خطرات جوشکاری زیر آب چیست؟ | مشکلات و راهکار + نکات ایمنی

جوشکاری زیر آب در طی پنجاه سال گذشته توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است. این روند با محدودیت‌های ذاتی متعددی همراه است که سرعت پیشرفت در آن را کند می‌کند. جوشکاری زیر آب یکی از فنون مهم در صنایع دریایی، نفت و گاز، ساخت و ساز و تعمیرات زیر آبی است که به وسیله جوشکاران ماهر انجام می‌شود. این فن برای اصلاح و تعمیرات سازه‌های زیر آبی، لوله‌ها، سازه‌های فلزی و موارد دیگر استفاده می‌شود و درآمد بسیار بالایی دارد. البته این روش جوشکاری، یکی از خطرناک‌ترین مشاغل به شما می‌آید. بر اساس یک مطالعه، جوشکاران زیر آب بالاترین میزان مرگ و میر را در بین هر شغلی دارند. بر طبق آمار ایالت متحده آمار مرگ و میر در بین جوشکاران زیر آب تا 15 درصد است. خطرات جوشکاری زیر آب، خطراتی هستند که در جوشکاری های معمولی رخ نمی‌دهند. برای روشن شدن موضوع ادامه مقاله را بررسی می کنیم.

وظایف جوشکار زیر آب

جوشکاری در زیر آب به دلیل فشارهای بالاتر، میزان خنک کننده بالاتر و میزان هیدروژن در اتصالات جوش که قوس را بی ثبات می کند، تخلخل را در اتصالات جوش وارد می کند و سختی اتصالات جوش را کاهش می دهد، سخت تر از جوشکاری بیرون آب و در هوا است. از طرفی دیگر برخلاف تصور، جوشکاران زیر آب فقط عمل جوش دو فلز را انجام نمی‌دهند و شرح وظایف آن‌ها گسترده‌تر از اینهاست.

                                                       وظایف جوشکار زیر آب

در ادامه به صورت موردی به وظایف جوشکار زیر آب اشاره خواهیم کرد:

• عکاسی از قطعات و آسیب‌های زیر آب، به منظور ارزیابی و برنامه ریزی پروژه ها.
• تهیه نقشه، مشخصات و نمودارهای جوشکاری برای فرآیندهای دقیقی که در زیر آب انجام می‌شود.
• انجام تست‌های غیر مخرب بر روی جوش‌های موجود و شناسایی عیوب.
• کمک به برنامه ریزی و توسعه پروژه‌ها با استفاده از دانش جوشکاری و ساخت و ساز.
• پیکربندی و راه اندازی محفظه هایپرباریک برای جوشکاری خشک زیر آب.
• انجام فرایند جوشکاری و اتصال دو قطعه زیر آب

همه اینها علاوه بر انجام فرآیند واقعی جوشکاری. کار آسانی نیست و بسیار بیشتر از آن چیزی است که اکثر مردم فکر می کنند. در حالی که، بخشی از کار شامل پوشیدن لباس مرطوب، گرفتن مشعل زیر امواج، و جوش دادن فلز به فلز در اعماق اقیانوس است، این تنها بخش کوچکی از کاری است که از جوشکار انجام میدهد. برنامه ریزی، نقشه کشیدن، غواصی و مهندسی هم شامل این روش شده و خطرات جوشکاری زیر آب را افزایش میدهد. 

چالش های جوشکاری زیر آب

خود جوشکاری چالش برانگیز است. در نظر بگیرید که برای ایجاد جوش مناسب چقدر باید دستان خود را ثابت نگه دارید . برای انتخاب الکترودهای جوشکاری، فرآیند جوشکاری مناسب، سرعت حرکت و جریان و هر چیز دیگری که برای ایجاد یک جوش جامد و بدون نقص لازم است، تمام دانش مورد نیاز خود را در نظر بگیرید.

