معدات ومواد القطع تحت الماء: الدليل النهائي

1. معدات القطع تحت الماء

(1) قطع القوس الأكسجين تحت الماء

تشتمل المعدات الرئيسية المستخدمة في القطع بالأكسجين القوسي تحت الماء على مصدر طاقة القطع، وشعلة القطع، وكابل القطع، وقاطع الدائرة، ونظام إمداد الأكسجين.

1) قطع التيار الكهربائي

يشبه مصدر الطاقة المستخدم في القطع بالأكسجين القوسي تحت الماء مصدر الطاقة المستخدم في اللحام بالقوس الكهربائي تحت الماء، وهو مصدر طاقة لحام القوس الكهربائي بالتيار المباشر.

ومع ذلك، فإن لها تصنيف طاقة أعلى، ويجب ألا يقل تيار الخرج الاسمي عن 500 أمبير.

تشمل مولدات القطع تحت الماء الشائعة نماذج مثل AX1-500 و AX8-500.

بالإضافة إلى ذلك، فإن الطراز ZDS-500 من النوع ZDS-500 تحت الماء طاقة اللحام ويمكن أيضًا استخدام مزود طاقة مقوم اللحام بالقوس الكهربائي من النوع ZXG-500 للقطع تحت الماء.

على وجه التحديد، نوع ZDS-500 تحت الماء مزود طاقة اللحاممزود طاقة لحام القوس القوسي المخصص للسفن، ويتميز بمقاومة الماء والرطوبة والاهتزاز، وقدرة تحميل زائدة عالية، وبدء القوس بسهولة، وقوس مستقر، ويمكنه تحسين كفاءة القطع.

2) شعلة القطع

يجب أن تفي شعلة القطع بالأكسجين القوسي تحت الماء بالمتطلبات الفنية التالية:

① يجب أن تكون المسافة من حامل قضيب القطع إلى مركز المقبض 150 ① 200 مم، ويجب ألا يتجاوز الوزن في الماء 1000 جرام;

② يجب أن يكون رأس الشعلة مزودًا بجهاز كسر القوس الكهربائي التلقائي لمنع جفاف رأس الشعلة;

③ يجب أن تحتوي الشعلة على أجهزة مثل مانع الاحتراق الخلفي لمنع الخبث الساخن من سد ممر الغاز ومنع صمام الأكسجين من الاحتراق;

④ يجب أن تكون أجهزة التوصيل بين الشعلة والكابل وأنبوب الأكسجين مريحة وموثوقة، مما يضمن صلابة التوصيل وإحكامه. قضيب القطع التثبيت يجب أن يكون جهاز الشعلة بسيطًا وله قوة تشبيك معينة;

⑤ موصل الكابل صلب، ويجب أن يكون الجزء المشحون معزولاً، ولا تقل مقاومة العزل عن 35MΩ، ويتحمل 1000 فولت (تيار متردد صناعي);

⑥ يجب أن يفتح صمام الأكسجين ويغلق بمرونة، وأن تكون الوصلة صلبة، ولا تتسرب تحت ضغط هواء 0.6 ميجا باسكال، وألا يقل معدل تدفق الغاز عن 1000 لتر/دقيقة;

⑦ يجب أن يكون السطح الخارجي لمكونات الشعلة مطليًا بالكروم أو الفضة لمقاومة التآكل، ويجب ألا يكون في الطلاء عيوب مثل التقشير.

تُظهر الصورة أدناه شعلة القطع بالأكسجين المقوس تحت الماء من النوع SG-III المنتجة في بلدنا. وقد أظهرت التجربة أن هذا النوع من الشعلة مناسب تمامًا.

إذا تمت صيانتها بشكل صحيح، فإنها تتمتع بعمر افتراضي طويل. ومع ذلك، بعد أن يكون ثقب قضيب القطع في رأس الشعلة قيد الاستخدام لبعض الوقت، سيتدهور أداء التلامس مع قضيب القطع، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى توليد قوس في هذا الموقع، مما يتسبب في تلف الشعلة.

بالإضافة إلى ذلك، بعد الاستخدام طويل الأمد، سينخفض عزل الشعلة، مما قد يؤدي إلى حدوث تسرب أثناء عملية القطع، مما يعرض سلامة الغواص للخطر.

