ריתוך בלחץ גבוה

ממוזער|שמאל|200px|מתחם לחץ חיובי  לריתוך בלחץ גבוה יבש
ריתוך בלחץ גבוה הוא תהליך ריתוך בתנאי לחץ גבוה באופן קיצוני, בדרך כלל מתחת למים . ריתוך בלחץ גבוה יכול להתבצע באופן רטוב בתוך המים או באופן יבש בתוך מתחם לחץ חיובי , שנבנה במיוחד ולכן מצוי בסביבה יבשה. התהליך מכונה "ריתוך בלחץ גבוה" כאשר משתמשים בו בסביבה יבשה, ו"ריתוך תת-ימי" כאשר משתמשים בו בסביבה רטובה. היישומים של ריתוך בלחץ גבוה מגוונים - הוא משמש לעיתים קרובות לתיקון ספינות, אסדות נפט ימיות וצינורות. פלדה היא החומר המרותך הנפוץ ביותר.

ריתוך יבש מועדף על ריתוך תת-ימי רטוב כאשר נדרשים ריתוכים באיכות גבוהה מאוד, וזאת בשל השליטה המוגברת בתנאים שניתן לשמר, כגון באמצעות יישום טיפול בחום  כתהליך קדם ואחר הריתוך. שליטה סביבתית משופרת זו משפיעה באופן ישיר על איכות תהליך הריתוך בהשוואה לריתוך תת-ימי רטוב. לכן, כאשר נדרש ריתוך באיכות גבוהה מאוד, משתמשים, בדרך כלל, בשיטת ריתוך בלחץ גבוה יבשה. בשנות ה-80 של המאה ה-20 החלו מחקרים על שימוש בריתוך בלחץ גבוה יבש בעומקים של עד 1,000 מטרים. באופן כללי, הבטחת שלמותם של ריתוכים תת-ימיים יכולה להיות מורכבת (אך הדבר אפשרי באמצעות בדיקות לא הורסות שונות), מכיוון שקשה לזהות פגמים אם הם אכן נמצאים מתחת לפני השטח של הריתוך.

ריתוך תת-ימי הומצא בשנת 1932 על ידי המטלורג הסובייטי קונסטנטין חרנוב .

יישומים
תהליכי ריתוך הפכו לחשובים יותר ויותר כמעט בכל תעשיות הייצור וליישומים מבניים (שלדי מתכת של מבנים). מבין הטכניקות הרבות לריתוך בלחץ אטמוספירי, רובן אינן ניתנות לביצוע בתוך הים. רוב עבודות התיקון והציפוי הימיות נעשות בעומק רדוד או באזור המכוסה במים לסירוגין (אזור ההתזה). עם זאת, המשימה המאתגרת ביותר מבחינה טכנולוגית היא תיקון בעומקים גדולים יותר, במיוחד בבניית צינורות ותיקון קרעים ושברים במבנים וכלי שיט ימיים. ריתוך תת-ימי יכול להיות האפשרות הזולה ביותר לתחזוקה ותיקון ימיים, מכיוון שהוא עוקף את הצורך להוציא את המבנה מהים וחוסך זמן יקר ועלויות עגינה על היבשה. הוא גם מאפשר תיקוני חירום כדי לאפשר העברה בטוחה של המבנה הפגום למתקנים יבשים לתיקון קבוע או גריטה. ריתוך תת-ימי מיושם הן בסביבות פנים הארץ והן בסביבות ימיות, אם כי מזג אוויר עונתי מעכב ריתוך תת-ימי בחופי הים במהלך החורף. בשני המיקומים, צלילה באספקת שטח היא שיטת הצלילה הנפוצה ביותר עבור רתכים תת-ימיים.

ריתוך יבש
ריתוך בלחץ גבוה יבש כרוך בביצוע הריתוך בלחץ מוגבר בתא מלא בתערובת גז אטומה סביב המבנה המרותך.

רוב תהליכי ריתוך בקשת, כגון ריתוך באלקטרודה מצופה, ריתוך בקשת מתכת באלקטרודה לבובה, ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז, ריתוך בקשת מתכת מוגנת בגז וריתוך בקשת פלזמה , ניתנים להפעלה בלחצים גבוהים מאוד, אך כולם מאבדים מיעילותם במהירות ככל שהלחץ עולה. ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז הוא הנפוץ ביותר. ההידרדרות קשורה לשינויים פיזיים בהתנהגות הקשת כאשר משטר זרימת הגז סביב הקשת משתנה ושורש הקשת מתכווץ והופך ליותר תזזיתי. ראוי לציין כי עלייה דרמטית במתח הקשת קשורה לעלייה בלחץ. בסך הכל, נגרמת ירידה ביכולת וביעילות ככל שהלחץ עולה.

