Hiperbaryczne spawanie mokre: jak działa spawanie pod wodą

Czym jest spawanie mokre

Hiperbaryczne spawanie mokre umieszcza łuk spawalniczy bezpośrednio w otwartej wodzie: wokół złącza nie ma ani komory, ani bariery, ani suchej kieszeni — spawacz-nurek zajarza łuk, a woda napiera wprost na łuk. Niemal każde zlecenie wykonuje się metodą spawania łukowego elektrodą otuloną — SMAW, czyli proces 111 — elektrodami zaprojektowanymi tak, by niezawodnie zajarzać się i palić pod wodą, w odróżnieniu od elektrod stosowanych do spawania w powietrzu.

Ponieważ nie trzeba najpierw zaprojektować, zbudować, uszczelnić habitatu i wytworzyć w nim ciśnienie wokół złącza, ekipa spawania mokrego zazwyczaj może rozpocząć cięcie i spawanie stali szybciej, niż zestaw do suchego spawania hiperbarycznego zdążyłby w ogóle znaleźć się na miejscu. Właśnie ta jedna różnica — brak habitatu — sprawia też, że spawanie mokre wymaga mniej sprzętu, krótszej mobilizacji i niższych kosztów niż suche spawanie hiperbaryczne.

Gdzie stosuje się spawanie mokre

Spawanie mokre jest stosowane do prac konstrukcyjnych i zatwierdzonych napraw, wszędzie tam, gdzie pozwalają na to wymagania techniczne, dostępność oraz wybrana metoda naprawy.

Ponieważ nie wymaga budowy i uszczelnienia habitatu wokół złącza, spawanie mokre nadaje się również do napraw pilnych lub tymczasowych oraz do prac, w których dostęp z wnętrza habitatu byłby niepraktyczny.

Nic z tego nie wynika z samego procesu spawania — o dopuszczalności technicznej i wymaganym poziomie jakości zawsze decydują obowiązująca norma, specyfikacje projektu oraz zamawiający.

• Ścianki szczelne i nabrzeża
• Konstrukcje portowe i hydrotechniczne
• Naprawy statków
• Konstrukcje morskie (offshore)
• Mocowania anod
• Zatwierdzone naprawy konstrukcyjne

Jak głęboko można wykonywać spawanie mokre?

Hiperbaryczne spawanie mokre stosuje się głównie w pierwszych kilkudziesięciu metrach wody. Praktyczna granica głębokości zależy od metody nurkowania, zakwalifikowanej technologii spawania oraz wymagań projektu — nie istnieje jedna stała maksymalna głębokość obowiązująca dla każdego zlecenia.

Kwalifikacja nie jest automatycznie ograniczona do dokładnej głębokości, na której przeprowadzono próbę: głębokość próby i odpowiadające jej ciśnienie otoczenia pomagają określić zdefiniowany zakres kwalifikacji, ustalony w obowiązującej normie. EN ISO 15618-1 posługuje się zdefiniowanymi zakresami kwalifikacji, a AWS D3.6M zawiera w tym zakresie wyraźne ograniczenia głębokości.

Przy pracach głębszych lub bardziej krytycznych, takich jak naprawy rurociągów oraz prace przy ciśnieniowych konstrukcjach morskich, może być wymagane suche spawanie hiperbaryczne, ponieważ ułatwia ono kontrolowanie środowiska spawania. To, czy spawanie mokre jest technicznie i kontraktowo dopuszczalne, ustala się indywidualnie dla każdego projektu, w ramach przeglądu projektowego.

Jakość spoiny i metalurgia

Woda odprowadza ciepło ze spoiny znacznie szybciej niż powietrze. W spawaniu mokrym to gwałtowne chłodzenie jest punktem wyjścia dla każdego ryzyka metalurgicznego w złączu: stopiwo i otaczająca je strefa wpływu ciepła (HAZ) chłodzą się tak szybko, że HAZ może stać się twarda i krucha zamiast ciągliwej.

Ten sam łuk pali się też wewnątrz pęcherza pary w wodzie, a wodór z łuku i pęcherza może zostać zaabsorbowany w stopiwie. W połączeniu z twardą HAZ ten wodór dyfundujący jest kluczowym elementem ryzyka pękania w spawaniu mokrym.

