Verfügbarkeit: Unterwasser-Schweißtechnik

Unterwasser-Schweißtechnik: Grundlagen, Forschung, Anwendung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Szelagowski, Peter (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Düsseldorf DVS Media 2015
Schlagworte:	Unterwasserschweißen Unterwasserschneiden
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	Literaturangaben
Beschreibung:	312 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	9783871552397

Internformat

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adam_text	SZELAGOWSKI UNTERWASSER-SCHWEISSTECHNIK GRUNDLAGEN * FORSCHUNG * ANWENDUNG BIBLIOGRAFISCHE INFORMATION DER DEUTSCHEN NATIONALBIBLIOTHEK DIE DEUTSCHE NATIONALBIBLIOTHEK VERZEICHNET DIESE PUBLIKATION IN DER DEUTSCHEN NATIONALBIBLIO- GRAFIE; DETAILLIERTE BIBLIOGRAFISCHE DATEN SIND IM INTERNET UEBER HTTTP://DNB.DNB.DE ABRUFBAR. ISBN 978-3-87155-239-7 ALLE RECHTE VORBEHALTEN. DVS MEDIA GMBH, DUESSELDORF 2015 HERSTELLUNG: HIMMER AG, AUGSBURG VORWORT ES IST SCHWER NACHZUVOLLZIEHEN, WANN DER MENSCH ERSTMALS FESTSTELLTE, DASS ER SICH MIT DER HILFE DES ANHALTENS DES ATEMS UNTER WASSER AUFHALTEN KONNTE. DENNOCH LASSEN SICH DIE ANFAENGE DER BERUFSTAUCHEREI INZWISCHEN UEBER 5000 JAHRE ZURUECKVERFOLGEN. EINE VIELZAHL GESCHICHTLICHER AUFZEICHNUNGEN ODER ERZAEHLUNGEN BERICHTEN DAVON, DASS SCHON IN DER ANTIKE DER MENSCH SICH MIT DER TAUCHEREI BEFASST HAT. EINE DER ERSTEN ANGABEN UEBER TAUCH- AKTIVITAETEN IST BEREITS IN SCHRIFTEN DES GRIECHISCHEN HISTORIKERS HERODOT VERZEICHNET. ER BERICHTET VON TAUCHERN, DIE IM FUENFTEN JAHRHUNDERT VOR CHRISTUS FUER DEN PERSISCHEN KOENIG XERXES GE- SUNKENE SCHAETZE BERGEN SOLLTEN. IN SPAETERER ZEIT WAREN TAUCHER AUCH BEI MILITAERISCHEN OPERATIONEN TAETIG. IN DEN HISTORISCHEN AUFZEICHNUNGEN WIRD WEITER BERICHTET, DASS SELBST ALEXANDER DER GROSSE TAUCHER ZUR ZERSTOERUNG VON HAFENSCHUTZANLAGEN EINSETZTE UND DABEI ZUR UEBERWACHUNG DER GESTELLTEN AUFGABEN PERSOENLICH INS WASSER STIEG. DIESE FRUEHEN ANSTRENGUNGEN IN DER TAUCHEREI BEZOGEN SICH DAMALS SCHON AUF WASSERTIEFEN UM ETWA 30 M. ES HATTE SICH IN DER ZEIT BEREITS EINE REGE, TAUCHERISCHE BERGUNGSINDUSTRIE ENTWICKELT, DIE SICH AN GROESSEREN HAEFEN DES MITTELMEERES ANGESIEDELT HATTE. BEREITS IM ERSTEN JAHRHUNDERT VOR CHRISTUS WAREN DIE INDUSTRIELLEN UNTERNEHMEN SCHON SO WEIT UND SO GUT ORGANISIERT, DASS SIE EIN KOSTENTARIF FUER DIE BERGUNGSARBEITEN INSTALLIERT HATTEN, DER DIE BEI STEIGENDER WASSERTIEFE ZUNEHMENDE ARBEITSERSCHWERNIS UND DAMIT DAS STEIGENDE RISIKO FUER DEN TAUCHER BERUECKSICHTIGTE. DIESES BEZOG SICH AUF DIE BERGUNG VON MATERIALIEN UND WAREN MIT BESONDEREM HANDELSWERT (ZUM BEISPIEL LEBENSMITTEL, SCHWAEMME, PERLEN ODER KORALLEN) [1]. TROTZ ALLER BEMUEHUNGEN VON DER ANTIKE BIS ZUR NEUZEIT ERLANGTEN DIE TAUCHERISCHEN EINSAETZE ERST AB ENDE DES NEUNZEHNTEN, ZU ANFANG DES ZWANZIGSTEN JAHRHUNDERTS EINE GROESSERE BEDEUTUNG. MAN HATTE ZUNEHMEND KENNTNISSE UEBER DIE PHYSIKALISCHEN UND PSYCHISCHEN ZUSAMMENHAENGE GEWONNEN UND KONNTE DIESE NUN GEZIELT ZUM WOHL DES TAUCHERS ANWENDEN. DADURCH WURDE EINE ZIELGE- RICHTETE WEITERENTWICKLUNG VON TAUCHVERFAHREN UND -SYSTEMEN AUCH FUER DAS TAUCHEN IN GROESSEREN WASSERTIEFEN LETZTENDLICH MOEGLICH. AUCH DER ZWEITE WELTKRIEG HAT ZUR WEITERENTWICKLUNG DES SCUBA-TAUCHENS BEIGETRAGEN, INDEM FUER DIE MARINETAUCHER DRUCKLUFTTAUCHGERAETE ENTWICKELT WURDEN, MIT DENEN SIE SICHER UNTER WASSER IHRE ANNAEHERUNG AN FEINDLICHE STELLUNGEN UND SCHIFFS- EINHEITEN ERMOEGLICHEN KONNTEN. BESONDERS DER FRANZOSE JACK COUSTEAU HATTE DIESE ENTWICKLUNGEN VORANGETRIEBEN. ZUR ZEIT DER ERSTEN OELKRISE ENDE DER FUENFZIGER JAHRE TRAT DIE STARKE ABHAENGIGKEIT DER INDUSTRIE- STAATEN VON DER OELVERSORGUNG ALS PRIMAER-ENERGIE DURCH DIE WENIGEN, HAUPTSAECHLICH ARABISCHEN OELFOERDERSTAATEN BEDROHLICH DEUTLICH ZU TAGE. DAS FUEHRTE ZU VERSTAERKTEN ANSTRENGUNGEN BEI DER EXPLORATION VON OELLAGERSTAETTEN, DIE UNTER DEM MEERESBODEN VERMUTET WURDEN. EIN VOELLIG NEUER, VON DEM ENERGIEBEDARF GETRAGENER EXPLORATIONSBOOM BREITETE SICH WELTWEIT AUS UND FUEHRTE ZU MEERESGEBUNDENEN BOHR- UND FOERDERAKTIVITAETEN, OHNE JEDOCH UEBERHAUPT DIE ERFORDERLICHE SICHERE AUSRUESTUNG UND DAS TAUCHTECHNISCHE WISSEN FUER DERARTIGE EINSAETZE ZU BESITZEN. DIE ANFORDERUNGEN BEI DER OFFSHORE-FOERDERUNG VON OEL UND GAS ERFORDERTEN DEN BAU VON PRODUK- TIONSPLATTFORMEN UND -ANLAGEN SOWIE DAS VORHALTEN VON ENTSPRECHENDEN WARTUNGS- UND INSTAND- SETZUNGSMOEGLICHKEITEN, MIT DENEN EINE KONSEQUENTE, TURNUSMAESSIGE