Nassschweißen vs. hyperbares Trockenschweißen
Beide Verfahren finden unter Wasser statt, sind jedoch grundlegend unterschiedliche Prozesse mit unterschiedlichen Qualitätsniveaus, Kosten und Anwendungen. Den Unterschied zu verstehen ist der erste Schritt zum Verständnis des Fachgebiets — und zum korrekten Lesen von Projektspezifikationen.
Nassschweißen
Beim hyperbaren Nassschweißen (hyperbaric wet welding) brennt der Lichtbogen direkt im umgebenden Wasser. Meist wird dafür das Lichtbogenhandschweißen mit umhüllter Elektrode angewendet — SMAW beziehungsweise Prozess 111 — mit Elektroden, die speziell für den Einsatz unter Wasser entwickelt wurden.
Der Schweißer-Taucher arbeitet ohne trockenes Habitat rund um die Schweißstelle. Dadurch ist das Nassschweißen flexibel, verhältnismäßig schnell zu mobilisieren und in der Regel weniger material- und kostenintensiv als das hyperbare Trockenschweißen.
Die größte Herausforderung liegt in der Metallurgie. Das umgebende Wasser verursacht eine sehr schnelle Abkühlung der Schweißverbindung. Gleichzeitig kann Wasserstoff aus dem Lichtbogen und der umgebenden Dampfblase in das Schweißgut aufgenommen werden. Die Kombination aus diffusiblem Wasserstoff, einer möglicherweise harten und spröden wärmebeeinflussten Zone (HAZ) und vorhandenen Schweiß- und Eigenspannungen erhöht das Risiko einer wasserstoffinduzierten Kaltrissbildung.
Mit einem gut ausgebildeten Schweißer-Taucher, geeigneten Elektroden und einer korrekt qualifizierten Schweißprozedur kann das Nassschweißen gezielt für Konstruktionsarbeiten und genehmigte Reparaturen eingesetzt werden — beispielsweise an Spundwänden, Kaimauern, Hafenanlagen, Offshore-Konstruktionen und Anodenbefestigungen. Die technische Zulässigkeit und das erforderliche Qualitätsniveau werden stets durch die geltende Norm, die Projektspezifikationen und den Auftraggeber bestimmt.
Schweißerqualifikation
- EN ISO 15618-1 für die personengebundene Qualifikation des Schweißer-Tauchers für hyperbares Nassschweißen;
- AWS D3.6M, wenn die amerikanische Unterwasserschweißnorm vorgeschrieben wird.
Innerhalb von AWS D3.6M geben Class A, Class B und Class O das erforderliche Qualitäts- und Anwendungsniveau der Schweißnaht an. Es handelt sich nicht um separate Qualifikationsstufen des Schweißers.
Schweißverfahrensqualifikation
- ISO 15614-9:2025 für die Qualifikation von Schweißverfahren für hyperbares Nassschweißen;
- AWS D3.6M für die Verfahrensqualifikation, wenn das Projekt vollständig nach der amerikanischen Norm ausgeführt wird.
Hyperbares Trockenschweißen (Habitat)
Beim hyperbaren Trockenschweißen wird eine abgeschlossene Kammer — das Habitat — um das Werkstück oder die Rohrleitung platziert. Das Wasser wird aus dem Arbeitsraum verdrängt, wonach der Schweißer in einer trockenen, kontrollierten Gasatmosphäre unter einem Druck arbeitet, der der Wassertiefe entspricht.
Da die Schweißzone trocken ist und unter anderem die Atmosphäre, die Vorwärmtemperatur, die Wärmeeinbringung und die Schweißparameter präziser gesteuert werden können, kann eine Schweißqualität erreicht werden, die mit konventionellem Überwasserschweißen vergleichbar ist. Das hyperbare Trockenschweißen ist daher ein etabliertes Verfahren für hochwertige Verbindungen, Tie-ins und Reparaturen an Unterwasser-Rohrleitungen. In der Nordsee wird diese Technik seit den 1980er-Jahren angewendet. Bestehende Systeme wurden erfolgreich in Tiefen bis zu etwa 250 Metern eingesetzt.
