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水下电焊

工艺手段

水下电焊与切割是水下工程结构的安装、维修施工中不可缺少的重要工艺手段。它们常被用于海上救捞、海洋能源、海洋采矿等海洋工程和大型水下设施的施工过程中。

方法
水下焊接有干法、湿法和局部干法三种。
（一）干法焊接
这是采用大型气室罩住焊件、焊工在气室内施焊的方法，由于是在干燥气相中焊接，其安全性较好。在深度超过空气的潜入范围时，由于增加了空气环境中局部氧气的压力，容易产生火星。因此应在气室内使用惰性或半惰性气体。干法焊接时，焊工应穿戴特制防火、耐高温的防护服。
与湿法和局部干法焊接相比，干法焊接安全性最好，但使用局限性很大，应用不普遍。
（二）、
局部干法是焊工在水中施焊，但人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法，其安全措施与湿法相似。
由于局部干法还处于研究之中，因此使用尚不普遍。．320－
（三）湿法焊接
湿法焊接是焊工在水下直接施焊，而不是人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法。
电弧在水下燃烧与埋弧焊相似，是在气泡中燃烧的。焊条燃烧时焊条上的涂料形成套筒使气泡稳定存在，因而使电弧稳定。要使焊条在水下稳定燃烧，必须在焊条芯上涂一层一定厚度的涂药，并用石蜡或其他防水物质浸渍的方法，使焊条具有防水性。气泡由氢、氧、水蒸气和由焊条药皮燃烧产生的气泡；浑浊的烟雾生的其他氧化物。为克服水的冷却和压力作用造成的引弧及稳弧困难，其引弧电压要高于大气中的引弧电压，其电流较大气中焊接电流大15%～20%。
水下湿法焊接与干法和局部干法焊接相比，应用最多，但安全性最差。由于水具有导电性，因此防触电成为湿法焊接的主要安全问题之一。
与切割的事故原因
水下焊接与切割的致险因素的特点是：电弧或气体火焰在水下使用，它与在大气中焊接或一般的潜水作业相比，具有更大的危险性。
水下焊接与切割作业常见事故有：触电、爆炸、烧伤、烫伤、溺水、砸伤、潜水病或窒息伤亡。事故原因大致有以下几点：
(1)沉到水下的船或其他物件中常有弹药、燃料容器和化学危险品，焊割前未查明情况贸然作业，在焊割过程中就会发生爆炸。
(2)由于回火和炽热金属熔滴烧伤、烫伤操作者，或烧坏供气管、潜水服等潜水装具而造成事故。
(3)由于绝缘损坏或操作不当引起触电。
(4)水下构件倒塌发生砸伤、压伤、挤伤甚至死亡事故。
(5)由于供气管、潜水服烧坏，触电或海上风浪等引起溺水事故。
与切割安全措施
（一）准备工作
水下焊接与切割安全工作的一个重要特点是：有大量、多方面的准备工作，一般包括下述几个方面：
(1)调查作业区气象、水深、水温、流速等环境情况。当水面风力小于6级、作业点水流流速小于0. 1 ^0. 3m/s时，方可进行作业。
(2)水下焊割前应查明被焊割件的性质和结构特点，弄清作业对象内是否存有易燃、易爆和有毒物质。对可能坠落、倒塌物体要适当固定，尤其水下切割时应特别注意，防止砸伤或损伤供气管及电缆。
(3)下潜前，在水上，应对焊、割设备及工具、潜水装具，供气管和电缆、通讯联络工具等的绝缘、水密、工艺性能进行检查试验。氧气胶管要用1. 5倍工作压力的蒸汽或热水清洗，胶管内外不得粘附油脂。气管与电缆应每隔.5m捆扎牢固，以免相互绞缠。入水下潜后，应及时整理好供气管、电缆和信号绳等，使其处于安全位置，以免损坏。
