صفحه 1:
نویسنده پروژه : سجاد پردل
موضوع پروژه : جوشکاری زیر آب
استاد راهنها : خانم دکتر جمیلی
رشته : مهندسی ایمنی و بازرسی فنی
بهمن ۱۶۰۶
صفحه 2:
جوشکاری زیر آب: فناوریها,
چالشها و کاربردهای صنعتی
جوشکاری زیر آب یکی از پیچیدهترین و خطرناکترین حرفههای صنعتی در دنیا است که نیازمند
تخصص بالا, شجاعت و تجهیزات پیشرفته میباشد. اين فناوری که در اعماق دریاها و
اقيانوسها انجام مى شود, تقش حیاتی در تعمیر و نگهداری زیرساختهای دربایی. صنایع نفت و
گاز و کشتیسازی ایقا میکند
صفحه 3:
مه و اهمیت جوشکاری
برا جوشکاری زیر آب اهمیت دارد؟
بدعنوان يك فاورى استراتزيكك
حمل و نقل دربایی و زيرساخت هاى ساحلى به اين تررق وله ل پوت کر
300m 1930 $3B
پاش AE Sh سال ابداع عمق تس
ارزش تخمینی بازار جوشکاری زیر آب در سال 2024 ۰ اولين استفاده موفق از جوشکاری زیر آب حداکتر عمق معمول برای جوشکاری تجاری
صفحه 4:
ریخچه کوتاه
جوشكارى زير آب براى اولين بار در اوايل دهه 147٠ میلادی توسط کنستاین خرنوفسکی؛ مهندس روسی, یداع شد. او روش جوشکاری قوسی الکتریکی وا
ى استغاده در زير آب الرباعة +
براى استفاده در زیر آب توسعه داد
در طول جنگ جهانی دوم؛ این فناوری برای تعمیر کشتیهای جنگی آسیب دیده مورد استفده گستردهقرار گرفت و پس از آن با رشد صنمت نفت و BE
دریابی. کاربردهای آن به طور چشمگیری گسترش یافت.
1936
0-5
a Sar
«وایتی گرایز» و «دیل اندرسون»
اولین استاندارد اتجمن
جوشکاری آمریکا درباره
جوشکاری زیر آب را تدوین
کودتد.
ی
چوشکاری زیر اب در این
سال متولد شدا وقتى
«کنستائتین خرتوف» روسی,
برای آزمایش جوشکاری اولین الکترودهای خضد
ارتش روسیه آمد. محقق هلندی به تام
«وان حر ویلتگن»
قوس انتتریکی در زیر آب. به
حریای صیاه رقت و دست
برگشت؟
آب را برای جوشکاری
زیر آب اختراع کرد.
صفحه 5:
انواع روشهای جوشکاری زیر آب: خشک. مرطوب و محیط کنترل شده
جوشکاری زیر آب به سه دسته اصلی تقسیم میشود که هر کدام مزایا و محدودیتهای خاص
خود را دارند. نتخاب روش مناسب بستگی به عمق عملیات؛ نوع پروژه CAS مورد نیاز و
بودجه دارد.
(Dry Welding) exis -اجوشکاری
در این روش, یک محفظه یا اتاق فشار مثیت در اطراف محل جوش ایجاد میشود که آب را از منطقه
کاری دور نگه مىدارد. ابن روش بالاترين
کیفیت جوش را ارائه میدهد زیرا شرایط کاری بسیار شیه به جوشکاری سطحی است.
* کیفیت بالا و مشابه جوشکاری سطحی * استفاده از محفظههای هیپرباریک یا اتاقهای خشک
* کتترل کامل محیط و دما * هزينه بالاو زماذير
* مناسب براى بروزههاى حياتى و دائمى
صفحه 6:
صفحه 7:
۳- محیط کنترل شده (۷۷۵۱۵۱۴9 ۲۱۵۵1۲۵۲)
یک محفظه نیمه خشک یا زیستگا
موقت در اطراف احیه کاری نصب میشود که
ت رکیبی از مزایای دو روش قبلی است. فشار داخحل محفظه با فشار آب خارج برابر
* ایجاد محبط نیمهشکک با فشار متعادل * کیفیت خوب باهزینه متوسط
اس برای اصمات مان * قابلیت استفاده مجدد تجهیزات
زمان نصب کمتر از وش خشكك
صفحه 8:
جوشکاری خشکتر
)/۱۰۰-۹۵( عالی
ok =
on أكند
تا300 متر تا50 متر تا ١8 مثر
پروژه های دائمی | تعمیرات اضطراری پروژههای میانمدت
صفحه 9:
تجهیزات تخصصی و ابزارهای مورد نیاز برای جوشکاری زیردریایی
تجهيزات غواصى و حفاظتى
ه لباس غواصى تجارى: لباسهاى ضخيم نثوبرنى يا خشكك كه
جرقهها محافظت میکنند
كلاه غواصى: مجهز به سيستم ارتباطى» جراغهاى قوى و شيشه محافظ در
gly اشعه ماوراء بنفش
* سیستم تنفسی: تأمین هو از سطح يا استفاده از سيلندرهاى فشرده با مخلوط
گازهای خاص برای اعماتی مختلف
یا لباس برای جل وگیری از هیپوترمی
محافثت دربرابر شوک الکریکی و سوخدگی
*_ سیستم گرمایشی: گرم کنندهها
* _ دستکشهای عایق : دسکشهای خیم
صفحه 10:
تجهیزات جوشکاری
دستگاه جوشکاری 0 : منابع برق جریان مستقیم با عایقبندی ویژه ضد آب
: هولدر الکترود عایق: دستههای کاملاً عایق شده برای جل و گیری از شوک
STS Ans کابلهای مخصوص: کابلهای با عا *
* سیستم کنترل از راه دور: پنلهای کترلی که اپراتور در سطح میتواند
تجيران نايق موشكرع
/. كابل هاو اتعالات محافظ