INSPEKTION, WARTUNG UND INSTANDSETZUNG KONTINUIERLICH UEBER DIE GESAMTE LEBENSDAUER GESICHERT WERDEN KANN. DIESES BREITE SPEKTRUM DER ANFALLENDEN ARBEITEN IN GROESSEREN BIS HIN ZU SEHR GROSSEN WASSERTIEFEN MACHTE DIE ENTWICKLUNG VON VERFAHREN UND GERAETEN DRINGEND NOTWENDIG, MIT DENEN MAN DIESEN NEUEN HERAUSFORDERUNGEN SICHER UND EFFEKTIV BEGEGNEN KONNTE. WELTWEIT WURDEN ZWISCHENZEITLICH TIEFTAUCHANLAGEN ENTWICKELT UND AUF SCHIFFEN ODER PLATTFORM- KONSTRUKTIONEN INSTALLIERT. DIE VERWENDUNG DIESER ANLAGEN STELLTE EINEN ERHEBLICHEN FORTSCHRITT GEGENUEBER DER BISHERIGEN TAUCHMETHODEN BEI ARBEITEN AUF DEM MEERESBODEN DAR. ARBEITEN MIT MENSCHEN IN GROSSEN WASSERTIEFEN AN OFFSHORE-STRUKTUREN, PIPELINES UND/ODER PLATTFORMEN SETZTEN DESHALB DIE VERWENDUNG VON TAUCHSYSTEMEN VORAUS, MIT DENEN FUER DIE ZEITDAUER DES EINSATZES AUF DEM MEERESBODEN ODER IM WASSER DIE UNTERBRINGUNG DES TAUCHENDEN PERSONALS UNTER DEM EIN- SATZDRUCK (ENTSPRECHEND DER EINSATZTIEFE) ERMOEGLICHT WIRD. DIE BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND BETEILIGTE SICH ANFANGS AN DIESEN AKTIVITAETEN SEHR VERHALTEN, ZUMAL AUFGRUND DER HOHEITLICH BESCHRAENKTEN, BUNDESEIGENEN SEEGEBIETE KAUM MIT OELLAGERSTAETTEN IM KUESTENBEREICH ZU RECHNEN WAR. DIESE EINSTELLUNG AENDERTE SICH JEDOCH AB ETWA MITTE DER SIEBZIGER BIS ENDE DER ACHTZIGER JAHRE, ALS MAN ERKANNTE, DASS DER HOHE TECHNISCHE STANDARD DER DEUTSCHEN INDUSTRIE MIT NEUARTIGEN PRODUKTEN DAS FEHLEN ERTRAGREICHER OELLAGERSTAETTEN MEHR ALS NUR AUSGLEICHEN UND DADURCH MIT DEN WELTWEITEN ENTWICKLUNGEN SOGAR SCHRITT HALTEN KOENNTE. LEIDER HIELT DIESE EUPHORISCHE HALTUNG BEI DEN MASSGEBENDEN REGIERUNGSVERTRETERN NICHT LANGE AN, SO DASS SCHON ZU BEGINN DER NEUNZIGER JAHRE DIE UNTERSTUETZUNG IN DER MEERESTECHNISCHEN FORSCHUNG WIEDER EINGESTELLT WURDE. DIE SEINER ZEIT VOR DER INSEL HELGOLAND INSTALLIERTE FORSCHUNGSPLATTFORM HELGOLAND (SIEHE BILD), DIE ZUR UNTERSTUETZUNG DER DEUTSCHEN INDUSTRIE ERRICHTET WURDE, UM DEREN PRODUKTE UND ENTWICKLUNGEN UNTER NATUERLICHEN UMGEBUNGSBEDINGUNGEN ZU ERPROBEN, MUSSTE ENDE DER NEUNZIGER JAHRE ABGERISSEN WERDEN UND DER EHEMALIGE STANDORT WIEDER IN DEN URSPRUNGS- ZUSTAND ZURUECKVERSETZT WERDEN. ANSICHT DER EHEMALIGEN FORSCHUNGS- PLATTFORM HELGOLAND . SIE WURDE ENDE DER NEUNZIGER JAHRE VOELLIG ABGEBAUT. DER MEERESBODEN WURDE IN DEN URZUSTAND ZURUECK VERSETZT. INZWISCHEN BAHNT SICH WIEDER EIN WECHSEL IN DER CHANCENBEURTEILUNG DER MEERESTECHNIK AN, WEIL DEM NEUEN AUFGABENGEBIET DER WINDENERGIEFORSCHUNG UND DER INSTALLATION VON WINDENERGIERAEDERN IM OFFSHORE-BEREICH NEUE ENTWICKLUNGSCHANCEN BEIGEMESSEN WERDEN. DERZEITIG IST MAN DARUM BEMUEHT, DASS FUER DIE MIT FRAGESTELLUNGEN IM ZUSAMMENHANG STEHENDE MEERESTECHNIK NICHT NUR EINE, SONDERN MEHRERE FORSCHUNGSPLATTFORMEN ERFORDERLICH SEIN WERDEN UND ZU INSTALLIEREN SIND. BEREITS IM JAHRE 2002 WURDEN VOM BUNDESMINISTERIUM FUER FORSCHUNG UND TECHNOLOGIE DIE ENT- WICKLUNG UND DER BAU EINER NEUEN FORSCHUNGSPLATTFORM IN AUFTRAG GEGEBEN. ANFANG FEBRUAR 2012 KONNTE EINE DER NEUEN FORSCHUNGSPLATTFORMEN BEI BORKUM IN BETRIEB GENOMMEN, AN DER UNTER ANDEREM AUCH DAS GKSS-FORSCHUNGSZENTRUM GEESTHACHT BETEILIG IST [2]. DIE DERZEITIGEN ENTWICKLUNGEN IN DER MEERESTECHNIK LASSEN DEN SCHLUSS ZU, DASS SICH IN DEN NAECHSTEN JAHREN DAS ERFORDERNIS EINSTELLEN WIRD, EINE NEUE MODERNE TIEFTAUCHANLAGE ZU IN- STALLIEREN. DAS VORLIEGENDE BUCH IST DAS ERSTE DEUTSCHSPRACHIGE WERK ZUR UNTERWASSER-SCHWEISSTECHNIK, DAS UMFASSEND UND INFORMATIV DIE ENTWICKLUNG UND DEN STAND DER FORSCHUNG UND DER VERSUCHS- PROGRAMME SCHILDERT, INSBESONDERE DIE ENTWICKLUNGS- UND FORSCHUNGSMASSNAHMEN DES GKSS- FORSCHUNGSZENTRUMS IN GEESTHACHT UEBER MEHRERE JAHRZEHNTE. DARUEBER HINAUS WERDEN ERFOLGREICHE ERPROBUNGEN UND INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN ZUM HYPERBAR NASSEN SCHWEISSEN SOWIE ZUM HYPERBAR TROCKENEN SCHWEISSEN BEHANDELT, WELCHE DEN AUF DIESEN GEBIETEN TAETIGEN FACHFIRMEN ALS WERTVOLLE INFORMATIONEN UND ANREGUNGEN DIENEN KOENNEN. IN DIE BESCHREIBUNGEN DER GAENGIGEN UND BEWAEHRTEN UNTERWASSER-SCHWEISS- UND SCHNEIDVERFAHREN SIND DIE ERFORDERLICHEN GERAETE- UND ANLAGENAUSRUESTUNGEN MIT EINBEZOGEN. BETRIEBLICHE UND PERSONELLE ANFORDERUNGEN AN DIE UNTERNEHMEN DER UNTERWASSER-SCHWEISSTECHNIK SIND IM RAHMEN EINES KAPITELS ZUR QUALITAETSSICHERUNG SOWIE ZUM ARBEITS- UND GESUNDHEITSSCHUTZ AUSFUEHRLICH BESCHRIEBEN. DIE VOM VERFASSER IN MEHR ALS ZWEI JAHRZEHNTEN IN DER FORSCHUNG, ENTWICKLUNG UND ANWENDUNG ERWORBENEN