لذلك، من الضروري فحص الشعلة بانتظام وإصلاح الأجزاء التالفة أو استبدالها في الوقت المناسب.

3) قطع الكابلات والمفاتيح الكهربائية

يجب أن تكون الكابلات المستخدمة في قطع الأكسجين القوسي تحت الماء كابلات بحرية ذات قلب نحاسي متعدد الخيوط وغلاف مطاطي يقاوم التآكل في مياه البحر. تتراوح مساحة المقطع العرضي للكابل بشكل عام 70-100 مم²ويعتمد طوله على عمق الماء.

إذا كانت سرعة تدفق المياه عالية، فيجب تمديد الكابل. إذا كانت الكابلات البحرية غير متوفرة، يمكن استبدال كابلات اللحام للاستخدام الأرضي، ولكن يجب فحصها بانتظام. في حالة اكتشاف أي تقادم أو تشقق في الغلاف المطاطي، يجب استبدال الكابل على الفور لمنع التسرب.

يُشار إلى الكابل الذي يربط بين مصدر الطاقة وشعلة القطع بالعامية باسم "خط الشعلة"، بينما يُطلق على الكابل الذي يربط مصدر الطاقة بقطعة العمل المقطوعة اسم "الخط الأرضي".

لسلامة التشغيل تحت الماء، يتم توصيل مفتاح قطع بخط الشعلة لتوفير أو قطع الطاقة على الفور بناءً على متطلبات الغواص. يمكن لمفتاح القطع أن يكون مفتاح قطع التيار الكهربائي ذا شفرة واحدة أو قاطع دائرة أوتوماتيكي، ويجب أن يكون لعناصره الموصلة مساحة مقطع عرضي كافية للتوصيل.

يمكن لقاطع الدائرة الكهربائية الأوتوماتيكي زيادة الجهد الكهربائي بسرعة إلى المستوى المطلوب للقوس الكهربائي أثناء الإشعال، وقطع التيار الكهربائي بسرعة أثناء كسر القوس الكهربائي أو استبدال القطب الكهربائي.

يبلغ قياس هذا الجهاز 420 مم × 340 مم × 270 مم، ويزن حوالي 30 كجم، وهو مناسب للدوائر الإيجابية المباشرة.

4) نظام إمداد الأكسجين

يتكون نظام إمداد الأكسجين لقطع القوس والأكسجين تحت الماء من أسطوانة أكسجين ومخفض ضغط وأنبوب أكسجين.

① أسطوانة أكسجين:

يبلغ حجم أسطوانة الأكسجين بشكل عام 40 لتر، ووزنها 60 كجم، وقطرها الخارجي 219 مم، وارتفاعها 1450 مم.

وهي مطلية باللون الأزرق السماوي ومكتوب عليها كلمة "أكسجين" بالطلاء الأسود. اسطوانة الأكسجين عبارة عن حاوية عالية الضغط، يبلغ ضغطها المقنن 15.15 ميجا باسكال.

عند استخدام أسطوانة الأكسجين، انتبه لما يلي:

a. يجب أن توضع بثبات أثناء الاستخدام ويجب عدم خلطها بأسطوانات أخرى، خاصةً أسطوانات الغاز القابلة للاشتعال أو حاويات الوقود السائل.

b. يجب إبقاء أسطوانة الأكسجين على مسافة لا تقل عن 5 أمتار من مصادر النار وعلى بعد متر واحد على الأقل من مصادر الحرارة العامة. يجب حمايتها من التعرض لأشعة الشمس القوية واللهب المكشوف.

c. يجب ألا يكون ممر الأكسجين ملوثاً بالشحوم، خاصة عند صمام أسطوانة الأكسجين.

d. لا يفرغ الأكسجين الموجود في الأسطوانة بالكامل. وينبغي الاحتفاظ بمقياس ضغط لا يقل عن 1-2 مقياس ضغط لنفخ الغبار ومنع دخول غازات أخرى عند إعادة التعبئة.

e. يجب تركيب حلقة مطاطية مقاومة للاهتزازات عند الأسطوانة، ويجب التعامل معها برفق لتجنب الصدم والانزلاق.

f. ينبغي إجراء اختبار هيدروستاتيكي منتظم على أسطوانة الأكسجين. وينبغي إصلاح الاسطوانات غير المؤهلة أو وقف تشغيلها على الفور.