تجبيزات ايش
صفحه 11:
مراحل انجام ف رآیند:
مرحله ا: بررسی و برنامهریزی
بررسی ضخامت و جنس فلز
مرحله ۳: آمادهسازی تجهیزات
تست عایق کابلها
تنظیم آمپر (معمولا بلانر از جوشکاری معمولی)
بررسی سیستم قطع اضطراری
مرحله ۵: اجرای جوش
زاوبه الکترود: حدود ۳۰ تا ۴۵ درجه
SOS = و کت رل شدد
جلوگیری از خاموش شدن قوس
کترل حرضچه مات در دید معط ود
مرحله ۲: آمادهسازی سطح
پاکسازی زنگزدگی و جلبک زدایی
تمیز کاری مکانیکی با برس يا سنگ فرز زیر آب
اطمینان از تماس الکتریکی منامب
مرحله 4: ايجاد قوس الکتریکی
ایجاد قوس با تماس سريع الكترود به قطعه
تشكيل حباب كاز محافظ اطراف قوس
تثبيت قوس در شرايط جريان آب
مرحله 1: خاتمه جوش
قطع تدریجی قوس
بررسى ظاهری جوش
در صورت نیازه پاسهای تکمیلی
صفحه 12:
چالشهای فیزیکی و محیطی: فشار؛ دماء خوردگی و دید محدود
جوشکاران زیر آب با مجموعهای منحصر به فرد از چالشهای فیزیکی و
محیطی روبرو هستند که کار آنها را به یکی از سختترین حرفهها در دنیا
تبدیل می کند. در کث و مدیریت این چالشها برای موفقیت و بقا در اين
حرفه ضروری است.
۱- فشار هیدرواستات
با هر ۱۰ متر عمق, فشار آب یکت اتصفر تقریبً | با افزاش مییبد ان فشر بل تأثرات
متعددی دارد:
تأثیر بر بدن انسان: نشردهسازی بافتهای بدن, خطر بیماری غواصی نیتروژن
نارکوزیس در اعماق پیش از ۴۰ متر که باعث گیجی و تصمیم گیری معیف می شود
بر فرآیند جوشکاری: افزايش سرعت خنکدشدن فلز که منجر به
ت رکهخوزدگی میشود؛ تشکیل -حابهای گاز در فلز مذاب: کاهش کفت جوش به
رل
محدودیت زمانی: در اعماق پیثر
۰متره زمان کاری محدود و نیز به
توق هاى د ركمير شن طولاقى
صفحه 13:
۲ دمای پایین آب
دمای آب در اعماق معمولاً يبن ؟ تا ٠١ درجه سانتى كراد است که مشکلات
زيادى ايجاد مى كند:
هيبوترمى
عملكرد شناختى و ح ركتى
از دست دادن سربع كرماى بدن كه مى توائد كشنده باشدء كاهقش
* تأثير بر متالورؤى: سرد شدن بسيار سريع فلز مذاب كه باعث سق تشدكى بيش
از حد و شكتندكى مى شود افزايش تنش هاى بسمائد در جوش
خستكى جسمى: نياز بدن به انرؤى بيشتر براى حفظ دماء كاهش زمان كارى
مؤثر
صفحه 14:
۳. دید محدود و تاریکی
oT دید بسیار محدود است:
* . تاریکی طبیعی: در اعماق بیش از ۳۰ متر نور خورشید به طور کامل محو
میشود
کدورت آب: رسوبات, جلبككهاء و ذرات
به شدت محد ود
می کننده گاهی دید کمتر از ۳۰ سانتیمتر
* جرقه و دود جوشکاری: حبابهای گاز و دود تولید شده هنگام جوشکاری
دید را بیشتر مختل میکند
* _ اتکا به حس لامسه: جوشکار باید بیشتر به احساس دستان خود تکیه کند ت
اس
صفحه 15:
ء. خوردی و آلودگی
محیط دریایی بسیار خورنده است و چالشهای متالورژیکی ایجاد می کند:
* _ نمک و الکترولیتها: آب دریا حاوی املاح فراوان است که فرآیند خوردگی
را تسریع میکند
* اكسيزن محلول: اكسيد كردن سريع فلز مذاب و كاهش كيفيت جوش
* آلودگی جوش: نفوذ هیدروژن از آب به داخل جوش که باعث ترک
خورد گی هیدروژنی میشود: تشكيل تركيبات ناخواسته در جوش
* خوردگی تجهیزات: آسيب سريع به ابزار و تجهيزات كه نباز به تعمير و
تعويض مكرر دارند
صفحه 16:
مت
جریانهای وی میتوانند جوشکار را از موقعیت خارج ES تثبيت بدن در یک
جزيانهاى sig
موقعیت برای مدت طولانی بسیار دشوار است؛ و امواج و جزر و مد کار را یچیدهتر
مى كنند.
لباسهای غواصی ضخیم حرکت را محدود م ى كته دستكش هاى ضخيم حساسيت
محدودیت حرکتی سس 4
لامسه را کاهش میداده و کار دقیق را دشوار میکنند.
0 ارتباط صوتی با سطح اغلب مختل میشود؛ تأخبر در دریافت دستورالعملها میتواند
ار تب سر و ی
خطرنا که باشد؛ و احساس انزوا و تتهایی در اعماق جالشس روای ابساد ی که
صفحه 17:
خطرات ایمنی و حوادث رایج در جوشکاری زیر آب
~
15%
فرخ مركك و مير
* تخمين نرخ مركك و مير سالانه در جوشكارى زير آب
جوشكارى زير آب يكى از خطرناكك ترين مشاغل در جهان محسوب مىشود. آمارها
ان مى دهند كه نرخ مركك و مير در اين حرفه به طور قابل توجهى بالاتر از بسيارى از
حرفههای دیگر است. شداخت و پیشگیری از ابن حطرات میتواند جان جوشکاران را
نجات دهد.
