Как резать металл под водой

Обновлено: 02.07.2024

Главная > FAQ > Оборудование для резки и сварки > Принцип, технология работы, меры безопасности при проведении работ по резки и сварке под водой.

Принцип, технология работы, меры безопасности при проведении работ по резки и сварке под водой.

Принцип и технология экзотермической резки

Сущность процесса резки заключается в том, что железо, будучи нагрето до температуры 1100-1300°С, приобретает способность сгорать в струе кислорода. Процесс окисления железа экзотермичен, то есть протекает с выделением тепла, тем самым соседние участки железа подогреваются до температуры возгорания. Таким образом, создаются условия для продолжения процесса резки, и он становится непрерывным. Режущая струя кислорода постепенно проникает в металл, разрезая его насквозь и одновременно выдувая образовавшиеся шлаки.

При резке стали протекают следующие реакции окисления:
2Fe + O2 = 2FeO + 130 ккал/моль
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 + 395.2 ккал/моль

Оборудование для экзотермической резки.

Оборудование для экзотермической резки и сварки состоит из ряда компонентов, полный комплект которых обеспечивает подачу в электрододержатель кислорода (до 2100 л/мин) и электрической энергии (постоянный ток 150-200 А):

Кислород, содержащийся под высоким давлением в баллоне, поступает в кислородный редуктор, где его давление понижается. При открытии вентиля кислород по шлангу поступает к кислородному клапану электрододержателя. При нажатии на рычаг, расположенный на электрододержателе, кислородный клапан открывается, и поток кислорода поступает во внутреннюю трубчатую полость электрода.

При возникновении аварийных ситуаций, по команде водолаза закрываются вентили на баллоне и кислородном редукторе, подача кислорода к электрододержателю прекращается.

Электрод зажигается в кислородной струе, благодаря воздействию на него слаботочной электрической дуги, возникающей между ним и разрезаемым объектом (или специальной пластиной контактного воспламенителя дуги). В отличие от традиционной электрокислородной резки, для поджигания электрода достаточно слаботочного (150–200 А) источника электропитания, который используется только для поджигания электрода в течение 5-15 сек, а затем электропитание может быть отключено.

В качестве источника электропитания можно использовать аккумуляторную батарею судна или катера (12В или 24В ПОСТОЯННЫЙ ТОК), обычный автомобильный аккумулятор или иной источник постоянного тока. Использование аккумуляторной батареи в качестве источника электроэнергии рекомендуется при проведении подводных работ на глубинах до 20 м.

Для безопасности подводных работ электрическая цепь оборудована двухполюсным рубильником, рассчитанным на разрывный ток 400 А .

Монтаж оборудования для экзотермической резки.

1. Перед началом работы осмотрите оборудование и убедитесь в том, что кислородный шланг и электрические кабели не имеют видимых повреждений, надрезов и проколов, а фитинги и соединительные адаптеры не повреждены коррозией; все электрические соединения водонепроницаемы и тщательно изолированы по крайней мере на 10 см в обе стороны от мест соединения; корпус электрододержателя в хорошем состоянии, неопреновые уплотнительные прокладки не имеют повреждений.

2. Присоедините кислородный редуктор к кислородному баллону, а выход редуктора соедините с кислородным шлангом электрододержателя.

3. Установите выходное давление кислородного редуктора на 6.1 бар больше предполагаемого внешнего давления на рабочей глубине.

4. Произведите чистку электрододержателя. Проверьте все фитинги, соединения на герметичность, используя для этого мыльную воду.

5. Присоедините один конец кабеля заземления к положительной (+) клемме источника электроэнергии, а другой - к «массе» (разрезаемому металлу).

6. Установите источник электроэнергии на силу тока 150 А.

7. Проверьте полярность системы.
- Подсоедините силовой кабель (-) и кабель заземления (+) к соответствующим клеммам источника электроэнергии.
- Подсоедините один электрод к кабелю заземления, а другой электрод закрепите в электрододержателе.
- Погрузите концы обоих электродов в емкость с соленой водой, держа их на удалении 5 см друг от друга.
- Включите источник электроэнергии. Пузыри воздуха потекут от отрицательного (-) к положительному (+) полюсу.
- Полярность системы корректна, если пузыри образуются на электроде, закрепленном в электрододержателе. В противном случае кабели на источнике электроэнергии следует поменять местами.