② مخفض الضغط:

يُستخدم مخفض الضغط لخفض الأكسجين عالي الضغط في أسطوانة الأكسجين إلى الضغط المطلوب للتشغيل، مما يضمن استقرار ضغط الأكسجين أثناء العمل.

يتم تركيب مقياسين للضغط على المخفض للإشارة إلى الضغط داخل الأسطوانة وضغط الغاز العامل على التوالي.

هناك العديد من أنواع المخفضات، مقسمة حسب مبدأ التشغيل إلى أنواع ذات مفعول مباشر وأنواع تفاعلية؛ وحسب مراحل تخفيض الضغط إلى مرحلة واحدة ومراحل متعددة.

من الناحية العملية، يشيع استخدام مخفضات من نوع التفاعل أحادي المرحلة في القطع بالأكسجين القوسي تحت الماء. وعند استخدام مخفض الضغط، ينبغي ملاحظة النقاط التالية:

a. قبل تركيب مخفض الضغط، يجب فتح صمام أسطوانة الأكسجين أولاً لنفخ الغبار والشوائب الأخرى من فوهة الصمام باستخدام الأكسجين. أثناء التشغيل، يجب ألا تكون فوهة صمام أسطوانة الأكسجين موجهة نحو الجسم.

b. تحقق مما إذا كانت جميع الوصلات مشدودة بإحكام وما إذا كانت هناك أي خيوط انزلاقية، واضبط البرغي على موضعه غير المحكم.

c. بعد تركيب المخفض، افتح صمام أسطوانة الأكسجين مرة أخرى، وتحقق مما إذا كان مقياس الضغط يعمل بشكل طبيعي وما إذا كان هناك أي تسرب. بمجرد أن يصبح كل شيء طبيعياً، قم بتوصيل خرطوم الأكسجين.

d. إذا كان المخفض ملوثاً بالشحوم، فيجب مسحه قبل الاستخدام.

e. إذا تجمد المخفض، لا يجوز تذويبه بالنار. يمكن تذويبه بالماء الساخن أو البخار.

f. إذا لوحظت ظاهرة التدفق الذاتي التدفق في المخفض، أي عندما يتم فك برغي الضبط، يظل مقياس الضغط المنخفض يرتفع تلقائياً، فقد يكون ذلك بسبب وجود أوساخ على بكرة أو مقعد بكرة المخفض، أو أسطح تلامس غير مستوية، مما يتسبب في تسرب غاز الضغط العالي إلى حجرة الضغط المنخفض.

في هذا الوقت، يجب إزالة الأوساخ وتنعيم البكرة بورق صنفرة ناعم. في حالة وجود شرخ في مقعد البكرة، يجب استبداله في الوقت المناسب.

قد يكون حدوث التدفق الذاتي ناتجًا أيضًا عن تلف في الجزء الثانوي الربيع، مما يؤدي إلى عدم كفاية الضغط، والذي يجب استبداله.

(2) القطع بالقوس البلازما تحت الماء

1) قطع إمدادات الطاقة:

للوفاء بالمتطلبات الخاصة للمناطق تحت الماء القطع بالقوس البلازما، يستخدم مزود الطاقة لقطع القوس القوسي بالبلازما تحت الماء مفتاح ترانزستور ثايرستور ومقوم، ويتم تبريده بالماء.

ويتميز بخاصية التدلي الحاد، مما يضمن معلمات القطع وثبات القوس عندما يتغير طول القوس (جهد القوس)؛ ويمكن أن يصل الانتقال من "القوس الصغير" إلى قوس القطع بسلاسة إلى قيمة التيار المعطى دون توليد تيار متصاعد وفقًا لخاصية المقاطعة الطبيعية.

يراعي مزود الطاقة هذا تقليل جهد عدم التحميل إلى 110 فولت في دائرة التحكم والحصول على المنحنى المميز الخارجي المطلوب للحام القوسي اليدوي، مما يجعله مناسبًا أيضًا للحام اليدوي تحت الماء.