40
حوادث سالانه من متوسط فوت
* تعداد تقریبی حوادث گزارش شده در سطح جهان *میانگین سنی که جوشکاران زیر آب فوت می کنند.
صفحه 18:
خطرات ایمنی و حوادث رایج در جوشکاری زير آب
شوک الکتریکی
آب رسانای بسیار خوب برق است و خطر ش و کف کشنده را افزایش میدهد
نشتی جریان از تجهیزات معیوب می توند قوری منجر هر"
۰ ولت است که در محیط آبی بسیار خطرنااک است
عایقبندی نامناصب یا آسيب ديه بزو"
پیشگیری: استفاده از تجهیزات استاندارده بازرسی مکرر کابلها و اتصالات؛ ميستم
قطع خودكار برق» و آموزش صحيح كار با برق در محيط آبى
صفحه 19:
خطرات ایمنی و حوادث رایج در جوشکاری زیر آب
غرق شدكى
نقص در سیستم تأمین هوا میتواند کشنده باشد.
گیر کردن در تجهیزات یا ساختارها تحت آب.
۱ ۰ اوست دادن مرشاری به دا گنای ٩
پارگی لباس غواصی و ورود سریع آب
پیشگیری: سیستم هوای پشتیبان اضطراری: یک غواص امدادی هميشه در محل؛ تمرین
سناریوهای اضطراری؛ و طناب ایمنی متصل به سطح
صفحه 20:
استانداردهای ایمنی
صنعت جوشکاری زیر آب تحت نظارت دفیق سازمانهای بینالمللی و ملی تراردارد
که استانداردهای سختگیرانهای را برای تضمین ایمنی و كرحدائد. وعايت
استانداردها نه تتها الزامی است؛ بلکه میتواند تفاوت بین زندگی و مرگگ باشد,
استاندارد 03۰6 ۱۷۷5 استاندارد انجمن جوشکاری آمریکا American Welding Society) برای
جوشکاری زیر آب که جامعترین راهم در این حوزه است. این ستانداردشامل
الزامات کامل براى طراحى؛ اجراء تست و پذیرش جوشهای زیر آب میشود.
استاندارد 15618 ۱0
استاندارد بینالمللی سازمان استاندارد (150) که الزامات صلاحبت جوشکاران زیر آب
را مشخص میکند» شامل آزمونهای عملی و تئوری؛ و معیارهای پذیرش جوش
صفحه 21:
استانداردهای ایمنی
مقررات 014 8 6۵|
راهنمای انجمن بینالمللی پیمانکاران دریایی برای عملیات غواصی تجاری که
پروتکلهای ایمنی: تجهیزات مورد نیاز و مسئولیتهای پرسئل را تعریف مى كند.
استانداردهای ]۱51
انجین مهندسی مکانک آمریکاسنداردهای برای با رس رو تب هار
و خطوط لوله زیر آب داد که شامل الزامات "خاص جوشکاری می شود
مقررات ]۳15 انگلستان
اداره اجرایی بهداشت و ایمنی انگلستان مقررات جامعی برای غواصی تجاری دارد که
شامل ارزیابی ریسک: برنامهریزی عملیات و گزارشدهی حوادث است.
صفحه 22:
مهم ترين قوانين ايمنى
۲
۴
تجهرت راقل ارم عرامی به ی بر
در صورت احساس خطر بلافاصله عملیات را متوقف کنید.
\
۲
هرگز تنها غواصی نکنید - هميشه یک غواص
ee ee)
ن داشته بشید
صفحه 23:
پروتکلهای ایمنی ضروری
۱-قبل از عملیات ۳-بعد از عملیات
ارزیای کامل ریتکه ورام دی رعایت دقیق توقفهای دیکمپرشن
۰ * _ معاینه پزشکی فوری در صورت بروز هر گونه مشکل
بازرس مه تمپرات و لو
Fae عرس Sree eS
بررسى شرايط آب و هوابى و دريايى ملام 9
گزارشنویسی كامل از عمليات
جيهى تيم و مرور نقشها
آمادهسازی تجهیزات اضطراری و امداد ثبت هركونه حادثه يا نزديكك به حادثه بودن
© عن مسیرهای ارتامی وسگالهای امش طراری اصلاح پروتکلها در صورت
آمادهباش تیم امداد و غواص پشتبان
صفحه 24:
یاهینامههای لازم برای جوشکاران زیردریایی
زد آموزش گستده تمریفشرده و کسب گواهاهای
تای کار تحت فغار روتی و چسبی شدید استء
- مرحله ۴:آموزش غواصی تجاری ۱۲-۷ ماه
دوره غواصى حرفهاى:
مهارت هاى ععلى: اسناء ل هرت خی تفس از ری سح
ایمنی و اضعلرا: بزیک توامی, ای :
سلامت چسمی: گام زشکی از زک متخصص غراصی عدممشکلات ی تفسی, وش و ينق سالم
اتوالايى شنة مهارت شتاو اناس راحتى در
ا جبحا رشه فى
-- مرحله 5:آموزش جوشكارى سطحى ١-١ سال حرحله» ميزش تخصصى جوشكارى زير آب 1-؟١ ماه
إهاى جوشكارى
دوره جوشكارى حرفهاى: آبر
نون جوشكارى: 610 ,الاشع] ,لالاطانات ,51۸۸۷
هتالورزى: خواص فلات؛رشار در دای مخلف
تست و کتترل کیفیت: بازرسى جر
-- مرحلهه آزمونها و کواهینامهها
ی آماینی مت اناد 6 3] ۸/5
آزمون عملی:جرای جر
آزمونتنوری: اسان کتی
اوزیبی ایعنی: نی
صفحه 25:
—
جوشکاری زیر آب در طیف کستردهای از صنایع کاربرد دارد و نقش
حیاتی در حفظ زیرساختهای حیاتی اقتصادی ایفا می کند. از صنعت
نفت وگاز گرفته تا کشتیرانی و زیرساختهای شهری, این فناوری
غیرقابل جایگزین است.