Предупреждение:Никогда не стойте спиной к месту заземления электрического кабеля. Водолаз, стоящий между горящим электродом и местом заземления, рискует получить электрический удар или электролитическое повреждение шлема. Никогда не прикасайтесь горящим электродом к металлическим деталям водолазного гидрокостюма или иного оборудования.

8. Зафиксируйте клемму заземления максимально близко к месту резки.

9. Проверьте правильность установки выходного давления в кислородном редукторе. При нажатом рычаге кислородного клапана электрододержателя факел кислорода из электрода не должен быть короче 15 см.

Методика экзотермической резки.

Для экзотермической резки под водой применяются электроды BROCO диаметром 6.4 или 9.5 мм. При резке электродами диаметром 6.4 мм рекомендуется непрерывная подача электроэнергии, поскольку иначе трудно поддерживать горение электродов.

1. Вставьте электрод в держатель.
2. Разместите конец электрода в начальной точке реза и в течение 4-х секунд держите нажатым рычаг подачи кислорода, чтобы потоком кислорода прочистить электрод изнутри.
3. Продолжая удерживать нажатым рычаг подачи кислорода, дайте команду оператору водолазного поста на включение источника электроэнергии.
4. Чиркните концом электрода по разрезаемому металлу или специальной медной или металлической пластине с заземлением, чтобы возникла электрическая дуга.
5. Как только возникла дуга и зажегся электрод, приступайте к резке. В зависимости от толщины разрезаемого металла, электрод должен иметь наклон 45- 90 градусов к разрезаемой поверхности.
6. Когда длина электрода сократится до 7-8 см, дайте оператору водолазного поста команду на отключение электроэнергии.
7. Прекратите работу и отпустите рычаг подачи кислорода, чтобы остановить горение электрода.
8. После того, как оператор подтвердил отключение электроэнергии, удалите остаток сгоревшего электрода из электрододержателя.
9. Вставьте в держатель новый электрод и продолжайте резку.

Резка стали.

Электроды диаметром 6.4 мм используются для подводной резки стали, толщина которой не превышает 12.7 мм. Электрод диаметром 6.4 мм оставляет узкий разрез и потому предпочтителен при фигурной резке.
В условиях плохой видимости или для резки более толстых сталей, используются электроды диаметром 9.5 мм. Электрод 9.5 мм предпочтительней использовать для резки стали толщиной более 12.7 мм. Для резки металла толщиной более 3 см, используйте гидравлическую пилу и клинья.

Резка чугуна, нержавеющей стали и цветных металлов.

Электроды BROCO позволяют резать все эти материалы. При резке толстого металла может потребоваться гидравлический режущий инструмент (пила) и распорные клинья. Максимальная эффективность резки может быть достигнута методом прожигания ряда отверстий и последующим их соединением распилом.

Резка толстых цветных металлов.

При толщине металла более 7.5 см давление кислорода в электроде должно превышать внешнее давление на 7.5 бар.
Резка (плавление) бетона и скальных пород.
При резке (плавлении) бетона или скальных пород используйте электроды диаметром 9.5 мм.
Зажгите электрод, чиркнув для этого его концом по медной или металлической пластине, прикрепленной к заземленному кабелю. Держа нажатым рычаг кислородного клапана, перенесите электрод с пластины к разрезаемому материалу. Прижмите конец электрода к материалу и приступайте к резке. Периодически вынимайте электрод из разреза, чтобы струя кислорода уносила продукты резки и очищала рабочую поверхность.

Резка канатов и древесины.

Зажгите электрод, чиркнув для этого его концом по медной или металлической пластине, прикрепленной к заземленному кабелю. Держите нажатым рычаг кислородного клапана, перенесите электрод с пластины к разрезаемому материалу. При проведении подводных работ на корпусе судна электрод можно сгибать на угол до 90°, чтобы предотвратить повреждение корпуса судна, рулевых устройств и вала гребного винта. При резке витых канатов можно использовать электрод диаметром 6.4 мм. При работе с электродом 6.4 мм необходим постоянный контакт «металл-металл» для поддержания горения электрода.