KENNTNISSE BIETEN DEM LESER EINEN UMFASSENDEN EINBLICK IN DEN STAND DIESER HOCH- LEISTUNGSTECHNIK. ABSCHLIESSEND DANKT DER VERFASSER DEM DUESSELDORFER VERLAG DVS MEDIA GMBH FUER DIE BEAR- BEITUNG UND VEROEFFENTLICHUNG SEINER TECHNISCH-WISSENSCHAFTLICHEN UMFANGREICHEN LITERATURARBEIT. ELMSHORN, IM DEZEMBER 2014 PETER SZELAGOWSKI SCHRIFTTUM [1] A PICTORICAL HISTORY OF DIVING. BEST PUBLISHING SOCIETY, SAN PEDRO, CALIFORNIA, ISBN 0- 941332-09-8. [2] FINO 1, 2, 3 FORSCHUNGSPLATTFORMEN IN NORD- UND OSTSEE. WWW.FINO-OFFSHORE.DE UND WIKIPEDIA.ORG/WIKI/FINO-FORSCHUNGSPLATTFORMEN INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 1 EINFUEHRUNG ZUM SCHWEISSEN UND SCHNEIDEN UNTER WASSER ....................................... 1 SCHRIFTTUM ....................................................................................................................... 3 2 EINWICKLUNG UND BEDEUTUNG DER UNTERWASSER-SCHWEISSTECHNIK .............................. 5 2.1 ALLGEMEINES .................................................................................................................... 5 2.2 SCHWEISSEN IN NASSER UMGEBUNG (NASSE UND HALBNASSE VERFAHREN) ................................ 6 2.3 SCHWEISSEN IN HYPERBAR TROCKENER ATMOSPHAERE ............................................................. 11 SCHRIFTTUM ..................................................................................................................... 15 3 ENTWICKLUNG UND FORSCHUNG AM GKSS-FORSCHUNGSZENTRUM GEESTHACHT (BEREICH UNTERWASSERTECHNIK DES INSTITUTS FUER ANLAGENTECHNIK) ............................ 16 3.1 INSTITUT FUER ANLAGENTECHNIK ........................................................................................... 16 3.2 GKSS-TAUCHANLAGEN FUER TECHNISCHE EINSAETZE .............................................................. 17 3.2.1 UNTERWASSERLABOR HELGOLAND ..................................................................................... 17 3.2.2 GKSS-UNTERWASSERSCHWEISSHAUS .................................................................................. 19 3.2.3 GKSS-UNTERWASSER-SIMULATIONSANLAGE (GUSI) ALLGEMEINE INFORMATIONEN .............. 21 3.2.3.1 BESCHREIBUNG DER EINZELNEN SYSTEMKOMPONENTEN ....................................................... 24 3.2.3.1.1 WOHNBEREICH ................................................................................................................ 24 WOHN- UND RETTUNGSKAMMER A5 .................................................................................. 24 MEDIZINISCHE BEHANDLUNGSKAMMER A6 ........................................................................ 26 ZENTRALKAMMER A3 ....................................................................................................... 27 3.2.3.1.2 ARBEITSBEREICH .............................................................................................................. 29 NASSVERSUCHSKAMMER A3U ........................................................................................... 29 HAUPTARBEITS- UND VERSUCHSKAMMER A1 ....................................................................... 30 3.2.3.2 HOCHDRUCKORIENTIERUNGSKAMMER A8 ............................................................................ 34 3.2.3.3 30-BAR-SCHWEISSVERSUCHSKAMMER .................................................................................. 35 3.2.3.4 HOCHDRUCKORIENTIERUNGSKAMMER D10 .......................................................................... 36 3.2.3.5 KAMMER-BESCHICKUNGSWAGEN ...................................................................................... 37 3.2.3.6 TAUCHBECKEN ................................................................................................................. 38 3.3 ATEM- UND KAMMERGAS-BEWIRTSCHAFTUNG ..................................................................... 40 3.3.1 ZENTRALES GASLAGER ........................................................................................................ 40 3.3.2 SCHWEISSGASABSORBERSYSTEM .......................................................................................... 41 3.4 BESONDERE ERFORDERNISSE AN ANLAGEN, AUSRUESTUNG UND TAUCHER FUER DAS SICHERE ARBEITEN IN NASSER UND TROCKENER UMGEBUNG BIS IN GROSSE WASSERTIEFEN ...................... 42 SCHRIFTTUM ..................................................................................................................... 