NO155481B - Beskyttelsespasta for undervanns-vaatsveising. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en beskyttelsespasta til bruk

ved undervanns-våtsveising.

Foretagender som utfører sveisearbeider og som fremstiller sveiseanordninger og -midler, har søkt å få i anvendelse og/eller for salg en buesveisemetode og -anordning med hvilken sveisingen kunne utføres uavhengig av de ytre omstendigheter. Det er jo ålment kjent av buesveising - i særdeleshet den under gode ytre omstendigheter så lett utførte beskyttelses-buesveising - ikke lykkes under vindfulle, trekkfulle, regnfulle og/el.-ler fuktige forhold, for ikke å tale om forholdene ved undervannssveising.

Undervannssveising har i de senere år vært gjenstand for voksende interesse og utviklingsarbeide- Reparasjonsarbeider på boreplattformer, undervanns gass- og oljerør, fartøyer og havneanordninger er områder hvor undervannssveising har vært mest anvendt. De konstruksjoner som skal sveises er i alminnelighet av en slik art at det er umulig å løfte den til overfla-ten, eller dette blir meget kostbart. Målet ved undervannssveising er å oppnå en høyverdig sveis.

De kjente metoder for utførelse av undervannssveising inn-deles på basis av sveisemiljøet i to hovedgrupper: våtmetoder og tørrmetoder. Ved de kjente våtmetoder anvendes ved elektrodesveising i hovedsak vanlige sveiseelektroder som er dekket med vanntett vinylmateriale eller parafin for at elektroden ikke skal bli våt, og i forbindelse med gassbuesveising foruten det vanlige utstyr en sveis der en kon- lignende vannstråle fra munnstykkets ytre overflate holder vannet borte fra lysbueområdet. Vannstrålen er blitt anvendt med relativt gode resultater ved CC^-våtmetoden. Vannet kommer ved våtmetodene,som allerede navnet angir, uten hinder til lysbueområdet. Ved tørrmetoder hindrer man vannet i å komme til lysbueområdet ved å dekke lysbueområdet med et hovedsakelig lukket (selve sveisedammen er selvsagt fri) eller med et nedenfor åpent ugjennomskinnelig eller gjennomskinnelig sveisehus. Sveisen føres til de nedenfra åpne sveisehus vanligvis nedenfra og til de helt lukkede små sveisehus gjennom veggen. Hvis sveisehuset er tilstrekkelig stort, kan sveiseren arbeide i huset. I sveisehusene er det enten beskyttelsesgass eller luftatmosfære.

Ved undervannssveising oppnår man med tørrmetoder, iallfall på små dybder, lignende sveiser som ved sveising i luft. Ulemper med tørrmetodene er imidlertid de tidkrevende installasjo-ner og flyttingen av sveisehuset og det besvær og den dårlige fleksibilitet som beror på anvendelsen av sådan beskyttelse. Dessuten finnes det mange steder hvor anvendelsen av beskyttelse er umulig.

Våtsveising, som den foreliggende oppfinnelse angår, er

en rett fleksibel og økonomisk metdde for utførelse av undervannssveising. Bortsett fra dykkerutstyr kan den utføres med samme utstyr som vanlig sveising. Med hensyn til sveisekvali-tet har man med våtmetoder ikke oppnådd noe nær det samme resultat som med tørrmetoder. Ved våtmetoder finnes tre sveise-problemer som alle beror på det omgivende vann. Det er en stor avkjølingshastighet, høyt hydrogeninnhold og det omgivende trykk, som påvirker reaksjonene i lysbuen og materialets for-flytning, samt reaksjonene mellom smeiten og slaggen, særlig på større dybder.

Ved våtmetoder er det verste problemet de forekommende hydrogensprekker. Dette skyldes det høye hydrogeninnhold som havner i sveisefugen. Den høye avkjølingshastighet vanskelig-gjør videre hydrogenets diffusjon fra sveisefugen, og for- eller etter-oppvarmninger kan ikke anvendes for fjerning av hydrogen, for å minske spenningene eller for å unngå den skjøre mikro-struktur. Som et resultat av den høye avkjølingshastighet fremkommer det for konstruksjonsstål i alminnelighet en mikro-struktur som er tilbøyelig til å bli skjør og inneholder store spenninger.

Et annet betydelig problem i forbindelse med våtmetoder

er sveisefugens svake slagseighet. Det omgivende trykk, særlig på større dybder, forandrer slagreaksjonene, og den hurtige av-kjøling gir ikke forutsetninger for sveisematerialets tilstrek-kelige rengjøring.

Særlig i forbindelse med elektrodesveising ved våtmetoder kreves unngåelse av sveisefeil, såsom porer, slaggbelegg, slagg-strek, fuge- eller rotfeil, under vanskelige omstendigheter spesiell yrkesdyktighet.

