水下焊接与切割的安全技术

水下焊接与切割是水下工程结构的安装、维修施工少重工艺手段。它们常被用于海上救捞、洋大下施施工程中

(一)水下焊接

水下焊接有干法、局部干法和湿法三种。

1干法焊接。是采用大型气室罩住焊件焊工在气室内施焊的方法,由于是在干燥气相

容易产生火星。因此,应在气室内使用惰性或半惰性气体。干法焊接时，焊工应穿戴特制防火事

中焊接.其较好度空气的潜范围时于增加空气环境中局部氧气的压力

耐高温的防护服。

与湿法和局部干法焊接相比,干法焊接安全性最好使用局性很大应用不普遍。

2.干法焊接。干法是焊工在水中施焊,人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法,其安全措施与湿法相似。

由于局部干法还处于研究之中,因此使用尚不普遍。

3.湿法焊接。湿法焊接是焊工在水下直接施焊,人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法。电弧在水下燃烧与埋弧焊相似,是在气泡中燃烧的。焊条燃烧时焊条上的涂料形成套筒使气泡稳定存在,因而使电弧稳定,焊水下定燃烧须在焊条芯上涂一层一定厚度的涂药,并用石或其他防水物质浸渍的方法,使焊条具有防水性。气泡是由氢、氧、水蒸气和由焊条药皮燃烧产生的气体组成。暗褐色的浊烟雾系氧化铁和焊接过程中产生的其他氧化物。为克服水的冷却和压力作用造成的引弧及稳弧困难，其引弧电压要高于大气中的引弧电压,其电流较大气中焊接电流大15%~20%

水下湿法焊接与干法和局部干法焊接相比,应用最多,但安全性最差。由于水具有导电性因此防触电成为湿法焊接的主要安全问题之一。

(二)水下切割

水下切割主要有水下气割、氧-弧水下切割和金属-电弧水下切割等,这些方法均属热切割方法。

1.水下气割。水下气割又称为水下氧-可燃气切割。水下气割的原理与陆上气割相同。水下气割的火焰是在气泡中燃烧的。水下气割常用的可燃气体有氢气、乙炔和液化石油气。为了将气体压送至水下需保持一定的压力。由于乙炔对压力敏感,高压下会发生爆炸,因此,只能在深度小于5m的浅水中使用。水下气割一般采用氧-氢混合气体火焰。在水下进行气割需特别强调安全问题，因为使用易燃易爆的气体本身就具有危险性，而水下条件特殊，危险性更大。

2.氧-弧水下切割。氧-弧水下切割的原理是:首先用管状空心电极与工件之间产生的电弧预热工件,然后从管电极中喷出氧气射流，使工件燃烧,建立氧化放热反应,并将熔渣吹掉,形成割缝。使用的特殊管状焊条是由直径6~8mm或8~10mm的钢管制成的，其表面涂药，并与水阳离。用特殊的电极夹钳，把0.15~0.35MPa的氧气通入管中。当电弧加热金属时，氧气像平常的气割一样使金属氧化。由于这种方法简单及经济效果好,在水下切割中应用最普遍。其主要安全问题是防触电、防回火。

3.金属-电弧切割。又叫水下电弧熔割,其原理就是利用电弧热使被割金属熔化而被切割。这种方法的设备、电与湿法焊相同。是靠割炬的缓慢拉锯运动将熔融金属推开形成害缝。因其电流密度大于湿法焊接，应更加注意绝缘问题。

(三)水下焊接与切割的事故原因

水下焊接与切割的致险因素的特点是:电弧或气体火焰在水下使用它与在大气中焊接或一般的潜水作业相比,具有更大的危险性。水下焊接与切割作业常见事故有:触电、爆炸、烧伤烫伤、溺水、砸伤、潜水病或窒息伤亡。事故原因大致有以下几点:

1.沉到水下的船或其他物件中常有弹药、燃料容器和化学危险品,焊割前未查明情况贸然作业,在焊割过程中就会发生爆炸

2.由于回火和炽热金属熔滴烧伤、烫伤操作者,或烧供气管潜水等潜水装具而造成事故。

3.由于绝缘损坏或操作不当引起触电。

4.水下构件倒塌发生砸伤、压伤、挤伤甚至死亡事故。

5.由于供气管、潜水服烧坏,触电或海上风浪等引起溺水事故。(四)水下焊接与切割安全措施

1.准备工作

水下焊接与切割安全工作的一个重要特点是，有大量、多方面的准备工作，般包括下述几个方面:

(1)调查作业区气象、水深、水温、流速等环境情况。当水面风力小于6级、作业点水流流速小于0.1~0.3m/s时，方可进行作业。

(2)水下焊割前应查明被焊割件的性质和结构特点，弄清作业对象内是否存有易燃、易爆和有毒物质。对可坠落、倒塌物体要适当固定,尤其水下切割时应特别注意,防止砸伤或损伤供气管及电缆。

