøyt kan også fremkomme.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å til-veiebringe en forbedret fremgangsmåte for undervannssveising ved store dyp.

Ifølge oppfinnelsen er det' tilveiebragt en fremgangsmåte for gassbeskyttet buesveising ved store undervannsdyp, som

er kjennetegnet ved det som,fremgår av kravene. Oppfinnelsen vedrører også en innretning for bruk ved undervannssveising, som er kjennetegnet ved det som fremgår av apparatkravet.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegningen,

som viser:

fig. 1 et skjematisk riss av apparatet for gjennomfør-ing av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved store undervannsdyp,

fig. 2 et snitt gjennom en utførelse for undervanns-sveiseapparatet ifølge oppfinnelsen, og

fig. 3 et snitt, gjennom en annen utførelse for under-vannssveiseapparatet ifølge oppfinnelsen.

Fremgangsmåten ifølge" oppfinnelsen er beregnet på å gjennomføres ved store dyp. Som vist på fig. 1, kan rørlednin-gen 40 eller et annet arbeidsstykke som skal sveises ligge på sjøbunnen 42 eller kan utstrekke seg oppover fra denne. Sveiseren/dykkeren 44 er forbundet med en dykkerklokke 46 ved hjelp av en såkalt "navlestreng" 48, gjennom hvilken det føres helium og oksygen (eller andre fremmede gassblandinger) for pustingen, da vanlige pustbare gasser blir giftige eller farlige ved de dybder hvor oppfinnelsen praktiseres.

Klokken 46 bæres av en kabel 50 som kommer fra en vinsj på et fartøy 52 som holdes på plass over sveisestedet ved forankringer, hvorav bare en er vist ved 54.

Helium-oksygenblandingen er fortrinnsvis tilført til klokken 46 over en ledning 56 som er forbundet med gassylindre