Der Nachteil ist der umfangreiche logistische Aufwand. Für die Ausführung sind unter anderem ein Habitat, Abdichtungs- und Positioniersysteme, Gasmanagement, Druckregelung, Kommunikation und Inspektionseinrichtungen erforderlich. In größeren Tiefen wird in der Regel mit Closed-Bell- und Sättigungstauchern gearbeitet.
Das Schweißverfahren wird nach ISO 15614-10 für hyperbares Trockenschweißen qualifiziert. Diese Norm beschreibt die Qualifikation des WPS und die Mindestprüfanforderungen und kann auch auf mechanisierte und automatisierte Schweißprozesse angewendet werden. Die Prozedur muss für die angewendeten hyperbaren Bedingungen und die übrigen wesentlichen Variablen gültig sein.
Personalqualifikation
- EN ISO 15618-2 für den Schweißer-Taucher beim manuellen oder teilmechanisierten hyperbaren Trockenschweißen;
- EN ISO 15618-2 für den Schweißbediener (welding operator) beim vollständig mechanisierten oder automatisierten Schweißen.
Schweißverfahrensqualifikation
- ISO 15614-10 für die Qualifikation der Schweißprozedur für hyperbares Trockenschweißen;
- eine zusätzliche Projekt- oder Klassifikationsfreigabe, wenn dies vom Betreiber, Auftraggeber oder von der Klassifikationsgesellschaft (classification society) verlangt wird.
Im Vergleich
| Thema | Nassschweißen | Hyperbares Trockenschweißen |
|---|---|---|
| Umgebung | Offenes Wasser; der Lichtbogen und die Schweißverbindung stehen in direktem Kontakt mit dem Wasser | Abgeschlossenes, trockenes Habitat um das Werkstück, unter einem Druck, der der Wassertiefe entspricht |
| Typische Anwendung | Konstruktionsarbeiten wie Spundwände, Kaimauern, Hafenanlagen, Schiffsreparaturen, Anoden und genehmigte konstruktive Reparaturen | Hochwertige und kritische Verbindungen, wie Rohrleitungsreparaturen, Tie-ins und druckführende Offshore-Arbeiten |
| Typischer Tiefenbereich | Vor allem in den ersten Zehnermetern; die praktische Grenze hängt von der Tauchmethode, der Schweißprozedur und den Projektanforderungen ab | Mit Closed-Bell- und Sättigungstauchen bis zu mehreren Hundert Metern anwendbar |
| Qualitätsniveau | Eine gute konstruktive Schweißqualität ist erreichbar, aber schnelle Abkühlung, Wasserstoffaufnahme und eingeschränkte Sicht setzen dem Verfahren Grenzen | Eine mit konventionellem Überwasserschweißen vergleichbare Schweißqualität ist dank der kontrollierten, trockenen Schweißumgebung erreichbar |
| AWS-Schweißklasse | Abhängig von der qualifizierten Prozedur und den Projektanforderungen; Class B ist üblich, aber Class A oder O können projektspezifisch möglich sein | Class A oder Class O können je nach Prozedur, geltender Norm und Projektanforderungen erreichbar sein |
| Schweißerqualifikation | EN ISO 15618-1 oder AWS D3.6M | EN ISO 15618-2 oder AWS D3.6M, wenn die amerikanische Norm angewendet wird |
| Schweißverfahrensqualifikation | ISO 15614-9 oder AWS D3.6M | ISO 15614-10 oder AWS D3.6M |
| Kosten und Mobilisierung | Verhältnismäßig schnell zu mobilisieren und in der Regel weniger material- und kostenintensiv | Erheblich komplexer und kostspieliger durch Habitat, Positionierung, Gas- und Druckmanagement und gegebenenfalls Sättigungstauchen |
Unsere Ausbildung und Qualifikation konzentrieren sich auf hyperbares Nassschweißen — das Verfahren, das den überwiegenden Teil der zivilen und konstruktiven Unterwasserschweißarbeiten in Europa ausmacht. Es ist zudem die natürliche Grundlage vor einer Spezialisierung auf Habitat-Arbeiten bei einem Arbeitgeber.
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Hyperbares Nassschweißen, ausgebildet und qualifiziert unter der DNV-Flagge in Enkhuizen.