بت صنعت نفت و کاز دریایی
بز رکتترین و پردررآمدترین بخش کاربردی جوشکاری زير آب:
* ساخت و نصب: نصب سازههای فلزی سکوهای نفتی؛ اتصال پایهها به بستر
خوردگی؛ تعویض قطعات آسیبدیده: تقویت ساختاری
* تعمیر و تگهداری:
* خطوط لوله:
ایمنی سازی: تقوبت اتصالات برای مقابله با طوفان و امواج
ی لولههای انتقال نفت و گاز» تعمیر نشتیها و تر کها
این صنفت سالانه میلیاردها دلار به جوشکاری زیر آب سرمایه گذاری می کند.
SA
is 9
صفحه 26:
صفحه 27:
سایر کاربردهای مهم
نیروگاههای برق آبی
ساخت و تعمیر قفسهای دریایی؛ سازههای شناور پرورش ماهی»
آبزى برورى. اين صنعت رو به رشد نیاز فزایندهای به خدمات جوشکاری زیر آب
0
3 بويت ا
مهای تصفیه و byt
دوعق as تتم ARAN ed فرط ees es Ses
نجات و بازیابی ©
شده بالكرد و هوابيماهاى سقوط كرده: سابر اشياء ارزشمند از کف دریا: این عملیات اغلب پیچیده و حطرناک هستند
پرورش ماهی
ر پرورش ماهی: و تأسیسات آبزى برورى. ابن صنعت رو به رشد نياز فزابندهاى به خحدمات جوشکاری زیر آب دارد.
صفحه 28:
صنعت جوشکاری زیر آب در آستانه تحولات بزرگی قرار دارد. پیشرفتهای فناوری؛
زباتیک هوش مصنوعی و مواد جدید آیندهای را ترس میکتد که مر آ
جوشکاری زیر آب ایمنتره دقیقتر و کارآمدتر خواهد بود.
رباتیک و اتوماسون سس
هوش مصنوعى و ياد كيرى ماشين سس
هاى جوشكارى جديد
استفاده از رباتهاى براى انجام جوشكارىهاى خطرناكك در اعماق زياد. اين رباتها
میتوانند در اعماقی فعلیت کنند که برای انسان غبرممکن است و با دقت بسیار SEW
می کنند, سیستمهای هدایت خود کار و ستسورهای پیشرفته به رباتها امکان میدهند تا
جوش هاى بيجيده را با کبفیت یکنواخت انجام دهند.
سیستمهای هوش مصنوعی میتوانند کیفیت جوش را در زمان واقعی کنترل کرده:
پارامترهای جو:
ری را بهنهسازی کنند و نقصها را فوراشناسایی نمایند
الگوریتمهای یاد گیری ماشین از دادههای هزاران جوش استفاده می کنند تا الگوهای
بهینه را ياد بكيرند و كيفيت را بهبود دهند. سیستمهای پیشبینی نیز میتوانند خرابی
تجهیزات را پیش از وقوخ تشخیص دهند.
جوشکاری لیزری زیر آب که دقت بسیار الا و ورودی حرارتی کنترلشده دارد؛
جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (//۳51) که بدون ذوب فلز انجام مى شود و مشكلات
کمتری دارد؛ و جوشكارى بلاسمابى بيشرفته با كنترل دقيق تر قوس.
Wen ol
کیفیت بالاتر و سرعت بیشتری نسبت به روشهای سنتی ارائه میدهند.
صفحه 29:
Cc
1S
4
از صبوری شما سپاسگزارم
نویسنده پروژه :سجاد پردل
موضوع پروژه :جوشکاری زیر آب
استاد راهنما :خانم دکتر جمیلی
رشته :مهندسی ایمنی و بازرسی فنی
بهمن 1404
جوشکاری زیر آب :فناوریها،
چالشها و کاربردهای صنعتی
جوشکاری زیر آب یکی از پیچیدهترین و خطرناکترین حرفههای صنعتی در دنیا است که نیازمند
تخصص باال ،شجاعت و تجهیزات پیشرفته میباشد .این فناوری که در اعماق دریاها و
اقیانوسها انجام میشود ،نقش حیاتی در تعمیر و نگهداری زیرساختهای دریایی ،صنایع نفت و
گاز و کشتیسازی ایفا میکند.
مه و اهمیت جوشکاری در عمق دریا
چرا جوشکاری زیر آب اهمیت دارد؟
جوشکاری زیر آب به عنوان یک فناوری استراتژیک در صنایع دریایی ،نقش حیاتی در حفظ و تعمیر زیرساختهای مهم اقتصادی ایفا میکند .این روش امکان انجام تعمیرات
اساسی بدون نیاز به خارج کردن سازههای عظیم از آب را فراهم میآورد که باعث صرفهجویی قابل توجه در زمان و هزینه میشود.
ساالنه میلیاردها دالر در صنایع نفت و گاز ،حمل و نقل دریایی و زیرساختهای ساحلی به این فناوری وابسته است .بدون جوشکاری زیر آب ،بسیاری از پروژههای
دریایی غیرممکن یا بسیار پرهزینه میشدند.
