अंडरवाटर वेल्डिंग का क्या अर्थ है विस्तार से व्याख्या के साथ और यह कैसे काम करता है l सिद्धांत l विकास l चुनौतियाँ l अनुप्रयोग l उपकरण l भविष्य का दायरा l निष्कर्ष l
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परिचय
तथ्य यह है कि विद्युत चाप संचालित हो सकता है 100 से अधिक वर्षों के लिए जाना जाता था। पानी की रेखा के नीचे सीलिंग लीकिंग शिप रिवेट्स के लिए पहली बार अंडरवाटर वेल्डिंग ब्रिटिश एडमिरल्टी – डॉकयार्ड द्वारा किया गया था। पानी के नीचे के निर्माण कार्यों के लिए पानी के नीचे की वेल्डिंग महत्वपूर्ण उपकरण है। 1946 में, हॉलैंड में ‘वैन डेर विलिंगनेस’ द्वारा विशेष जलरोधी इलेक्ट्रोड विकसित किए गए थे। हाल के वर्षों में तेल ड्रिलिंग रिसाव, पाइपलाइनों और प्लेटफार्मों सहित अपतटीय संरचनाओं की संख्या में महत्वपूर्ण रूप से स्थापित किया जा रहा है। इनमें से कुछ संरचनाएं सामान्य उपयोग के दौरान और तूफान, टकराव जैसी अप्रत्याशित घटनाओं के दौरान इसके तत्वों की विफलताओं का अनुभव करेंगी। किसी भी मरम्मत विधि के लिए पानी के नीचे की वेल्डिंग का उपयोग आवश्यक होगा।
वेट वेल्डिंग का सिद्धांत संचालन
अंडरवाटर वेट वेल्डिंग की प्रक्रिया निम्नलिखित तरीके से होती है: वेल्ड किया जाने वाला कार्य विद्युत परिपथ के एक तरफ से जुड़ा होता है, और दूसरी तरफ एक धातु इलेक्ट्रोड। सर्किट के इन दो हिस्सों को एक साथ लाया जाता है और फिर थोड़ा अलग किया जाता है। विद्युत प्रवाह कूदता है और एक निरंतर चिंगारी (चाप) का कारण बनता है, जो नंगे धातु को पिघला देता है, जिससे वेल्ड पूल बनता है। उसी समय, इलेक्ट्रोड की नोक पिघल जाती है, और धातु की बूंदों को वेल्ड पूल में प्रक्षेपित किया जाता है। इस ऑपरेशन के दौरान, इलेक्ट्रोड को कवर करने वाला फ्लक्स एक परिरक्षण गैस प्रदान करने के लिए पिघल जाता है, जिसका उपयोग आर्क कॉलम और शील्ड ट्रांसफर मेटल को स्थिर करने के लिए किया जाता है। आर्क फ्लक्स कवरिंग के अंदर बनी एक गुहा में जलता है, जिसे इलेक्ट्रोड के धातु बैरल की तुलना में धीमी गति से जलने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
आगे के घटनाक्रम के लिए गुंजाइश
वेट मैनुअल मेटल आर्क (MMA) अभी भी पानी के नीचे की मरम्मत के लिए उपयोग किया जा रहा है, लेकिन वेट वेल्ड की गुणवत्ता खराब है और हाइड्रोजन क्रैकिंग के लिए प्रवण हैं। सूखे हाइपरबेरिक वेल्ड गीले वेल्ड की तुलना में गुणवत्ता में बेहतर होते हैं। वर्तमान प्रवृत्ति स्वचालन की ओर है। थोर – 1 (टीआईजी हाइपरबेरिक ऑर्बिटल रोबोट) विकसित किया गया है जहां गोताखोर पाइपफिटिंग करता है, ट्रैक स्थापित करता है और पाइप पर ऑर्बिटल हेड और बाकी प्रक्रिया स्वचालित होती है। ड्राइवरलेस हाइपरबेरिक वेल्डिंग सिस्टम का विकास एक और भी बड़ी चुनौती है, जिसमें पाइप की तैयारी और संरेखण, स्वचालित इलेक्ट्रोड और वायर रील बदलने वाले कार्यों जैसे एनेक्सी के विकास के लिए रोबोट आर्म का उपयोग किया जाता है। यह गहरे पानी में परीक्षण के चरण में है। गहरे पानी में विस्फोटक और घर्षण वेल्डिंग का भी परीक्षण किया जाना है।
