Hoe werkt onderwaterlassen

Als duiker hebt u waarschijnlijk wel eens van de term “onderwaterlassen” gehoord. Onderwaterlassen is een van de bekendste (en lucratiefste) beroepen voor beroepsduikers.

De meesten van ons hebben een basiskennis van lassen, maar hoe wordt het precies onder water uitgevoerd? Hieronder leest u meer over deze interessante maar gevaarlijke carrière.

Wat is onderwaterlassen?

Onderwaterlassen, vaak hyperbaar lassen genoemd, bestaat al sinds het begin van de jaren dertig van de vorige eeuw en wordt nog steeds in vele delen van de wereld uitgevoerd voor het onderhoud en de reparatie van maritieme infrastructuren die gedeeltelijk of volledig onder water liggen. Lassers in het binnenland werken aan bruggen, dammen en kleine waterschepen, terwijl lassers in het offshore-gebied zich bezighouden met pijpleidingen, booreilanden, grote schepen, onderwaterhabitats en zelfs kerncentrales.

Lassen onder water is eigenlijk niet veel anders dan lassen op het droge. In beide gevallen worden dezelfde basistechnieken en lasapparatuur gebruikt, reden waarom lassers onder water meestal eerst worden opgeleid tot gecertificeerde lassers boven water. Desalniettemin is het een gevaarlijk werkterrein dat jaren van training vereist om niet alleen de vereiste kennis en vaardigheden te verkrijgen, maar ook de noodzakelijke certificering van een geaccrediteerde commerciële duikschool.

De eerste gedachte die bij mensen opkomt als ze het over onderwaterlassen hebben, is het gevaar van het mengen van water en elektriciteit. Dit is inderdaad een van de gevaren van het beroep, maar verrassend genoeg niet de grootste (hieronder meer over de gevaren van onderwaterlassen). Toch kiezen velen voor deze loopbaan omwille van de opwinding en de uitdagingen die de job met zich meebrengt – en niet te vergeten een goed loon van gemiddeld 53.990 dollar per jaar (of meer voor offshore lasser-duikers).

Hoewel het werk over het algemeen het gebruik van een gespecialiseerde lasstaaf (of elektrode) en gasvormige bubbels inhoudt, zijn er twee hoofdtypen onderwaterlassen:

Drooglassen

Hoewel we ons normaal voorstellen dat onderwaterlassen wordt gedaan terwijl men volledig ondergedompeld is in water, wordt het meeste gedaan in droge omgevingen. Bij drooglassen wordt gebruik gemaakt van een droge kamer of habitat (hyperbare kamer) waarin het water wordt vervangen door een gasmengsel zodat één of meer lassers het werk in droge omstandigheden kunnen doen.

Deze kamers kunnen duur zijn en lassers hebben ze niet altijd tot hun beschikking. In dat geval moeten de lassers hun toevlucht nemen tot natlassen, waarbij ze niets hebben dat hen tegen water beschermt.

Natlassen

Natlassen wordt gedaan afhankelijk van de toegankelijkheid van het lasgebied en de ernst van de benodigde reparatie. Een van de redenen waarom het meestal als laatste redmiddel wordt gebruikt, afgezien van het voor de hand liggende gevaar van het gebruik van elektriciteit in water, is dat er een grotere kans is dat de las te snel afkoelt door de temperatuur van het omringende water, waardoor de kans op scheuren toeneemt.

We zullen hieronder ook leren hoe elk type las werkt.

Hoe werkt lassen onder water?

Hoe wordt er dus onder water gelast? Er zijn verrassend genoeg een aantal manieren waarop lasduikers dat doen. Nadat ze een opdracht hebben gekregen, kiezen projectmanagers en deskundige lassers-duikers tussen verschillende soorten onderwaterlassen die het best aan hun behoeften voldoen. Hieronder vindt u meer informatie over hun specifieke lasprocessen.

Natlassen

Merendeel van de tijd gebruiken duikers Shielded Metal Arc Welding (SMAW) of “stoklassen”, omdat dit de meest kosteneffectieve en veelzijdige methode voor natlassen is. Bij deze methode produceren zij een elektrische boog tussen hun elektrode en de infrastructuurmetalen (zoals roestvrij staal en aluminium) die aan elkaar zullen worden gelast.

Het is belangrijk dat de lassende duikers hun elektroden schoon houden. Ook controleren de duikers, zodra zij het lasgebied hebben bereikt, gewoonlijk de omgeving op obstakels of veiligheidsrisico’s voordat zij de las uitvoeren.

Als de duiker klaar is, begint hij met het plaatsen van zijn elektrode op het doeloppervlak en geeft hij een teken aan zijn team om de stroom aan te zetten, waardoor 300 tot 400 ampère elektriciteit wordt opgewekt via gelijkstroom (DC).

Om te voorkomen dat de duiker wordt geëlektrocuteerd, ligt de sleutel in de dikke laag gasbellen die de flux (of externe coating) van de elektrode creëert om de las te bedekken en de elektriciteit af te schermen van water, corrosieve gassen en andere oxiderende verbindingen. Het team maakt ook gebruik van gelijkstroom (DC), omdat dit veiliger en effectiever is om onder water te gebruiken dan wisselstroom (AC).