Hensikten med beskyttelsespastaen ifølge den foreliggende oppfinnelse er eliminering av våtsveisemetodenes ulemper, samt å tilveiebringe en beskyttelsespasta som er egnet for buesveising i vann eller vannholdig væske.

Beskyttelsespastaen ifølge oppfinnelsen er angitt i kravet, og det vises til dette.

Som lysmiddel kan det anvendes fosfor, og som hydrogenfjernende materiale jernoksyd. Magnesium kan anvendes både som lysmiddel og hydrogenfjernenede materiale.

Man kan dessuten blande litt aluminiumpulver i beskyttelsespastaen hvis man sveiser rustfritt stål, og hvis man anvender austenittiske sveise-elektroder.

Ifølge en foretrukken utførelsesform inneholder beskyttelsespastaen ifølge oppfinnelsen 5-15 vekt% magnesium som lysmiddel og hydrogenfjernende materiale. Ifølge en annen foretrukken utførelsesform inneholder beskyttelsespastaen 4-6 vekt%, fortrinnsvis 5 vekt% jernoksyd. Ifølge en annen foretrukken utførelsesform inneholder beskyttelsespastaen som lysmiddel 2-10 vekt% amorft fosfor. Mengden av dette avhenger av arbeidsdybden og sikten.

Med det materiale som ledes til lysbueområdet og/eller med det materiale som dannes sammen med vann, elektrisk ledende væske, væskeformig blanding, løsning eller lignende, tilsikter man å lette lysbuens beherskede brenning, ut-

vide sveisesmelten, bremse sveisens avkjøling og begrense vannets direkte nærvær på lysbueområdet og berøringen med sveisesmelten.

I og med oppfinnelsen letter det elektrisk ledende materiale på lysbueområdet lysbuens tenning og brenning i vann. Det danner når det brenner på lysbueområdet en beskyttelsesgass-sone som hindrer vannet adgang til lysbuen og smeiten. En slik beskyttelsesgass-sone dannes særlig når man anvender organiske materialer. Videre danner materialet et slaggforråd som beskytter smeiten mot vannets virkning ettersom det foreligger så meget materiale at det ikke rekker å brenne i lysbuen. Det av materialet dannede tilleggsslaggforråd bremser sveisens av-kjøling, hvorved gassenes fraskillelse fra sveisen forbedres. På grunn av den bremsede avkjøling er det lettere å oppnå en god sveis. Materialet innvirker på smeltehastigheten og inntrengningen. Smeltehastigheten og inntrengningen forbedres særlig når man anvender organiske materialer, som når de brenner i lysbuen danner betydelige mengder varmeenergi.

Årsakene til de ypperlige resultater som man har oppnådd med beskyttelsespastaen ifølge oppfinnelsen ved sveiseforsøk, er ikke helt klarlagt. En annen faktor som bremser sveisens avkjøling, foruten tilsatsmaterialets beskyttelsesvirkning, kan dannes av de elektriske sidestrømmer som oppstår på grunn av det anvendte tilsatsmateriale mellom hele den gjenstand som sveises og sveiseelektroden, og som dermed varmer opp gjenstan-den, det vann som eventuelt finnes i nærheten av denne, og fu-gen med sine tilleggsslagg- og slagg-forråd. Herved holdes sveisen varm enda lengre, hvorved hydrogenet, som gjør sveisen skjør, fjernes, og sveisen blir enda hardere.

Når man anvender beskyttelsespastaen ifølge oppfinnelsen ved undervannssveising, kan sveisingen anses å være en våtmeto-de, idet vannet med sine mulige tilsatsmaterialer har så godt som fri adgang til lysbueområdet. Metoden er egnet til bruk i forbindelse med samtlige bue- og gassbue-sveisemetoder, såsom elektrodesveising, MIG-, MAG-, TIG-, arcatom- og plasmasvei-sing. Arbeidsutstyret og -metodene varierer alt etter sveise-metoden.

I nedenstående beskrivelse har man i hovedsak konsentrert seg om undervannssveising, på grunn av at problemene for tiden er størst i forbindelse med buesveising i vann. Med metoden er det dog mulig å utføre buesveising også under andre ytre forhold, f.eks. i forbindelse med buesveising i luft. Herved hindrer det elektrisk ledende materiale og/eller det materiale som dannes av vann og elektrisk ledende væske, den væskeformige blanding, løsning eller lignende, foruten vannets også luftens negative virkning på sveisen. Når man anvender beskyttelsespasta i forbindelse med buesveising i luft, er dannelsen av forbrenningsgasser sterkere enn i forbindelse med undervannssveising. Man må i denne sammenheng nevne den anvendelse av oppfinnelsen hvor den vanlige beskyttelsesgass er erstattet med en krem som beskytter såvel lysbuen som sveisen. Kremen passer ypperlig for anvendelse ved både vann- og luftbuesveising ettersom kremen beskytter både lysbuen og sveisen.