حالا تصور کنید همه این کارها را انجام دهید:

• در حالی که زیر آب، شناور هستید و اکسیژن رسانی به صورت مصنوعی انجام میشود.
• با دید کم و بالقوه نزدیک به صفر باید جوشکاری را انجام دهید
• در حین جوشکاری باید مدیریت تامین اکسیژن را هم انجام دهید.

از طرفی دیگر همه میدانیم که برق و آب دو دشمن اصلی هستند و موجب برق گرفتگی میشوند. به می گویند که برق و آب با هم ترکیب نمی شوند، اما این دقیقا همان چیزی است که هنگام جوشکاری در زیر آب با آن مواجه می شوید. جریان AC هرگز به صراحت استفاده نمی شود زیرا می تواند کشنده باشد. شما در حال کار با DC برای پروژه های جوشکاری زیر آب هستید. مرگ و میر جوشکاران زیر آب در اثر برق گرفتگی بسیار نادر است، در درجه اول به این دلیل که ایمنی به قدری در شما ایجاد شده است که احتمال برق گرفتگی کاهش می باید.

از طرفی دیگر حین جوشکاری دود و پاشش هم ایجاد میشود. دودها یک عامل خطرساز هستند. جوش مرطوب فقط از جریان مستقیم (DC) استفاده می کند. جریان متناوب (AC) می تواند فرد جوشکار را از بین ببرد . به علاوه ، حفظ قوسهای AC در زیر آب سخت تر است. منابع برق DC  با نرخ آمپر 300-400 برای جوشکاری در مناطق مرطوب گزینه خوبی هستند . در حالی که دستگاه های جوشکاری ژنراتور برای همه جوشکاری های زیر آب مناسب ترین گزینه هستند.

یکی دیگر از خطرات جوشکاری زیر آب این است که درجه حرارت زیر آب همیشه سردتر از بالاتر از سطح است. بدن غواص در این شرایط دمای بسیار سردتری را تجربه می کند. آب سرد گرما را از بدن دور می کند. اگر بدن بیش از حد و بصورت طولانی سرد باشد ، از دست دادن گرما می تواند باعث مشکلات متابولیسم یا حتی نارسایی اعضای بدن شود. پوشیدن یک لباس گرم لاستیکی با عایق مناسب می تواند به محافظت از بدن در معرض دمای کم شدید کمک کند. مشکل بعدی جوشکاری زیر آب این است که حتی بهترین غواصان نیز باید از خطر غرق شدن آگاه باشند. این مورد حتی زمانی که غواص دارای یک مخزن هوا و تجهیزات ضد آب باشد نیز می تواند اتفاق بیفتد.

تجهیزات قدیمی یا بد نگهداری شده یکی از دلایل غرق شدن است. دلیل دیگر این است که غواص ممکن است در موانع موجود در زیر آب گیر بیفتد. هرچه عمیق تر وارد آب شوید ، قدرت دیدن سخت تر است. بعضی اوقات، جوشکارهای زیر آب حتی ممکن است در خطوط تجهیزات خودشان هم گیر کنند. قبل از شیرجه، به خصوص برای جوشکاری ، باید همیشه تجهیزات خود را بررسی کنید تا مطمئن شوید که هیچ چیزی شکسته نشده است و یا از آن جدا نشده است. مطمئن باشید مخزن هوا کاملا پر است.

کسانی که در آبهای عمیق تر کار می کنند با مشکلات جوشکاری زیر آب بیشتری نسبت به افرادی که در اعماق کم عمق کار می کنند مواجه هستند. خطر انفجار می تواند در موقعیت های جوشکاری زیر آب دریایی به دلیل میزان سوخت ذخیره شده در سکوهای نفتی دریایی و کشتی های دریایی بیشتر باشد.

