Sualtı-kaynak kesme yöntemleri ve parametrelerinin incelenmesi

Abstract

Bu projede su altında yapılan kaynak ve kesme işlemleri, ele alınmaktadır. Su altında yapılan kaynak ve kesme tekniklerinin geliştirilme amacı,petrol platformları, liman ve dokların inşaat ve onarımlarının yapılması, boru hatlarının döşenmesi ve gemi kurtarma çalışmalarıdır. Su altı kaynağı 3 şekilde yapılmaktadır , Yaş, Lokal korumalı ve Kuru ortamlarda yapılan kaynak işlemlerdir. Tamamen yaş ortamda yapılan kaynak işleminde kaynak ve kaynakçı etrafı çevreleyen su etkisine maruz kalmaktadır. Hareket serbestisi, su altı yaş kaynağı, verimli ve ekonomik su altı kaynak işlemi yapmaktadır. İşlem hızlı ve ucuz yapılabilir, çünkü yardımcı ekipmanların kurulmasına gerek yoktur ve kullanılan ekipmanlar standart kaynak ekipmanlarıdır. Yaş kaynağın dezavantajı suyun neden olduğu hızlı soğumadır. Bu durum, kaynağın çekme gerilmesini, mukavemetini, ve sertliğini arttırır, ancak sürekliliğini ve çarpma mukavemetim azaltır. Ayrıca süngerleşme ve lokal basınç bölgeleri oluşturan hidrojen absorbsiyonuna neden olur. Diğer bir problem, Kaynak bölgesinin zor görünebilmesi veya hiç görünememesidir. Yaş ortamda kaynak esas olarak metal ark kaynağı olarak icra edilir. Lokal korumalı kaynak yöntemi, bir koruma ortamı ve bir kaynak elektrodu veya telini içerir. Koruma ortamı arkın stabilitesini ve kaynak potasından ark gazlan ile su buharının çıkmasını sağlar. Bu koruma ortamı MIG, TIG, C02 ortamları olabileceği gibi plazma ark ve toz altı yöntemi de olabilir. Plazma ark kaynağında, kolayca üretilebilmekte, suda kararlılığım koruyabilmekte, parçanın üflece uzaklığındaki değişmelere karşı daha az bir duyarlılık göstermektedir. IIToz altı kaynağının amacı, kaynak bölgesindeki soğuma hızını toz ile yavaşlatmak ve kaynağın kırılganlığını azaltmaktadır. Su altında ise, bu toza viskoziteyi arttırmak için cam suyu katılır. Otomatizasyona uygundur. Tamamen korunmuş ortamlarda kaynak, yani kuru kaynak işlemi temel olarak, iki şekilde yapılır. Yüksek basınç ortamında yapılan kaynak (hyperbaric) atmosferik basınç altında yapılan kaynaktır. Bu işlemin dezavantajı kurulmak zorunda olunan ek donanımlardır. Okyanus ve açık denizlerdeki, büyük projelerin yapımında su altı kaynak işleminde olduğu gibi su altı kesme işlemine de ihtiyaç vardır. Bunlardan bir tanesi olan metal arkı ile kesme yönteminde, su altı metal ark kaynağı ile aynı ekipmanı kullanılır. Farkı daha yüksek akım değerlerine ihtiyaç duyulmasıdır. Kullanılan ekipmanlardan, biri olan örtülü elektrotlar esasen metalik ark elektronlarının benzeridir. İlave olarak suya karşı geçirmez oluşlarıdır. Diğer bir ekipman ise, MIG usulüdür. Sürekli beslenen kaynak teli ile iş parçası arasında ark oluşurken, telin etrafından yollanan gaz ile koruyucu bir ortamı meydana getirir ve eriyen metal uzaklaştırılır. Su jeti metodunda ise gaz yerine basınçlı su jeti püskürtülerek ergimiş metalin uzaklaştırılması daha etkin bir şekilde sağlanır. Su altında kesmede ikinci bir yöntem oksi ark yöntemidir. Oksijen ark işleminde esas ısı kaynağı olarak bir elektrik arkı kullanılır. Ark, bir oksijen jetinin iş parçasının üflendiği içi boş elektrotun ucundan çıkar. Ark iş parçasını ısıtır. İş parçası da hem ısıya hem de oksidasyona maruz kalır. Oksijen gazı bir egzotermik reaksiyon oluşturur ve daha sonra oksitleri üflemek sureti ile bir kenar yüzeyi meydana getirir. fflOksi gaz yönteminde ise, ark yerine yanıcı bir gazın oksijenle yakılması sonucu oluşan bir ön ısıtma alevi vardır. Yamçı gaz olarak yaygın bir şekilde hidrojen (10-150 feet derinlikte daha iyi yanar), asetilen (25 feet derinliğe kadar), MAPPMetil asetilen propadin (çok derin sularda kullanılır) veya propan kullanılır. Sıvı yakıtlı uygulama da yapılmıştır. Diğer bir yöntem plazma arkı ile kesmedir. Bu yöntemde suya dayanıklı standart plazma elektrot tutucuları kullanılır. Tungsten elektrotla iş parçası arasında ark oluşturulduğunda iyonize olmuş gaz orifisten puskürerek bir plazma jeti meydana getirir. Plazma jeti iş parçasını keser ve bir kenar yüzeyi oluşturur. Patlayıcılar deniz altındaki kurtarma işlemlerinde yıllardır kullanılmaktadır. En yaygın yöntemlerinden biri kesilmesi gereken bölgeye bağlanılan patlayıcılar ile tahrip işleminin yapılmasıdır. Termal mızrak veya ısıl lens yönteminde, çelik çubuklarla paketlenmiş bir çelik tüpten yararlanılır. Oksijen silindirik çubuğun merkezinden dışarı doğru üflenir. Çubuğun egzoz ucu dışarıdan kızıl hale gelinceye kadar ön ısıtmaya tabi tutulur. Su altı mekanik kesme yöntemlerinde ise, dönel kesiciler, tek uçlu kesiciler veya aşındırıcı taşlama diskleri kullanılmak sureti ile, kesme işlemi gerçekleştirilir. Su altında çalıştırılabilir hale getirilmiş pnömatik, hidrolik veya elektrikli motorlar kullanan bu tip kesicilerle su altı kesme işlemi yıllardır uygulanılarak gerçekleştirilmektedir.