46 4 BETRACHTUNGEN ZUR ZIELSETZUNG DES GKSS IN DER FORSCHUNG ZUR UNTERWASSER- TECHNIK ......................................................................................................................... 48 4.1 BESONDERHEITEN DER VERSUCHSDURCHFUEHRUNG BEIM NASSEN SCHWEISSEN * SICHERHEITS- TECHNISCHE BETRACHTUNGEN ............................................................................................. 48 4.2 ARBEITSTECHNIKEN FUER DEN EINSATZ UNTER WASSER ............................................................ 49 4.2.1 ENTWICKLUNG DER UNTERWASSER-SCHWEISSTECHNIK IN DEUTSCHLAND ................................... 50 4.2.2 BESONDERHEITEN DES HYPERBAREN SCHWEISSENS ................................................................ 52 4.2.3 SCHWEISSEN IN NASSER UMGEBUNG ................................................................................... 53 4.2.3.1 HANDHABUNG DES MANUELLEN NASSEN SCHWEISSENS .......................................................... 57 4.2.3.2 ELEKTRODENZUSAMMENSETZUNG ....................................................................................... 61 4.2.3.3 ELEKTRODENDURCHMESSER ................................................................................................ 65 4.2.3.4 KOHLENSTOFFAEQUIVALENT UND DAS TEMPER-BEAD-SCHWEISSEN ............................................ 65 SCHRIFTTUM ..................................................................................................................... 66 5 VERFAHREN, GERAETE, ANLAGEN UND ZUBEHOER ZUM SCHWEISSEN UND SCHNEIDEN UNTER WASSER ......................................................................................................................... 68 5.1 SCHWEISSSTROMQUELLEN FUER DAS UNTERWASSER-LICHTBOGENHANDSCHWEISSEN ....................... 68 5.1.1 UMFORMER ODER GLEICHSTROMGENERATOREN ...................................................................... 68 5.1.2 GLEICHRICHTER AELTERER BAUART .......................................................................................... 68 5.1.3 GLEICHRICHTER NEUERER BAUART ........................................................................................ 70 5.2 STROMQUELLE FUER DAS NASSE VOLLMECHANISCHE SCHWEISSEN ............................................... 72 5.2.1 DRAHTSCHUBGERAET ............................................................................................................ 74 5.2.2 SCHWEISSBRENNER ............................................................................................................ 75 5.2.2.1 SCHWEISSZANGE ZUM NASSEN LICHTBOGENSCHWEISSEN MIT STABELEKTRODEN ......................... 75 5.2.2.2 SCHWEISSPISTOLE ZUM NASSEN UNTERWASSERSCHWEISSEN ..................................................... 75 5.3 ENTWICKLUNG HYPERBAR TROCKENER SCHWEISSSYSTEME ....................................................... 76 5.3.1 HYPERBARES ORBITALSCHWEISSEN NACH DEM WIG- UND MIG-/MAG-VERFAHREN ............... 76 5.3.2 MOSS * MODULARES ORBITAL-SCHWEISSSYSTEM FUER ATMOSPHAERISCHE UND HYPERBARE EINSAETZE ........................................................................................................................ 77 SCHRIFTTUM ..................................................................................................................... 78 6 ENTWICKLUNGEN UND ERPROBUNGEN ZUM HYPERBAR NASSEN SCHWEISSEN .................... 80 6.1 SCHWEISSEN ARTFREMDER STAHL-SCHWEISSZUSAETZE ............................................................... 82 6.2 SCHWEISSZUSAETZE FUER DAS ARTGLEICHE SCHWEISSEN ............................................................. 83 6.3 EINFLUSS DER UMGEBUNGSBEDINGUNGEN .......................................................................... 86 6.3.1 POROSITAET IN ABHAENGIGKEIT VON DER WASSERTIEFE ............................................................ 87 6.4 MECHANISCH-TECHNOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN .................................................................. 88 6.5 CHEMISCHE ANALYSE ...................................................................................................... 90 6.6 WASSERSTOFF IM NASS GESCHWEISSTEN SCHWEISSGUT ........................................................... 92 SCHRIFTTUM ..................................................................................................................... 97 7 HYPERBAR TROCKENES SCHWEISSEN ................................................................................. 