(4)在作业点上方，半径相当于水深的区域内，不得同时进行其它作业。因水下操作过程中会有未燃尽气体或有毒气体逸出并上浮至水面，水上人员应有防火准备措施，并应将供气泵置于上风处，以防着火或水下人员吸入有毒气体中毒。
(5)操作前，操作人员应对作业地点进行安全处理，移去周围的障碍物。水下焊割不得悬浮在水中作业，应事先安装操作平台，或在物件上选择安全的操作位置，避免使自身、潜水装具、供气管和电缆等处于熔渣喷溅或流动范围内。
(6)潜水焊割人员与水面支持人员之间要有通讯装置，当一切准备工作就绪，在取得支持人员同意后，焊割人员方可开始作业。
(7)从事水下焊接与切割工作，必须由经过专门培训并持有此类工作许可证的人员进行。
防火防爆安全措施
(1)对储油罐、油管、储气罐和密闭容器等进行水下焊割时，必须遵守燃料容器焊补的安全技术要求。其他物件在焊割前也要彻底检查，并清除内部的可燃易爆物质。
(2)要慎重考虑切割位置和方向，最好先从距离水面最近的部位着手，向下割。这是由于水下切割是利用氧气与氢气或石油气燃烧火焰进行的，在水下很难调整好它们之间的比例。有未完全燃烧的剩余气体逸出水面，遇到阻碍就会在金属构件内积聚形成可燃气穴。凡在水下进行立割，均应从上向下移，避免火焰经过未燃气体聚集处，引起燃爆。
(3)严禁利用油管、船体、缆索和海水作为电焊机回路的导电体。
(4)在水下操作时，如焊工不慎跌倒或气瓶用完更换新瓶时，常因供气压力低于割炬所处的水压力而失去平衡，这时极易发生
回火。因此，除了在供气总管处安装回火防止器外，还应在割炬柄与供气管之间安装防爆阀。防爆阀由逆止阀与火焰消除器组成，前者阻止可燃气的回流，以免在气管内形成爆炸性混合气，后者能防止火焰流过逆止阀时，引燃气管中的可燃气。
换气瓶时，如不能保证压力不变，应将割炬熄灭，换好后再点燃，或将割炬送出水面，等气瓶换好后再送下水。
(5)使用氢气作为燃气时，应特别注意防爆、防泄漏。
(6)割炬点火可以在水上点燃带入水下，或带点火器在水下点火，前者带火下沉时，特别在越过障碍时，一不留神有被火焰烧伤或烧坏潜水装具的危险，在水下点火易发生回火和未燃气体数量增多，同样有爆炸的危险，应引起注意。
(7)防止高温熔滴落进潜水服的折迭处或供气管，尽量避免仰焊和仰割，烧坏潜水服或供气管。
(8)不要将气割用软管夹在腋下或两腿之间，防止万一因回火爆炸、击穿或烧坏潜水服，割炬不要放在泥土上，防止堵塞，每日工作完用清水冲洗割炬并凉干。
防触电安全措施
(1)焊接电源须用直流电，禁用交流电。因为在相同电压下通过潜水员身体的交流电流大于直流电流。并且与直流电相比，交流电稳弧性差，易造成较大飞溅，增加烧损潜水装具的危险。
(2)所有设备、工具要有良好的绝缘和防水性能，绝缘电阻不得小于1M。。为了防海水、大气盐雾的腐蚀，需包敷具有可靠水密的绝缘护套，且应有良好的接地。
(3)焊工要穿不透水的潜水服，戴干燥的橡皮手套，用橡皮包裹潜水头盔下领部的金属钮扣。潜水盔上的滤光镜铰接在盔外面，可以开合，滤光镜涂色深度应较陆地上为浅。水下装具的所有金属部件，均应采取防水绝缘保护措施，以防被电解腐蚀或出现电火花。
(4)更换焊条时，必须先发出拉闸信号，断电后才能去掉残余的焊条头，换新焊条，或安装自动开关箱。焊条应彻底绝缘和防水，只在形成电弧的端面保证电接触。
(5)焊工工作时，电流一旦接通，切勿背向工件的接地点、把自己置于工作点与接地点之间，而应面向接地点，把工作点置于自己与接地点之间，这样才可避免潜水盔与金属用具受到电解作用而致损坏。焊工切忌把电极尖端指向自己的潜水盔，任何时候都要注意不可使身体或工具的任何部分成为电路。
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