يسرد الجدول 1 المعلمات التقنية الرئيسية لمزود طاقة القطع القوسي للبلازما تحت الماء النموذجي.

الجدول 1: المعلمات التقنية الرئيسية لمزود طاقة القطع بقوس البلازما النموذجي تحت الماء

2) شعلة القطع تحت الماء

تتمثل الفروق بين القطع بقوس البلازما تحت الماء ومشاعل القطع فوق سطح الأرض فيما يلي:

① يُضاف درع خارجي إلى الفوهة، يتدفق من خلاله ماء التبريد أو الغاز، مما يشكل "ستارة مائية" (أو ستارة غازية) لمنع دخول الماء إلى منطقة القوس. وهذا يسمح للقوس بالاحتراق بثبات ويمنع أيضًا التحليل الكهربائي لمياه البحر من التأثير على القطع العادي;

② كل جزء توصيل لديه إحكام جيد للماء;

③ تتميز بمقاومة عزل عالية الجهد.

يوضح الشكل 4 والشكل 5 على التوالي نوعين من هياكل شعلة القطع بقوس البلازما تحت الماء. تم تصميم الشعلة من طراز KB للقطع في المياه العذبة، بأبعاد 160 مم × 370 مم × 40 مم ووزن 2.5 كجم.

تستخدم الشعلة من طراز PM للقطع بمياه البحر، بأبعاد 150 مم × 350 مم × 35 مم ووزن 2.5 كجم.

ولضمان إحكام إغلاق جميع الأجزاء الموصلة بالماء، يتم استخدام مادة لاصقة من السيليكون العضوي الفطري بشكل شائع. تتفلكن هذه المادة في درجة حرارة الغرفة، وتتحول إلى مادة شبيهة بالمطاط، وتوفر مقاومة للرطوبة والعزل الحراري وخصائص عزل جيدة.

يحافظ على أداء ختم ممتاز ضمن نطاق درجة حرارة كبير (-55 إلى 300 درجة مئوية).

لمنع دخول الهواء إلى قناة الغاز العامل وإتلاف القطب أثناء بدء القوس، يجب تركيب صمام فحص عند مدخل الغاز. يفتح ضغط الغاز العامل الصمام، ويطرد الهواء المخزن مؤقتًا.

بالنسبة للمصباح من طراز PM، عندما يكون جهد الدائرة المفتوحة لمصدر الطاقة 180 فولت، تم إجراء اختبار التسرب في مياه البحر. كان أعلى جهد تسرب هو 10 فولت، مما يدل على أنه آمن وموثوق للاستخدام في مياه البحر مع جزء كتلة ملحية تبلغ 1.71 تيرابايت 3 تيرابايت - 2.01 تيرابايت 3 تيرابايت.

يمكن تبريد فوهات هذين المشعلين إما بالمياه العذبة أو الهواء المضغوط. ويمكن استخدامهما للقطع تحت الماء للكربون الفولاذوالفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الألومنيوم على عمق 52 متراً.

3) القطع تحت الماء بنفث الماء الكهربائي الذائب تحت الماء

يتم القطع تحت الماء باستخدام نفاثة مائية ذات قطب كهربائي ذائب بشكل شبه آلي في المقام الأول. وتتوفر في الصين معدات قطع مخصصة، من طراز GSS-800.

تتكون معدات القطع من ماكينة القطع الرئيسية (بما في ذلك مزود طاقة القطع، وجهاز التحكم، ونظام دائرة المياه، ومضخة مياه عالية الضغط)، ومغذي الأسلاك، وشعلة القطع، وصندوق التحكم عن بعد، وبكرة الكابلات المدمجة، وبكرة الكابلات الأرضية.

إن مصدر الطاقة للقطع تحت الماء باستخدام القطب الذائب النفاث المائي ذو القطب المذاب هو في الأساس نفس مصدر الطاقة للحام المحمي بالغاز ذي القطب الذائب فوق سطح الأرض، كونه مقوم لحام القوس المسطح المميز الطبيعي، ولكن بطاقة أعلى.

يبلغ تيار الخرج المقنن بشكل عام 500-1500 أمبير. يسرد الجدول 2 البارامترات التقنية الرئيسية لمعدات القطع تحت الماء من طراز GSS-800 باستخدام نفاثة الماء ذات القطب المذاب.