טכניקות בקרה מיוחדות שיושמו במעבדה, אפשרו ריתוך עד לחץ מים מדומה של 2,500 מטרים, אך ריתוך בלחץ גבוה יבש הוגבל עד כה מבחינה מעשית לפחות מ-400 מטרים מתחת למים. זאת עקב היכולת הפיזיולוגית של צוללנים  להפעיל את ציוד הריתוך בלחצים גבוהים ושיקולים מעשיים הנוגעים לבניית תא לחץ/ריתוך אוטומטי בעומק.

ריתוך רטוב
ממוזער|שמאל|220px|צולל מתאמן בריתוך תת-ימי בבריכת אימונים
ריתוך תת-ימי חושף את הצוללן והאלקטרודה למים ולאלמנטים הסובבים אותם באופן ישיר. צוללנים משתמשים בדרך כלל בכ-300-400 אמפר של זרם ישר כדי להפעיל את האלקטרודה שלהם, והם מרתכים באמצעות סוגים שונים של תהליך ריתוך בקשת. שיטה זו מיושמת בדרך כלל בגרסה של ריתוך באלקטרודה מצופה עם אלקטרודה עמידה למים. תהליכים אחרים המבוצעים כוללים ריתוך בקשת מתכת באלקטרודה לבובה וריתוך בחיכוך. בכל אחד מהמקרים הללו, ספק הכוח לריתוך מחובר לציוד הריתוך באמצעות כבלים וצינורות. התהליך מוגבל בדרך כלל לפלדות דלות פחמן שוות ערך, במיוחד בעומקים גדולים יותר, בגלל סדקים הנגרמים על ידי מימן.

ריתוך רטוב עם אלקטרודה מתבצע בציוד דומה לזה המשמש לריתוך יבש, אך מחזיק האלקטרודות מופעל עם קירור מים ומבודד בצורה רבה יותר. אם משתמשים במחזיק האלקטרודות מחוץ למים הוא עשוי להתחמם יתר על המידה. מכונת ריתוך זרם קבוע משמשת לריתוך בקשת מתכת באופן ידני. נעשה שימוש בזרם ישר, ומתג בידוד עמיד מותקן בכבל הריתוך בעמדת בקרת פני השטח, כך שניתן לנתק את זרם הריתוך כאשר אינו בשימוש. הרתך מורה למפעיל השטח ליצור ולנתק את המגע כנדרש במהלך ההליך. יש לסגור את המגעים רק במהלך הריתוך בפועל, ולפתוח אותם בשאר הזמן, במיוחד בעת החלפת אלקטרודות.

קשת החשמל מחממת את חומר העבודה ואת אלקטרודת הריתוך, והמתכת המותכת מועברת דרך בועת הגז הנוצרת סביב הקשת. בועת הגז נוצרת בחלקה מפירוק ציפוי התלחים על האלקטרודה, אך בדרך כלל היא מזוהמת במידה מסוימת על ידי קיטור. זרימת הזרם גורמת להעברת טיפות מתכת מהאלקטרודה לחומר העבודה ומאפשרת ריתוך מיקומי על ידי מפעיל מיומן. שקיעת סיגים על פני השטח של הריתוך מסייעת להאט את קצב הקירור, אך קירור מהיר הוא אחת הבעיות הגדולות ביותר ביצירת ריתוך איכותי.

סיכונים
הסכנות בריתוך תת-ימי כוללות את הסיכון להתחשמלות הרתך. כדי למנוע זאת, ציוד הריתוך חייב להיות מותאם לסביבה ימית, מבודד כראוי וזרם הריתוך חייב להיות מבוקר. צוללנים מקצועיים  חייבים לשקול גם את סוגיות הבטיחות התעסוקתית העומדות בפניהם, ובראשן הסיכון למחלת דקומפרסיה  עקב לחץ מוגבר של גזי נשימה . צוללנים רבים דיווחו על טעם מתכתי הקשור לפירוק גלווני של אמלגם דנטלי. ייתכנו גם השפעות קוגניטיביות ארוכות טווח ואולי גם השפעות של מערכת השלד והשרירים הקשורות לריתוך תת-ימי באופן קבוע.

ראו גם
 ריתוך וחיתוך בחמצן וגז בעירה

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

לחץ גבוה
קטגוריה:ברית המועצות: המצאות