Водолазный цилиндр
-
Назначение и типы баллонов для дайвинга
- Баллоны для дайвинга используются для хранения и транспортировки газа высокого давления.
- Они могут быть дыхательными, спасательными, для подводного плавания с поверхности или декомпрессионными.
- Баллоны также используются для подачи надувного газа в костюмы и компенсаторы плавучести.
-
Конструкция и материалы
- Баллоны изготавливаются из алюминиевых или стальных сплавов.
- Алюминиевые баллоны популярны из-за легкости и плавучести, но подвержены растрескиванию.
- Стальные баллоны более плотные и прочные, но подвержены коррозии.
-
Применение и особенности
- Баллоны снабжают дайвера газом через регулятор погружения или дыхательный контур.
- Баллоны могут быть спаренными или использоваться с баллоном «пони».
- При техническом дайвинге может потребоваться более двух баллонов.
-
Правила и безопасность
- Баллоны должны соответствовать правилам заполнения, регистрации и маркировки.
- Периодическое тестирование и инспекция обязательны для обеспечения безопасности.
- Баллоны считаются опасными грузами и могут иметь региональные и международные стандарты окраски и маркировки.
-
Терминология и названия
- Термин «водолазный баллон» используется инженерами и производителями.
- «Баллон для подводного плавания» чаще используется в разговорной речи.
- «Кислородный баллон» не является правильным названием, так как содержит воздух или обогащенную кислородом смесь.
-
Дополнительные принадлежности
- Баллоны могут иметь различные конфигурации ремней безопасности.
- Баллоны могут быть определены по назначению, например, для катапультирования, ступеней, декомпрессии и т.д.
-
Функциональные части
- Баллон состоит из сосуда высокого давления и клапана.
- Сосуд высокого давления может быть алюминиевым или стальным.
-
Типы стальных цилиндров
- Выпуклые днища используются для промышленных цилиндров и баллонов для аварийного запаса газа.
- Куполообразные днища обеспечивают больший объем и используются для баллонов для подводного плавания.
-
Материалы и стандарты
- Используются мартеновская, кислородная или электротехническая сталь.
- Стандарты включают DOT 3AA и другие.
-
Процесс производства
- Цилиндры изготавливаются из стальных пластинчатых дисков.
- Верхняя часть цилиндра обрезается, нагревается и закручивается для формирования бортика.
- Цилиндры подвергаются термической обработке и механической обработке.
-
Горловина цилиндра
- Горловина имеет внутреннюю резьбу для установки клапана.
- Используются различные стандарты резьбы, такие как коническая и параллельная.
-
Маркировка и клапаны
- На цилиндрах наносится маркировка с информацией о производителе, стандарте, серийном номере и других данных.
- Клапаны баллонов регулируются по резьбе, подключению к регулятору и номинальному давлению.
-
Аксессуары
- Коллекторы соединяют два баллона для подачи газа в один или несколько регуляторов.
- Клетки клапанов защищают клапаны и первые ступени регулятора от ударов и истирания.
- Цилиндрические ленты используются для соединения двух цилиндров в единый комплект.
-
Использование и защита цилиндров
- Цилиндры обычно используются с лентой и ботинком для защиты.
- Ботинок защищает краску и поверхность цилиндра, а также предотвращает коррозию.
- Лента защищает от царапин и помогает избежать коррозии.
-
Дополнительные элементы
- Цилиндровая ручка удобна для переноски, но может увеличить риск зацепления.
- Пыльные колпачки и заглушки защищают клапан от загрязнения и предотвращают утечку газа.
-
Давление и температура
- Толщина стенок цилиндра зависит от рабочего давления.
- Рабочее давление обычно составляет 210-230 бар для алюминиевых цилиндров и 232 бар для стальных.
- Гидростатическое испытательное давление обычно в 1.5-1.67 раза выше рабочего давления.
-
Мониторинг давления
- Давление в цилиндре измеряется перед заполнением, во время заполнения и после заполнения.
- Давление также контролируется дайвером для безопасности и учета.
-
Емкость и номинальное давление
- Емкость цилиндра измеряется в литрах или килограммах воды.
- Номинальное давление — это объем газа, который может быть выпущен при атмосферном давлении.
- Номинальное давление может быть выше фактического рабочего давления.