الجدول 2: المعلمات الفنية الرئيسية لمعدات القطع تحت الماء من طراز GSS-800 باستخدام نفاثة الماء ذات القطب المذاب

يمكن لمعدات القطع هذه إجراء القطع شبه الأوتوماتيكي للمعادن مثل الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس والألومنيوم بسماكة 10-28 مم على عمق 60 مترًا.

وهي مناسبة بشكل خاص لما تحت الماء قطع المعادن في مشاريع مثل الإنقاذ تحت الماء، والتعدين في قاع البحر، ومد خطوط أنابيب النفط تحت الماء. يستخدم سلك قطع بقطر 2.5 مم، ويبلغ عرض القطع 4-5 مم.

2. مواد التقطيع

(1) قطع القوس الأكسجين تحت الماء

يعد القطع بالأكسجين القوسي تحت الماء مناسبًا للمعادن الموصلة ولكنه يستخدم في المقام الأول لقطع الفولاذ منخفض الكربون سهل التأكسد والسبائك المنخفضة فولاذ عالي القوة.

بشكل عام، هناك ثلاثة أنواع من شرائط القطع المستخدمة في قطع القوس والأكسجين تحت الماء: شرائط قطع الأنابيب الفولاذية، وشرائط قطع الأنابيب الخزفية، وشرائط قطع قضبان الكربون.

الأكسجين المستخدم في القطع بالأكسجين القوسي تحت الماء هو أكسجين صناعي عام، وتنقسم درجة نقاوته إلى درجتين: الدرجة الأولى لا تقل عن 99.2%، والدرجة الثانية لا تقل عن 98.5%. طريقة توريد الأكسجين هي التعبئة في زجاجات: يتم ضغط الأكسجين إلى 120-150 ضغطًا جويًا، وتعبئته في زجاجات الأكسجين للاستخدام والتخزين.

1) شرائط قطع الأنابيب الفولاذية

يتشابه هيكل وطريقة تصنيع شرائط قطع الأنابيب الفولاذية مع قضبان اللحام تحت الماء. وهي مصنوعة باستخدام أنابيب فولاذية غير ملحومة كقلب، ومغلفة بطبقات معدنية أو ملفوفة بغشاء من الألياف البلاستيكية.

يلعب الطلاء دورًا أساسيًا في العزل المائي والعزل وتثبيت القوس الكهربائي.

يمكن تحقيق الأداء المقاوم للماء لشريط القطع بطريقتين: الأولى هي إضافة عامل مقاوم للماء إلى الطلاء، والذي يتميز بأداء مقاوم للماء بعد التجفيف؛ والأخرى هي تطبيق طبقة من العامل المقاوم للماء على شريط القطع بعد التجفيف، لتحقيق الغرض المقاوم للماء. يظهر هيكل شريط القطع في الشكل 6.

يبلغ القطر الخارجي لقلب شريط القطع بشكل عام 6-10 مم، والقطر الداخلي 1.25-4.0 مم، والطول 350-400 مم.

أثبتت الممارسة العملية أن كفاءة القطع ترتبط بشكل كبير بالقطر الداخلي لشريط القطع. كما أن سمك الكتلة الهوائية مهم أيضًا.

في ظل ظروف القطع نفسها، كلما زاد القطر الداخلي لشريط القطع، تزداد سرعة القطع وكفاءته أيضًا، كما هو موضح في الجدول 3.

الجدول 3: كفاءة القطع عند قطع ألواح الصلب بسمك 10-12 مم

تعمل زيادة القطر الداخلي لشريط القطع على تحسين سرعة القطع، ربما بسبب الأكسدة المتسارعة الناتجة عن زيادة إمدادات الأكسجين. وفي الوقت نفسه، يتم تعزيز قوة النفخ على المعدن المنصهر والخبث، مما يساعد على إزالتها بسرعة من منطقة القطع.

هناك أمثلة أجنبية على استخدام شرائط القطع بقطر خارجي 10 مم وقطر داخلي 4 مم، والتي تعمل بشكل جيد في قطع الفولاذ السميك الألواح. ومع ذلك، فإن إمداد الأكسجين يمثل تحديًا في العمليات البحرية، وليس من المناسب استهلاك الكثير من الأكسجين، لذلك لا يتم استخدام شرائط القطع ذات القطر الداخلي الأكبر عمومًا.

