- •Федеральное агентство по образованию рф
- •Расчет, проектирование и подводная сварка и резка морских нефтегазовых сооружений
- •Сергей Александрович Шестаков, Олег Викторович Душко расчет, проектирование и подводная сварка и резка металлоконструкций
- •Программа курса и конспект лекций по дисциплине «подводная сварка и резка металлоконструкций»
- •1. Введение
- •1. Основные сведения по электротехнике.
- •1.1. Электрический ток.
- •1.2. Электрическая цепь.
- •1.3. Основные параметры электрического тока. Закон Ома.
- •1.4. Тепловое действие электрического тока.
- •1.5. Магнитные и электромагнитные явления.
- •1.6. Электрические генераторы.
- •2. Основы теории сварки.
- •2.2 Сварные соединения и швы
- •3. Основные термические источники энергии при сварке
- •3.1. Сварочная дуга
- •3.2. Электрические свойства дуги.
- •3.4. Горение дуги.
- •3.5. Перенос металла с электрода в сварочную ванну
- •3.6. Действие магнитного поля на сварочную дугу.
- •3.7. Техника зажигания дуги. Наплавленный металл и образование валика.
- •3.8. Газовое пламя
- •4. Физико-химические процессы при сварке
- •4.1. Плавление электродного и основного металла
- •4.2. Формирование и кристаллизация сварочной ванны
- •4.3. Металлургические процессы при сварке
- •4.4. Термический цикл сварки и структура сварного соединения
- •5. Деформации и напряжения
- •5.1. Деформации и напряжения при сварке
- •5.2. Способы уменьшения сварочных деформаций и напряжений
- •5.3. Прочность сварных соединений и конструкций
- •6. Свариваемость металлов и свойства сварных соединений
- •6.1. Окисляемость металла при сварке,
- •6.2. Горячие и холодные трещины при сварке
- •6.3. Коррозионная стойкость сварных соединений
- •6.4. Свариваемость сталей
- •6.5. Особенности сварочной дуги под водой.
- •7. Оборудование, инструменты и приспособления для сварки и резки металлов под водой.
- •7.1. Сварочные генераторы постоянного тока
- •7.2. Уход за генератором
- •7.3. Возможные неисправности генератора, их причины и способы устранения
- •7.4. Автомат асн-55
- •7.5. Подготовка к пуску и пуск сварочного агрегата
- •7.6. Преобразователи
- •7.7. Выпрямители
- •7.8. Использование источников питания, не приспособленных для сварки
- •7.9. Определение полярности сварочных генераторов.
- •7.10. Подводный сварочный полуавтомат
- •7.11. Комплектация, назначение и устройство узлов полуавтомата
- •7.12. Функциональная схема полуавтомата
- •Монтажная схема соединения узлов полуавтомата
- •7.13. Подготовка полуавтомата к работе
- •7.14. Уход за полуавтоматом
- •7.15. Электродержатели
- •7.16. Кислородные редукторы
- •7.17 Защитные стекла. Вспомогательный инструмент
- •7.18. Электроды
- •7.19. Прочие материалы для дуговой сварки
- •8. Основы технологии подводной дуговой сварки
- •8.1. Типы сварных соединений
- •8.2. Подготовка металла под сварку
- •8.3. Техника выполнения сварки под водой
- •8.4. Наплавка валиков
- •8.5. Сварка стыковых соединений
- •8.6. Сварка соединений валиковым швом
- •8.7. Сварка опирающимся электродом
- •9. Дефекты сварных швов
- •10. Понятие о режиме и производительности сварки вручную под водой
- •11. Напряжения и деформации при сварке
- •12. Практические работы по сварке под водой
- •12.1. Заварка трещин в корпусе судна
- •12.2. Обварка кромок листов обшивки судна
- •12.3. Постановка и приварка заплат
- •12.4. Приварка судоподъемных проушин
- •12.5. Постановка ребер жесткости на заплаты
- •12.6. Ремонт рулевых устройств корабля
- •12.7. Сварка подводных напорных трубопроводов
- •13. Резка металла под водой
- •13.1. Подводная электродуговая резка
- •13.2. Подводная электрокислородная резка
- •13.3. Разделка на металл корпуса затонувшего судна
- •13.4. Резка заусенцев
- •14. Подводные взрывные работы
- •14.1. Классификация взрывчатых веществ
- •14.2. Форма и конструкция зарядов
- •14.3. Средства взрывания
- •14.4. Методы взрывных работ под водой
- •14.5. Расчеты зарядов при проведении взрывных работ под водой
- •14.6. Взрывание сооружений из кирпича, отдельных камней, бетона.
- •14.7. Взрывание дерева под водой.
- •14.8. Перебивание троса.