$3B
1930
300m
ارزش بازار جهانی
سال ابداع
عمق عملیاتی
ارزش تخمینی بازار جوشکاری زیر آب در سال 2024
اولین استفاده موفق از جوشکاری زیر آب
حداکثر عمق معمول برای جوشکاری تجاری
تاریخچه کوتاه
جوشکاری زیر آب برای اولین بار در اوایل دهه 1930میالدی توسط کنستانتین خرنوفسکی ،مهندس روسی ،ابداع شد .او روش جوشکاری قوسی الکتریکی را
برای استفاده در زیر آب توسعه داد.
در طول جنگ جهانی دوم ،این فناوری برای تعمیر کشتیهای جنگی آسیبدیده مورد استفاده گسترده قرار گرفت و پس از آن با رشد صنعت نفت و گاز
دریایی ،کاربردهای آن به طور چشمگیری گسترش یافت.
انواع روشهای جوشکاری زیر آب :خشک ،مرطوب و محیط کنترل شده
جوشکاری زیر آب به سه دسته اصلی تقسیم میشود که هر کدام مزایا و محدودیتهای خاص
خود را دارند .انتخاب روش مناسب بستگی به عمق عملیات ،نوع پروژه ،کیفیت مورد نیاز و
بودجه دارد.
1جوشکاری خشک ()Dry Weldingدر این روش ،یک محفظه یا اتاق فشار مثبت در اطراف محل جوش ایجاد میشود که آب را از منطقه
کاری دور نگه میدارد .این روش باالترین
کیفیت جوش را ارائه میدهد زیرا شرایط کاری بسیار شبیه به جوشکاری سطحی است.
•
کیفیت باال و مشابه جوشکاری سطحی
•
استفاده از محفظههای هیپرباریک یا اتاقهای خشک
•
کنترل کامل محیط و دما
•
هزینه باال و زمانبر
•
مناسب برای پروژههای حیاتی و دائمی
2جوشکاری مرطوب ()Wet Weldingجوشکار مستقیم ًا در آب کار میکند و قوس الکتریکی در محیط آبی ایجاد میشود.
این روش سریعترین و مقرونبهصرفهترین است اما کیفیت جوش پایینتری دارد.
•
تماس مستقیم با آب در حین جوشکاری
•
سرعت باال و هزینه کمتر
•
انعطافپذیری بیشتر در محل کار
•
مناسب برای تعمیرات موقت
•
خطر شوک الکتریکی باالتر
•
کیفیت جوش متوسط تا پایین
-3محیط کنترل شده ()Habitat Welding
یک محفظه نیمهخشک یا زیستگاه موقت در اطراف ناحیه کاری نصب میشود که
ترکیبی از مزایای دو روش قبلی است .فشار داخل محفظه با فشار آب خارج برابر
میشود.
•
ایجاد محیط نیمهخشک با فشار متعادل
•
کیفیت خوب با هزینه متوسط
•
مناسب برای اعماق میانی
•
قابلیت استفاده مجدد تجهیزات
•
زمان نصب کمتر از روش خشک
مقایسه روشها
معیار
جوشکاری خشک
جوشکاری مرطوب محیط کنترل شده
کیفیت جوش
عالی ()%100-95
متوسط ()%80-60
خوب ()%90-80
هزینه
بسیار باال
پایین
متوسط
سرعت اجرا
کند
سریع
متوسط
عمق عملیاتی
تا 300متر
تا 50متر
تا 150متر
کاربرد
پروژه های دائمی
تعمیرات اضطراری
پروژههای میانمدت
تجهیزات تخصصی و ابزارهای مورد نیاز برای جوشکاری زیردریایی
جوشکاری زیر آب نیازمند مجموعهای پیچیده از تجهیزات تخصصی است که هم ایمنی جوشکار را تضمین کرده و هم کیفیت کار را حفظ میکند.
این تجهیزات باید در برابر فشار باال ،خوردگی و شرایط سخت محیطی مقاوم باشند.
تجهیزات غواصی و حفاظتی
.
لباس غواصی تجاری :لباسهای ضخیم نئوپرنی یا خشک که در برابر فشار،
سرما و جرقهها محافظت میکنند
•
•
کاله غواصی :مجهز به سیستم ارتباطی ،چراغهای قوی و شیشه محافظ در
برابر اشعه ماوراء بنفش
•
سیستم تنفسی :تأمین هوا از سطح یا استفاده از سیلندرهای فشرده با مخلوط
گازهای خاص برای اعماق مختلف
•
سیستم گرمایشی :گرمکنندههای آب یا لباس برای جلوگیری از هیپوترمی
•
دستکشهای عایق :دستکشهای ضخیم برای محافظت در برابر شوک الکتریکی و سوختگی
تجهیزات جوشکاری
•
دستگاه جوشکاری : DCمنابع برق جریان مستقیم با عایقبندی ویژه ضد آب
•
•
هولدر الکترود عایق :دستههای کام ً
ال عایق شده برای جلوگیری از شوک
الکتریکی
•
کابلهای مخصوص :کابلهای با عایق دوگانه و مقاوم در برابر فشار آب
•
سیستم کنترل از راه دور :پنلهای کنترلی که اپراتور در سطح میتواند
پارامترها را تنظیم کند
• الکترود مخصوص :الکترود ضد آب با پوشش خاص که درمحیط آبی عملکرد
مناسب دارد
مراحل انجام فرآیند:
مرحله :1بررسی و برنامهریزی
بررسی ضخامت و جنس فلز
تعیین نوع اتصال
بررسی عمق و شرایط جریان آب
انتخاب نوع الکترود
مرحله :3آمادهسازی تجهیزات
تست عایق کابلها
تنظیم آمپر (معموالً باالتر از جوشکاری معمولی)
بررسی سیستم قطع اضطراری
مرحله :5اجرای جوش
زاویه الکترود :حدود 30تا 45درجه
حرکت کوتاه و کنترلشده
جلوگیری از خاموش شدن قوس
کنترل حوضچه مذاب در دید محدود
مرحله :2آمادهسازی سطح
پاکسازی زنگزدگی و جلبک زدایی
تمیزکاری مکانیکی با برس یا سنگ فرز زیر آب
اطمینان از تماس الکتریکی مناسب
مرحله :4ایجاد قوس الکتریکی
ایجاد قوس با تماس سریع الکترود به قطعه
تشکیل حباب گاز محافظ اطراف قوس
تثبیت قوس در شرایط جریان آب
مرحله :6خاتمه جوش
قطع تدریجی قوس
بررسی ظاهری جوش
در صورت نیاز ،پاسهای تکمیلی
چالشهای فیزیکی و محیطی :فشار ،دما ،خوردگی و دید محدود
جوشکاران زیر آب با مجموعهای منحصر به فرد از چالشهای فیزیکی و
محیطی روبرو هستند که کار آنها را به یکی از سختترین حرفهها در دنیا
تبدیل میکند .درک و مدیریت این چالشها برای موفقیت و بقا در این
حرفه ضروری است.
