NO125525B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for elektrisk lysbuesveising ved dypvannsforhold.

Foreliggende oppfinnelse vedrører undervannsarbeide og spesielt en fremgangsmåte for elektrisk lysbuesveising av en forbindelse mellom tunge metallseksjoner av rørledninger ved dypvannsforhold for tilveiebringelse av en sveis av høy kvalitet.

Ved hjelp av den hittil kjente teknikk har det vært umu-

lig å utføre sveis av høy kvalitet mellom tunge metallseksjoner på

dypt vann. Dette har nødvendiggjort heving av seksjonene til overflaten for sveising, og deretter atter nedsenking av disse. Konven-sjonelle fremgangsmåter for sveising med høyeffekt-elektriske lys-

buer er ikke blitt anvendt for undervannsarbeid inntil idag, kanskje

fordi de er vanskelige å kontrollere under høyt trykk og fordi de frigjør damper som også bevirker frigjøring av skadelige eller giftige forbindelser.

Det er følgelig et formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for tilveiebringelse av en sikker, pålitelig sveis av høy kvalitet mellom tunge metallseks jon-er anbrakt på dypt vann. Et videre formål er å tilveiebringe en fremgangsmåte for sveising hvorved det ikke frigjøres skadelige eller giftige damper hvorved en oppnår at dykkeren kan arbeide ut en bruk av pustemaske.

Ennå et formål er å tilveiebringe en fremgangsmåte for frembringelse av en dypt inntrengende høykvalitets-undervannssveis som er lett å kontrollere og som ikke bevirker frigjøring av skadelige eller giftige forbindelser.

Ytterligere formål og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse og krav.

I tegningen viser

fig.l et perspektiv i delvis snitt av et hensiktsmessig apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og

fig.2 er et tverrsnitt av sveisen som er utført ifølge oppfinnelsen, med det nedre parti av et hensiktsmessig sveisebren-nerapparat for fremstilling av selve sveisen.

Oppfinnelsen er basert på den oppdagelse at sveisefrem-gangsmåten med ikke-konsumerbar elektrode-inert gass, vanlig kjent i sveiseteknikken som "Tig Welding", og som vanligvis betraktes som helt uskikket for sveising av tunge metallseksjoner, forandres så vesentlig i sine driftskarakteristikker under vann, dvs. ved trykkforhold høyere enn vanlig atmosfæretrykk, at en med den er istand til å tilveiebringe sveis av høy kvalitet på tunge metallseksjoner. Denne prosess frembringer ikke damp

'eller bevirker frigjøring av skadelige eller giftige gas-ser, og dykkeren settes derved istand til å sveise uten bruk av en spesialmaske. Anvendeligheten av denne prosess for undervannssveising av tunge metallseksjoner er uventet fordi "Tig Welding" er en lav-effektprosess hvis anvendelse vanligvis er begrenset til sveising av meget tynne metallseksjoner, som f.eks. blikkplater. Den er vanligvis begrenset til metalltykkelser opp.til 3>2 mm (1/8") på grunn av dens vanligvis lave utgangsenergi. For å kontrollere sveisesmelten for å oppnå den ønskede dybde av sveisen, er det nødvendig å arbei-

de med en kort lysbue, dvs. vanligvis en lysbue med en lengde på 6,35 ro111 (l/4<n>) eller mindre. Imidlertid vil ved arbeid under van-lige overflatetilstander, dvs. ved normalt afcmosfæretrykk, en bue av denne lengde bli frembrakt ved en meget lav spenning, f.eks. 7-9 volt, i hvilket tilfelle energitilførselen blir meget lav og utilstrekkelig for å frembringe tilstrekkelig varme for sveising av tunge metallseksjoner. Forsøk på å øke energitilgangen ved å øke spenningen, har ikke vært vellykket ettersom dette bevirker økning av lysbuelengden hvilket resulterer i at kontrollen over sveisesmelten tapes.