99 7.1 ALLGEMEINES .................................................................................................................. 99 7.2 SCHWEISSVERFAHREN UND IHR EINSATZBEREICH .................................................................. 100 7.3 VERSUCHSAUSRUESTUNG ZUM SCHWEISSEN IN HYPERBARER ATMOSPHAERE ............................... 101 7.3.1 ALLGEMEINE BEMERKUNGEN ZU KONSTRUKTION UND AUSFUEHRUNG VON IN HYPERBAR TROCKENER ATMOSPHAERE EINSETZBAREN ANLAGEN UND GERAETEN ......................................... 101 7.3.2 ZWEIACHSEN-TRAVERSEN-SCHWEISSSYSTEM ...................................................................... 102 7.3.3 ORBITALSCHWEISSSYSTEM ................................................................................................ 103 7.3.4 ROBOTERSCHWEISSSYSTEM ............................................................................................... 105 7.4 GRUNDLAGENUNTERSUCHUNGEN ZUM SCHWEISSEN IN HYPERBAR TROCKENER ATMOSPHAERE ...... 106 7.4.1 VERHALTEN DES LICHTBOGENS UNTER HYPERBAREN BEDINGUNGEN ....................................... 107 7.4.2 WERKSTOFFKUNDLICHE UNTERSUCHUNGEN ZUM HYPERBAREN WIG-SCHWEISSEN ................... 114 7.4.2.1 EINFLUSS DES KAMMERGASES AUF ERGEBNISSE ZUM WIG-SCHWEISSEN ............................. 114 7.4.2.2 ERGEBNISSE VON MECHANISCH-TECHNOLOGISCHEN GRUNDLAGEN-UNTERSUCHUNGEN ZUM HYPERBAREN WIG-SCHWEISSEN MIT ZUSATZDRAHT (AN AUFTRAG- UND VERBINDUNGSNAEHTEN) 115 7.4.3 VERFAHRENSENTWICKLUNGEN ZUM HYPERBAR TROCKENEN MAG-SCHWEISSEN UNTER VERWENDUNG VERSCHIEDENER KAMMERGASE (VERSUCHSBEDINGUNGEN) ........................... 119 7.5 ANLAGENENTWICKLUNG ZUM HYPERBAREN MAG-ORBITALSCHWEISSEN ................................ 129 7.5.1 VERSUCHSAUFBAU UND VERSUCHSDURCHFUEHRUNG .............................................................. 130 7.5.2 WERKSTOFFUEBERGANG, PROZESSSTABILITAET UND SCHWEISSPARAMETER .................................... 135 7.5.2.1 QUALITAETSMERKMALE VON HYPERBAREN MAG-SCHWEISSNAEHTEN ........................................ 137 7.5.3 HYPERBARES MAG-SCHWEISSEN MIT INDUSTRIEROBOTER .................................................... 148 7.6 MODULARES ORBITAL-SCHWEISSSYSTEM (MOSS) .............................................................. 157 7.6.1 SYSTEMBESCHREIBUNG ................................................................................................... 158 7.6.1.1 ORBITAL-SCHWEISSKOPF UND WEITERE MODULE ................................................................. 158 7.6.1.2 STEUERUNG UND UEBERWACHUNG ..................................................................................... 160 7.6.1.3 SYSTEMQUALIFIZIERUNG UND AUSBLICK ............................................................................ 161 SCHRIFTTUM ................................................................................................................... 162 8 BESCHREIBUNG EINER INSTANDSETZUNG UNTER EINSATZ EINER AUTONOMEN TAUCHERLOSEN STATION ................................................................................................. 167 8.1 BESCHREIBUNG DES SYSTEMS ......................................................................................... 168 8.2 BESCHREIBUNG EINER MOEGLICHEN PIPELINE-INSTANDSETZUNG DURCH DAS AUTONOME SYSTEM 170 SCHRIFTTUM ................................................................................................................... 172 9 ERFAHRUNGEN MIT UNTERWASSER-INSTANDSETZUNGEN DURCH NASSES SCHWEISSEN ........ 173 9.1 ERFOLGREICHE PLATTFORM-INSTANDSETZUNG VOR DER KUESTE ENGLANDS ................................. 173 9.2 SCHIFFSINSTANDSETZUNG DURCH NASSES UNTERWASSERSCHWEISSEN ...................................... 177 9.2.1 AUSFUEHRUNG DER INSTANDSETZUNG .................................................................................. 178 9.3 INSTANDSETZUNG EINER SPUNDWAND ............................................................................... 179 9.3.1 AUSFUEHRUNG DER SANIERUNGSARBEITEN ........................................................................... 182 9.4 BESEITIGUNG DES HAVARIESCHADENS EINER HAFEN-HOCHWASSER-SCHUTZWAND .................. 184 9.4.1 AUSFUEHRUNG DER INSTANDSETZUNG .................................................................................. 186 SCHRIFTTUM ................................................................................................................... 