-1فشار هیدرواستاتیک:
با هر 10متر عمق ،فشار آب یک اتمسفر تقریب ًا 1بار افزایش مییابد .این فشار باال تأثیرات
متعددی دارد:
•
تأثیر بر بدن انسان :فشردهسازی بافتهای بدن ،خطر بیماری غواصی نیتروژن
نارکوزیس در اعماق بیش از 30متر که باعث گیجی و تصمیمگیری ضعیف میشود
•
تأثیر بر فرآیند جوشکاری :افزایش سرعت خنکشدن فلز که منجر به
ترکخوردگی میشود ،تشکیل حبابهای گاز در فلز مذاب ،کاهش کیفیت جوش به
دلیل نفوذ هیدروژن
•
محدودیت زمانی :در اعماق بیش از 50متر ،زمان کاری محدود و نیاز به
توقفهای دیکمپرشن طوالنی
.۲دمای پایین آب
دمای آب در اعماق معمو ً
ال بین 2تا 10درجه سانتیگراد است که مشکالت
زیادی ایجاد میکند:
•
هیپوترمی :از دست دادن سریع گرمای بدن که میتواند کشنده باشد ،کاهش
عملکرد شناختی و حرکتی
•
تأثیر بر متالورژی :سرد شدن بسیار سریع فلز مذاب که باعث سفتشدگی بیش
از حد و شکنندگی میشود ،افزایش تنشهای پسماند در جوش
•
مؤثر
خستگی جسمی :نیاز بدن به انرژی بیشتر برای حفظ دما ،کاهش زمان کاری
.۳دید محدود و تاریکی
یکی از بزرگترین چالشها در جوشکاری زیر آب ،دید بسیار محدود است:
•
تاریکی طبیعی :در اعماق بیش از 30متر ،نور خورشید به طور کامل محو
میشود
•
کدورت آب :رسوبات ،جلبکها ،و ذرات معلق دید را به شدت محدود
میکنند ،گاهی دید کمتر از 30سانتیمتر
•
جرقه و دود جوشکاری :حبابهای گاز و دود تولید شده هنگام جوشکاری
دید را بیشتر مختل میکند
•
اتکا به حس المسه :جوشکار باید بیشتر به احساس دستان خود تکیه کند ت
ا چشمانش
.۴خوردگی و آلودگی
محیط دریایی بسیار خورنده است و چالشهای متالورژیکی ایجاد میکند:
•
نمک و الکترولیتها :آب دریا حاوی امالح فراوان است که فرآیند خوردگی
را تسریع میکند
•
اکسیژن محلول :اکسید کردن سریع فلز مذاب و کاهش کیفیت جوش
•
آلودگی جوش :نفوذ هیدروژن از آب به داخل جوش که باعث ترک
خوردگی هیدروژنی میشود ،تشکیل ترکیبات ناخواسته در جوش
•
خوردگی تجهیزات :آسیب سریع به ابزار و تجهیزات که نیاز به تعمیر و
تعویض مکرر دارند
چالشهای دیگر
جریانهای قوی میتوانند جوشکار را از موقعیت خارج کنند ،تثبیت بدن در یک
جریانهای دریایی
موقعیت برای مدت طوالنی بسیار دشوار است ،و امواج و جزر و مد کار را پیچیدهتر
میکنند.
محدودیت حرکتی
لباسهای غواصی ضخیم حرکت را محدود میکنند ،دستکشهای ضخیم حساسیت
المسه را کاهش میداده و کار دقیق را دشوار میکنند.
ارتباطات محدود
ارتباط صوتی با سطح اغلب مختل میشود ،تأخیر در دریافت دستورالعملها میتواند
خطرناک باشد ،و احساس انزوا و تنهایی در اعماق چالش روانی ایجاد میکند.
خطرات ایمنی و حوادث رایج در جوشکاری زیر آب
جوشکاری زیر آب یکی از خطرناکترین مشاغل در جهان محسوب میشود .آمارها
نشان میدهند که نرخ مرگ و میر در این حرفه به طور قابل توجهی باالتر از بسیاری از
حرفههای دیگر است .شناخت و پیشگیری از این خطرات میتواند جان جوشکاران را
نجات دهد.