- •Раздел 2
- •1. Введение
- •2. Образование холодных трещин
- •3. Образование горячих трещин
- •4. Прочность
- •1. Введение
- •5. Образование трещин от перенапряжения в результате коррозии
- •6. Усталостное разрушение
- •7. Выводы
- •2. Методы осуществления подводной сварки
- •3. Исследования cbi в области мокрой сварки
- •1. Введение
- •2. Гидросварка
- •3. Техника сварки под водой
- •4. Совершенствование методов подводной сварки
- •5. Применение подводной сварки
- •1. Введение
- •2. Проведение экспериментов
- •Металлические конструкции и их расчет
- •1. Условное обозначение швов сварных соединений
- •Пример условного обозначения нестандартного шва сварного соединения
- •2. Швы сварных соединений
- •3. Методы расчета прочности и выносливости сварных соединений
- •3.1. Метод расчета сварных конструкций по предельному состоянию
- •3.2. Метод расчета сварных конструкций по допускаемым напряжениям
1. Введение
В настоящее время сварка применяется во всех отраслях народного хозяйства. Она также широко используется при выполнении подводно-технических, аварийно-спасательных, судоремонтных и других инженерных подводных работ.
Сварка – это технологический процесс получения неразъемных соединений двух или нескольких твердых тел, характеризующихся межатомной связью и непрерывностью структуры.
Россия является родиной электрической сварки металлов. В 1802 году русский ученый В. В. Петров впервые в мире открыл явление электрической дуги, возникающей при пропускании электрического тока между концами двух угольных или металлических стержней, указав при этом на возможность применения электрической дуги как для освещения, так и для нагрева и расплавления металлов. Это открытие получило практическое применение сначала в электродуговом освещении, а потом при электрическом нагреве, плавке и сварке металлов. В 1882 году русским инженером и изобретателем Н. Н. Бенардосом был разработан способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. В 1888 году выдающийся русский инженер-металлург Н. Г. Славянов предложил способ электродуговой сварки плавящимся металлическим электродом, который наиболее распространен в настоящее время.
Разработанные Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым способы сварки, впоследствии значительно усовершенствованные, легли в основу современной сварочной техники.
С 1940 года начал широко применяться новый прогрессивный способ автоматической дуговой сварки под слоем флюса, разработанный институтом электросварки Академии наук Украинской ССР под руководством академика Е. О. Патона.
Первые опыты подводной электрической сварки металлическим электродом были проведены в начале 1932 года академиком К. К. Хреновым. На базе этих исследовательский работ были получены основные характеристики процесса подводной сварки, технология ее выполнения и разработаны подводные электроды.
На практике подводная сварка впервые применена в 1936 году на Черном море при подъеме парохода «Борис» с глубины 48 метров. Этот опыт затем был использован при снятии с камней ледокола «Сибиряков», при
ремонте подводной части парохода «Уссури», при заварке водопроводных дюкеров в Ленинграде и на других работах.
Значительно возросло применение подводной сварки и резки в годы Великой Отечественной войны, когда с их помощью выполнялись работы, связанные с борьбой за живучесть и ремонтом поврежденных кораблей без постановки в док, что значительно сокращало сроки ввода судов в строй.
Огромный вклад в теорию и практику сварки и резки металлов внесли советские ученые, инженеры и передовые рабочие-сварщики в послевоенный период.
В 1949 году в Институте электросварки имени Е. О. Патона был разработан принципиально новый способ сварки плавлением – электрошлаковая сварка, которая дала возможность сваривать стали и сплавы неограниченной толщины. В 1952 году работы, проведенные в Центральном научно-исследовательском институте технологии машиностроения (ЦНИИТМАШ), положили начало механизированной сварке плавящимся электродом в защитной среде углекислого газа.
Применяемые сейчас способы сварки настолько разнообразны, что позволяют сваривать все металлы, используемые в технике. Разработаны и внедрены в промышленность такие методы сварки, как сварка трением, ультразвуковая, токами высокой частоты, плазменно-дуговая, сварка электронным лучом в вакууме, взрывом, лучом лазера и др.
Разъединение металлов по заранее намеченной линии называется резкой. Она может производится механическими и огневыми способами. Огневая резка осуществляется с помощью горючих газов и кислорода, с помощью электрической дуги и кислорода или просто электрической дугой.
В связи с возрастающим объемом строительства подводно-технических сооружений советские инженеры и ученые ведут также большую работу по совершенствованию методов подводной сварки и резки.
Нужно отметить, что техника производства сварки и резки под водой имеет свои особенности, связанные с плохой видимостью, ограниченностью действия, слабой устойчивостью водолаза и т. д. Поэтому внедрение в технику подводной сварки полуавтоматических и автоматических устройств, позволило бы максимально избавиться от этих неудобств.
Несмотря на относительную простоту оборудования и технологии, сварка и резка под водой требует от водолаза-сварщика и резчика специальных знаний. Следует хорошо изучить физические процессы, связанные с работой под водой, устройства и правила обращения с аппаратурой и оборудованием, соблюдать меры безопасности.