Anvendelsesmåten for kremen ifølge oppfinnelsen skal i det følgende beskrives under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 illustrerer lysbuen 1 mellom sveiseelektroden 9 og underlagsmaterialet 13. Sveiseelektroden 9 smelter og danner en sveisesøm 10, som smelter fast i underlagsmaterialet 13. Idet sveisen 10 dannes av sveiseelektrodens 9 dekkmateriale, dannes et slaggsjikt 11 på sveisen. Til bueområdet 1 ledes pastaen 2 ifølge oppfinnelsen inn gjennom ledning 12.

Ifølge den utførelsesform som er vist på fig. 2, blir det til lysbuens område 14 fra det ringformede munnstykke 4, som omgir lysbuen 1 og sveiseelektroden 9, tilført pasta 2 som gjør bueområdet elektrisk ledende. Denne utførelsesform minner om beskyttelsesgass-buesveising (MIG, MAG,' TIG) . Forskjellen er den at man istedenfor beskyttelsesgassen har pastaen ifølge oppfinnelsen, som fordelaktig kan være f.eks. en krem. Ring-munnstykket kan forståes å strekke seg like til tilsatstråden. Det er selvsagt mulig dessuten å anvende også beskyttelsesgass, som f.eks. kan strømme inn gjennom ringrummet mellom innerman-telen i dysen og yttermantelen i holderen til elektroden 9.

På fig. 3 er det vist en utførelsesform hvor lysbuen 1,

som dannes mellom sveiseelektroden 9 og underlagsmaterialet 13, er delvis beskyttet av pastaen 3 ifølge oppfinnelsen. Fra pastaen 3 løsgjøres og oppløses materiale til lysbueområdet, hvilket materiale gjør bueområdet elektrisk ledende; sveisingen skjer under vann mens vannet omgir sveiseobjektet. Under svei-singens forløp føres pastaen 3 etter lysbuen, idet sveisen dannes slik at lysbuen brenner i en kløft 7 som er dannet i pasta-biten. Fra pastaen 3 løsgjøres dessuten på sveisen 10 et sjikt 8, hvilket beskytter sveisen. Beskyttelsessjiktet 8 hindrer sveisematerialene 10 i å kjølne og hindrer at vannet kommer i berøring med sveisefugen. Videre fortsetter pastaen 3, som et organisk materiale, da den forblir på den hete sveisefugen 10,

å brenne fremdeles etter lysbuen, hvilket er egnet til effek-tivt å hindre at sveisen avkjøles alt for hurtig.

På fig. 4 er det vist en sveiseelektrode 9 til utførelse

av oppfinnelsen. Her er den vanlige, enten belagte eller ube-lagte, sveiseelektrode 9 fremdeles overtrukket med en pasta 3,

fra hvilken det løsgjøres og/eller løser seg på bueområdet et materiale som gjør den elektrisk ledende. Kløften 7 kan også omgis av pasta fra den åpne dammens side, hvorved buen 1 i det vesentlige er i et stengt rom.

Oppfinnelsen begrenser seg ikke til de viste utførelses-former, idet oppfinnelsens anvendelser kan variere innenfor patentkravenes ramme. Herved kan eksempelvis styreorganer som hører til angjeldende anordning, og som anvendes for de tilsatsmaterialer som brukes ved sveising, bestå av et ringmunn-stykke, som hensiktsmessig hovedsakelig helt eller delvis omgir sveiseelektroden eller tråden eller av et sådant som består av et eller flere rørformede eller annerledes utformede munn-stykker, som plasseres i umiddelbar nærhet av elektroden eller tråden. Videre kan tilsatsmaterialets matningsorgan bestå av en stempel-, sentrifugal-, membran-pumpe eller lignende eller av en annen slags matningsanordning, f.eks. en skrue-transportør eller lignende.

Claims (4)

1. Beskyttelsespasta for undervanns-våtsveising, bestående av et basismateriale som er blandet i glycerol og inneholder 40-60 vekt% oljesyre og 1-40 vekt% linolsyre, samt eventuelt lysmiddel og hydrogenfjernende materiale, karakterisert ved at basismaterialet dessuten inneholder 8-21 vekt% stearinsyre, 20-30 vekt% palmitinsyre og 1-4 vekt% myristinsyre.

2. Beskyttelsespasta ifølge krav 1, karakterisert ved at den som lysmiddel og hydrogenfjernende materiale inneholder 5-15 vekt% magnesium.

3. Beskyttelsespasta ifølge krav 1, karakterisert ved at den som hydrogenfjernende materiale inneholder 4-6, fortrinnsvis 5, vekt% jernoksyd.

4. Beskyttelsespasta ifølge krav 1, karakterisert ved at den som lysmiddel inneholder 2-10 vekt% amorft fosfor.