یکی دیگر از مشکلات جوشکاری زیر آب، وارد شده بر بدن غواص، تغییر فشار وارد شده بر بدن او به دلیل جابجایی سریع از عمق آب به سطح آب است . این روند باید به تدریج انجام شود تا تغییر فشار صدمه ای به بدن فرد جوشکار وارد نکند. همچنین نیتروژن موجود در مخزن هوای همراه با جوشکار، وقتی به سرعت از مخزن هوا خارج می شود ، می تواند وارد سیستم خونی فرد شود . وجود نیروژن در خون باعث از دست دادن حافظه، قدرت عقل فلج شدن و حتی مرگ فرد می شود.

همچنین در آب شیرین، قوس الکتریکی جوش اغلب به صورت نامنظم و ناپایدار رفتار می کند. در نتیجه به راحتی با فلزی که قرار است جوش شود ، ارتباط پیدا نمی کند . اگر غواص در برخورد با قوس و محکم نگه داشتن آن تجربه ای نداشته باشد ، خطر برق گرفتگی غواص بسیار زیاد است.

علل خطرات مرگبار در حوادث جوشکاری زیر آب

در مطالعه‌ای از تلفات ناشی از حوشکاری زیر آب در سال‌های 1989 تا 1997، بین 3000 نفر جان خود را از دست داده‌اند. این آمار دهشناک نشان دهنده خطرناک بودن این شیوه است. به همین دلیل در صورتیکه قصد دارید وارد این حیطه شوید، حتماً رعایت نکات ایمنی را جدی بگیرید. خطرات جوشکاری زیر آب عبارت‌اند از:

• غرق شدن: غرق شدن یکی از عوامل مرگ بار جوشکاران زیر آب است. عناصر رایجی که باعث افزایش احتمال غرق شدگی میشود شامل: عدم شناسایی از مکان مورد نظر، غواصی انفرادی، جریان های موج بالا، درهم تنیدگی تجهیزات و…
• خرابی تجهیزات: ممکن است دستگاه جوشکاری زیر آب دچار شوک الکتریکی و برق گرفتگی شود. در این صورت احتمال بروز سوختگی و انفجار افزایش می یابد.
• هیپوترمی: جوشکاران زیر آب ممکن است آنقدر روی کاری که انجام می‌دهند، متمرکز باشند که علائم هشدار دهنده هیپوترمی را نادیده بگیرند. جوشکارانی که در پروژه هایی بزرگی مانند تعمیر بدنه یا تعمیر لوله کشتی کار می‌کنند باید استراحت کافی داشته باشند.
• حیات وحش دریایی: در حالی که اکثر حیوانات خطری ندارند، باز هم ممکن است جوشکاران زیر آب مورد حمله کوسه ها و موجودات دیگر شوند.
• آسیب گوش، ریه و بینی: گذراند زمان زیادی در آب‌های پرفشار می‌تواند منجر به آسیب طولانی مدت در ناحیه گوش، ریه و بینی شود.
• شوک الکتریکی: برق گرفتگی یکی از بزرگترین خطرات جوشکاری زیر آب است. برای تمامی کارها و فرایندهای جوشکاری زیر آب، باید از تجهیزات ضدآب ویژه استفاده شود. همچنین باید تمامی تجهیزات به درستی آزمایش و عایق بندی شوند.
• انفجار: حباب‌های گازی که در اثر تشکیل هیدروژن و اکسیژن ایجاد میشود، یکی از خطرات جوشکاری زیر آب است. در صورت احتراق، این حباب‌ها منجر به انفجارهای مرگبار خواهند شد.

