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Buzo con casco de buceo está soldando un parche de reparación en un submarino
Soldadura subacuática

La soldadura hiperbárica es el proceso de soldadura a presiones elevadas , normalmente bajo el agua . [1] [2] La soldadura hiperbárica puede tener lugar húmeda en el agua misma o seca dentro de un recinto de presión positiva especialmente construido y por lo tanto en un ambiente seco. Se denomina predominantemente "soldadura hiperbárica" ​​cuando se usa en un ambiente seco y " soldadura bajo el agua " cuando se usa en un ambiente húmedo. Las aplicaciones de la soldadura hiperbárica son diversas: a menudo se utiliza para reparar barcos , plataformas petrolíferas en alta mar y tuberías .El acero es el material soldado más común.

La soldadura en seco se usa con preferencia a la soldadura húmeda bajo el agua cuando se requieren soldaduras de alta calidad debido al mayor control sobre las condiciones que se pueden ejercer, como mediante la aplicación de tratamientos térmicos previos y posteriores a la soldadura . Este control ambiental mejorado conduce directamente a un mejor rendimiento del proceso y una soldadura de calidad generalmente mucho más alta que una soldadura húmeda comparativa. Por lo tanto, cuando se requiere una soldadura de muy alta calidad, normalmente se utiliza soldadura hiperbárica seca. La investigación sobre el uso de soldadura hiperbárica seca a profundidades de hasta 1000 metros (3300 pies) está en curso. [3] En general, asegurar la integridad de las soldaduras bajo el agua puede ser difícil (pero es posible usando varias pruebas no destructivas aplicaciones), especialmente para soldaduras húmedas bajo el agua, porque los defectos son difíciles de detectar si los defectos están debajo de la superficie de la soldadura.

La soldadura hiperbárica subacuática fue inventada por el metalúrgico ruso Konstantin Khrenov en 1932. [4]

Aplicación [ editar ]

Los procesos de soldadura se han vuelto cada vez más importantes en casi todas las industrias manufactureras y para aplicaciones estructurales. [5]Aunque se dispone de un gran número de técnicas para soldar en la atmósfera, muchas de estas técnicas no se pueden aplicar en aplicaciones marinas y en alta mar donde la presencia de agua es una preocupación importante. Al respecto, es relevante señalar que la gran mayoría de los trabajos de reparación y pavimentación en alta mar se realizan a una profundidad relativamente baja, en la región cubierta intermitentemente por el agua conocida como zona de salpicaduras. Aunque numéricamente, la mayoría de los trabajos de reparación y soldadura de barcos se llevan a cabo a poca profundidad, la tarea tecnológicamente más desafiante es la reparación a mayores profundidades, especialmente en tuberías y la reparación de fallas accidentales. Las ventajas de la soldadura subacuática son en gran parte de carácter económico,porque la soldadura bajo el agua para trabajos de reparación y mantenimiento marino evita la necesidad de sacar la estructura del mar y ahorra un tiempo valioso y costos de dique seco. También es una técnica importante para reparaciones de emergencia que permiten transportar de forma segura la estructura dañada a instalaciones secas para su reparación permanente o desguace. La soldadura subacuática se aplica tanto en el interior como en el mar, aunque el clima estacional inhibe la soldadura submarina en alta mar durante el invierno. En cualquier lugar,En cualquier lugar,En cualquier lugar,el aire suministrado desde la superficie es el método de buceo más común para los soldadores subacuáticos.

Soldadura en seco [ editar ]

La soldadura hiperbárica seca implica que la soldadura se realice a una presión elevada en una cámara llena con una mezcla de gases sellada alrededor de la estructura que se está soldando.