يمكن أن تؤدي إضافة كمية مناسبة من المسحوق المعدني إلى طلاء شريط القطع إلى تحسين التوصيل الكهربائيوتثبيت القوس، وتعزيز حرارة تفاعل أكسدة شريط القطع بشكل كبير، وبالتالي زيادة سرعة القطع.

من بينها، يأتي أفضل تأثير من مسحوق الحديد، يليه مسحوق المغنيسيوم ومسحوق الألومنيوم. عندما تتم إضافة هذه المساحيق المعدنية بشكل منفصل إلى الطلاء من نوع الإلمنيت، يجب ألا يتجاوز مسحوق الحديد 35%، ويجب ألا يتجاوز مسحوق المغنيسيوم والألومنيوم 10%.

إذا تمت إضافة الكثير من المسحوق المعدني، سينخفض أداء الطلاء، وستنخفض أيضًا قوته وقدرته على مقاومة الماء. إذا تم إضافة العديد من أنواع المعادن تُضاف المساحيق في وقت واحد، ويجب تقليل نسبها بشكل مناسب.

علاوة على ذلك، بالنسبة للطلاءات التي تحتوي على مسحوق معدني مضاف، يجب زيادة نسبة وزنها بشكل مناسب، ولكن يجب ألا تتجاوز 30% لتجنب إضعاف أداء الطلاء. - جيانغسو جينفنغ جينفنغ للتكنولوجيا تحت الماء الهندسية

قطع الفولاذ الشرائط متينة وبأسعار معقولة وتوفر جودة قطع جيدة (شق ضيق وسطح قطع أملس).

على الرغم من أنها تذوب أيضًا بسبب حرارة القوس وتحتاج إلى استبدالها بشكل متكرر، فقد أظهرت الممارسة أنه عند قطع قطع قطع العمل التي يزيد سمكها عن 19 مم، فإن كفاءة القطع الإجمالية لشرائط قطع الأنابيب الفولاذية أعلى من شرائط قطع الأنابيب الخزفية. شرائط قطع الأنابيب الفولاذية هي الأكثر استخدامًا في قطع القوس والأكسجين تحت الماء.

شرائط قطع الأنابيب الفولاذية ذات القوس والأكسجين تحت الماء المنتجة في بلدنا من النوع 304، وتتكون من أنبوب فولاذي غير ملحوم منخفض الكربون بقطر خارجي 8 مم وقطر فتحة داخلية 3 مم، ومغطاة بطبقة دوائية بسماكة 1 مم.

طبقتها العازلة للماء من طلاء الفينول، وتأتي بطبقتين: 350 مم و400 مم.

الشخص المسؤول تاو شياو بين. شريط القطع من النوع 304 عبارة عن شريط قطع طلاء سميك من نوع الإلمنيت بنسبة وزن 20%. أدائها ليس أدنى من المنتجات الأجنبية المماثلة.

يتميز شريط القطع بالأكسجين القوسي والأكسجين المطور حديثًا تحت الماء بمواد رابطة مختلطة تحل محل الزجاج المائي السابق كمادة رابطة للطلاء، مما يجعل شريط القطع أكثر ملاءمة للحفظ طويل الأجل والقطع في المياه العميقة.

لا يزال من الممكن استخدام شريط القطع هذا بعد نقعه في مياه البحر لمدة 240 ساعة، كما أن كفاءة القطع أعلى من شريط القطع من النوع 304.

2) شرائط قطع الأنابيب الخزفية

تُعرف شرائط القطع المصنوعة من قلب الأنبوب الخزفي باسم شرائط القطع الأنبوبية الخزفية. وعادة ما يكون قطرها الخارجي 12-14 مم، وقطرها الداخلي 3 مم، وطولها 200-250 مم.

أثناء التصنيع، يتم خبز الأنبوب الخزفي أولاً في درجة حرارة عالية لإعطائه صلابة معينة، ثم يتم رش طلاء فولاذي (بسماكة 8 مم تقريبًا) على سطحه الخارجي لزيادة قوة الأنبوب الخزفي.