مشکلات جوشکاری زیر آب و راهکار

به عنوان یک جوشکار زیر آب، باید هم غواصی بلد باشید و هم جوشکاری، همچنین باید خطرات هر دو حرفه را با هم ترکیب کنید. جوشکاری در حالت عادی هم خطرات خاص خود را دارد، و اگر زیرآب انجام شود، خطرات آن تشدید می یابد. البته باید توجه داشته باشید که درآمد جوشکاری زیر آب بالاست و ارزش سختی‌ها را دارد. در ادامه تمامی مشکلات جوشکاری زیر آب را بررسی کرده و راهکارهایی برای جلوگیری از بروز مشکل را ارائه میدهیم:

مشکلات جوشکاری زیر آب

شوک الکتریکی و برق گرفتگی

یکی از شایع‌ترین خطرات جوشکاری زیر آب که باید از آن آگاه باشید، برق گرفتگی است. آب مقاومت کمی در برابر الکتریسته دارد و اگر زمین نباشد، جریان الکتریکی به راحتی در آب جاری خواهد شد. همه غواصان جوشکار با خطر برق گرفتگی مواجه هستند، به ویژه در حین جوشکاری مرطوب، زیر کل جو از آب تشکیل شده است. غواصان جوشکاری که در «مناطق پاشش» (مناطقی که باید به طور متناوب با آب پوشانده شود) کار می‌کنند، با توجه به موقعیت دقیقی که در حین کار دارند، با خطر بیشتری روبرو هستند. امواج آب میتواند آن‌ها را از تعادل خارج کند و باعث ایجاد تغییراتی شود که موجب شل شدن کابل زمین شود. به صورت کلی 3 عامل اصلی منجر به شوک الکتریکی و برق گرفتگی خواهد شد:

• خرابی الکتریکی تجهیزات جوشکاری
• از کار افتادن قطع کننده خطای زمین
• در هم تنیدگی کابل ها

اقدامات ایمنی

جلوگیری از بروز برق گرفتگی باید توجه داشته باشید که آماده سازی برای پروژه های جوشکاری، بالای سطح آب و در خشکی انجام می‌شود نه زیر آب. در صورتی که این فرایند زیر آب انجام شود، خطر برق گرفتگی افزایش می‌یابد. همچنین بازرسی منظم از تجهیزات برای کاهش خطر شوک الکتریکی بسیار ضروری است. برای تأمین برق تجهیزات جوشکاری باید از جریان مستقیم استفاده کرد نه متناوب. در صورت استفاده از جریان متناوب برق گرفتگی رخ میدهد.

انفجار

جوشکاری زیر آب منجر به تولید گازهایی از اکسیژن و هیدروژن میشود که اگر در سطوح بالا با هم ترکیب شوند، خطر انفجار افزایش می‌یابد. در طول جوشکاری مرطوب، غواصان جوشکار ممکن است صدای کوچی را بشنوند که ناشی از حرکت حباب های هیدروژن و اکسیژن به سمت بالا و جمع شدن است. این صدا باید به عنوان یک هشدار برای توقف فوی جوشکاری باشد.

اقدامات ایمنی

برای جلوگیری از انفجار باید به صداهای کم حساس باشید و منشأ آن را پیدا کنید. الکترودهایی که بیش از 10000 درجه فارنهایت در یک محیط گازی هستند ممکن است در صورت وقوع جرقه منفجر شوند. به همین دلیل هر چند ثانیه یکبار الکترود را بکشید تا افنجار رخ ندهد. همچنین میتوانید اجازه دهید آب وارد جوش شود تا دما پایین آمده و جرقه ایجاد نشود. البته این عمل منجر به کاهش کیفیت جوش خواهد شد. اگر روی بستر رودخانه کار می‌کنید، به یاد داشته باشید که گل میتواند گاز متان انفجاری را ایجاد کرده و منجر به افنجار شود.