Резка в мелкой воде, резка без электрической дуги.

При экзотермической резке в очень мелкой воде электрод поджигается над поверхностью воды, а затем погружается в воду к месту работ. В случае, если источник электроэнергии недоступен, электрод может быть зажжен с помощью газовой горелки или иного источника пламени (например, горящей древесины). Воспламенение произойдет через 3-7 секунд.

Принцип и технология сварки под водой.

Мокрая сварка предполагает непосредственное горение сварочной дуги в воде. Способ основан на способности дуги устойчиво гореть в подводном газовом пузыре, образующемся при испарении и разложении воды электрическим током.

Ручная сварка предполагает, что пространственное управление электрической дугой, а также смена электродов осуществляются вручную. Сварочный электрод, закрепленный в электрододержателе, находится в руках у водолаза-сварщика. Сварщик «ведет» электрическую дугу движениями руки. При сгорании электрода приходится останавливать сварочный процесс и электрод заменять.

Достоинства мокрой ручной сварки:

1. Процесс происходит без каких-либо дополнительных сооружений или устройств.
2. Водолаз-сварщик имеет большую свободу перемещений и может вести работу в труднодоступных местах.
3. Сварка проводится быстро и с меньшими затратами.

Недостатки мокрой ручной сварки:

1. Невысокая производительность.
2. Значительное количество газовой фазы и механической взвести в рабочей зоне затрудняет визуальный контроль горения дуги и формирование шва.
3. Прочностные и пластические свойства получаемых соединений отличаются неоднородностью и существенно зависят от условий сварки и от глубины, на которой выполняются работы.

При сварке под водой в качестве источника тепла, расплавляющего металл электрода и изделия, используют электрическую дугу. Сварочная дуга является длительным и устойчивым электрическим разрядом и сопровождается выделением значительного количества тепла и света.

Дуга заключена в газовый пузырь, который состоит из продуктов горения металла электрода, изделия, а также паров и продуктов диссоциации воды (водород, кислород).
Газовый пузырь, образующийся вокруг дуги под водой, не только неизбежно сопутствует процессу ее горения, но и является необходимым условием ее существования. Пузырь возникает прежде, чем образуется дуговой разряд. То есть дуга зажигается в парогазовой атмосфере, а не в воде. Главная причина образования пузыря – электропроводимость воды и тепло, выделяющееся при разогреве электрода.

Максимальными токами для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей следует считать 180-240 А, причем установлено, что чем больше глубина, на которой выполняется сварка, тем более следует приближаться к минимальному режиму тока (180 А).

Оборудование для сварки под водой.

Для сварки под водой используется универсальный электрододержатель BROCO BR-22 и электроды BROCO диаметром 3.2 мм (1/8"), 4.0 мм (5/32"), 4.8 мм (3/16"). Подача кислорода к электродам не требуется. Электрическая дуга поддерживается генератором постоянного тока.

Монтаж оборудования для сварки под водой.

1. Подключите рубильник (400 А) в кабельную линию между отрицательным полюсом генератора постоянного тока и электрододержателем. Рубильник должен быть расположен на водолазном посту, в непосредственной близости от оператора.
2. Проверьте полярность подключения кабелей к генератору: силовой кабель (-) – через рубильник к электрододержателю, кабель заземления (+) – к обрабатываемому водолазом металлу.
3. Проверьте выходную силу тока с помощью амперметра.
4. Тщательно изолируйте все электрические соединения.
5. Убедитесь в отсутствии сгибов, перехлестов силового кабеля.
6. Проверьте работоспособность клеммы заземления.

Методика сварки под водой.

В современной практике применяют два метода подводной сварки – «саморегулируемую» и «управляемую». При саморегулируемой сварке электрод перемещается перпендикулярно линии сварки под небольшим давлением, находясь в постоянном контакте со свариваемым металлом. При управляемой сварке электрод перемещается водолазом дугообразными движениями из стороны в сторону, практически не прикасаясь к металлу.

Саморегулируемая сварка.