15%
1000
حوادث ساالنه
نرخ مرگ و میر
0
تخمین نرخ مرگ و میر ساالنه در جوشکاری زیر آب
40
0
تعداد تقریبی حوادث گزارش شده در سطح جهان
سن متوسط فوت
0
میانگین سنی که جوشکاران زیر آب فوت میکنند
خطرات ایمنی و حوادث رایج در جوشکاری زیر آب
شوک الکتریکی
•
•
آب رسانای بسیار خوب برق است و خطر شوک کشنده را افزایش میدهد
نشتی جریان از تجهیزات معیوب میتواند فوری منجر به مرگ شود
•
•
ولتاژ کار معموالً 400-300ولت است که در محیط آبی بسیار خطرناک است
عایقبندی نامناسب یا آسیبدیده بزرگترین علت شوک الکتریکی است
پیشگیری :استفاده از تجهیزات استاندارد ،بازرسی مکرر کابلها و اتصاالت ،سیستم
قطع خودکار برق ،و آموزش صحیح کار با برق در محیط آبی
خطرات ایمنی و حوادث رایج در جوشکاری زیر آب
غرق شدگی
•
•
گیر کردن در تجهیزات یا ساختارها تحت آب
•
پارگی لباس غواصی و ورود سریع آب
•
نقص در سیستم تأمین هوا میتواند کشنده باشد
از دست دادن هوشیاری به دلیل گازهای سمی یا کمبود اکسیژن
پیشگیری :سیستم هوای پشتیبان اضطراری ،یک غواص امدادی همیشه در محل ،تمرین
سناریوهای اضطراری ،و طناب ایمنی متصل به سطح
استانداردهای ایمنی
صنعت جوشکاری زیر آب تحت نظارت دقیق سازمانهای بینالمللی و ملی قرار دارد
که استانداردهای سختگیرانهای را برای تضمین ایمنی و کیفیت تعیین کردهاند .رعایت
این استانداردها نه تنها الزامی است ،بلکه میتواند تفاوت بین زندگی و مرگ باشد.
استاندارد AWS D3.6
استاندارد انجمن جوشکاری آمریکا ( )American Welding Societyبرای
جوشکاری زیر آب که جامعترین راهنما در این حوزه است .این استاندارد شامل
الزامات کامل برای طراحی ،اجرا ،تست و پذیرش جوشهای زیر آب میشود.
استاندارد ISO 15618
استاندارد بینالمللی سازمان استاندارد ( )ISOکه الزامات صالحیت جوشکاران زیر آب
را مشخص میکند ،شامل آزمونهای عملی و تئوری ،و معیارهای پذیرش جوش.
استانداردهای ایمنی
مقررات IMCA D 014
راهنمای انجمن بینالمللی پیمانکاران دریایی برای عملیات غواصی تجاری که
پروتکلهای ایمنی ،تجهیزات مورد نیاز و مسئولیتهای پرسنل را تعریف میکند.
استانداردهای ASME
انجمن مهندسین مکانیک آمریکا استانداردهایی برای ساخت و تعمیر ظروف تحت فشار
و خطوط لوله زیر آب دارد که شامل الزامات خاص جوشکاری میشود.
مقررات HSEانگلستان
اداره اجرایی بهداشت و ایمنی انگلستان مقررات جامعی برای غواصی تجاری دارد که
شامل ارزیابی ریسک ،برنامهریزی عملیات و گزارشدهی حوادث است.
مهمترین قوانین ایمنی
.1هرگز تنها غواصی نکنید -همیشه یک غواص پشتیبان داشته باشید
.2تجهیزات را قبل از هر غواصی به دقت بازرسی کنید
.3از محدودیتهای زمانی و عمقی خود تجاوز نکنید
.4در صورت احساس خطر ،بالفاصله عملیات را متوقف کنید
پروتکلهای ایمنی ضروری
-3بعد از عملیات
-1قبل از عملیات
•
ارزیابی کامل ریسک و برنامهریزی دقیق
•
بازرسی همه تجهیزات و تست عملکرد
•
بررسی شرایط آب و هوایی و دریایی
•
جلسه توجیهی تیم و مرور نقشها
•
آمادهسازی تجهیزات اضطراری و امداد
•
تعیین مسیرهای ارتباطی و سیگنالهای اضطراری
•
رعایت دقیق توقفهای دیکمپرشن
•
معاینه پزشکی فوری در صورت بروز هر گونه مشکل
•
بازرسی و نگهداری تجهیزات
•
گزارشنویسی کامل از عملیات
•
ثبت هرگونه حادثه یا نزدیک به حادثه بودن
•
اصالح پروتکلها در صورت نیاز
-2حین عملیات
•
نظارت مداوم از سطح توسط ناظر غواصی
•
حفظ ارتباط دائمی با غواص
•
رعایت دقیق زمانهای غواصی و محدودیتهای عمق
•
آمادهباش تیم امداد و غواص پشتیبان
واهینامههای الزم برای جوشکاران زیردریایی
تبدیل شدن به یک جوشکار زیر آب حرفهای نیازمند آموزش گسترده ،تمرین فشرده و کسب گواهینامههای معتبر است
این مسیر شغلی ترکیبی از مهارتهای غواصی تجاری ،جوشکاری پیشرفته و توانایی کار تحت فشار روانی و جسمی شدید است.
