Сухе підводне зварювання: сухе гіпербаричне зварювання в габітаті

Що таке сухе гіпербаричне зварювання

Сухе гіпербаричне зварювання розміщує герметичну камеру — габітат — навколо трубопроводу або виробу і витісняє воду з робочого простору. Усередині зварювальник працює в сухій газовій атмосфері, що підтримується під тиском, який відповідає навколишній глибині води, а не в самій воді.

Саме габітат перетворює завдання у відкритій воді на щось ближче до надводного зварювання: сухий виріб, контрольована атмосфера та достатньо простору навколо з’єднання, щоб виконати його належно, тоді як вода стримується, а не тисне на дугу.

Де застосовують сухе гіпербаричне зварювання

Сухе гіпербаричне зварювання стало стандартним методом для високоякісних, критичних з’єднань — тай-інів та ремонтів підводних трубопроводів та інших офшорних конструкцій під тиском, — де неякісний шов має серйозні наслідки.

Підрядники з робіт на трубопроводах у Північному морі покладаються на цю технологію з 1980-х років, а системи, що вже перебувають в експлуатації, досягали робочих глибин близько 250 метрів.

Оскільки атмосферу, попередній підігрів та параметри зварювання всередині габітату контролюють, а не залишають на відкуп відкритій воді, сухе гіпербаричне зварювання може вимагатися всюди, де кодекс для трубопроводів, специфікація проєкту чи класифікаційне товариство встановлюють вимоги прийнятності для робіт під тиском.

• Тай-іни та ремонт підводних нафтових і газових трубопроводів
• Офшорні конструкції під тиском
• Критичні з’єднання, для яких специфікація проєкту вимагає контрольованого, сухого середовища зварювання

Чому якість порівнянна з надводним зварюванням

Суха зона зварювання означає, що параметри зварювання, такі як газова атмосфера, температура попереднього підігріву та тепловкладення, можна утримувати в жорсткіших, більш відтворюваних межах, ніж дозволяє відкрита вода. Саме цей контроль дозволяє сухому гіпербаричному зварюванню досягати рівня якості, порівнянного зі звичайним надводним зварюванням.

Саме ця контрольованість також є причиною, чому сухе гіпербаричне зварювання зазвичай є переважним методом для ремонтів, які є критичними, перебувають під тиском або зазнають втомного навантаження, де середовище зварювання має бути максимально контрольованим.

Суха, контрольована атмосфера також дозволяє уникнути дуже швидкого охолодження та поглинання водню, які обмежують гіпербаричне мокре зварювання, де дуга перебуває в прямому контакті з навколишньою водою. Це основна причина, чому сухе гіпербаричне зварювання є методом вибору там, де кодекс вимагає критеріїв прийнятності, властивих надводному зварюванню.

Логістика та вартість

За весь цей контроль доводиться платити. Перш ніж буде виконано хоча б один прохід зварювання, сам габітат потрібно збудувати, опустити на місце й герметизувати навколо трубопроводу чи конструкції, а потім точно позиціонувати над з’єднанням.

Усередині бригада має керувати газовою атмосферою та підтримувати внутрішній тиск відповідно до навколишньої глибини води протягом усього часу виконання робіт.

Зв’язок і доступ для інспекції потрібно підтримувати в герметичному просторі під тиском протягом усього часу, а на більших глибинах цю роботу виконують водолази, що використовують закритий дзвін і сатураційне занурення, — фахівці, які тривалий час живуть під тиском і яких перевозять між сатураційною системою та місцем роботи в закритому водолазному дзвоні.

Координація всієї цієї підтримки з поверхні додає часу й вартості ще до того, як саме зварювання взагалі може розпочатися, тому мобілізація сухого гіпербаричного зварювання є значно складнішою та дорожчою, ніж мокрого зварювання. Для критичних підводних робіт саме ці вкладення забезпечують вищу, стабільніше досяжну якість шва.

Норми та кваліфікація

Як і в мокрому зварюванні, сухе гіпербаричне зварювання вимагає і кваліфікованого зварювальника, і кваліфікованої технології зварювання. Персональна кваліфікація зварювальника або оператора зварювання (LK) підтверджує, що особа є компетентною у встановленому діапазоні; кваліфікація технології зварювання (LMK/WPQR) окремо підтверджує, що технологія компанії здатна утворити з’єднання з необхідними властивостями за кваліфікованих гіпербаричних умов.

Крім кваліфікації зварювальника і технології зварювання, оператор, замовник або класифікаційне товариство — таке як DNV, Lloyd’s Register, ABS чи Bureau Veritas — може додатково вимагати проєктного або класифікаційного затвердження.

• EN ISO 15618-2 — для зварювальника-водолаза при ручному або частково механізованому сухому гіпербаричному зварюванні та для оператора зварювання при повністю механізованому чи автоматизованому зварюванні
• ISO 15614-10 — для кваліфікації технології зварювання для сухого гіпербаричного зварювання; WPS повинен охоплювати фактично застосовані гіпербаричні умови разом з іншими суттєвими змінними
• AWS D3.6M — американський кодекс підводного зварювання, коли цього вимагає проєкт або замовник

Сухе гіпербаричне зварювання та наше навчання

Аби не було непорозумінь: Hyperbaric Welding Center навчає та кваліфікує підводних зварювальників з гіпербаричного мокрого зварювання, а не із сухого гіпербаричного (габітатного) зварювання. Це кваліфікація, що лежить в основі більшості цивільних і конструкційних підводних зварювальних робіт у Європі, і стандартна відправна точка перед тим, як водолаз спеціалізується у напрямку габітатних робіт у роботодавця.

Зварювальник-водолаз, який завершує нашу кваліфікацію з мокрого зварювання за EN ISO 15618-1 або AWS D3.6M під наглядом DNV, має базову зварювальну компетентність, на якій роботодавці із сухого гіпербаричного зварювання будують спеціалізоване навчання для роботи в габітаті.

Сухе чи мокре?

Сухе гіпербаричне зварювання не завжди є правильним вибором: мокре зварювання залишається гнучким, швидшим у мобілізації та менш ресурсомістким для конструкційних робіт, які не вимагають контролю на рівні габітату. Вибір між цими двома методами визначається необхідною якістю шва, глибиною та специфікацією проєкту.

Для конструкційних робіт з нижчим ризиком і на меншій глибині додаткова логістика габітату рідко себе виправдовує — саме тут мокре зварювання залишається типовим практичним вибором.