При данном методе сварки металл сваривается серией швов, которые образуются вследствие перемещения электрода поперек линии сварки. Тесты показывают, что если сварные швы имеют форму валика, они обеспечивают надежную сварку на длине, равной диаметру электрода. Так, при использовании электрода 4 мм, образуются прочные сварные швы шириной 4 мм каждый.

Саморегулируемая сварка на горизонтальной плоскости.

1. Убедитесь в том, что рубильник отключен.
2. Тщательно очистите поверхности, предназначенные для сварки.
3. Установите необходимую силу тока, проверьте силу тока амперметром.
4. Расположите электрод под углом 15-45о по отношению к линии сварки.
5. Дайте команду на водолазный пульт о включении генератора постоянного тока.
6. Начинайте сварку. Электрод длиной 25 см может обеспечить 20 см сварного шва.
7. При полном сгорании электрода, дайте команду на водолазный пульт об отключении электроэнергии.
8. Вставьте новый электрод и дайте команду на водолазный пульт о включении электроэнергии.
Саморегулируемая сварка на вертикальной плоскости.
Следуйте рекомендациям, перечисленным выше для сварки на горизонтальной плоскости. Сварку следует начинать с наивысшей точки и продолжать вниз, чтобы образующиеся при сварке пузыри не мешали обзору водолаза.

Саморегулируемая сварка над головой водолаза (потолочная сварка).

Следуйте рекомендациям, перечисленным выше для сварки на горизонтальной и вертикальной плоскостях. Прежде чем приступить к потолочной сварке, водолазу следует выполнить несколько пробных сварных швов в реальных рабочих условиях. Эти швы покажут, насколько точно установлена сила тока в источнике электроэнергии. Если пробные швы капают, просачиваются, значит слишком велика сила тока в электроде или недостаточное давление электрода на свариваемый материал.

Управляемая сварка.

Этот метод подводной сварки подразумевает, что водолаз-сварщик непрерывно совершает дугообразные движения электродом, практически не нажимая на обрабатываемую поверхность. Метод применим, если требуется выполнить длинный прямой или слабо изогнутый сварные швы.
Метод управляемой сварки имеет ряд преимуществ, по сравнению с методом саморегулируемой сварки. В частности, можно осуществлять сварку на вертикальной плоскости в направлении снизу-вверх.

Меры безопасности при резке и сварке

• При экзотермической резке и сварке под водой следует строго руководствоваться Едиными правилами безопасности труда на водолазных работах (РД 31.84.01-90) и иными наставлениями и инструкциями по производству подводных электросварочных работ.
• К подводным работам по резке/сварке допускаются только специально обученные водолазы.
• Не следует самостоятельно модифицировать оборудование или использовать его не по назначению.
• Выполняйте работы по резке/сварке только с использованием подачи дыхательного воздуха с поверхности. Никогда не работайте в автономных дыхательных аппаратах.
• Не допускайте контакта оборудования с жиро- и маслосодержащими жидкостями.
• Никогда не используйте сжатый воздух, масло, растворители для чистки кислородной системы.
• Электрическая цепь должна размыкаться рубильником, расположенным на водолазном посту.
• Все электрические соединения и детали оборудования, находящиеся под током, должны быть надежно изолированы.
• Никогда не используйте переменный ток для подводной резки/сварки.
• Перед началом работы убедитесь, что источник электроэнергии заземлен надлежащим образом.
• При монтаже и обслуживании кабелей, источника электроэнергии и электрододержателя работайте в резиновых перчатках.
• При замене электродов оборудование должно быть обесточено.
• Передний иллюминатор водолазного шлема должен быть закрыт на 2/3 темным защитным стеклом (светофильтром).
• Подводную резку/сварку следует выполнять только в снаряжении, полностью изолирующем водолаза от воды.
• Убедитесь в том, что все электропроводящие части электрододержателя надлежащим образом изолированы.
• Осмотрите электрододержатель и изоляцию на предмет наличия поломок, неисправностей, повреждений. Неисправные части оборудования должны быть заменены перед началом работ.
• Кабели должны быть рассчитаны на передачу максимальных (до 400 А) токов к электрододержателю.
• Кабели и шланги не должны иметь сгибов, перехлестов.
• Никогда не держите электрододержатель прямо перед собой.
• Водолаз не должен располагаться между кабелем заземления и электродом.