189 10 SCHWINGFESTIGKEITSUNTERSUCHUNGEN ZUR BEWERTUNG VON UNTERWASSER- SCHWEISSVERBINDUNGEN .............................................................................................. 190 10.1 EINFUEHRUNG .................................................................................................................. 190 10.2 VERSUCHSPROGRAMM FUER DIE ERMUEDUNGSVERSUCHE ........................................................ 191 10.3 KLEINVERSUCHSPROBEN .................................................................................................. 191 10.3.1 PROBENFORM ................................................................................................................. 194 10.3.2 DURCHFUEHRUNG DER ERMUEDUNGSVERSUCHE ...................................................................... 194 10.3.3 AUSWERTUNG DER KLEINPROBENVERSUCHE UND DARSTELLUNG DER ERGEBNISSE .................... 195 10.4 UNTERSUCHUNGEN AN ROHR-MUFFEN-VERBINDUNGEN (BAUTEILPROBEN) ............................. 198 10.4.1 KONSTRUKTIONSFORM ...................................................................................................... 199 10.4.2 VORBEREITUNG DER VERSUCHSPROBEN .............................................................................. 199 10.4.3 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND AUSWERTUNG DER BAUTEILVERSUCHE ................................... 201 10.4.4 VERSUCHSBEGLEITENDE BERECHNUNGEN ........................................................................... 203 10.4.5 EIGENSPANNUNGSMESSUNGEN ........................................................................................ 204 10.5 SCHLUSSFOLGERUNGEN .................................................................................................... 206 SCHRIFTTUM ................................................................................................................... 210 11 LASERSTRAHLSCHWEISSEN IN HYPERBARER UMGEBUNG ................................................... 212 11.1 ORIENTIERENDE LABORVERSUCHE ..................................................................................... 212 11.1.1 DRUCKKAMMERVERSUCHE ............................................................................................... 214 11.1.2 LASERSTRAHLFUEHRUNG ...................................................................................................... 214 11.1.3 WERKSTUECKPOSITIONIERUNG ............................................................................................ 215 11.1.4 GASZUFUHR UND DRUCKREGELUNG ................................................................................... 215 11.1.5 STEUERUNG DES VERSUCHSSTANDS..................................................................................... 215 11.2 VERSUCHSLASER .............................................................................................................. 216 11.2.1 CO 2 -LASER ................................................................................................................... 216 11.2.2 ND:YAG-LASER ........................................................................................................... 219 11.3 WERKSTUECKBEARBEITUNG MIT EINEM ND:YAG-LASER IN HYPERBARER UMGEBUNG ............ 222 11.3.1 AUFGABENSTELLUNG ........................................................................................................ 223 11.3.2 CONTAINERSTATION .......................................................................................................... 223 11.3.3 VERSUCHSLASER .............................................................................................................. 224 11.3.3.1 GLASFIBERKABEL ............................................................................................................ 225 11.3.3.2 LASERSTRAHL-SCHWEISS- UND -SCHNEIDKOEPFE ................................................................... 226 11.4 LASERSTRAHLSCHNEIDEN IN HYPERBAR TROCKENER ATMOSPHAERE ........................................... 231 11.4.1 SCHNEIDVERSUCHE MIT DEM MINIATURLASERKOPF ............................................................. 231 11.5 LASERSTRAHLSCHWEISSEN IN HYPERBAR NASSER UMGEBUNG ................................................. 235 11.5.1 ENTWICKLUNG EINER DUESE ZUR SCHAFFUNG EINER WASSERFREIEN KAVERNE AN EBENEN OBERFLAECHEN ................................................................................................................ 