Do tego dochodzą naprężenia spawalnicze i szczątkowe już obecne w złączu, a to połączenie — wodór dyfundujący, twarda HAZ i naprężenia — zwiększa ryzyko wodorowego pękania na zimno. Nie istnieje jedna stała wartość twardości wyznaczająca granicę: rzeczywiste ryzyko zależy od połączenia materiału, równoważnika węgla, zawartości wodoru, ilości wprowadzanego ciepła, technologii spawania, konstrukcji złącza oraz obciążenia.

Nic z tego nie wyklucza spawania mokrego. Przy odpowiednio przeszkolonym spawaczu-nurku, elektrodach dobranych do zadania i prawidłowo zakwalifikowanej technologii spawania proces ten może osiągnąć dobrą jakość spoiny konstrukcyjnej. Nie dorównuje natomiast powtarzalności suchego spawania hiperbarycznego lub konwencjonalnego spawania nadwodnego: szybkie chłodzenie, pochłanianie wodoru i ograniczona widoczność pod wodą wyznaczają granice tego, co może zapewnić spawanie mokre.

Normy i kwalifikacja

Do hiperbarycznego spawania mokrego stosuje się dwie odrębne kwalifikacje: jedną dla spawacza-nurka i jedną dla technologii spawania stosowanej przez firmę wykonawczą. Profesjonalne prace spawalnicze pod wodą wymagają z reguły obu tych kwalifikacji: indywidualna kwalifikacja spawacza (LK) potwierdza, że spawacz-nurek posiada kompetencje w ustalonym zakresie, natomiast kwalifikowanie technologii spawania (LMK/WPQR) potwierdza, że wybrana technologia jest w stanie, w zakwalifikowanych warunkach, wytworzyć złącze spawane o wymaganych właściwościach.

Sam AWS D3.6M nie ocenia spawacza — Class A, Class B i Class O opisują poziom jakości i zastosowania, jaki musi spełniać spoina w danym projekcie, a nie ranking osoby, która ją wykonała.

Dodatkowo, oprócz kwalifikacji spawacza i technologii spawania, może być wymagane zatwierdzenie projektowe lub klasyfikacyjne przez towarzystwo klasyfikacyjne, takie jak DNV, Lloyd’s Register, ABS lub Bureau Veritas.

• EN ISO 15618-1 — kwalifikacja osobista spawacza-nurka do hiperbarycznego spawania mokrego
• ISO 15614-9:2025 — kwalifikowanie technologii spawania dla hiperbarycznego spawania mokrego
• AWS D3.6M — amerykański kodeks spawania podwodnego, gdy wymaga tego projekt lub zamawiający

Szkolenie: jak nasz program obejmuje spawanie mokre

Hyperbaric Welding Center szkoli certyfikowanych nurków zawodowych na wykwalifikowanych spawaczy podwodnych, a program koncentruje się na hiperbarycznym spawaniu mokrym. Szkolenie i egzaminy odbywają się w 21-metrowym basenie nurkowym z ruchomym dnem, regulowanym co do centymetra, dzięki czemu głębokość szkolenia i egzaminu można dopasować do konkretnego zakresu kwalifikacji.

Warunkiem dopuszczenia są uznane uprawnienia nurka zawodowego — holenderskie B30, B50R lub B50, albo oceniony odpowiednik, taki jak HSE, ADAS lub DCBC — oraz ważne badania lekarskie nurka zawodowego. 5-dniowa ścieżka kwalifikacyjna jest przeznaczona dla nurków, którzy mają już doświadczenie w spawaniu; 11-dniowa ścieżka rozszerzona prowadzi nurków z niewielkim doświadczeniem lub bez niego najpierw przez podstawy spawania na powierzchni. Obie ścieżki kończą się egzaminem kwalifikacyjnym spawacza (LK) zgodnie z obowiązującą normą, przeprowadzanym pod nadzorem DNV.

Mokre czy suche?

Spawanie mokre nie jest jedyną metodą spawania podwodnego. Suche spawanie hiperbaryczne, wykonywane wewnątrz szczelnego habitatu, może być wymagane w przypadku ciśnieniowych połączeń o wyższej wymaganej jakości, takich jak tie-iny rurociągów, gdzie dodatkowa logistyka daje w zamian łatwiejsze do kontrolowania środowisko spawania. Wybór między tymi dwiema metodami zależy od wymaganej jakości spoiny, głębokości oraz specyfikacji projektu.

To celowy wybór: hiperbaryczne spawanie mokre stanowi podstawę zdecydowanej większości cywilnych i konstrukcyjnych prac spawalniczych pod wodą w Europie, a jego ukończenie daje nurkowi naturalny fundament do późniejszej specjalizacji w kierunku prac w habitacie u pracodawcy.