-
Давление и номинальное содержание газа
- Давление в цилиндрах зависит от гидростатического теста и не всегда применимо для экспортируемых в другие страны.
- Номинальное содержание газа основано на 10% более высоком давлении.
-
Типы и размеры алюминиевых цилиндров
- Aluminum 80 (Al80) имеет номинальную ёмкость 80 кубических футов при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм.
- Aluminum C100 имеет ёмкость 13.1 литра и давление 3300 фунтов на квадратный дюйм.
- Aluminum S80 является наиболее распространённым, используется для резервного газа и декомпрессионного газа.
- Aluminum S40 используется для резервного газа и декомпрессионного газа на средних глубинах.
- Aluminum S63 и steel HP65 имеют меньшую ёмкость, но подходят для небольших дайверов.
- Steel LP80 и HP80 компактнее и легче, чем Aluminum S80, и имеют отрицательную плавучесть.
- Steel HP119, HP120 и HP130 обеспечивают большие объёмы газа для технического дайвинга.
-
Физические размеры и материалы
- Цилиндры изготавливаются из бесшовных стальных и алюминиевых сплавов.
- Ограниченное количество стандартных диаметров для удобства производства и совместимости аксессуаров.
- Объём контролируется толщиной стенки и длиной.
- Масса зависит от диаметра, толщины стенки и плотности материала.
-
Характеристики плавучести
- Плотность цилиндра сосредоточена в концах, что влияет на плавучесть.
- Плавучесть важна в сочетании с клапаном, регулятором и аксессуарами.
- Изменение плавучести может быть проблемой для боковых цилиндров.
- Цилиндры с нейтральной плавучестью требуют меньше компенсации при отделении.
-
Применение и конфигурации
- Дайверы могут использовать один или несколько цилиндров в зависимости от условий погружения.
- В местах с низким риском используется один цилиндр.
- В опасных условиях, таких как низкая видимость или глубокие погружения, используется несколько цилиндров.
- Один или два цилиндра могут быть основным источником дыхания.
- Меньший цилиндр называется «пони-бутылкой» и используется как резервный.
- Технический дайвинг часто использует разные газы для разных фаз погружения.
-
Декомпрессионный газ
- Используется для ускорения декомпрессии
- Обычно состоит из смесей с высоким содержанием кислорода или чистого кислорода
-
Стадийные цилиндры
- Хранят резервный, дорожный или декомпрессионный газ
- Обычно крепятся сбоку на пояс или на компенсатор плавучести
- Часто используются алюминиевые цилиндры из-за нейтральной плавучести
-
Газ для надувания костюма
- Может быть взят из дыхательного газа или из небольшого независимого цилиндра
- Избегают гелиевые газы из-за высокой теплопроводности
- Аргон может использоваться как лучший изолятор
-
Аварийный газ
- Иногда переносится в дополнительном баллоне для экстренных ситуаций
- Не требуется для большинства рекреационных погружений
-
Конфигурации систем для открытого цикла
- Одиночный цилиндр с одним регулятором: простой и дешевый, но без резервирования
- Одиночный цилиндр с двумя регуляторами: используется в холодной воде, но требует помощи напарника
- Основной цилиндр плюс малый независимый цилиндр: обеспечивает резервирование, но тяжелее и дороже
- Независимые близнецы: два независимых цилиндра и два регулятора, требуют периодического переключения
- Манофолированные близнецы: два цилиндра с одним регулятором, нет резервирования
- Изолированные манофолированные близнецы: два цилиндра с двумя регуляторами, автоматическое балансирование газа
-
Слинг-цилиндры
- Используются для технического и сольного дайвинга
- Независимые цилиндры с собственными регуляторами, крепятся сбоку
- Могут нести резервный, дорожный, декомпрессионный или аварийный газ
-
Боковые цилиндры
- Крепятся к поясу сбоку, используются для технического дайвинга
- Используются в пещерах и иногда в рекреационном дайвинге
-
Цилиндры для передачи
- Используются для передачи другому дайверу в экстренных ситуациях
- Должны быть нейтрально плавучими, чтобы не нарушать нейтральную плавучесть
-
Цилиндры для сброса
- Используются для сброса на ранних этапах погружения
- Обычно крепятся как слинг- или боковые цилиндры
-
Использование баллонов в ребризерах
- Баллоны используются как часть самого ребризера или как внешние источники газа.