(3)下潜前,在水上应对焊、割设备及工具、潜水装具、供气管和电缆、通讯联络工具等的绝缘、水密、工艺性能进行检查试验。氧气胶管要用1.5倍工作压力的蒸汽或热水清洗，胶管内外不得粘附油脂。气管与电缆应每隔0.5m捆扎牢固，以免相互绞缠。入水下潜后，应及时整理好供气管、电缆和信号绳等，使其处于安全位置，以免损坏。

(4)在作业点上方，半径相当于水深的区域内，不得同时进行其他作业。因水下操作过程中会有未燃尽气体或有毒气体逸出并上浮至上面，水上人员应有防火准备措施，并应将供气泵置于上风处，以防着火或水下人员吸人有毒气体中毒。

(5)操作前,操作人员应对作业地点进行安全处理，移去周围的障碍物。水下焊割不得悬浮在水中作业,应事先安装操作平台,或在物件上选择安全的操作置，避免使自身、潜水装具、供气管和电缆等处于熔渣喷溅或流动范围内。

(6)潜水焊割人员与水面支持人员之间要有通讯装置，当一切准备工作就绪，在取得支持人员同意后，焊割人员方可开始作业。

(7)从事水下焊接与切割工作，必须由经过专门培训并持有此类工作许可证的人员进行。

2.防火防爆安全措施

(1)对储油罐、油管、储气罐和密闭容器等进行水下焊割时,必须遵守燃料容器焊补的安全技术要求。其他物件在焊割前也要彻底检查，并清除内部的可燃易爆物质。

(2)考虑切置和方向好先从距离水面最近的部位着手，向下割。这是由于水下切割是利用氧气与氢气或石油气燃烧火焰进行的，在水下很难调整好它们之间的比例。有未完全燃烧的剩余气体逸出水面,遇到阻碍就会在金属构件内积聚形成可燃气穴。凡在水下进行竖缝切割时，均应从上向下移,避免火焰经过未燃气体聚集处,引起燃爆。

(3)严禁利用油管、船体、缆索和海水作为弧焊机回路的导电体。

(4)在水下操作时,如焊工不慎跌倒或气瓶用完更换新瓶时,常因供气压力低于割炬所处的水压力而失去平衡,这时极易发生回火。因此,除了在供气总管处安装回火防止器外，还应在割炬柄与供气管之间安装防爆阀;防爆阀由逆止阀与火焰消除器组成，前者阻止可燃气的流,免在气管内成爆炸混合气,后者能防止火焰流过逆止阀时,引燃气管中的可燃气。

换气瓶时，如不能保证压力不变,应将割炬熄灭，换好后再点燃,或将割炬送出水面,等气瓶换好后再送下水。

(5)使用氢气作为可燃气时，应特别注意防爆、防泄漏。

(6)割炬点火可以在水上点燃带人水下，或带点火器在水下点火。前者带火下沉时，特别在越过障碍时，一不留神有被火焰烧伤或烧坏潜水装具的危险，在水下点火易发生回火和未燃气体数量增多,同样有爆炸的危险,应引起注意。

(7)为防止高温熔滴落进潜水服的折叠处或供气管,烧坏潜水服或供气管,尽量避免仰焊和仰割。

(8)不要将气割用软管夹在腋下或两腿之间，防止万一因回火爆炸、击穿或烧坏潜水服,割炬不要放在泥土上,防止堵塞,每日工作完用清水冲洗割炬并晾干。

3.防触电安全措施

(1)焊接电源须用直流电,禁止用交流电。因为在相同电压下通过潜水员身体的交流电流大于直流电流。并且与直流电相比，交流电稳弧性差,易造成较大飞溅,增加烧损潜水装具的危险。

(2)所有设备、工具要有良好的绝缘和防水性能，绝缘电阻不得小于1MΩ。为了防海水、大气盐雾的腐蚀，需包敷具有可靠水密的绝缘护套，且应有良好的接地。

(3)焊工要穿不透水的潜水服,戴干燥的橡皮手套,用橡皮包裹潜水头盔下颌部的金属钮扣。潜水盔上的滤光镜铰接在盔外面，可以开合,滤光镜涂色深度应较陆地上为浅。水下装具的所有金属部件,均应采取防水绝缘保护措施，以防被电解腐蚀或出现电火花。

(4)更换焊条时,必须先发出拉闸信号,断电后才能去掉残余的焊条头,换新焊条,或安装自动开关箱。焊条应彻底绝缘和防水，只在形成电弧的端部保证电接触。