235 11.5.2 ENTWICKLUNG EINER VORSATZDUESE FUER GEKRUEMMTE OBERFLAECHEN ..................................... 241 11.6 ERGEBNISSE DES LASERSTRAHLSCHWEISSENS IN HYPERBAR TROCKENER UND HYPERBAR NASSER UMGEBUNG .................................................................................................................. 243 11.6.1 LASERSTRAHLSCHWEISSEN IN HYPERBAR TROCKENER UMGEBUNG ............................................ 243 11.6.2 BESEITIGEN VON RISSEN MIT DEM LASERSTRAHLSCHWEISSEN ............................................... 248 11.6.3 LASERSTRAHLSCHWEISSEN IN HYPERBAR NASSER UMGEBUNG ................................................. 249 11.7 SCHLUSSFOLGERUNG ........................................................................................................ 252 SCHRIFTTUM ................................................................................................................... 252 12 UNTERWASSERSCHNEIDEN .............................................................................................. 254 12.1 UNTERWASSERSCHNEIDEN MIT DEM BENZINBRENNER .......................................................... 254 12.2 UNTERWASSERSCHNEIDEN MIT DER HOHLELEKTRODE ............................................................ 255 12.3 UNTERWASSERSCHNEIDEN MIT DER SAUERSTOFFKERNLANZE ................................................... 256 12.4 UNTERWASSERSCHNEIDEN MIT SPEZIALELEKTRODEN ............................................................ 259 12.5 UNTERWASSERFRAESE ........................................................................................................ 259 12.6 WASSERSTRAHLSCHNEIDEN ............................................................................................... 261 12.7 UNTERWASSERSCHNEIDEN MIT EINER ROTIERENDEN TRENNSCHEIBE (UNTERWASSERWINKEL- SCHLEIFER) ..................................................................................................................... 261 12.8 ENTWICKLUNG WEITERER UNTERWASSERSCHNEIDVERFAHREN ................................................. 262 12.8.1 CMAG-TECHNIK .......................................................................................................... 262 12.8.2 THERMISCHES SCHNEIDEN MIT KOHLELEKTRODEN (CMAC-VERFAHREN) ............................. 262 12.8.3 WEITERE VERFAHRENSENTWICKLUNGEN ............................................................................. 263 SCHRIFTTUM ................................................................................................................... 264 13 ENTWICKLUNG VON NAHTERKENNUNGS- UND NAHTVERFOLGUNGSSYSTEMEN .................... 265 13.1 ANFORDERUNGEN AN EIN HYPERBAR EINSETZBARES KAMERASYSTEM ..................................... 265 13.2 ROEHRENKAMERAS ........................................................................................................... 266 13.2.1 GENERELLE WIRKUNGSWEISE ........................................................................................... 266 13.2.2 ROEHRENKAMERAS FUER DEN HYPERBAREN EINSATZ OHNE DRUCKGEHAEUSE ............................... 267 13.2.3 EINSATZ VON ROEHRENKAMERAS BEIM HYPERBAREN SCHWEISSEN MIT DRUCKFESTEM GEHAEUSE. 267 13.3 CCD-KAMERAS ............................................................................................................ 268 13.3.1 GENERELLE SYSTEMBESCHREIBUNG .................................................................................. 268 13.3.2 SCHWARZ-/WEISS-CCD-KAMERAS FUER DEN HYPERBAREN EINSATZ ...................................... 269 13.3.3 CCD-FARBKAMERAS ...................................................................................................... 269 13.4 AUFBAU EINES NAHTFUEHRUNGS- UND NAHTVERFOLGUNGSSYSTEMS ....................................... 269 13.4.1 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG ............................................................................................... 271 13.4.1.1 ORIENTIERUNGSVERSUCHE UNTER ATMOSPHAERISCHEN BEDINGUNGEN ..................................... 271 13.4.1.2 ORIENTIERUNGSVERSUCHE UNTER HYPERBAREN BEDINGUNGEN .............................................. 272 13.4.1.3 ERGEBNISSE UND KRITISCHE BEURTEILUNG DER ORIENTIERUNGSVERSUCHE .............................. 272 13.5 SYSTEMERPROBUNG IM HYPERBAREN SCHWEISSBETRIEB ...................................................... 