Статьи

Мокрая механизированная сварка при подъеме теплохода «Моздок»

В мае 1974 года в ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины обратились представители Одесского АСПТР с просьбой оказать помощь в проведении сварочных работ под водой, необходимых при подъеме теплохода «Моздок», затонувшего в районе г. Одесса в 1972 году. После изучения проектной документации и обследования конструкций, подлежащих сварке, выполненного сотрудником ИЭС, было принято решение об оказании такой помощи.

Технология подъема т.х. «Моздок» предполагала установку и продувку грузоподъемных понтонов, продувку топливных цистерн и закачивание во второй, третий и четвертый трюма вспученного пенополистирола для создания дополнительной плавучести. Для реализации этой технологии было необходимо упрочнить конструкцию пластыря размером 9х12 м, соединив его сварочными швами с корпусом теплохода и предотвратить возможность раскрытия крышек трюмов при закачивании в них пенополистирола путем приварки к крышкам и комингсу люка крепящих книц.

Для выполнения работ была сформирована группа из пяти инженеров и техников ИЭС, имевших право на спуски под воду и владевших техникой и технологией сварки. Средняя наработка часов у этих водолазов в натурных условиях составляла от 20 до 100 часов на глубине до 12 м. Учитывая тяжелые условия спусков и глубину, на которой сотрудники ИЭС до того времени не работали, по приезде на место работ они прошли дополнительную теоретическую и практическую подготовку под руководством водолазного специалиста Кулачко Н.П. По результатам контрольных спусков к работам по сварке на т.х. «Моздок» были допущены только два инженера и один техник.

Для выполнения сварочных работ группа была оснащена двумя сварочными полуавтоматами А1516 (Нептун 5). Питание дуги осуществлялось от вращающегося сварочного преобразователя ПСГ 500 с жесткой внешней вольтамперной характеристикой. Он располагался и подключался к энергетической системе кранового судна «Черноморец - 8», грузоподъемностью 100 т. Из-за этого длина сварочной цепи сечением 70 мм² составляла более 200 м.

Организация спусков предполагала работу водолазного бота, с которого осуществлялись спуски, в две смены. Вначале под воду шел водолаз АСПТР, осуществлявший подготовительные работы. К ним относились установка беседки, зачистка поверхностей от обрастания и лакокрасочного покрытия, монтаж закладных пластин при сварке по большому зазору и прием, и установку в зоне работ полуавтомата. На эти работы, как правило, уходило 1,5…2 часа. Затем под воду спускался сотрудник ИЭС, осуществлявший сварку. В зависимости от глубины водолаз - сварщик находился в зоне работ от 1,5 до 2 часов. Декомпрессия, как правило, проходила в открытой воде. За две рабочих смены в большинстве случаев на водолазной станции осуществлялось 4 спуска (2 подготовительных и 2 по сварке металлоконструкций). За спуск водолаз - сварщик вываривал от 0,9 до 2,5 м вертикального шва. Длина шва определялась глубиной выполнения работ и величиной зазора, между прижимными лапами, пластырем и бортом судна. В нижней части пластырь был поджат к борту с зазором 2…4 мм. По мере приближения к палубе величина зазора увеличивалась, доходя в верхней части пластыря до 35 мм. Кроме этого большое влияние на скорость сварки оказывала глубина выполнения работ. В диапазоне глубин 21…24 м (сварка угловыми швами прижимных лап) сварочный ток колебался в от 130 до 160 А. Это происходило из - за того, что с увеличением глубины (давления) для стабильного горения дуги необходимо повышать напряжения на дуге (3 В на каждых 10 м). Длина сварочной цепи, которая использовалась при выполнении работ, составляла 200…240 м в зависимости от глубины выполнения работ. Сварочный преобразователь ПСГ 500 обеспечивал напряжение холостого хода в диапазоне 42…44 В. При такой длине сварочной цепи в ней возникали дополнительные активное и реактивное сопротивления. Это приводило к существенному дополнительному падения в ней напряжения и снижало жесткость внешней характеристики источника питания дуги. Поскольку для подводной механизированной сварки применяются полуавтоматы с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, снижение жесткости внешних характеристик источника питания приводит к уменьшению интенсивности саморегулирования дуги. Напряжение, обеспечивавшееся преобразователь ПСГ 500, было недостаточно для работы на больших токах. С уменьшением глубины снижалось напряжение, необходимое для поддержания устойчивого горения дуги. Это позволило выполнять сварку на токе в диапазоне от 180 до 220 А и повысить производительность выполнения работ.

Сварка лап, выходивших на палубу, осуществлялась прерывистым угловым швом катетом 10…12 мм. Зазоры между палубой и прижимными лапами колебался от 5 до 15 мм. Зазоры ликвидировались путем установки промежуточных элементов из стали различной толщины. Они монтировались в зазоре и соединялись с лапами и палубой угловыми швами. Сварка этих швов была затруднена, так как работы выполнялись в трехболтовом снаряжении и водолазу - сварщику приходилось располагаться горизонтально, стравливая из снаряжения большую часть воздуха.

Для предотвращения самопроизвольного раскрытия крышек трюмов они фиксировались кницами. С помощью механизированной сварки было обварено 32 кницы на втором и третьем трюмах. Применялись угловые швы катетом 8…10 мм, выполненные в вертикальном и горизонтальном положениях. Длина швов на каждой книце составляла 1600 мм. Кроме книц крышки второго и третьего трюмов были дополнительно зафиксированы прерывистым угловым швом катетом 10…12 мм, соединившим их с коменксом люков. Швы длиной 200…250 мм, накладывались через каждых 300…350 мм.

Кроме сварки металлоконструкций на т.х. «Моздок» сотрудники ИЭС осуществили ремонт шестисот тонного грузоподъемного понтона, который должен был применяться при судоподъеме. Он получил механические повреждения при транспортировке. Была заварена трещина, длиной около 500 мм. Основная проблема заключалась в том, что перед сваркой с применением механизированного процесса, трещину пытались заварить, применяя покрытые электроды.

После подъема т.х. «Моздок» автору этой статьи пришлось выслушать много нелестных выражений по поводу "качества" его работы. Так как огневые работы на поднятом теплоходе были запрещены, водолазам АСПТР пришлось распиливать ножовками кницы толщиной 8 мм, приваренные механизированной сваркой. Попытки удалить кницы с применением 100 тонного крана, успехом не увенчались. Кницы, приваренные с помощью покрытых электродов на первом, четвертом и пятом трюмах, отбивались двумя - тремя ударами кувалды.

Всего за 45 календарных дней, с учетом времени на дополнительное обучение сотрудников ИЭС и шторма, на глубине 12-24 м было выполнено137 м шва катетом от 6 до 35 мм. Общее количество израсходованной порошковой проволоки ППС-АН1 составило 174 кг. Выполнение этой работы показало высокую эффективность технологии мокрой механизированной сварки самозащитными порошковыми проволоками при проведении судоподъемных операций.