पानी के नीचे वेल्डिंग में विकास
गीले वेल्डिंग का उपयोग लंबे समय तक पानी के नीचे की वेल्डिंग तकनीक के रूप में किया जाता रहा है और अभी भी इसका उपयोग किया जा रहा है। अपतटीय संरचनाओं के निर्माण में हालिया तेजी के साथ पानी के नीचे वेल्डिंग को महत्व बढ़ा दिया गया है। इसने वैकल्पिक वेल्डिंग विधियों जैसे घर्षण वेल्डिंग, विस्फोटक वेल्डिंग और स्टड वेल्डिंग का विकास किया है। इन प्रक्रियाओं का पर्याप्त साहित्य उपलब्ध नहीं है।
पानी के नीचे वेल्डिंग का आवेदन
पानी के नीचे वेल्डिंग के महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं:
- समुद्री संसाधनों के दोहन के लिए अपतटीय निर्माण।
- जहाजों के टकराने या अप्रत्याशित दुर्घटनाओं के कारण अस्थायी मरम्मत कार्य।
- बचाव करने वाले जहाज समुद्र में डूब गए।
- जहाजों की मरम्मत और रखरखाव।
- मौजूदा डॉक की क्षमता से अधिक बड़े जहाजों का निर्माण।
- पानी के नीचे पाइपलाइनों की मरम्मत और रखरखाव।
वर्गीकरण
पानी के नीचे वेल्डिंग को वर्गीकृत किया जा सकता है
1) गीली वेल्डिंग
2) सूखी वेल्डिंग
गीले वेल्डिंग में वेल्डिंग पानी के नीचे किया जाता है, सीधे गीले वातावरण के संपर्क में आता है। ड्राई वेल्डिंग में, वेल्ड किए जाने वाले क्षेत्र के पास एक ड्राई चेंबर बनाया जाता है और वेल्डर चेंबर के अंदर रहकर काम करता है।
1. गीली वेल्डिंग
वेट वेल्डिंग इंगित करता है कि वेल्डिंग पानी के नीचे किया जाता है, सीधे गीले वातावरण के संपर्क में आता है। एक विशेष इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है और वेल्डिंग मैन्युअल रूप से की जाती है जैसे कि खुली हवा वेल्डिंग में होती है। आंदोलन की बढ़ी हुई स्वतंत्रता गीली वेल्डिंग को सबसे प्रभावी, कुशल और किफायती तरीका बनाती है। वेल्डिंग बिजली की आपूर्ति केबल और होसेस के माध्यम से गोताखोर / वेल्डर के कनेक्शन के साथ सतह पर स्थित है। गीली वेल्डिंग में MMA (मैनुअल मेटल आर्क वेल्डिंग) का उपयोग किया जाता है।
2. हाइपरबेरिक वेल्डिंग (शुष्क वेल्डिंग)
हाइपरबेरिक वेल्डिंग को वेल्डेड होने के लिए संरचना के चारों ओर सील किए गए कक्ष में किया जाता है। चेंबर प्रचलित दबाव पर ऑक्सीजन के 0.5 बार युक्त गैस से आमतौर पर हीलियम से भरा होता है। आवास को पाइप लाइन पर सील कर दिया जाता है और हीलियम और ऑक्सीजन के सांस लेने वाले मिश्रण से भर दिया जाता है, जो परिवेश के दबाव पर या उससे थोड़ा ऊपर होता है, जिस पर वेल्डिंग होती है। यह विधि उच्च गुणवत्ता वाले वेल्ड जोड़ों का उत्पादन करती है जो एक्स-रे और कोड आवश्यकताओं को पूरा करती हैं। इसके लिए गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग प्रक्रिया नियोजित है। आवास के तल के नीचे का क्षेत्र पानी के लिए खुला है। इस प्रकार वेल्डिंग सूखे में किया जाता है लेकिन पर्यावास के आसपास के समुद्री जल के हाइड्रोस्टेटिक दबाव पर।
पानी के नीचे वेल्डिंग के लिए भविष्य की गुंजाइश