يجب طحن طرف الأنبوب السيراميكي، الذي يبلغ طوله حوالي 32 مم، إلى قطر يتطابق مع حجم شعلة القطع لأغراض التثبيت. يتم طلاء الجزء المتبقي بمادة عازلة أو تغليفه بمادة عازلة مانعة للماء لتشكيل شريط قطع الأنبوب الخزفي.

لا يعزز السطح الخارجي المعدني لقضبان القطع الأنبوبية الخزفية من قوة القضيب فحسب، بل يحسّن أيضًا من التوصيل الكهربائي وأداء بدء القوس الكهربائي. أثناء القطع، يلامس المعدن الخارجي أولاً قطعة العمل المراد قطعها.

ونظرًا للتأثير الجلدي للتيار، حيث يتدفق جزء من التيار من المعدن الخارجي إلى قطعة العمل، يتولد قوس في البداية بين المعدن الخارجي وقطعة العمل، مما يؤدي إلى صهر المعدن الخارجي أولاً.

في الوقت نفسه، يقوم القوس والمعدن المنصهر بتسخين حبيبات الماس في نهاية قضيب القطع، وبالتالي زيادة توصيلها الكهربائي.

في هذا الوقت، يتدفق تيار القطع ليس فقط على المعدن الخارجي لقضيب قطع الأنبوب الخزفي، ولكن أيضًا على الأنبوب الخزفي نفسه، موجهًا القوس نحو نهاية القضيب من أجل احتراق مستقر.

نظرًا لأن السيراميك يمتلك قدرة عالية على مقاومة الأكسدة، يمكن استخدام قضيب قطع أنبوب سيراميك واحد لمدة 40 إلى 60 دقيقة، مما يقلل بشكل كبير من الوقت الإضافي لعمليات القطع تحت الماء.

ومع ذلك، فإن سرعة القطع لكل وحدة من وقت القطع النقي أقل من سرعة قضبان قطع الأنابيب الفولاذية، كما أن ثبات القوس أدنى أيضًا. ولذلك، في الحالات التي يكون فيها الوقت قيدًا ولا يكفي سوى قضيب أو اثنين من قضبان القطع لإكمال المهمة، يُنصح باستخدام قضبان قطع الأنابيب الفولاذية.

3) قطع قضبان الكربون

تُصنع قضبان قطع قضبان الكربون من قضبان كربون مجوفة أو أنابيب جرافيت مطلية بطبقة خارجية من النحاس.

يبلغ قطرها الخارجي من 10 إلى 11 مم، وقطر الفتحة الداخلية من 1.6 إلى 2 مم، وطولها من 200 إلى 300 مم.

تتميز قضبان القطع بقضيب الكربون بقوة ضغط أقل، ولمنع سحق طرف القضيب بواسطة مشبك شعلة القطع، يتم تركيب غطاء طرف نحاسي على أحد طرفيه. لبدء القطع، يتم إدخال الغطاء الطرفي في المشبك. لمنع حدوث صدمة كهربائية، يتم وضع طبقة عازلة (بلاستيك أو راتنج) فوق الطلاء النحاسي.

إن العمر الافتراضي لقضبان قطع قضبان الكربون طويل جدًا، ويأتي في المرتبة الثانية بعد قضبان قطع الأنابيب الخزفية.

بالنسبة لقضيب قطع قضبان الكربون بطول 200 مم، فإن وقت عمله يتراوح تقريبًا من 10 إلى 12 ضعف وقت عمل قضيب قطع الأنبوب الفولاذي بطول 400 مم؛ ومع ذلك، فإن سرعة القطع لكل وحدة من وقت القطع النقي أقل من سرعة قطع الأنبوب الفولاذي.

(2) القطع بالقوس البلازما تحت الماء

يستخدم القطع بقوس البلازما تحت الماء في المقام الأول غاز N2 وغاز Ar-H2 المختلط وغاز O2 والهواء المضغوط كغازات بلازما؛ ويمكن استخدام غازات ثاني أكسيد الكربون وغاز Ar وغاز N2 والهواء المضغوط كغازات تدريع.

