Spawanie mokre a suche spawanie hiperbaryczne
Oba procesy odbywają się pod wodą, ale są to zasadniczo różne metody, o różnym poziomie jakości, kosztach i zastosowaniach. Zrozumienie tej różnicy to pierwszy krok do zrozumienia zawodu — oraz do prawidłowego odczytywania specyfikacji projektowych.
Spawanie mokre
Podczas hiperbarycznego spawania mokrego (hyperbaric wet welding) łuk pali się bezpośrednio w otaczającej wodzie. Najczęściej stosuje się w tym celu spawanie łukowe elektrodą otuloną — SMAW, czyli proces 111 — elektrodami opracowanymi specjalnie do zastosowań podwodnych.
Spawacz-nurek pracuje bez suchego habitatu (komory suchej) wokół miejsca spawania. Dzięki temu spawanie mokre jest elastyczne, stosunkowo szybkie w mobilizacji i zazwyczaj mniej wymagające pod względem sprzętu i kosztów niż suche spawanie hiperbaryczne.
Największe wyzwanie tkwi w metalurgii. Otaczająca woda powoduje bardzo szybkie chłodzenie złącza spawanego. Jednocześnie wodór z łuku i otaczającego pęcherza pary może zostać zaabsorbowany w stopiwie. Połączenie wodoru dyfundującego, potencjalnie twardej i kruchej strefy wpływu ciepła (HAZ) oraz istniejących naprężeń spawalniczych i szczątkowych zwiększa ryzyko wodorowego pękania na zimno.
Przy odpowiednio przeszkolonym spawaczu-nurku, właściwych elektrodach i prawidłowo zakwalifikowanej technologii spawania spawanie mokre może być skutecznie stosowane do prac konstrukcyjnych i zatwierdzonych napraw — na przykład przy ściankach szczelnych, nabrzeżach, konstrukcjach portowych, konstrukcjach morskich (offshore) i mocowaniach anod. Dopuszczalność techniczna oraz wymagany poziom jakości są zawsze określane przez obowiązującą normę, specyfikacje projektu oraz zamawiającego.
Kwalifikacja spawacza
- EN ISO 15618-1 dotycząca kwalifikacji osobistej spawacza-nurka do hiperbarycznego spawania mokrego;
- AWS D3.6M, jeżeli wymagany jest amerykański kodeks spawania podwodnego.
W ramach AWS D3.6M oznaczenia Class A, Class B i Class O wskazują wymagany poziom jakości i zastosowania spoiny. Nie są to odrębne poziomy kwalifikacji spawacza.
Kwalifikowanie technologii spawania
- ISO 15614-9:2025 dotycząca kwalifikowania technologii spawania dla hiperbarycznego spawania mokrego;
- AWS D3.6M dla kwalifikacji procedury, gdy projekt jest realizowany w całości zgodnie z kodeksem amerykańskim.
Suche spawanie hiperbaryczne (habitat)
Podczas suchego spawania hiperbarycznego wokół elementu lub rurociągu umieszczana jest szczelna komora — habitat. Woda zostaje wyparta z przestrzeni roboczej, po czym spawacz pracuje w suchej, kontrolowanej atmosferze gazowej pod ciśnieniem odpowiadającym głębokości wody.
Ponieważ strefa spawania jest sucha, a atmosferę, temperaturę podgrzewania wstępnego, ilość wprowadzanego ciepła oraz parametry spawania można precyzyjniej kontrolować, możliwe jest osiągnięcie jakości spoiny porównywalnej z konwencjonalnym spawaniem nadwodnym. Suche spawanie hiperbaryczne jest zatem ugruntowaną metodą dla wysokiej jakości połączeń, tie-inów oraz napraw podmorskich rurociągów. Na Morzu Północnym technika ta jest stosowana od lat osiemdziesiątych. Istniejące systemy były z powodzeniem wykorzystywane na głębokościach do około 250 metrów.
Wadą jest rozbudowana logistyka. Wykonanie wymaga między innymi habitatu, systemów uszczelniających i pozycjonujących, zarządzania gazem, kontroli ciśnienia, łączności oraz środków inspekcji. Na większych głębokościach zazwyczaj pracuje się z użyciem systemu closed-bell oraz nurków saturowanych.