- Внутренние баллоны обычно меньше, чем для открытых контуров.
- Кислородные ребризеры имеют кислородный баллон, полузакрытые — баллон с нитроксидом или гелием, закрытые — кислородный и разбавляющий баллоны.
-
Открытые контуры
- Используются для обеспечения безопасности на глубине.
- Количество и емкость баллонов зависят от глубины и декомпрессионных потребностей.
- На глубоких технических погружениях требуется баллон для «нижнего» газа и баллон для «декомпрессионного» газа.
-
Закрытые контуры
- Используются как аварийный запас, но редко.
- Ребризеры громоздкие, сложные и требуют больше времени для начала дыхания.
-
Аварийный запас для дайверов
- Дайверы должны иметь аварийный запас газа для возвращения на поверхность.
- Обычно используется один баллон, поддерживаемый страховочным ремнем.
- Для закрытых погружений баллон должен быть компактным.
-
Аварийный запас на подводных лодках
- Подводные лодки должны иметь запас газа для аварийных ситуаций.
- Баллоны устанавливаются снаружи и полностью погружены в воду.
-
Баллончики для надувания костюмов
- Используются для хранения газа для надувания костюмов.
- Иногда используется аргон для лучшей изоляции.
-
Другие применения баллонов
- Используются для хранения кислорода, смешивания газов, подачи газа в декомпрессионные камеры и системы насыщения.
- Не являются подводными баллонами и могут не соответствовать тем же требованиям.
-
Расчеты газа
- Необходимо знать время, которое дайвер может дышать из баллона.
- Емкость баллона зависит от внутреннего объема и давления.
- Расход газа зависит от скорости потребления, давления и времени на глубине.
-
Вычисление времени дыхания
- Время дыхания можно рассчитать по формуле, учитывающей давление, объем и расход газа.
- Формула не учитывает давление в регуляторе и другие факторы, поэтому реальное время дыхания может быть меньше.
-
Резерв давления в баллоне
- Резерв давления — это часть давления баллона, которую не планируют использовать, кроме как в экстренных случаях.
- Резерв может быть фиксированным давлением, например, 50 бар или 500 psi.
- Формула для определения времени дыхания: BT = PR / (PR — PR), где PR — давление резерва.
-
Пример расчета времени дыхания
- На глубине 15 метров и с баллоном на 18 литров, заполненным до 200 бар, время дыхания составляет 72 минуты.
- При резерве 50 бар время дыхания составит 54 минуты.
-
Рекомендации по резерву
- Рекомендуется оставлять часть газа в баллоне для экстренных случаев.
- Размер резерва зависит от рисков погружения: для глубоких погружений требуется больший резерв.
- В рекреационном дайвинге рекомендуется оставлять 500 psi, 50 бар или 25% газа.
-
Вес использованного газа
- Плотность воздуха при 15 °C составляет около 1.225 кг/м³.
- Полный баллон на 12 литров вмещает более 2 кг воздуха.
- Потеря веса газа делает баллон и дайвера более плавучими.
-
Заполнение баллонов
- Баллоны заполняются путем подключения к клапану и открытия его до достижения нужного давления.
- Процесс должен контролироваться для предотвращения перегрева.
- Перед заполнением баллон должен быть проверен на внешние дефекты и записан в журнал.
-
Источники воздуха
- Воздух может поступать из компрессора, системы хранения или их комбинации.
- Качество воздуха должно соответствовать стандартам, включая фильтрацию и удаление конденсата.
-
Температура при заполнении
- Компрессия воздуха вызывает повышение температуры.
- Для охлаждения используются интеркулеры и водяные теплообменники.
- При заполнении баллона температура газа сначала снижается, но затем повышается.
-
Методы охлаждения
- Для охлаждения можно использовать холодную воду, но это увеличивает риск загрязнения.
- Можно заполнять баллоны без охлаждения, но давление должно соответствовать температуре.
-
Правовые аспекты
- В разных юрисдикциях существуют различные правовые ограничения на заполнение баллонов.
-
Требования к заполнению баллонов в Южной Африке
- Заполнение баллонов должно осуществляться компетентным лицом, знающим стандарты и имеющим разрешение владельца.
- Баллон должен быть в исправном состоянии и соответствовать газу, который будет заполнен.
- Баллон не должен быть заполнен выше максимального давления для текущей температуры.