تتطلب غازات البلازما المختلفة مواد أقطاب كهربائية مقابلة. وبوجه عام، يجب اختيار أقطاب التنجستن عندما يكون غاز البلازما هو غاز N2 أو غاز مختلط Ar-H2 بينما يجب استخدام أقطاب الهافنيوم عندما يكون غاز البلازما هو O2 أو الهواء المضغوط.

نظرًا لأن القطع تحت الماء يتطلب تيارًا كبيرًا، يجب استخدام الأقطاب الكهربائية المبردة بالماء لإطالة عمرها الافتراضي.

عند استخدام N2 كغاز البلازما، على الرغم من أن سرعة القطع والجودة على حد سواء عالية، فإن معدل الاستهلاك سريع ويحتاج المشغل إلى مستوى مهارة عالية. خاصة عند القطع على أعماق أكبر من 40 إلى 60 مترًا، تكون الفوهة عرضة للتلف.

ولذلك، ينبغي تفضيل Ar كغاز بلازما للقطع في المياه العميقة، وينبغي استخدام غاز Ar-H2 المختلط كغاز بلازما للقطع في المياه الضحلة.

(3) القطع بالنفث المائي القوسي المغمور بالماء

تستخدم عملية القطع بالنفث المائي القوسي المغمور الحالي إما سلك القطع ذو النواة الصلبة أو سلك القطع ذو النواة المتدفقة.

1) أسلاك القطع الصلبة النواة

تستخدم هذه الطريقة أسلاك اللحام المحمية بغاز ثاني أكسيد الكربون أو أسلاك الألومنيوم التي يبلغ قطرها عادةً 2.4 مم. باستخدام لحام ثاني أكسيد الكربون سلك للقطع داخل عمق مائي 200 مم له الخصائص التالية:

ط) لا يؤثر عمق الماء بشكل كبير على سمك القطع أو سمك القطع الناتج.

ب) مع زيادة جهد القوس، يصبح القطع أعرض، وقد يتوهج الجزء السفلي إلى الخارج. إذا زاد عمق المياه بمقدار 100 متر، يمكن أن تؤدي زيادة جهد القوس الكهربائي بمقدار 5-10 فولت إلى شكل قطع مماثل للشكل الذي تم الحصول عليه في المياه الضحلة.

ج) يجب أن يزداد ضغط الماء النفاث مع عمق الماء. ضغط الماء المناسب هو الضغط الهيدروستاتيكي المكافئ لعمق الماء زائد 0.5 ميجا باسكال (لقطع الفولاذ منخفض الكربون) أو 0.35 ميجا باسكال (لقطع الفولاذ منخفض الكربون) أو 0.35 ميجا باسكال (لقطع قطع الألومنيوم).

iv) الألومنيوم أسهل في القطع من الفولاذ منخفض الكربون. نظرًا لانخفاض مستوى الألومنيوم نقطة الانصهار وقصر دائرة القوس الكهربائي غير المتكرر، يكون قطع الألومنيوم أسرع 50% من قطع الفولاذ منخفض الكربون تحت نفس سُمك اللوحة وظروف تيار القطع.

ت) عند قطع الفولاذ منخفض الكربون، يلتصق المزيد من الخبث بالحافة السفلية للقطع؛ ويحدث خبث أقل عند قطع الألومنيوم، ويمكن إزالته بفرشاة سلكية. ويرجع ذلك إلى هشاشة سبيكة الحديد والألومنيوم المتكونة أثناء عملية القطع.

عند استخدام أسلاك الألومنيوم لقطع الفولاذ منخفض الكربون، لا يلتصق أي خبث بالحافة السفلية للقطع، ويكون سطح القطع أملس.

ومع ذلك، لتحقيق نفس تيار القطع كما هو الحال عند القطع بسلك لحام ثاني أكسيد الكربون، يجب زيادة سرعة تغذية السلك، وغالبًا ما تتجاوز سرعة تغذية سلك اللحام MIG القياسي.

2) سلك القطع ذو القلب المتدفق

يستخدم سلك القطع ذو النواة المتدفقة سلك لحام MIG منخفض الكربون من الفولاذ منخفض الكربون، وعادةً ما يكون قطره 2.4 مم. القوس المغمور القطع بالنفث المائي مع سلك القطع ذو قلب التدفق يمكن أن يقطع كلاً من الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ، وكذلك الألومنيوم.