خطر سرما

علاوه بر بیماری‌های جانبی، یکی از مشکلات جوشکاری زیر آب خطرات مربوط به سرماست. غرق شدن همیشه یک خطر است، به همین دلیل باید به صورت مستمر، تجهیزات قواصی مانند ماسک، مخازن، شلنگ‌ها و سایر تجهیزات را چک کنید. از طرفی دیگر هر چه به عمق بیشتری بروید، دمای آب کمتر میشود. علاوه بر چک کردن و استفاده از تجهیزات عایق باید به دنبال کوچک‌ترین پارگی در لباس و دستکش باشید. اگر آب به پوست شما نفوذ کند، دمای بدن شما به سرعت کاهش می‌یابد. در موارد خاص غواصان از کپسول اشباع از هلیوم استفاده میکنند تا خطر سرما کاهش یابد. به دلیل خواص حرارتی هلیوم، غواصان باید به طور مداوم دمای خود را بعد از جذب مقادیر زیادی هلیوم کنترل کنند.

مدیریت خطرهای جوشکاری زیر آب

• شوک های برقی: این شوک ها از طریق عایق بندی مناسب، محدود کردن ولتاژ مدار باز مجموعه های جوشکاری ، خاموش کردن بلافاصله منبع تغذیه پس از خاموش کردن قوس، استفاده از کابل های عایق دو لایه و قطع کننده های تکی / دوتایی ، کاهش می یابند.
  ولتاژ مدار باز ، ولتاژ در پایانه های خروجی منبع برق جوش هنگام اجرای جوشکاری نیست.
• انفجار: با جلوگیری از منفجر شدن پاکت های هیدروژن و گاز اکسیژن ، باطل می شود.
• مواد مخدر نیتروژن: در اثر استنشاق هوا هنگام ورود نیتروژن به جریان خون خواب آلودگی رخ می دهد. تأمین هوای اضطراری و غواصان آماده به کار این خطر را کاهش می دهند

مواد قابل جوش در زیر آب

جوشکاری زیر آب معمولاً فولادهای با آلیاژ کم ، فولادهای کربن و فولادهای دوبلکس و آستنیتی را به یکدیگر جوش می دهد.

• فولادهای با استحکام بالا با بیش از 0.4% کربن معادل بدترین توانایی جوش را نشان می دهند.
• ترکیدگی هیدروژن در هنگام جوشکاری فولادهای کم آلیاژ با استحکام زیاد و فلزات متفاوت ، رخ می دهد.
• فولادهای ضد زنگ کاملاً آستنیتی مستعد ابتلا به گرمازدگی هستند .

رفع ترک خوردگی نیازمند به حداقل رساندن :

1. مقدار هیدروژن قابل استفاده است. با استفاده از مصرف کنندگی هایی که هیدروژن کمتری تولید می کنند و پارامترهای جوش را تنظیم می کنند تا رشد هیدروژن را توسط حوضچه های جوش کاهش دهند.
2. ریزساختارهای سخت در مناطق تحت تأثیر گرما (HAZ) با کنترل نرخ سرد کردن منطقه.
3. تنش های باقیمانده در اتصال جوش می شود. این امر با استفاده از آماده سازی لبه است که باعث کاهش رسوب جوش می شود . همچنین انتخاب مواد مصرفی ای که ضرایب انبساط حرارتی با مواد پایه سازگار باشد.

سخن آخر

جوشکاری زیر آب یک کار پرخطر است، از طرفی درآمد خوبی دارد. در این مقاله سعی کردیم به صورت خلاصه با خطرات جوشکاری زیر آب آشنا شوید. برای جلوگیری از ایجاد حادثه باید گواهینامه‌های مرتبط با غواصی و جوشکاری را دریافت نمایید و دانش خود را به صورت تئوری افزایش دهید. با رعایت نکات ایمنی خطرات جوشکاری زیر آب را به حداقل می‌رسانید. در این مقاله به روش های مقابله با مشکلات جوشکاری زیر آب پرداختیم . امیدواریم این مطالب برای شما مفید باشد . منتظر نظرات شما هستیم.

سوالات متداول

در انتها به بررسی سوالات متداول پیرامون مشکلات جوشکاری زیر آب میپردازیم:

منابع : kemplon – offshoreinjuryfirm – hofmannlawfirm