La mayoría de los procesos de soldadura por arco, como la soldadura por arco de metal blindado (SMAW), la soldadura por arco con núcleo de fundente (FCAW), la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), la soldadura por arco metálico con gas (GMAW), la soldadura por arco de plasma (PAW) se pueden operar en condiciones hiperbáricas presiones, pero todos sufren a medida que aumenta la presión. [6] La soldadura por arco de tungsteno con gas es la más utilizada. La degradación está asociada con cambios físicos del comportamiento del arco a medida que cambia el régimen de flujo de gas alrededor del arco y las raíces del arco se contraen y se vuelven más móviles. Es de destacar un aumento dramático en el voltaje del arco. que está asociado con el aumento de presión. En general, se produce una degradación de la capacidad y la eficiencia a medida que aumenta la presión.

Se han aplicado técnicas de control especiales que han permitido soldar hasta 2.500 m (8.200 pies) de profundidad de agua simulada en el laboratorio, pero la soldadura hiperbárica seca hasta ahora se ha limitado operativamente a menos de 400 m (1.300 pies) de profundidad de agua por la capacidad fisiológica de buzos para operar el equipo de soldadura a altas presiones y consideraciones prácticas relacionadas con la construcción de una cámara de soldadura / presión automatizada en profundidad. [7]

Soldadura húmeda [ editar ]

Un buzo practica soldadura submarina en una piscina de entrenamiento.

La soldadura húmeda bajo el agua expone directamente al buzo y al electrodo al agua y a los elementos circundantes. Los buzos suelen utilizar alrededor de 300 a 400 amperios de corriente continua para alimentar su electrodo, y sueldan mediante diversas formas de soldadura por arco . Esta práctica comúnmente usa una variación de soldadura por arco de metal blindado , empleando un electrodo impermeable . [2] Otros procesos que se utilizan incluyen la soldadura por arco con núcleo de fundente y la soldadura por fricción . [2] En cada uno de estos casos, la fuente de alimentación de soldadura se conecta al equipo de soldadura a través de cables y mangueras. El proceso generalmente se limita a equivalentes bajos en carbono. aceros , especialmente a mayores profundidades, debido al agrietamiento causado por el hidrógeno . [2]

La soldadura en húmedo con un electrodo de varilla se realiza con un equipo similar al que se usa para la soldadura en seco, pero los portaelectrodos están diseñados para refrigeración por agua y están más aislados. Se sobrecalentarán si se usan fuera del agua. Se utiliza una máquina de soldadura de corriente constante para la soldadura manual por arco metálico. Se utiliza corriente continua y se instala un interruptor de aislamiento de alta resistencia en el cable de soldadura en la posición de control de la superficie, de modo que la corriente de soldadura se pueda desconectar cuando no esté en uso. El soldador le indica al operador de superficie que haga y desconecte el contacto según se requiera durante el procedimiento. Los contactos solo deben cerrarse durante la soldadura real y abrirse en otros momentos, especialmente al cambiar los electrodos. [8]

El arco eléctrico calienta la pieza de trabajo y la varilla de soldadura, y el metal fundido se transfiere a través de la burbuja de gas alrededor del arco. La burbuja de gas se forma parcialmente a partir de la descomposición del revestimiento de fundente sobre el electrodo, pero normalmente está contaminada en cierta medida por el vapor. El flujo de corriente induce la transferencia de gotitas de metal desde el electrodo a la pieza de trabajo y permite la soldadura posicional por parte de un operador experto. La deposición de escoria en la superficie de la soldadura ayuda a disminuir la velocidad de enfriamiento, pero el enfriamiento rápido es uno de los mayores problemas para producir una soldadura de calidad. [8]

Peligros y riesgos [ editar ]

Los peligros de la soldadura subacuática incluyen el riesgo de descarga eléctrica para el soldador. Para evitar esto, el equipo de soldadura debe ser adaptable a un ambiente marino, debidamente aislado y la corriente de soldadura debe estar controlada. Los buzos comerciales también deben considerar los problemas de seguridad ocupacional que enfrentan los buzos; más notablemente, el riesgo de enfermedad por descompresión debido al aumento de la presión de los gases respiratorios . [9] Muchos buzos han informado de un sabor metálico que está relacionado con la descomposición galvánica de la amalgama dental . [10] [11] [12] También puede haber problemas cognitivos a largo plazo y posiblementeefectos musculoesqueléticos asociados con la soldadura subacuática. [13]

Ver también [ editar ]

  • Soldadura y corte con oxicombustible  : técnica de trabajo de metales que utiliza un combustible gaseoso y oxígeno.