273 SCHRIFTTUM ................................................................................................................... 275 14 THERMISCHES BESCHICHTEN UNTER WASSER ................................................................. 276 14.1 VERSUCHSAUFBAU .......................................................................................................... 276 14.2 UNTERWASSER-FESTSTOFFSTRAHLEN .................................................................................... 278 14.3 EINSATZ VON PROPAN UND WASSERSTOFF BEIM HOCHGESCHWINDIGKEITS-FLAMMSPRITZEN UNTER WASSER ............................................................................................................... 279 14.4 VERSUCHSERGEBNISSE .................................................................................................... 280 14.5 WAERMENACHBEHANDLUNG VON SCHWEISSNAEHTEN UNTER WASSER ........................................ 281 14.5.1 VORBEMERKUNGEN UND VERSUCHSUCHSAUFBAU ............................................................... 281 14.5.2 ERGEBNISSE UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ........................................................................... 282 SCHRIFTTUM ................................................................................................................... 287 15 QUALIFIZIERUNG DES FACHPERSONALS SOWIE HINWEISE ZUM ARBEITS- UND GESUNDHEITSSCHUTZ .................................................................................................... 288 15.1 ANFORDERUNGSBESTIMMUNGEN AN TAUCHER UND TAUCHBETRIEBE ..................................... 288 15.1.1 GEWERBLICHE TAUCHER IN INDUSTRIE UND HANDWERK ...................................................... 288 15.1.2 TAUCHER DER WASSER- UND SCHIFFFAHRTSDIREKTION .......................................................... 292 15.1.3 BUNDESWEHRTAUCHER ALS GEWERBLICHE TAUCHER ............................................................ 293 15.2 HINWEISE ZUM ARBEITS- UND GESUNDHEITSSCHUTZ (AUFSICHTS- UND UEBERWACHUNGS- GREMIEN) ..................................................................................................................... 293 15.2.1 BERUFSGENOSSENSCHAFT ................................................................................................. 293 15.2.2 GERMANISCHER LLOYD ................................................................................................... 294 SCHRIFTTUM ................................................................................................................... 294 16 NORMEN, VORSCHRIFTEN UND REGELN IN DER UNTERWASSER-SCHWEISSTECHNIK ............. 296 16.1 NORMEN ....................................................................................................................... 296 16.2 RICHTLINIE VDE 0100-200 ........................................................................................... 298 16.3 DVS-RICHTLINIEN UND -MERKBLAETTER ............................................................................. 298 16.4 INTERNATIONALE RICHTLINIEN UND VORSCHRIFTEN ............................................................... 300 17 WEITERFUEHRENDES SCHRIFTTUM DER UNTERWASSERTECHNIK NACH SACHGEBIETEN GEORDNET ..................................................................................................................... 302 HYPERBAR NASSES SCHWEISSEN ....................................................................................... 302 HYPERBAR TROCKENES SCHWEISSEN .................................................................................. 304 ARBEITSSCHUTZ UND PRUEFTECHNIK ................................................................................... 306 FINITE-ELEMENT-ANALYSEN UND THEORETISCHE BETRACHTUNGEN ........................................ 307 DRUCKKAMMERTECHNIK ................................................................................................. 309 KORROSIONSSCHUTZ UND WAERMENACHBEHANDLUNG VON SCHWEISSNAEHTEN .......................... 310 NAHTERKENNUNGS- UND NAHTVERFOLGUNGSSYSTEME ......................................................... 311 AUSBILDUNG UND SCHULUNG .......................................................................................... 311 MEHRPHASENTRANSPORTTECHNIK UND WASSERSTRAHLABRASIVSTRAHLEN .................................. 312 EINSATZ DES LASERSTRAHLS UNTER WASSER ........................................................................ 312
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