Technologia spawania jest kwalifikowana zgodnie z ISO 15614-10 dla suchego spawania hiperbarycznego. Norma ta opisuje kwalifikację WPS oraz minimalne wymagania badawcze i może być również stosowana do zmechanizowanych i zautomatyzowanych procesów spawania. Procedura musi być ważna dla zastosowanych warunków hiperbarycznych oraz pozostałych parametrów podstawowych.
Kwalifikacja personelu
- EN ISO 15618-2 dla spawacza-nurka przy ręcznym lub częściowo zmechanizowanym suchym spawaniu hiperbarycznym;
- EN ISO 15618-2 dla operatora spawania (welding operator) przy w pełni zmechanizowanym lub zautomatyzowanym spawaniu.
Kwalifikowanie technologii spawania
- ISO 15614-10 dotycząca kwalifikacji technologii spawania dla suchego spawania hiperbarycznego;
- dodatkowa akceptacja projektowa lub klasyfikacyjna (class), jeżeli jest ona wymagana przez operatora, zamawiającego lub towarzystwo klasyfikacyjne (classification society).
Zestawienie
| Zagadnienie | Spawanie mokre | Suche spawanie hiperbaryczne |
|---|---|---|
| Środowisko | Otwarta woda; łuk i złącze spawane pozostają w bezpośrednim kontakcie z wodą | Szczelny, suchy habitat wokół elementu, pod ciśnieniem odpowiadającym głębokości wody |
| Typowe zastosowanie | Prace konstrukcyjne, takie jak ścianki szczelne, nabrzeża, konstrukcje portowe, naprawy statków, anody oraz zatwierdzone naprawy konstrukcyjne | Wysokiej jakości i krytyczne połączenia, takie jak naprawy rurociągów, tie-iny oraz prace ciśnieniowe offshore |
| Typowy zakres głębokości | Głównie w pierwszych kilkudziesięciu metrach; praktyczna granica zależy od metody nurkowania, technologii spawania i wymagań projektu | Możliwe do zastosowania z użyciem closed-bell i nurkowania saturowanego do kilkuset metrów |
| Poziom jakości | Możliwa jest dobra jakość spoiny konstrukcyjnej, ale szybkie chłodzenie, absorpcja wodoru i ograniczona widoczność ograniczają proces | Jakość spoiny porównywalna z konwencjonalnym spawaniem nadwodnym jest osiągalna dzięki kontrolowanemu, suchemu środowisku spawania |
| Klasa spoiny wg AWS | Zależy od zakwalifikowanej procedury i wymagań projektu; Class B jest powszechna, ale Class A lub O mogą być możliwe w zależności od projektu | Class A lub Class O mogą być osiągalne w zależności od procedury, obowiązującego kodeksu i wymagań projektu |
| Kwalifikacja spawacza | EN ISO 15618-1 lub AWS D3.6M | EN ISO 15618-2 lub AWS D3.6M, jeżeli stosowany jest kodeks amerykański |
| Kwalifikowanie technologii spawania | ISO 15614-9 lub AWS D3.6M | ISO 15614-10 lub AWS D3.6M |
| Koszty i mobilizacja | Stosunkowo szybka mobilizacja i zazwyczaj mniejsze wymagania sprzętowe i kosztowe | Znacznie bardziej złożone i kosztowne ze względu na habitat, pozycjonowanie, zarządzanie gazem i ciśnieniem oraz, w razie potrzeby, nurkowanie saturowane |
Nasze szkolenia i kwalifikacje koncentrują się na hiperbarycznym spawaniu mokrym — metodzie stanowiącej podstawę zdecydowanej większości cywilnych i konstrukcyjnych prac spawalniczych pod wodą w Europie. Jest to również naturalny fundament przed specjalizacją w kierunku prac w habitacie u pracodawcy.
Czytaj dalej: kwalifikacje spawania rurociągów według głębokości →
Tego zawodu można nauczyć się tam, gdzie on się zaczyna
Hiperbaryczne spawanie mokre — szkolenie i kwalifikacja pod banderą DNV w Enkhuizen.