Резка металла под водой

Востребованность подводной резки металла и других конструкций не поддается сомнению. Это экономичный и наиболее рациональный способ, позволяющий работать с объектами различного размера. Оборудование для выполнения операций в воде постоянно совершенствуется, как и технологии, которые с каждым годом становятся эффективнее и безопаснее.

Когда применяется резка металла под водой

Разрезать металл под водой необходимо в разных ситуациях. Как правило, такие работы проводятся, когда нужно:

заделать трещины, пробоины, разрывы в обшивке корпусов водного транспорта;
разобрать затонувшие суда на отдельные компоненты, чтобы проще их было поднять наверх;
отремонтировать участки подводных трубопроводов;
смонтировать элементы мостов, пристаней и других сооружений.

При помощи классического оборудования, которое применяется для резки металлов на суше, в водной среде выполнить такие операции не удастся. Для проведения работ на глубине используются иные технологии и инструменты.

Технологии подводной резки металлов

Технологический процесс резки металла в воде осложняется тем, что операции осуществляются во влажной среде. Значение имеет и глубина погружения, поскольку внешнее давление водяного столба может внести свои коррективы в осуществление работ. Расскажем об основных вариантах резки металлических конструкций и элементов под водой.

Как выполнять резку под водой с использованием бензина

Бензокислородная резка металла под водой – это относительно безопасная и эффективная технология, позволяющая быстро разрезать металлические конструкции практически любой толщины и размеров. Суть метода состоит в расплавлении металла под действием паров бензина, которые подаются непосредственно в место реза и смешиваются там вместе с кислородом, образуя стабильное пламя на конце горелки. В отличие от других способов, пары бензина смешиваются с кислородом непосредственно в режущей головке, что делает эту технику наиболее безопасной. Недостатком метода можно считать слишком большой расход смесей, что делает эту технологию экономически невыгодной, когда нужно разрезать крупные подводные объекты.

Кислородная и электрическая подводная резка металла

Электрокислородная подводная резка осуществляется по иному принципу. Она происходит путем расплавления металла под действием электрической дуги, где катализатором служит кислородная струя, подавая непосредственно на кончик горелки. Таким образом, происходит сжигание металла, а образующийся при этом окисел сдувается под действием напора кислорода. Метод достаточно эффективный, однако он применяются только для работы с конструкциями, выполненными из черных сплавов.

Выполнение работ с использованием электрической дуги

Электродуговая резка металла в водной среде работает так же, как при разрезании металлических элементов на суше. Технология состоит в том, что в результате подачи тока силой от 180 до 450 А возникает электрическая дуга. В водной среде вокруг нее образуется газовый пузырь, который и защищает пламя горелки от затухания. Чтобы поддерживать горение на кончике горелки, необходимо использовать мощные источники тока. Вместе с тем, качество создаваемого среза оставляет желать лучшего. Поскольку после расплавления металл стекает очень медленно, его трудно счищать с линии реза.

Работа с резаком, к которому подается газовая смесь с кислородом

Технология газовой резки основана на том, что к месту реза подается кислород, который смешивает с воспламеняющимся газом. Это может быть ацетилен либо водород. В первом случае резать под водой можно на глубине не более семи метров. Это объясняется тем, что на большей глубине величина давления увеличивается, из-за этого растет риск взрыва. Кислород-водородная резка работает по иному принципу. Струя горящего водорода расправляет металл, в то время как поток кислорода сжигает и выдувает пластичный металл. Такой способ резки эффективен для работы с конструкциями толщиной до одного метра. Но риск взрыва сохраняется и в данной ситуации, потому газовую резку под водой используют в исключительных случаях.

Экзотермические электроды для сварки и выполнения реза под водой

Абсолютно иной подход к резке металла под водой предложила компания BROCO, которая разработала уникальные по своим характеристикам экзотермические электроды. Их действие основано на химической реакции, которая происходит между электродом и обрабатываемым металлом. К концу электрода подается ток, что провоцирует воспламенение горелки. Когда электрод касается металла, тот расправляется. После этого под действием потока кислорода происходит его окисление, что в дальнейшем поддерживает экзотермическую реакцию.