مرحله:1پیشنیازها
سن :حداقل 18سال
سالمت جسمی :گواهی پزشکی از پزشک متخصص غواصی ،عدم مشکالت قلبی-تنفسی ،گوش و بینی سالم
توانایی شنا :مهارت شنا و احساس راحتی در آب
مرحله :2آموزش غواصی تجاری 12-6ماه
دوره غواصی حرفهای :آموزش در مدرسه غواصی معتبر
مهارتهای عملی :استفاده از تجهیزات غواصی ،تنفس از طریق سطح وغواصی در اعماق مختلف
ایمنی و اضطرار :فیزیک غواصی ،بیماریهای مرتبط ،رویههای نجات
تحصیالت :حداقل دیپلم ،ترجیحاً رشته فنی
مرحله :3آموزش جوشکاری سطحی 2-1سال
دوره جوشکاری حرفهای :آموزش انواع روشهای جوشکاری
فنون جوشکاریSMAW, GMAW, FCAW, GTAW :
مرحله:4آموزش تخصصی جوشکاری زیر آب 12-6ماه
نظری :فیزیک جوشکاری زیر آب ،چالشهای محیطی ،ایمنی ویژه
عملی :جوشکاری مرطوب و خشک در استخرهای آموزشی و آبهای باز
متالورژی :خواص فلزات ،رفتار در دماهای مختلف
فنون پیشرفته :جوشکاری در موقعیتهای مختلف ،روی فلزات متنوع ،در اعماق مختلف
تست و کنترل کیفیت :بازرسی جوش ،تستهای مخرب و غیرمخرب
شبیهسازی :تمرین سناریوهای واقعی و شرایط اضطراری
مرحله 5آزمونها و گواهینامهها
آزمون عملی :اجرای جوشهای آزمایشی طبق استاندارد AWS D3.6
آزمون تئوری :امتحان کتبی جامع
ارزیابی ایمنی :شبیهسازی شرایط اضطراری
جوشکاری زیر آب در طیف گستردهای از صنایع کاربرد دارد و نقش
حیاتی در حفظ زیرساختهای حیاتی اقتصادی ایفا میکند .از صنعت
نفت و گاز گرفته تا کشتیرانی و زیرساختهای شهری ،این فناوری
غیرقابل جایگزین است.
صنعت نفت و گاز دریایی
بزرگترین و پردرآمدترین بخش کاربردی جوشکاری زیر آب:
•
ساخت و نصب :نصب سازههای فلزی سکوهای نفتی ،اتصال پایهها به بستر دریا
•
تعمیر و نگهداری :رفع خوردگی ،تعویض قطعات آسیبدیده ،تقویت ساختاری
•
خطوط لوله :جوش لولههای انتقال نفت و گاز ،تعمیر نشتیها و ترکها
•
ایمنیسازی :تقویت اتصاالت برای مقابله با طوفان و امواج
.
این صنعت ساالنه میلیاردها دالر به جوشکاری زیر آب سرمایهگذاری میکند.
.
تیسازی و تعمیرات دریایی
تعمیر و نگهداری ناوگانهای تجاری و نظامی:
•
نگهداری دورهای :تعویض صفحات بدنه ،تعمیر پروانه و سکان
•
بازسازی :تقویت ساختاری کشتیهای قدیمی ،ارتقا تجهیزات
رفهجویی :جوشکاری زیر آب به جای„ داک خشک ،هزینه و زمان را به شدت کاهش میدهد
زیرساختهای ساحلی و پلها
•
پلها :تعمیر پایههای پلهای دریایی ،جوش میلگردها و فوالدهای ساختاری
•
اسکلهها :نگهداری و تعمیر اسکلههای تجاری و مسافری ،تقویت ستونها
•
دیوارهای ساحلی :ساخت و تعمیر دیوارهای محافظ ساحلی
•
توربینهای بادی دریایی :نصب و تعمیر پایههای توربینهای بادی
این سازهها برای اقتصاد و حملونقل منطقهای حیاتی هستند.
سایر کاربردهای مهم
و نیروگاههای برقآبی
ساخت و تعمیر قفسهای دریایی ،سازههای شناور پرورش ماهی ،و تأسیسات
آبزیپروری .این صنعت رو به رشد نیاز فزایندهای به خدمات جوشکاری زیر آب
دارد.
تمهای تصفیه و آبرسانی
ورودی و خروجی تصفیهخانههای آب ،سیستمهای فاضالب دریایی ،خطوط انتقال آب زیرآبی که برای شهرهای ساحلی حیاتی هستند.
نجات و بازیابی
شده ،بالگرد و هواپیماهای سقوطکرده ،سایر اشیاء ارزشمند از کف دریا .این عملیات اغلب پیچیده و خطرناک هستند.
و پرورش ماهی
ور پرورش ماهی ،و تأسیسات آبزیپروری .این صنعت رو به رشد نیاز فزایندهای به خدمات جوشکاری زیر آب دارد.
صنعت جوشکاری زیر آب در آستانه تحوالت بزرگی قرار دارد .پیشرفتهای فناوری،
رباتیک ،هوش مصنوعی و مواد جدید ،آیندهای را ترسیم میکنند که در آن
جوشکاری زیر آب ایمنتر ،دقیقتر و کارآمدتر خواهد بود.
استفاده از رباتهای برای انجام جوشکاریهای خطرناک در اعماق زیاد .این رباتها
میتوانند در اعماقی فعالیت کنند که برای انسان غیرممکن است و با دقت بسیار باال کار
رباتیک و اتوماسیون
میکنند .سیستمهای هدایت خودکار و سنسورهای پیشرفته به رباتها امکان میدهند تا
جوشهای پیچیده را با کیفیت یکنواخت انجام دهند.
هوش مصنوعی و یادگیری ماشین
یهای جوشکاری جدید
سیستمهای هوش مصنوعی میتوانند کیفیت جوش را در زمان واقعی کنترل کرده،
پارامترهای جوشکاری را بهینهسازی کنند و نقصها را فورا ً شناسایی نمایند
.الگوریتمهای یادگیری ماشین از دادههای هزاران جوش استفاده میکنند تا الگوهای
بهینه را یاد بگیرند و کیفیت را بهبود دهند .سیستمهای پیشبینی نیز میتوانند خرابی
تجهیزات را پیش از وقوع تشخیص دهند.
جوشکاری لیزری زیر آب که دقت بسیار باال و ورودی حرارتی کنترلشده دارد،
جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ( )FSWکه بدون ذوب فلز انجام میشود و مشکالت
کمتری دارد ،و جوشکاری پالسمایی پیشرفته با کنترل دقیقتر قوس .این روشها
کیفیت باالتر و سرعت بیشتری نسبت به روشهای سنتی ارائه میدهند.
پایان
از صبوری شما سپاسگزارم