Andere gebruikelijke soorten natte onderwaterlasmethoden zijn:

• Flux-cored Arc Welding (FCAW) – Maakt gebruik van een continu toegevoerd toevoegmetaal of elektrode voor het lassen van onder andere nikkelbasislegeringen en gietijzermetalen.
• Wrijvingslassen (FW) – maakt gebruik van hoge wrijving en hitte in plaats van het smelten van materiaal om metaal of thermoplast samen te smelten.

Drooglassen

Zoals eerder vermeld, impliceert drooglassen of habitatlassen het gebruik van een hyperbare kamer terwijl het naar hetzelfde basislasproces verwijst. Na het maken van een afdichting rond de structuur die moet worden gelast, spoelen aangesloten slangen het water eruit en vervangen het door een mengsel van gassen, zoals helium en zuurstof.

Nadat al het water eruit is geduwd, wordt de hyperbare kamer vervolgens onder druk gebracht tot de juiste diepte om decompressieziekte te voorkomen.

De techniek die wordt gebruikt, hangt af van de grootte van de kamer. Hier zijn de vier soorten drooglasmethoden waaruit de lassers kunnen kiezen:

• Druklassen – Methode die wordt gebruikt voor het werken in een drukvat, dat ongeveer één atmosfeer eenheid druk meet (vergelijkbaar met de druk op zeeniveau).
• Habitatlassen – De lasser-duiker gebruikt een kleine kamer ter grootte van een kamer met dezelfde druk buiten de kamer (omgevingsdruk) op werkdiepte. De kamer verplaatst het water naar het omringende waterlichaam voordat de lasser-duiker naar binnen gaat.
• Droge kamer lassen – De lasser-duiker gaat de kleine kamer van onderaf binnen en wordt alleen vanaf het hoofd tot aan de schouders bedekt (met duikuitrusting).
• Dry Spot Welding – Techniek die wordt gebruikt voor kamers die helder zijn en ongeveer zo klein als het hoofd van een persoon. Het wordt op de plaats van de las geplaatst en de lasser-duiker moet de elektrode in de kamer steken, die er gemakkelijk omheen sluit.

Shielded Metal Arc Welding (SMAW) en Flux-cored Arc Welding (FCAW) worden ook gebruikt bij droog onderwater lassen, evenals de volgende veel voorkomende lassen:

• Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) – Ook wel aangeduid als “TIG,” dit lasproces maakt gebruik van een niet-verbruikbare elektrode gemaakt van wolfraam. Er wordt hitte toegepast, samen met een elektrische boog, op roestvrij staal, aluminium en andere metalen die moeten worden gelast.
• Gas Metal Arc Welding (GMAW) – Ook bekend als “MIG,” het is bekend om zijn verschillende methoden van metaaloverdracht. Deze methode maakt gebruik van beschermgas dat door het laspistool rond de elektrode stroomt om non-ferrometalen zoals aluminium te lassen.
• Plasma Arc Welding (PAW) – Maakt ook gebruik van een elektrische boog, maar de boog is vernauwd om een hoge boog (plasma) snelheid en intense hitte te produceren voor het lassen van roestvrij staal, aluminium, en andere metalen.

Voor uitgebreide diep onder water lassen binnen grote hyperbare kamers, werken lasser-duikers meestal in paren. Zodra de operators de kamer naar de plaats van de las hebben laten zakken en met gas hebben gevuld, zakken de lassers naar dezelfde diepte (in een duikerklok), zwemmen de kamer in en beginnen aan de las, vaak afwisselend in shifts van 6 tot 8 uur.

Voor een visuele uitleg van hoe nat en droog onder water lassen werkt, bekijk de video hieronder van Water Welders:

Gevaren van onderwaterlassen

Omdat onderwaterlassers met veel meer variabelen te maken hebben -verschillend atmosferisch gas, water- en gasdruk, gespecialiseerde duik- en lasapparatuur, en beperkte ruimte, naast de toevoer van water en elektrische stroom- is het een werkterrein dat alleen is weggelegd voor deskundige lassers-duikers (inclusief ingenieurs en managers) die volledig zijn voorbereid om risico’s te vermijden en gevaren te hanteren, zoals de volgende:

• Verdrinking – Gewoonlijk veroorzaakt door Delta P gevaren, of differentiële druk, waarbij een groot waterdrukverschil een duiker doet vastlopen in een flessenhals waar water zich haast om een andere ruimte te vullen met grote kracht, soms gelijk aan meer dan duizend pond druk.
• Explosies – Kan gebeuren wanneer waterstof en zuurstof gassen mengen en zich ophopen in zakken.
• Elektrische schokken – Vaak de grootste zorg bij het omgaan met water en elektriciteit, vooral wanneer onervaren lassers geen gelijkstroom (DC) gebruiken om stroom te leveren.
• Decompressieziekte – Een veel voorkomend probleem bij onderwaterduiken, veroorzaakt door de ophoping van stikstofbellen in de bloedbaan
• Hypothermie – Gevolg van vele uren per dag werken in donker en koud water.

Zorgvuldige voorzorgsmaatregelen zijn onder meer het vastbinden aan de oppervlakte, het hebben van een andere lasser-duiker om de primaire lasser(s) te assisteren en in de gaten te houden, en communicatie met het team tijdens de gehele lasoperatie. Gelukkig zijn er lascursussen die u voor deze omstandigheden en meer opleiden. En als u geïnteresseerd bent in een carrière in het onderwaterlassen, bekijk dan onze gids over hoe u een onderwaterlasser kunt worden.