विभिन्न अंडरवाटर वेल्डिंग प्रक्रियाओं के लिए प्रक्रिया प्रदर्शन और नियंत्रण रणनीतियों में सुधार के लिए उल्लेखनीय औद्योगिक प्रयास किए गए हैं। पानी के भीतर वेल्डिंग में भविष्य के दायरे के लिए, अनुसंधान और विकास पर प्रमुख प्रयास निम्नलिखित विषयों पर केंद्रित होने चाहिए:
- पानी के नीचे जुड़ने का स्वचालन और वेल्डेड संरचनाओं का निरीक्षण।
- बहुत बड़ी फ्लोटिंग संरचनाओं के वास्तविक उपयोग के लिए मशीनीकृत पानी के नीचे की वेल्डिंग।
- जटिल ज्यामिति के जोड़ों में पानी के नीचे अल्ट्रासोनिक परीक्षण के लिए रोबोट मैनिपुलेटर का उपयोग करने की क्षमता की जांच।
- उन्नत वेल्डिंग तकनीक का अनुप्रयोग, जैसे घर्षण, लेजर वेल्डिंग और वेल्डिंग और प्रक्रिया अनुकूलन के बाद सामग्रियों के व्यवहार को समझें।
- नई वेल्डिंग तकनीकों का आविष्कार और अंतर्जलीय वेल्डिंग में इसके अनुप्रयोग की संभावना तलाशना।
- पानी के नीचे वेल्डिंग के दौरान सामग्रियों की वेल्ड क्षमता पर शोध डेटा बुक तैयार करना।
पानी के नीचे वेल्डिंग में चुनौतियां
पानी के नीचे की वेल्डिंग में मुख्य कठिनाइयाँ पानी के सिर के कारण उच्च दबाव की उपस्थिति होती हैं जिसके तहत वेल्डिंग होती है, वेल्ड धातु पर पानी की द्रुतशीतन क्रिया जो धातुकर्म संरचनाओं को बदल सकती है और गुणों में हाइड्रोजन और आर्क मिश्रण के उत्पादन की संभावना होती है। जेब में ऑक्सीजन, जो एक विस्फोट स्थापित कर सकता है, और खतरनाक अनुपात में नाइट्रोजन के रक्त में फैलने का सामान्य खतरा गोताखोरों द्वारा बनाए रखा जाता है। इसके अलावा, वेल्डिंग सर्किट का पूर्ण इन्सुलेशन पानी के नीचे वेल्डिंग की एक अनिवार्य आवश्यकता है। अभ्यास में, अपतटीय मरम्मत के लिए पानी के नीचे की गीली वेल्डिंग का उपयोग किया गया है।
उपयुक्त उपभोज्य डिजाइन के साथ, हालांकि, माइक्रोस्ट्रक्चरल शोधन के माध्यम से सरंध्रता को कम करना और वेल्ड-धातु की कठोरता को बढ़ाना संभव है। विभिन्न वेल्डिंग स्थितियों के अनुप्रयोग के साथ कम गहराई पर वेल्डिंग की स्थितियों के लिए लैब में परीक्षण वेल्ड किए गए थे जैसे – वेल्डिंग करंट, इलेक्ट्रोड की पेंटिंग, इलेक्ट्रोड पोलरिटी, इलेक्ट्रोड कोर को कवर करने वाले फ्लक्स की मोटाई, पानी की लवणता, इलेक्ट्रोड का संदूषण (कार्बोहाइड्रेट) और पानी में इलेक्ट्रोड के गीला होने का समय; यह पाया गया कि वेल्ड की गुणवत्ता के लिए सबसे अधिक प्रासंगिक वेरिएबल्स निम्नलिखित पारेटो चार्ट में दिखाए गए थे।
इतिहास
20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, भले ही पेशेवर डाइविंग पहले से ही एक स्थापित उद्योग था (और सैकड़ों वर्षों से था), पानी के नीचे की वेल्डिंग नहीं थी। सोवियत इंजीनियर, कॉन्स्टेंटिन चेरेंकोव, जलमग्न परिस्थितियों में धातुओं को जोड़ने और काटने के लिए एक विधि का आविष्कार करने वाले पहले व्यक्ति थे। चेरेंकोव ने सीखा कि सफल गीले वेल्ड के लिए सबसे बड़ी बाधाओं में से एक धातु और चाप के संपर्क के बिंदु से गैस के बुलबुले का छिटपुट बहिर्वाह था। इस प्रतिक्रिया ने वेल्ड्स में प्रमुख सरंध्रता पैदा कर दी। अपने साथियों की सहायता से, चेरेंकोव ने इलेक्ट्रोड के लिए एक जलरोधी कोटिंग विकसित की। उन्होंने प्रयोग करना शुरू किया और प्रयोगशालाओं में पानी के नीचे यानी डूबे हुए वेल्डिंग को अंजाम दिया। 1932 में, चेरेंकोव ने पहले सफल ऑन-फील्ड परीक्षण के लिए इंजीनियरों के साथ काला सागर की यात्रा की।