Det har imidlertid vist seg at når "Tig Welding"-prosessen utføres ved høyere atmosfæretrykk som f.eks. i et under-vannstrykkammer, forandrer lysbuekarakteristikkene seg så vesentlig at det er mulig å opprettholde en kort kontrollerbar lysbue ved høye spenninger, hvilket tillater ftemstilling av sveis av høy kvalitet på tunge metallseksjoner.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for elektrisk lysbuesveising av en forbindelse mellom tunge metallseksjoner av rørledninger ved dypvannsforhold, hvilken er karakterisert ved at det tilveiebringes et kammer med åpen bunn som senkes mot det rørområde som skal forbindes for å innelukke dette; innelukking av de dypt neddykkede rørseksjonsområder som skal forbindes i kammeret; innføring av trykkgass i kammeret for

fortrengning av vannet fra dette og for å etablere trykkforhold høy-ere enn atmosfæretrykket; avsetning av området inne i kammeret for å forhindre videre inntrengning av vann til dette; etablering og opprettholdelse av en hovedsakelig inert atmosfære i kammeret; etablering av en lysbue mellom en ikke-konsumerbar elektrode og skjøte-fugen som dannes mellom metallseksjonene for å frembringe en sveisesmelte, hvilken lysbue har en lengde på 0,4 mm (I/64") til 6,35 mm (l/4") ved et strømnivå på 85 - 250 ampere, og med en lysbuespenning tilstrekkelig til å opprettholde en stabil lysbue med nevnte lengde og strømnivå; og frembringelse av en relativ bevegelse mellom lysbuen og skjøtefugen for dannelse av en sveiselarve.

For helt å unngå tilstedeværelse av endog små mengder fuktighet i skjøteområdet, hvilket kan bevirke porøsitet i sveisen, er det ønskelig å kontrollere trykket i kammeret mens dette senkes fra overflaten -for å hindre vann fra å stige over et visst nivå inne i kammeret. Dette kan gjøres ved innføring av trykkgass i kammeret mens dette senkes. Det er også gunstig å la beskyttelsesgasser strømme langs elektroden for å beskytte sveisesmelten når atmosfæren i kammeret ikke er hovedsakelig inert. Ettersom denne fremgangsmåte for elektrisk buesveising ikke utvikler damp, er det mulig å tilveiebringe en atmosfære inne i kammeret hvori mennesker kan puste hvilket bevirker at dykkeren kan sveise uten at det er nødvendig med en spesialmaske. Dette kan hensiktsmessig gjøres ved å tilføre den nødvendige pusteatmosfære som bare inneholder små mengder oksygen, gjennom sveisebrenneren som beskyttelsesgass. Det er gunstig at denne atmosfære er hovedsakelig inert for å beskytte sveisesmelten og også for å danne en hovedsakelig ikke-brennebar trykkatmos-fære inne i kammeret.

Det vises til tegningen hvor oppfinnelsen er illustrert i forbindelse med en seksjon av et rør under vann på hvilken seksjon det ønskes en avgrening. Etterat røret P er lokalisert, bindes fø-ringsliner L rundt dette og tres gjennom øyer 12 på kammeret 10, og kammeret senkes deretter ned i vannet fra et fartøy på overflaten. For å holde det øvre parti av kammeret og sveiseutstyret i dette, i helt tørr tilstand^ blir trykkgass ført inn i kammeret gjennom ventilen 14 og trykket kontrolleres for å fortrenge vannet til under det ønskede nivå som ønskes bevart. Etterat kammeret kommer i kontakt med røret, blir slissene 16 tettet ved at en dykker fester

skjørtene eller platene 18 til kammeret. Deretter entrer en dykker kammeret gjennom åpningen og svinger ned den hengsle'de rist 2o.