Referencias [ editar ]

  1. ^ Keats, DJ (2005). Soldadura en húmedo subacuático: el compañero de un soldador . Specialty Welds Ltd. p. 300. ISBN 1-899293-99-X.
  2. ^ a b c d Cary, HB; Helzer, Carolina del Sur (2005). Tecnología de soldadura moderna . Upper Saddle River, Nueva Jersey: Pearson Education. págs. 677–681. ISBN 0-13-113029-3.
  3. ^ Bennett PB, Schafstall H (1992). "Alcance y diseño del programa internacional de investigación GUSI" . Investigación biomédica submarina . 19 (4): 231–41. PMID 1353925 . Consultado el 5 de julio de 2008 . 
  4. ^ Carl W. Hall Un diccionario biográfico de personas en ingeniería: desde los primeros registros hasta 2000 , vol. 1, Purdue University Press, 2008 ISBN 1-55753-459-4 p. 120 
  5. ↑ Khanna, 2004
  6. ^ Propiedades del arco de gas tungsteno (plasma) constreñido a presiones elevadas . Doctor. Tesis. Universidad de Cranfield, Reino Unido. 1991.
  7. ^ Hart, PR (1999). Un estudio de los procesos de soldadura no consumibles para la soldadura hiperbárica en aguas profundas sin buzos hasta una profundidad de agua de 2500 m . Doctor. Tesis. Universidad de Cranfield, Reino Unido.
  8. ^ a b Bevan, John, ed. (2005). "Sección 3.3". The Professional Divers's Handbook (segunda edición). 5 Nepean Close, Alverstoke, GOSPORT, Hampshire PO12 2BH: Submex Ltd. págs. 122-125. ISBN 978-0950824260.Mantenimiento de CS1: ubicación ( enlace )
  9. ^ Manual de buceo de la Marina de los Estados Unidos, sexta revisión . Estados Unidos: Mando de Sistemas Marítimos Navales de EE. UU. 2006 . Consultado el 5 de julio de 2008 .
  10. ^ Ortendahl TW, Dahlén G, Röckert HO (marzo de 1985). "Evaluación de problemas bucales en buceadores que realizan cortes y soldaduras eléctricas bajo el agua" . Submarina Biomed Res . 12 (1): 69–76. PMID 4035819 . Consultado el 5 de julio de 2008 . 
  11. ^ Ortendahl TW, Högstedt P (noviembre de 1988). "Efectos del campo magnético sobre la amalgama dental en buzos soldando y cortando eléctricamente bajo el agua" . Submarina Biomed Res . 15 (6): 429–41. PMID 3227576 . Consultado el 5 de julio de 2008 . 
  12. ^ Ortendahl TW, Högstedt P, Odelius H, Norén JG (noviembre de 1988). "Efectos de los campos magnéticos del corte eléctrico submarino sobre la corrosión in vitro de la amalgama dental" . Submarina Biomed Res . 15 (6): 443–55. PMID 3227577 . Consultado el 5 de julio de 2008 . 
  13. ^ Macdiarmid JI, Ross JA, Semple S, Osman LM, Watt SJ, Crawford JR (2005). "Investigación adicional del posible déficit musculoesquelético y cognitivo debido a la soldadura en buceadores identificados en el estudio de buceo ELTHI" (PDF) . Ejecutivo de Seguridad y Salud . Informe técnico rr390 . Consultado el 5 de julio de 2008 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Ejecutivo de salud y seguridad : realiza investigaciones sobre los efectos a largo plazo en la salud de la soldadura subacuática.