Преимущество метода состоит не только в его высокой эффективности, безопасности, экономичности. Данная технология также является универсальной, поскольку экзотермические электроды легко разрезают не только металлические конструкции под водой, но и бетонные, композитные и иные материалы.

Характеристики экзотермических электродов

Важная особенность экзотермического способа подводной резки состоит в том, что для работы требуется электрическая дуга со слабым током. Если классическое оборудование, применяемое для таких целей, генерирует ток от 180 до 450 А, то для запуска экзотермической реакции нужен ток силой 150 А. При этом он подается не постоянно, а только в момент розжига горелки.

Какой имеет диаметр в мм

Экзотермические электроды BROCO выпускаются диаметром ¼ и 3/8 дюйма, стандартная длина изделий – 457 мм (18”). Но существует также серия специальных образцов увеличенной длины – до 36”.

Давление

Инженеры компании продумали все нюансы, потому электроды торговой марки могут применяться для выполнения работ на любой глубине, независимо от показателей давления водяного столба.

Сила тока

Розжиг горелки происходит при одномоментной подаче тока силой до 150 А. Далее подача электричества прекращается, а работа горелки обеспечивается благодаря непрерывно поступающему кислороду.

Температура пламени

На кончике экзотермического электрода температура пламени достигает 5500 градусов Цельсия. Этого достаточно не только для резки металла разных видов, но и отделения фрагментов от бетонных, композитных и иных конструкций.

Как долго горит

Горение на конце электрода постоянное, оно прекращается только тогда, когда его прерывает сам водолаз путем прекращения подачи кислорода, либо когда весь электрод израсходован.

Расход при работе со сталью разной толщины

Экзотермические электроды отличаются низким расходом и длительным горением, поэтому они наиболее удобные для выполнения работ под водой – не нужно постоянно прерываться на смену расходных материалов.

Подводная резка металлов

Технология подводной резки и сварки является достаточно востребованной. Благодаря применению такого метода удается обрабатывать различные по толщине металлоконструкции, расположенные на разных глубинах. Так, методика резки под водой позволяет раскраивать металл в процессе ремонта судов, осуществлять демонтаж трубопроводов, оборудования, проводить аварийно-спасательные мероприятия.

Использование аппаратов для резки и сварки под водой имеет свои отличия. Поскольку металл располагается на глубинах в водной толще, при резке он охлаждается естественным образом. Это существенно затрудняет операции, ведь место реза не успевает прогреваться. Чтобы решить такую проблему, были разработаны специальные установки и электроды для резки под водой с использованием кислорода и других смесей.

Сегодня подводная резка металла осуществляется с использованием следующих методов:

плазменная или кислородная технология резки под водой;
дуговая подводная резка металла;
кислородно-дуговая или электрокислородная резка металлов под водой.

Приглашаем подробнее узнать об этих методах подводной резки металлов.

Особенности кислородной подводной резки и сварки

При резке и сварке этим методом нагрев металлоконструкций происходит путем формирования газового пузыря. Он вытесняет воду, защищая от нее как непосредственное пламя, так и обрабатываемый участок материала. Газовый пузырь при резке и сварке образуется благодаря применению различных газов, которые не конденсируются в водной среде. Чаще всего применяют кислород, также могут использовать азот, углекислый газ и другие составы.

При резке в условиях водной среды используется специальный резак с колпаком на конце, под которым и формируется газовый пузырь. Он образуется в результате разности давления кислорода, которое намного больше, чем гидростатическое. Поскольку давление на глубине высокое, использовать ацетилен для подводной резки небезопасно. По этой причине делают выбор в пользу бензина либо водорода.

Сочетание кислорода и водорода в качестве топлива для подогревания пламени является предпочтительным вариантом, поскольку в данном случае достигается более высокое качество реза. Но из-за усиленного охлаждения нужно обеспечивать высокую мощность водородно-кислородного подогревательного пламени, из-за чего расход топлива увеличивается. Именно поэтому чаще всего в качестве горючего используют смеси на основе кислорода и бензина.