eller andre beholdere 58 på fartøyet 52. .Sveisebrenneren for gjennomføring av oppfinnelsen er beregnet for gjennomføring av gassbeskyttet elektrisk buesveising. Brenneren er av TIG-typen eller innsnevret-bue(plasma)-typen. I tillegg til. nødvendigheten av en høyampé*re-, lavspenn-ingskraftkilde, er det også nødvendig med en tilførsel av egnet ;beskyttelsesgass under høytrykk. Disse forbruksstoffer tilfø-res gjennom kabelen 59 ftfa en elektrisk generator og en gass-sylinder på fartøyet 52 og er. antydet ved henvisningstallet 60. ;Brenneren er beregnet på å drives i et sveisekammer 62 som er plasert over sveisestedet og er utformet slik at den ;kan evakueres for vann, slik at sveisen er tørr. Kammeret til-føres gass under trykk gjennom en slange 64 som er forbundet med en gassylinder 66 på fartøyet 52. Gassen fra slangen 64 kan tilføres til kammeret 62 enten meå<T>avbrudd under kontroll av dykkeren eller kontinuerlig med en forutbestemt mengde. ;Ved plasma- eller TIG-sveising brukes det en elektrisk bue hovedsakelig til å smelte metallet' i arbeidsstykket, for å danne sveisesmelten. For å fremstille buttsveis eller annen sveis, er det nødvendig å utfelle ekstra metall. Slikt metall tilføres vanligvis fra en tråd 3^ som mates i sin lengderetning inn i buesonen, hvor den smeltes og faller ned og fordeles i eller går på annen måte sammen med sveisesmelten. Sveisetråden tilføres fortrinnsvis ved mating langs en ledning 36, som er vist i detalj på fig. 2 og 3. Ledningen 36 fører fra brenneren 2 til en trådmateenhet 68 som hviler på sjøbunnen. Den elektriske tilførsel og gasstilførselen til sveisebrenneren og den elektriske tilførsel for mateenheten tilveiebringes over kabelen 59 som fører til mateenheten. Fra enheten 68 går elektrisi-teten og gassen for brenneren og en signalkabel for trådmatéen-heten 68 til brenneren via en kabel 70. ;På fig. 2 er det. vist en plasma sveisebrenner eller TIG-sveisebrenner 2 som er montert i et fleksibelt gummirør 4 på et sveisekammer 6. Kammeret 6 har ved den ene ende et vindu 8 gjennom hvilket, en sveiser kan inspisere sveisen. Ved den andre ende av kammeret er det en porøs avtetning 10 som kan presses til kontakt med et arbeidsstykke 12. Denne avtetning forhindrer gass i å forlate kammeret i mer enn en forutbestemt grad,, slik at det kan opprettholdes. en gassatmosfære i kammeret. Gass mates inn i kammeret gjennom et. fleksibelt rør 14. Strøm-men av gass gjennom kammeret fører med seg sveiseavgass som er . frembragt og fjerner den når gassen føres ut i det omgivende vann. Trykket i gassen i kammeret 6 må være noe større enn trykket fra vannet på utsiden, da det ellers vil være en risiko for at vannet vil komme inn i kammeret gjennom avtetningen 10 og forurense sveisen. Da det hydrostatiske trykk øker med dyb-den, må gasstrykket i kammeret også økes for å holde vannet ute. Det er sørget for en separat tilføring av sveisetråd til buesonen gjennom en ledning 36 som er festet til legemet på sveisebrenneren. Sveisetråden mates mekanisk gjennom ledningen 36 fra sveisetrådmateenheten 68. Sveisetråden kan også mates inn til sveisen fra en ledning som er festet til kammeret og direkte i sveisesmelten i en alternativ utførelse. Kraftledninger, be-skyttelsesgassledninger og kontrolledninger føres inn i brenneren gjennom en såkalt navlestrenginnretning 20. På fig. 3 er det vist en plasma_ sveisebrenner ...eller alternativt en TIG-sveisebrenner 22 som holdes fritt for hånden i et ringformet.sveisekammer• 2k, som er bygget opp av metall eller plast, men har et transparent sidevindu 26 som tillater ;iakttagelse av sveisen. Kammeret er avtettet mot arbeidsstykket 28 ved hjelp av et ikke-porøst avtetningsmateriale 30 som er festet til egnede kanter av kammeret. Kammeret 26 på fig. 3 er beregnet på å omslutte et opprettstående rørformet arbeidsstykke 28. I den stilling som er vist er bunnflaten av kammeret holdt åpen mot vannet og tillater sveiserens hånd og brennerut-styr å komme til innsiden av kammeret. Gass mates til kammeret gjennom et. rør 32 og unnviker gjennom den åpne basis i kammeret etter å ha skjøvet ut vannet i kammeret. Gasstrykket i kammeret må være noe høyere enn trykket for vannet på utsiden, da ;ellers vannivået 33 i kammeret vil stige og forurense sveisen. Kammeret holdes mot arbeidsstykket ved hjelp av mekaniske eller magnetiske festéinnretninger og gir således en tett avtetning. ;Sveiseren kan fritt manipulere sveisebrenneren gjennom den åpne bunndel av kammeret. Selv om sveisetråden kan tilføres manuelt og sveiseren kan bruke sin andre hånd til å gjennomføre dette, tilføres sveisetråden 31* fortrinnsvis mekanisk gjennom en fleksibel ledning 3(? med sin utløpsende festet til legemet 22 for brenneren, idet wiren drives gjennom ledningen ved hjelp.av undervannstrådmateenheten 68. Elektriske ledninger og gasstil-førseHedninger og elektriske kontrolledninger for brenneren er anordnet i den såkalte navlestrenginnretriing 38.

En tredje utførelse av oppfinnelsen er tilveiebragt ved å foreta én fullstendig mekanisert plasma- eller TlG-sveising under vann ved anvendelsen av et mekanisk drivsystem for å føre sveisebrenneren langs eller rundt arbeidsstykket, idet brenneren er.anbragt i et kjent undervanns ledeplatesystem som gir en lokal gassomgivelse rundt sveisen og tillater innstilling av avtetningstrykket og brennerstillingen.