ज़रूरत
सेवा शर्तों के कारण उप-धातु संरचनाओं और पाइपों पर दोष अक्सर बनते हैं। हालाँकि, वायुमंडल में वेल्डिंग के लिए बड़ी संख्या में तकनीकें उपलब्ध हैं, उनमें से कई को अपतटीय और समुद्री अनुप्रयोगों में लागू नहीं किया जा सकता है जहाँ पानी की उपस्थिति प्रमुख चिंता का विषय है। जब मरम्मत या रखरखाव के लिए धातु की संरचना को सूखी गोदी में रखना संभव नहीं होता है, तो पानी के नीचे की वेल्डिंग तकनीकों को लागू किया जाता है। पानी के नीचे की वेल्डिंग का एक और फायदा किफायती प्रकृति का है, क्योंकि समुद्री रखरखाव और मरम्मत के काम के लिए पानी के नीचे की वेल्डिंग से संरचना को समुद्र से बाहर खींचने की आवश्यकता नहीं होती है और बहुत मूल्यवान समय की बचत होती है। कभी-कभी, अचानक दोषों के मामले में एक भयावह आकस्मिक विफलता के कारण, साइट पर रखरखाव करना महत्वपूर्ण हो जाता है।
पानी के नीचे की गीली वेल्डिंग के तरीके
गीली वेल्डिंग तकनीक में, एक जटिल संरचना को भी वेल्ड किया जा सकता है। स्व-परिरक्षित फ्लक्स कोरड आर्क वेल्डिंग का उपयोग करते हुए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली गीली वेल्डिंग तकनीक शील्डेड मेटल आर्क वेल्डिंग प्रक्रिया (SMAW) और फ्लक्स कोरड आर्क वेल्डिंग (FCAW) है। हालांकि, आर्थिक दृष्टिकोण से, लेपित इलेक्ट्रोड (SMAW) के साथ गीली वेल्डिंग तकनीक सामान्य पानी के नीचे की वेल्डिंग के लिए पहले विचार के रूप में आती है। यह विशेष वाटरप्रूफ स्टिक इलेक्ट्रोड के माध्यम से किया जाता है, जिसमें पानी और वेल्डिंग आर्क के बीच कोई भौतिक बाधा नहीं होती है। गीले पानी के नीचे की वेल्डिंग सीधे वेल्डर-गोताखोर और इलेक्ट्रोड को पानी और आसपास के तत्वों को उजागर करती है।
वेल्डर आमतौर पर एक इलेक्ट्रोड को पावर देने के लिए लगभग 300-400 एम्पियर डायरेक्ट करंट का उपयोग करते हैं, आर्क वेल्डिंग के विभिन्न रूपों का उपयोग करते हुए, वाटरप्रूफ इलेक्ट्रोड का उपयोग करते हैं। उपयोग की जाने वाली अन्य प्रक्रियाओं में फ्लक्स-कोरेड आर्क वेल्डिंग (FCAW) भी शामिल है। इनमें से प्रत्येक मामले में, वेल्डिंग बिजली की आपूर्ति विशेष रूप से पृथक केबलों द्वारा वेल्डिंग उपकरण से जुड़ी होती है, जो पानी के ऊपर या प्लेटफॉर्म से स्थापित होती है। वेल्डर सतह ऑपरेटर को प्रक्रिया के दौरान आवश्यकतानुसार संपर्क बनाने और तोड़ने का निर्देश देता है। संपर्कों को केवल वास्तविक वेल्डिंग के दौरान बंद किया जाना चाहिए, और अन्य समय में खोला जाना चाहिए, खासकर जब इलेक्ट्रोड बदलते हैं।
पानी के नीचे गीला वेल्डिंग के लिए उपकरण