Возможности подогревательного пламени позволяют использовать резку для раскроя не только сплошных металлоконструкций, но и металлических пакетов. Общая толщина материала для плавящего электрода составляет менее 30 мм.

Сварка и разрезание металлоконструкций при помощи дуги

СПодводные работы с применением такой технологии можно проводить двумя способами:

В первом случае электроды применяются для прожигания отдельных отверстий.
После удаления между ними перемычек образуется сплошной и ровный рез.
Во втором случае электроды перемещают от края конструкции непрерывно.

Для подводных работ используются электроды со стальным стержнем. Материалом изготовления электродов служит низкоуглеродистая сталь (проволока) диаметром до 5-8 мм. Длина электрода варьируется от 500 мм до 700 мм. Поверхность электрода дополнительно покрывается защитным слоем. Электроды, с помощью которых можно резать материалы, так же как и сварочный электрод, имеют влагонепроницаемую пропитку.

Для обеспечения процесса резки под водой нужны мощные источники тока. Для розжига и поддержания сварочной дуги, как правило, нужна сила тока не менее 500 А. К примеру, если электрод разрезает сталь толщиной от 5 мм до 10 мм, то для стабильности дуги нужен ток не менее 600 А. При этом сам электрод должен быть диаметром около 6-7 мм. Чем толще металлоконструкция, тем ниже производительность и выше расход электродов.

Важно обеспечить стабильный ток с необходимыми параметрами. Эту задачу решают, используя обычные электросварочные аппараты. Если мощности одного устройства недостаточно, допускается объединять их в цепь, добавляя в схему автоматический выключатель. Он необходим для безопасности, поскольку будет отключать подачу энергии во время смены электрода.

Особенности применения электрокислородной технологии

Способ электрокислородной резки достаточно простой. С одной стороны, применяется подогревающая дуга, которая разжигается между полым электродом и обрабатываемым участком, с другой – происходит сжигание кислорода, который поступает через полость электрода. Благодаря специальной конструкции держателя обеспечивается электрический контакт с электродом и одновременная подача кислорода.

Для обеспечения реза можно работать как с плавящимся электродом, так и неплавящимися электродами. Толщина таких электродов варьируется от 2-3 мм, длина может достигать 400 мм.

Технология раскроя с использованием кислорода и электродуги не дает такого высокого качества кромки, как газоплазменная резка. По этой причине метод находит применение только в тех ситуациях, когда нет возможности использовать горючие смеси и кислород вместе.

Резка металлов под водой имеет большое значение при выполнении судоремонтных, судоподъемных и аварийно-спасательных работ.

Резка металлов под водой отличается многими специфическими особенностями. Разрезаемый металл находится в воде и интенсивно охлаждается, что затрудняет его достаточный прорев. Резчик, работающий под водой стеснен в своих движениях, так как он одет в специальное водолазное снаряжение. Видимость при подводной резке также ограничена.

Существуют три вида подводной резки металла:

газопламенная;
дуговая;
кислородно-дуговая.

При любом способе резка выполняется в газовой среде, которая создается искусственно или возникает естественно в процессе резки. Нагрев металла при резке под водой обеспечивается созданием газового пузыря, который оттесняет воду как от пламени, так и от нагреваемого участка разрезаемого металла.

Для подводной газокислородной резки применяют специальные резаки, которые работают на газообразном водороде или на жидком горючем бензине. Под водой металл охлаждается интенсивнее, чем на воздухе, поэтому для его подогрева требуется пламя в 10-15 раз мощнее, чем для аналогичных работ на воздухе.

Подводные резаки имеют устройства для создания и поддержания газового пузыря, оттесняющего воду от пламени. Для образования защитного газового пузыря служит углекислый газ, оксид углерода и дополнительно вдуваемый воздух.

Головка водородно-кислородного резака состоит из колпака 3 и мундштуков 1 и 2. По центральному каналу мундштука 1 поступает режущий кислород 4, а по кольцевому каналу между мундштуками 1 и 2 - водородно-кислородная смесь 5, образующая подогревающее пламя 7. Снаружи мундштука 2 имеется колпак 3, через который поступает сжатый воздух 6, служащий для образования пузыря 9 вокруг пламени. Пламя резака зажигают над водой, после чего в мундштук подается сжатый воздух 6 и резак опускают под воду 10 (8 - струя режущего кислорода). Если пламя под водой погасло, то поднимают резак, зажигают и регулируют подогревающее пламя и производят вторичное погружение. При работе на больших глубинах применяют подводное зажигание пламени резака. Для этой цели служит "зажигательная дощечка" и аккумуляторная батарея.