I en plasma sveisebrenner er buen som strekkes mellom arbeidsstykket og den ikke forbrukbare elektrode i brenneren allerede innsnevret ved hjelp av en dyseåpning, gjennom hvilken en strøm av. termisk-ionisert gass strømmer, og den nødvendige spenning for å opprettholde en slik bue er relativt høy. Det høye trykk i sveisekammeret som er nødvendig for sveising ved store dyp bevirker at buen i en MIG-brenner blir ustabil hvis ikke spenningen økes, men har liten effekt på buen til plasrrra-brenneren på grunn av sin lavere følsomhet for spenningsvaria-sjoner. Derfor vil buen til en innsnevret bue(plasma)-brenner ikke slukke når sveiseapparatet benyttes på store dyp.

Videre blir MIG-buen pneumatisk innsnevret ved høye omgivelsesgasstrykk og innvirker ugunstig på metalloverførings-prosessen som opptrer over MIG-buen fra forbrukselektrodetråden. I plasmaprosessen er buen allerede innsnevret og således mindre følsom for økning i omgivelsestrykket og benytter separate sveisetråder som tillegg hvis nødvendig, som ikke avbryter bueplasmaet. Derfor vil ved bruken av en adskilt sveisetråd i for? bindelse med en plasmabrenner sveisemetalltilsetningen ikke ugunstig påvirkes av økningen i omgivelsestrykket. Dette skyl-des at wiren mates inn ved den fremre kant av den smeltede dam adskilt fra bueplasmaet, og at tråden ikke mates aksielt gjennom buen som ved en MIG-brenner hvor sveisetråden virker som en forbrukselektrode. Dette betyr også at plasmaprosessen ikke til-, veiebringer noen sprut, mens sprut opptrer når man benytter van-lig MIG-sveisebuer.

På lignende måte blir buen i en TIG-sveisebrenner strukket mellom en ikke-forbrukselektrode i brenneren og arbeidsstykket. Buen vil bli innsnevret hvis den drives ved høye omgivelsestrykk, men en sveisetråd mates.'inn i buen ved den fremre kant av smeiten og ikke aksielt gjennom buen som i MIG-prosessen, slik at sveisetrådtilsetningen ikke påvirkes ugunstig av inn-snevringen av buen som forårsakes av det høye omgivelsestrykk i . kammeret og den økede spenning som er nødvendig for å opprettholde buen. Dessuten unngås sveisesprut' ved anvendelsen av TIG-prosessen i et kammer på store dyp.

Fordelen ved bruk av gassbeskyttede buesveisebrennere hvor buen strekkes mellom en ikke-forbrukselektrode i brenneren og arbeidsstykket og hvor sveisetråden, hvis nødvendig, mates inn i buen ved den fremre kant_ av smeiten adskilt fra buen, gjen-finnes ikke bare i de typer_syeisekamre som er vist på diagram-met, men også i andre kammertyper som gir lokale gassomgivelser for sveising under vann.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for gassbeskyttet buesveising ved store dyp under vann, karakterisert ved at et sveise-

kammer anbringes hosliggende til et arbeidsstykke under vann som skal sveises / at det innføres gass i kammeret med et trykk til-strekkelig til å forskyve vannet ut av det indre av kammeret, at en del av arbeidsstykkets flate utsettes for gassen, at det innføres en permanent elektrodésveisebrenner i det gassfylte rom i sveisekammeret og at det tilføres gass til brenneren ved et trykk som er betydelig større enn trykket for gassen i kammeret..-

2. ; Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det innføres en sveisetråd til buesonen i kammeret fra en fjerntliggende kilde.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert V e d at sveisetråden innføres i sveisesmelten som frembringes av buen ved et sted plasert i front av buen, sett i forhold til bevegelsesretningen for brenneren.

4. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foranståen-de krav, karakterisert ved at den permanente elektrodebrenner er av den innsnevrede buetype.

5. Apparat for gassbeskyttet buesveising ved store dyp under vann, karakterisert ved at det omfatter et sveisekammer beregnet på å tilføres gass under trykk for for-skyvning av vann fra kammerets indre, og en permanent elektrodésveisebrenner som er forbundet med kammeret på en væsketett måte som tillater relativ bevegelse mellom brenner bg kammer.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at sveisebrenneren er av den innsnevrede buetype.

7. Apparat ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at brenneren er forbundet med kammeret ved en gummislange av fleksibelt og vanntett materiale som er avtettet ved den ene ende mot brenneren eller tilførselskabelen og ved den andre ende mot en vegg på sveisekammeret.