Dykkeren åpner deretter kontrollventilen inne i kammeret (ikke vist) for å tilføre den resterende trykkgass for å fortrenge det gjenværen-de vann fra kammeret. Atmosfæren inne i kammeret blir dietter holdt i en hovedsakelig inert tilstand for å hindre en mulig oppstandelse av ild under den følgende sveiseoperasjon. Denne atmosfære kan til-føres gjennom tilførselsledninger 22 fra overflatefartøyet og kan bestå av en for mennesker ikke skadelig og pustbar blanding av inert gass som f.eks. helium og oksygen som setter dykkeren istand til å arbeide i kammeret uten bruk av spesialmaske. Dykkeren begynner svei-seoperas jonen ved å etablere en lysbue mellom den ikke-konsumerbare elektrode 24 og seksjonene W som skal forbindes. Denne lysbue skal ha en lengde mellom 0,4 mm (I/64") og 6,35 mm (1/4") for å kunne opprettholde en nøyaktig kontroll åv sveisesmelten. Dette kan gjøres ved å tilføre en strøm på mellom 85 og 250 ampere med en spenning tilstrekkelig til å holde lysbuen stabil. Til tross for at overtrykk betinger en høyere lysbuespenning, var det uventet at den nødvendi-ge spenning under de ovennevnte trykkforhold var så stor at det ble tilveiebrakt en tilstrekkelig energitilførsel for å danne en sveis av høy kvalitet. Ved en anvendelse av oppfinnelsen ble denne vellykket utført på rør med 22,5 cm diameter og med en veggtykkelse på ca. 9,5 mra> dvs. over tre ganger tykkelsen som normalt sveises ved hjelp av "Tig ¥elding"-prosessen. For å beskytte sveisesmelten blir en beskyttelsesgass S fortrinnsvis ført langsmed elektroden 24 henimot det område som skal sveises. Denne beskyttelsesgass kan inneholde en liten mengde oksygen uten at det påvirker sveisekvaliteten, og det er derfor mulig å tilføre en blanding av inert gass og oksygen til kammeret via beskyttelsesgassen som er ikke-skadelig for mennesker, slik at dykkeren kan puste i kammeratmosfæren under selve svei-singen. Etterat sveisesmelten er dannet, tilveiebringes sveiseforbin-delsen, dvs. sveiselarven ved hjelp av en relativ bevegelse mellom lysbuen og det område som skal forbindes.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for elektrisk lysbuesveising av en forbindelse mellom tunge metallseksjoner av rørledninger ved dypvannsforhold, karakterisert ved: a) tilveiebringelse av et kammer (10) med åpen bunn; b) sekning av kammeret mot det rørområde som skal forbindes for å innelukke dette; c) innelukking av de dypt neddykkede rørseksjonsområder som skal forbindes i kammeret; d) innføring av trykkgass i kammeret for fortrengning av vannet fra dette og for å etablere trykkforhold høyere enn atmosfæretrykket; e) avtetting av området inne i kammeret for å forhindre videre inntrengning av vann til dette; f) etablering og opprettholdelse av en hovedsakelig inert atmosfære i kammeret; g) etablaing av en lysbue mellom en ikke-konsumerbar elektrode og skjøtefugen som dannes mellom metallseksjonene for å frembringe en sveisesmelte, hvilken lysbue har en lengde på 0,4 mm (1/64") til 6,35 mm (l/4<M>) ved et strømnivå på 85-250 ampere, og med en lysbuespenning tilstrekkelig til å opprettholde en stabil lysbue med nevnte lengde og strømnivå; ogh) frembringelse av en relativ bevegelse mellom lysbuen og skjøtefugen for dannelse av en sveiselarve.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at lysbuen under fremføringen opprettholdes med en lengde på 0,4 mm til 6,35 mm ved et strømnivå på 85-250 ampere og med en lysbuespenning tilstrekkelig til å opprettholde en stabil lysbue av nevnte lengde, hvorved det oppnås en øket sveiseinntrengning sammen-lignet med sveiser utført ved overflaten under vanlig atmosfæretrykk de samme elektriske forhold.

3. Fremgangsmåte ifølge krav .2',' karakterisert ved at en beskyttelsesgass omfattende en pustbar blanding av inert gass og oksygengass, bringes til å strømme langs elektroden henimot det område som skal sveises^^/for å beskytte sveisesmelten samt å sette dykkeren istand, til å puste i atmosfæren i kammeret.

4. Fremgangsmåte /ifølge krav 1, karakterisert ved opprettholdelse av en pustbar blanding av inert gass og oksygen inne i kammeret for å sette dykkeren istand til å puste i kam-merate sfæren, samt føring av en inert beskyttelsesgass langs elektroden hernimot det område som skal forbindes for å beskytte sveisesmelten.