पानी के नीचे के गीले वेल्डिंग उपकरण को सभी सुरक्षा पहलुओं को पूरा करना होगा। पानी के भीतर बिताए गए सीमित समय के कारण, गोताखोर-वेल्डर को संतोषजनक संचालन की स्थिति प्रदान की जानी चाहिए। उपकरण को नियमित रूप से निर्धारित नियमों के अनुसार बनाए रखा जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह उचित कार्य कर रहा है। गीले पानी के नीचे वेल्डिंग के लिए आवश्यक मुख्य उपकरण को निम्नलिखित में संक्षेपित किया जा सकता है:
1. डाइविंग उपकरण
डाइविंग उपकरण में ड्राई डाइविंग सूट, ड्राई सूट फुल-फेस मास्क, सरफेस सप्लाई गर्भनाल, रेगुलेशन मैनोमीटर के साथ सतह पर एयर टैंक और एयर टैंक भरने के लिए कंप्रेसर शामिल हैं।
2. वेल्डिंग शक्ति स्रोत
अधिक गहराई में एक स्थिर विद्युत चाप प्राप्त करने के लिए शक्ति स्रोत का गहन गतिशील व्यवहार आवश्यक है। वेल्डिंग पावर स्रोत को पानी के नीचे की गीली वेल्डिंग के लिए समायोजित किया जाना चाहिए, न केवल अच्छे चाप व्यवहार के मामले में बल्कि गोताखोर-वेल्डर सुरक्षा के पहलू में भी।
3. सुरक्षा स्विच
सुरक्षा कारणों से, विद्युत सर्किट एक सुरक्षा स्विच के साथ लगाया जाता है, जो पानी के नीचे वेल्डिंग या गोताखोर अनुरोध या दुर्घटना के मामले में कटौती के लिए आवश्यक प्रवाह के प्रवाह को बाधित या स्थापित करता है।
4. संचार प्रणाली
सतह और गोताखोर के बीच कार्यों के निरंतर कनेक्शन और समन्वय के लिए, पानी के नीचे की गतिविधियों की प्राप्ति और संगठन को सुविधाजनक बनाने के लिए दो-तरफा टेलीफोन संचार प्रणाली लागू की जानी चाहिए।
5. वेल्डिंग केबल, और वेल्डिंग और काटने वाले धारक
पानी में या प्लेटफॉर्म संरचना में विद्युत प्रवाह की सफलता को रोकने के लिए पानी के नीचे वेल्डिंग और काटने के लिए विशेष इन्सुलेशन वर्ग वाले विशेष केबलों का उपयोग किया जाना चाहिए, जिससे वेल्डिंग में सुरक्षा समस्याएं और कठिनाइयां हो सकती हैं।
6. यांत्रिक उपकरण प्रणाली
पानी के नीचे के कार्यों के लिए यांत्रिक उपकरण विद्युत, हाइड्रॉलिक रूप से संचालित हो सकते हैं और वायवीय रूप से। सुरक्षा समस्याओं के कारण इलेक्ट्रिक ड्राइव से बचा जाता है, और ज्यादातर हाइड्रोलिक और वायवीय उपकरण का उपयोग किया जाता है।
निष्कर्ष
अपतटीय तेल और गैस की खोज और उत्पादन शुरू करने की देश की महत्वाकांक्षी योजनाओं, जैबर ब्रिज जैसी समुद्री परियोजनाओं में वृद्धि और नए समुद्री बंदरगाहों की स्थापना के कारण अंडरवाटर वेल्डिंग के अनुप्रयोगों से कुवैत में मांग में वृद्धि देखी जाएगी। इसलिए, पानी के नीचे की वेल्डिंग कुवैत भविष्य के उद्योग के विकास और आकार देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी। पानी के नीचे की तकनीकों को अच्छी तरह से समझने, आवश्यक संसाधनों और विशेषज्ञों को सुरक्षित करने और देश की जरूरतों को पूरा करने के लिए राष्ट्रीय क्षमताओं को विकसित करने की बड़ी आवश्यकता है। इसलिए, कुवैत भविष्य की उद्योग प्रवृत्ति की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए देश के विकास योजनाओं में पानी के नीचे वेल्डिंग तकनीकों में कौशल में सुधार के लिए आवश्यक संसाधनों और विकास योजनाओं की तैयारी पर विचार किया जाना चाहिए।
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