Рисунок 1 - Схема головки водородно-кислородного резака для подводной резки

Резак для водородно-кислородной подводной резки показан на рисунке 2. Водородно-кислородным резаком режут стали толщиной до 70 мм на глубине до 30 м. Резак состоит из мундштука 1, головки 2, колпака 7, вентилей 4 и 6 и рукоятки 5. Режущий кислород подается через вентиль 4 в - центральный канал мундштука 1. Водородно-кислородная смесь поступает в головку 2 по трубке 3, а сжатый воздух - в колпак 7 через вентиль 6. Водород и кислород поступают в резак по шлангам из баллонов. Воздух, подается по отдельному шлангу из компрессора или баллонов. Водородно-кислородное пламя не имеет ярко выраженного ядра (отсутствуют частицы углерода в пламени), что усложняет его регулировку. Поэтому более удобным является применение в качестве горючего бензина. При резке металлов под водой бензин не испаряется, а распыляется кислородом. В зону подогревающего пламени подается распыленный бензин, который успевает испариться и сгореть в кислороде.

Рисунок 2 - Резак для водородно-кислородной резки

Резак для бензинокислородной резки изображен на рисунке 3. Бензорез состоит из головки 1, соединительных трубок 2 и корпуса с рукояткой 3. На корпусе рукоятки резака имеются три вентиля - вентиль 4 для бензина, 5 и 6 для кислорода. Бензин подают из напорного бачка, необходимое давление создается азотом, подаваемым из баллона через редуктор.

Рисунок 3 - Резак для бензин-кислородной подводной резки

Сущность электрокислородной подводной резки заключается в том, что место реза подогревается дугой прямого действия, горящей между изделием и трубчатым стальным электродом, через который подается режущий кислород. Кислород к электроду подводят через электрододержатель, для пуска кислорода держатель снабжен вентилем. Для электрокислородной резки используют металлические, угольные или графитовые электроды, наибольшее применение нашли стальные электроды. Для изготовления электродов применяют стальные цельнотянутые трубки наружным диаметром 5-7 мм, внутренним - 2-3 мм, длиной - 450 мм со специальным водонепроницаемым покрытием. Для питания используют установки постоянного тока. При резке применяется прямая полярность, сила тока не превышает 400 А. Электрокислородную резку можно выполнять на значительных глубинах до 100 м. Расход кислорода составляет 6-10 м 3 /ч. Недостатком электрокислородной резки стальным электродом является большой расход электродов. Электрод длиной 450 мм расходуется в среднем в течение 1 мин.

а - стального трубчатого электрода; 1 - стальная толстостенная трубка, 2 - обмазка, 3 - канал для кислорода; б - угольного электрода; 1 - угольный электрод или графитовый стержень, 2 - металлическая оболочка, 3 - трубка для кислорода, 4 - покрытие; в - карборундового электрода; 1 - карборундовый стержень, 2 - металлическая оболочка, 3 - канал для кислорода, 4 - покрытие

Рисунок 4 - Поперечный разрез

Для резки применяют также угольные или графитовые электроды. В осевой канал электрода вставляется медная или кварцевая трубочка. Для увеличения электропроводности электрода: и повышения механической прочности стержни покрывают снаружи металлической оболочкой, на поверхность которой наносят водонепроницаемый слой покрытия. Угольный электрод длиной 250 мм горит 10-12 мин.

К недостаткам угольных электродов относится значительный наружный диаметр 15-18 мм, что не позволяет вводить электрод в полость реза. Для электрокислородной подводной резки нашли применение трубчатые карборундовые электроды со стальной оболочкой и водонепроницаемым покрытием. Срок службы карборундового электрода длиной 250 мм, диаметром 12-15 мм - 15-20 мин.

Читайте также: