Rezervor de scufundare
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de
versiunea revizuită la 8 septembrie 2022; verificarea necesită
1 editare .
Un cilindru (pentru scufundări) este un vas din oțel, aluminiu sau compozit (balon metalic cu pereți subțiri întărit cu fibră de carbon) de formă cilindrică sau, mult mai puțin frecvent, sferică, folosit pentru a stoca și transporta gaze la temperaturi ridicate (până la 300). atm ) presiune. Balonul face parte din echipamentul de scuba .
Gazul din butelie este furnizat inotatorului printr-un regulator . Cilindrii conțin de obicei gaz la o presiune de 186 până la 300 bar (2700 până la 4300 psi , sau 18,6 până la 30,0 MPa ), iar un volum tipic al rezervorului este de la 1,5 până la 18 litri , ceea ce vă permite să aveți o alimentare cu gaz de la 300 până la 3600 litri în condiții normale (30 până la 120 ft³ ( piciori cubi )).
Buteliile de gaz sunt, de asemenea, utilizate pentru o varietate de aplicații de suprafață, inclusiv stocarea gazului pentru oxigen pentru primul ajutor în tratamentul bolilor legate de scufundări în aparatele de respirație ale pompierilor și utilizate ca stocare a gazelor în stațiile de compresoare; există, de asemenea, diverse aplicații care nu fac scufundări .
Dispozitiv
Compoziția balonului, în general, include:
- Balonul este, de fapt, depozitul de gaz în sine. Fabricat de obicei din aluminiu sau oțel forjat . Cilindrii compoziți sunt utilizați în aparatele de respirație pentru stingerea incendiilor, dar sunt rar utilizați pentru scufundări, datorită flotabilității lor pozitive ridicate. Buteliile din aluminiu au o densitate mai mică decât buteliile din oțel, ceea ce reprezintă un avantaj în scufundarea tehnică deoarece flotabilitatea negativă este redusă atunci când scafandrul trebuie să poarte multe butelii. Cu toate acestea, există un dezavantaj: scufundarea cu unul sau două rezervoare de aluminiu va necesita adăugarea de greutăți pentru a crea flotabilitatea negativă necesară pentru scufundare.
- Supapă de închidere - un nod care conectează balonul cilindrului la regulator. Sarcina supapei este de a controla fluxul de gaz către și dinspre butelie și de a crea o legătură strânsă cu regulatorul. Supapa include, de asemenea, un disc de siguranță care se va prăbuși din cauza suprapresiunii înainte ca balonul să spargă din cauza presiunii excesive.
- Supapă de închidere în formă de Y. Cel mai adesea există supape de închidere cu o singură ieșire și o supapă. Supapa Y are două ieșiri și două supape, permițând conectarea a două regulatoare la cilindru. Dacă un regulator intră în flux liber (cel mai frecvent mod de defecțiune), supapa acestuia poate fi închisă și respirația de la al doilea regulator continuă.
- Inelul O de cauciuc etanșează între supapa de închidere și regulator. Inelele O fluoroplastice sunt utilizate cu butelii concepute pentru a stoca amestecuri de gaze îmbogățite cu oxigen pentru a reduce riscul de incendiu.
- Maneta de rezerva . Până în anii 1970 , înainte ca manometrele să fie instalate pe regulatoare, a fost adesea folosit un mecanism pentru a alerta înotătorul atunci când amestecul de gaz era epuizat. Alimentarea cu gaz a fost oprită automat în momentul în care presiunea în butelie atingea o anumită valoare. Pentru a folosi rezerva, scufundătorul a tras de pârghie și a finalizat scufundarea înainte ca rezerva să fie epuizată.
- Pantoful – serveste la protejarea cilindrului de impacturile excesive asupra solului, precum si la asigurarea posibilitatii de instalare a cilindrului in pozitie verticala. Este o sticlă de plastic, în care se introduce becul cilindrului cu partea inferioară. Este folosit în principal cu cilindri de oțel.
Tipuri de supape de închidere
În prezent, există patru tipuri străine de supape:
- A-clamp (sau English Yoke (yok) - clemă) - asigură etanșeitatea conexiunii prin apăsarea regulatorului de supapa cilindrului cu o clemă. Acest tip de conexiune este simplu, ieftin și foarte utilizat în întreaga lume. Este proiectat pentru o presiune maximă de 232 bar, iar cea mai slabă parte a conexiunii, inelul O, nu este foarte bine protejată de suprapresiune.
- 232 bar DIN (5 ture, filet de țeavă G 5/8") - regulatorul este înșurubat în supapă, ceea ce asigură o fixare sigură a etanșării inelului O. Sunt mai fiabile decât clemele A deoarece inelul O este bine protejat, dar în multe țări echipamentul standard DIN nu este utilizat în mod universal la compresoare, așa că scafandrul va trebui să poarte un adaptor atunci când călătorește.
- 300 bar DIN: (7 spire, filet țeavă G 5/8") - asemănătoare tipului anterior de supapă (pentru 232 bar), dar nominală pentru presiune de lucru până la 300 bar. Regulatoarele nominale la 300 bar pot fi utilizate în cilindri nominal pentru presiune 232 bari, dar nu invers .
- EN 144-3:2003 Standardul european descrie un nou tip de conexiune care este similar ca aspect cu DIN 232 sau 300, dar folosește un filet metric M26x2. Un compus de acest tip este destinat utilizării cu amestecuri în care conținutul de oxigen este mai mare decât în atmosferă , adică cu amestecuri de gaze hiperoxice .
Din august 2008, reglementările UE au impus ca toate echipamentele utilizate pentru scufundări cu nitrox sau oxigen pur să respecte noul standard.
Pe lângă supapele standard importate, în CSI se folosesc și un număr mare de cilindri cu standarde sovietice pentru conectarea filetelor. Cele mai populare sunt cilindrii cu supapă VK-200, al căror filet de conectare este folosit și pe dispozitivele „Ucraina-2” și „Yunga” („ASV”). În plus, există și un conector AVM-5 (AVM-7) și un conector AVM-1. Pentru a instala regulatoare importate, precum și regulatoare cu alte standarde de filet, adaptoarele sunt instalate pe astfel de cilindri:
- „Ucraina-2” și cilindri cu supapă VK-200 pentru regulator DIN.
- „ABM-5”, „ABM-7” pentru regulator DIN.
- „ABM-1”, „Submariner-1” pe regulatorul DIN.
- AVM-5, AVM-7; „Submariner-2”, „Submariner-3” pe regulatorul YOKE.
- „ABM-1”, „Submariner-1” pe regulatorul AVM-5.
Material cilindru
Cilindrii sunt fabricați din oțel , aluminiu, oțel compozit și fibră de carbon. Cu toate acestea, fiecare opțiune are atât avantaje, cât și dezavantaje.
- Cilindri de otel . Au o flotabilitate negativă mare, ceea ce reduce cantitatea de încărcătură, dar limitează numărul maxim de cilindri transportați simultan.
- cilindri de aluminiu . În ciuda densității mai mici a metalului, cilindrii de aluminiu sunt mai grei datorită creșterii grosimii pereților balonului în comparație cu oțelul. În același timp, în unele federații de scufundări , cilindrii de aluminiu sunt utilizați în principal pentru etape, deoarece, spre deosebire de buteliile din oțel, greutatea lor în apă este aproape de zero. Au o limitare a presiunii maxime de lucru din vas - 210 bar.
- Baloane compozite . Au o greutate mică, care, atunci când sunt folosite în apă, se transformă în necesitatea unui set suplimentar de greutăți. Foarte fragil.
Tabel care arată flotabilitatea diferitelor cilindri în apă, goale și pline [1] [2] .
| Balon
|
Aer
|
Greutate de suprafață
|
Greutate în apă
|
| Material
|
Volumul, l
|
Presiune, bar
|
Volumul, l
|
Greutate, kg
|
Gol, kg
|
plin, kg
|
Gol, kg
|
plin, kg
|
| Oţel
|
12
|
200
|
2400
|
3.0
|
16.0
|
19.0
|
−1.2
|
−4.3
|
| cincisprezece
|
200
|
3000
|
3.8
|
20,0
|
23.8
|
−1.4
|
−5.2
|
| 2×7
|
200
|
2800
|
3.5
|
19.5
|
23.0
|
−2,0
|
−5.6
|
| opt
|
300
|
2400
|
3.0
|
13.0
|
16.0
|
−3,5
|
−6,5
|
| zece
|
300
|
3000
|
3.8
|
17.0
|
20.8
|
−4,0
|
−7,8
|
| 2×4
|
300
|
2400
|
3.0
|
15.0
|
18.0
|
−4,0
|
−7,0
|
| 2×6
|
300
|
3600
|
4.6
|
21.0
|
25.6
|
−5,0
|
−9,6
|
| Aluminiu
|
9
|
203
|
1826
|
2.3
|
12.2
|
13.5
|
+1,8
|
−0,5
|
| unsprezece
|
203
|
2247
|
2.8
|
14.4
|
17.2
|
+1,8
|
−1.1
|
| 13
|
203
|
2584
|
3.2
|
17.1
|
20.3
|
+1,4
|
−1,7
|
Scopul baloanelor
Scafandrii folosesc adesea mai multe tipuri de rezervoare. Fiecare sticla are propriul scop.
Scafandrii de agrement poartă
adesea următorii cilindri:
- Rezervor principal - folosit în timpul scufundărilor, capacitatea este de obicei de la 10 la 18 litri.
- bail out sau bale out - un cilindru folosit doar ca rezervă de aer de urgență, „parașuta de rezervă” a unui scafandru. De obicei are un volum de 0,4 până la 1 litru.
- balon de ponei - un mic balon folosit ca rezervă.
Scafandrii tehnici folosesc adesea mai multe tipuri de amestecuri de respirație, fiecare în cilindri separati, pentru toate fazele unei scufundări:
- amestec de călătorie sau amestec de transport (din engleză travel gas ) - cilindrul conține gaz pentru utilizare în timpul scufundărilor - de obicei este nitrox cu o presiune parțială medie a oxigenului în amestec.
- fund mixture (din engleză. bottom gas ) - cilindrul conține gaz pentru utilizare la adâncime - de obicei este un amestec gazos pe bază de heliu cu un conținut scăzut de oxigen - heliox sau trimix .
- etapă (din engleză stage ) - cilindrul conține gaz pentru procedurile de decompresie , de obicei este nitrox cu o presiune parțială mare de oxigen sau oxigen pur.
Respiratoarele folosesc cilindri de volum mic (1 - 3 litri):
- Respiratoarele cu oxigen au rezervor de oxigen
- Rebreather-urile cu circuit semiînchis au un rezervor de diluant , care conține aer, nitrox sau un amestec pe bază de heliu.
- Respiratoarele cu circuit închis au cilindri de oxigen și un diluant care conține aer, nitrox sau un amestec pe bază de heliu.
Capacitate
Cea mai frecventă întrebare arată astfel: „Cât timp poți sta sub apă folosind cutare sau cutare balon?”. Întrebarea are două părți:
Cât gaz poate conține un balon? Capacitatea cilindrului depinde de doi indicatori:
- presiune de lucru: 200 până la 300 bar
- volum intern: de obicei este de la 3 la 18 litri
Astfel, o butelie de 3 litri cu o presiune de lucru de 300 de bari poate conține până la 900 de litri de gaz.
Cât de mult gaz consumă un înotător? Consumul de gaz este influențat de doi factori:
- ritmul respirator al scafandrului: în condiții normale, această valoare este de la 10 la 25 de litri pe minut; în timpul muncii grele sau în panică, consumul de aer poate crește până la 100 de litri pe minut.
- presiunea ambientală: presiunea la suprafață este de 1 bar (1 atmosferă); la fiecare 10 metri de adâncime crește presiunea cu 1 bar.
Așadar, un înotător care consumă 20 de litri de aer pe minut la suprafață (1 bar) la o adâncime de 30 de metri (4 bar) va consuma de patru ori mai mult - 80 de litri pe minut. Dacă un scafandru are doar un cilindru de trei litri la o presiune de 300 de bari pentru respirație, atunci gazul din butelie se va epuiza în 11 minute sau mai mult.
Consumul de gaz este, de asemenea, afectat de rata consumului de oxigen de către organism ( metabolism ), activitatea fizică și starea psihologică. Strict vorbind, ultimii doi factori afectează fluxul de aer nu direct, ci prin ritmul respirator. Din moment ce se știe că, în funcție de activitatea fizică, consumul de oxigen al organismului crește, iar ca urmare, volumul amestecului consumat și ritmul respirator crește. Starea psihologică (stres, entuziasm, calm) afectează, de asemenea, în mod semnificativ consumul de amestec respirator. Este logic să presupunem că consumul de gaz este mai mare dacă scafandrul este nervos sau agitat.
Rezervare
Este foarte recomandat să rezervați o parte din gazul utilizat pentru o siguranță sporită. Rezerva poate fi necesară pentru a face opriri de decompresie mai lungi decât cele planificate pentru scufundare sau pentru a oferi timp suplimentar pentru recuperarea în urma accidentelor subacvatice.
Mărimea rezervei depinde de probabilitatea de apariție a unei anumite situații de urgență în timpul scufundării. O scufundare adâncă sau cu decompresie necesită mai multe rezerve decât o scufundare de mică adâncime sau fără decompresie. În scufundările de agrement, se recomandă să planificați scufundarea astfel încât, atunci când ieși la suprafață, rezervorul să conțină în continuare gaz la 50 bar sau 25% din capacitatea sa inițială. În scufundări tehnice ( scufundări deasupra capului sau scufundări adânci), scafandrii planifică scufundări cu marje de siguranță crescute folosind regula treimii: o treime din gaz este planificată pentru scufundare, o treime pentru suprafață și o treime pentru rezervă. Totodată, recent au apărut recomandări mai stringente, care se bazează pe o analiză a incidentelor: să se lase jumătate (două sferturi), sau chiar mai mult, din rezervele de gaze. Aceste recomandări se aplică mai mult persoanelor implicate în pătrunderea în peșteri subacvatice, epave, alte medii deasupra capului cu libertate limitată de manevră.
Seturi standard de cilindri
Scuba se referă aici la un set de cilindru și regulator - setul minim care vă permite să respirați sub apă.
Pentru a asigura siguranța, scafandrii poartă adesea echipament de scufundare de rezervă suplimentar pentru a reduce șansa de apariție a unei situații „ în afara aerului ” . Există mai multe opțiuni pentru utilizarea cilindrilor și regulatoarelor:
- Scuba unică (fără redundanță): constă dintr-un rezervor mare și un regulator. Această configurație este simplă și ieftină, dar este doar un sistem. Dacă echipamentul de scuba eșuează, înotatorul va fi într-o situație „în aer liber”. Acest design nu este recomandat pentru utilizare în toate scufundările în care există un „ mediu deasupra capului ” care ar putea interfera cu o ascensiune de urgență: scufundări în gheață sau în peșteră, pătrunderea epavei.
- Scuba principală plus regulator vezică de ponei : Această configurație folosește o scuba principală mare, împreună cu o scuba mai mică independentă numită „ponei”. Scafandrul are două sisteme independente, dar sistemul complet este acum mai greu, mai scump de cumpărat și întreținut. Un balon ponei are o capacitate mică și, prin urmare, poate oferi o alimentare cu aer pentru scufundări la mică adâncime. Un alt tip de sursă de aer de rezervă autonomă este „micro scuba” : un cilindru portabil de 0,5 litri cu un regulator montat direct pe cilindru. Această „micro scuba” vă permite să respirați câteva respirații și să urcați de la o adâncime de până la 20 de metri.
- Etape : Un tip de echipament de scufundare independent utilizat în scufundări tehnice. Scopul lor nu este de a furniza gaz în cazul unei defecțiuni în scufundări, ci de a stoca amestecurile de gaze utilizate în diferitele etape ale scufundării.
- Set dublu independent : constă din două echipamente de scuba independente . Un astfel de sistem este mai greu, mai scump la cumpărarea, întreținerea, încărcarea buteliilor. De asemenea, înotătorul trebuie să-și amintească să schimbe regulatorul în timp util, astfel încât să existe întotdeauna o rezervă de aer în cilindri, astfel încât, în cazul unei defecțiuni a unuia dintre echipamentele de scuba, să nu ajungă într-un situație „fără aer”. Scânteile independente nu funcționează bine cu computerele integrate cu aer .
- Sparka cu colector și un regulator : doi cilindri sunt combinați cu un colector , dar este conectat un singur regulator. Această opțiune este simplă și ieftină, dar nu are un sistem de respirație de rezervă, doar crescând alimentarea cu gaz.
- Sparka cu colector și două regulatoare : constă din două rezervoare de scuba conectate printr-un colector cu supape care pot fi închise în caz de urgență. Acest design în caz de accident vă permite să economisiți restul de gaz din cilindrul supraviețuitor. Avantajele și dezavantajele acestei configurații sunt aceleași cu avantajele și dezavantajele unei scântei independente. În plus, calitățile pozitive includ absența necesității de a schimba regulatoarele sub apă. Cu toate acestea, există pericolul de a pierde întreaga alimentare a amestecului de gaz dacă supapele de pe colector nu pot fi închise în momentul scurgerii de aer, în plus, colectorul este scump și este un alt punct potențial de defecțiune.
Cilindri de încărcare
Rezervoarele ar trebui să fie încărcate numai cu aer pe compresoare sau alte gaze respirabile folosind tehnici de amestecare a gazelor. Ambele servicii ar trebui să fie furnizate de organizații de încredere, cum ar fi magazinele de echipamente de scufundare. Respirarea gazelor industriale comprimate poate fi fatală deoarece presiunea ridicată crește efectul oricăror impurități din acestea.
Măsuri speciale care trebuie luate atunci când se lucrează cu amestecuri de gaze altele decât aerul:
- Oxigenul în concentrații mari poate provoca incendiu sau coroziune.
- Oxigenul trebuie transferat dintr-un recipient în altul cu mare atenție și numai folosind butelii curățate și etichetate.
- Amestecurile de gaze cu un conținut de oxigen diferit de 21% pot fi extrem de periculoase pentru scafandrii care nu cunosc procentul de oxigen din ele. Toți cilindrii trebuie marcați cu compoziția amestecului.
Respirarea aerului poluat la adâncime poate fi fatală. Poluanți comuni: monoxid de carbon - un produs secundar al arderii, dioxid de carbon - un produs al metabolismului, uleiuri și grăsimi de la compresor.
O explozie , cauzată de eliberarea bruscă a gazului de înaltă presiune dintr-un cilindru, poate fi foarte periculoasă dacă nu este manipulată corespunzător. Cel mai mare risc de explozie există în timpul încărcării cilindrului și în primele minute după terminarea încărcării și crește datorită reducerii grosimii pereților balonului cilindrului ca urmare a coroziunii. Un alt motiv este deteriorarea sau coroziunea filetului și gâtului cilindrului la punctul de atașare a supapei.
Dacă încărcarea vine de la un compresor puternic fără răcirea prealabilă a aerului comprimat, cilindrul se încălzește, iar după încărcare se răcește, în timp ce aerul din interior este încă fierbinte. Tensiunile din metal sunt completate de solicitările termice. Acest lucru, sub o presiune critică, poate duce situația la distrugere. Prin urmare, răcirea în primele minute după conducere este cea mai periculoasă perioadă.
Depozitarea cilindrului sub presiune reduce șansa de contaminare a interiorului cilindrului cu agenți corozivi sau toxici precum apa de mare, vapori de ulei, benzină, motorină, gaze otrăvitoare, colonii fungice sau microbiene.
Producție și testare
Majoritatea țărilor necesită inspecție regulată a cilindrilor. De obicei, include o inspecție vizuală a suprafeței interne și un test hidrostatic (test de presiune). În SUA, o inspecție vizuală trebuie făcută în fiecare an și un test hidrostatic la fiecare cinci ani. În UE, o inspecție vizuală trebuie efectuată la fiecare doi ani și jumătate, iar un test hidrostatic la fiecare cinci ani. În Norvegia, un test hidrostatic (și inspecție vizuală) trebuie efectuat la trei ani după fabricarea cilindrului și ulterior la fiecare doi ani.
Legislația din Australia impune ca cilindrii să fie testați hidrostatic la fiecare douăsprezece luni.
Testul hidrostatic include aducerea presiunii din cilindru la presiunea de încercare (calibrare) și măsurarea volumului cilindrului înainte și după încercare. O creștere permanentă a volumului, caracterizată printr-un coeficient de dilatare rezidual peste un nivel acceptabil, de obicei 10%, înseamnă că cilindrul nu trece testul și trebuie distrus. Coeficientul de dilatare reziduală este raportul dintre modificarea reziduală a volumului cilindrului după eliberarea presiunii de încercare, la totalul, la presiunea de încercare, adesea exprimat ca procent.
În timpul producției cilindrului, parametrii acestuia, inclusiv presiunea de lucru, presiunea de încercare , data producției , materialul , capacitatea și greutatea , sunt ștanțați pe suprafața balonului.
Când se efectuează teste, data testului curent sau data următorului test în unele țări, cum ar fi Germania , este ștampilată pe umerii balonului pentru a facilita verificarea în orice moment.
Majoritatea operatorilor de stații de compresoare verifică aceste informații înainte de a umple buteliile și pot refuza dacă au butelii nestandard sau expirate.
Codarea culorilor cilindrului
În conformitate cu EN 1098-3, UE introduce codificarea culorilor amestecurilor de gaze din butelii.
Colorarea gâtului [3] :
- Aer , nitrox - sferturi albe și negre situate vizavi.
- Heliox - sferturi albe și maro situate vizavi.
- Oxigenul pur este un gât alb.
- Heliu pur - gât maro.
- Trimix - gâtul este vopsit cu sectoare albe, negre și maro .
În multe centre de scufundări din întreaga lume, unde aerul și nitroxul sunt gazele standard utilizate, buteliile de nitrox sunt codificate în culori cu o dungă verde pe o bază galbenă. Culoarea obișnuită pentru un cilindru de aluminiu este argintiu. Cilindrii de oțel sunt vopsiți pentru a preveni coroziunea, în principal în galben sau alb, ceea ce îmbunătățește vizibilitatea. În unele standarde industriale pentru etichetarea buteliilor, galbenul indică prezența clorului în cilindru , iar în Europa galbenul indică conținutul otrăvitor sau coroziv, dar pentru scufundări acest lucru nu contează, deoarece fitingurile și echipamentele nu sunt compatibile.
Marcare
În Uniunea Europeană, cilindrii trebuie să fie etichetați în funcție de conținutul lor. Eticheta trebuie să conțină informații despre tipul de amestec pentru respirație din cilindru.
Buteliile destinate utilizării cu amestecuri de gaze îmbogățite cu oxigen necesită, de asemenea, marcajul „pregătit pentru utilizare cu oxigen”, care indică faptul că sunt pregătite pentru utilizare într-o atmosferă îmbogățită cu oxigen.
Note
- ↑ 1 litru de aer la presiunea atmosferică și o temperatură de 10 °C cântărește 1,247 g.
- ↑ Gas Diving Arhivat 24 septembrie 2015.
- ↑ Gât - partea superioară a cilindrului cea mai apropiată de supapă.
Link -uri