- Должна быть проведена внешняя инспекция баллона и записаны детали заполнения.
- При заполнении газами, отличными от воздуха, анализ заполнения должен быть записан и подписан.
-
Чистота и тестирование газа
- Баллоны для дайвинга должны заполняться только фильтрованным воздухом или другими дыхательными газами.
- Поставщики дыхательных газов должны периодически тестировать качество воздуха.
- Стандарты для промышленных газов могут допускать опасные уровни загрязнений.
-
Обращение с особыми газами
- Кислород в высоких концентрациях опасен из-за риска пожара и коррозии.
- Кислород должен храниться в чистых и маркированных контейнерах.
- Газовые смеси с содержанием кислорода более 21% могут быть опасны для дайверов.
- Баллоны с высоким содержанием кислорода должны быть очищены и смазаны специальной смазкой.
-
Загрязнение газа
- Загрязненный дыхательный газ на глубине может быть смертельным.
- Концентрации, приемлемые на поверхности, могут превысить допустимые на глубине.
- Основные загрязнители: угарный газ, углекислый газ, масло и смазки.
- Хранение баллона под давлением снижает риск загрязнения.
-
Катастрофические отказы при заполнении
- Взрыв баллона при заполнении опасен из-за высокого давления.
- Причины отказов: коррозия, несовместимые резьбы, усталость металла.
- Предотвращение взрыва возможно с помощью предохранительного диска.
-
Периодические проверки и испытания
- Баллоны должны регулярно проверяться на наличие повреждений и коррозии.
- Гидростатический тест включает измерение объема баллона до и после испытания.
- Визуальный осмотр включает проверку на повреждения, коррозию и маркировку.
- Интервалы проверок варьируются в зависимости от страны и типа баллона.
-
Процедуры проверок и испытаний
- Если баллон проходит тесты, но состояние сомнительно, могут быть проведены дополнительные испытания.
- Неисправные баллоны должны быть утилизированы после уведомления владельца.
- Перед проверкой баллон должен быть очищен и проверен на отсутствие загрязнений.
-
Проверка и осмотр баллонов
- Проверка на внешние повреждения, коррозию, маркировку и модификации
- Визуальный осмотр внутренней части при достаточном освещении
- Ультразвуковой контроль или испытание давлением при необходимости
-
Проверка резьбы и клапанов
- Проверка резьбы цилиндра и клапана на соответствие техническим требованиям
- Проверка клапанов на пригодность к эксплуатации
-
Маркировка и записи
- Маркировка баллона после испытаний включает регистрационный знак и дату
- Записи о проверках и испытаниях хранятся в доступном состоянии
-
Очистка баллонов
- Внутренняя очистка для удаления загрязнений и продуктов коррозии
- Внешняя очистка для удаления загрязнений и старой краски
-
Срок службы и безопасность
- Срок службы ограничен визуальным осмотром и гидростатическими испытаниями
- Проверка содержимого и работы клапана перед использованием
-
Несчастные случаи и обращение
- Примеры несчастных случаев, связанных с баллонами
- Рекомендации по обращению с баллонами для предотвращения травм
-
Длительное хранение и перевозка
- Качество газов не ухудшается при правильном хранении
- Алюминиевые баллоны требуют особого внимания при хранении и перевозке
-
Классификация и маркировка баллонов для подводного плавания
- Баллоны для подводного плавания классифицируются ООН как опасные грузы.
- Выбор надлежащего отгрузочного наименования (PSN) важен для точной идентификации груза.
- В 55-й редакции Правил ИАТА и МКМПОГ определены требования к PSN.
-
Перевозка баллонов воздушным транспортом
- Баллоны с давлением менее 200 кПа можно перевозить в зарегистрированном багаже или ручной клади.
- После опорожнения баллона клапан должен быть закрыт.
- Ограничения могут быть введены отдельными странами.
-
Перевозка баллонов автомобильным транспортом
- В Великобритании с 1996 года законодательство соответствует европейскому.
- Баллоны объемом менее 1000 литров не подпадают под ДОПОГ.
- Баллоны должны соответствовать основным требованиям безопасности и иметь страховку.
-
Требования к перевозке баллонов в США
- Баллоны с давлением 200 кПа и более классифицируются как опасные материалы.
- Баллоны должны быть протестированы и проверены, содержимое указано на каждом баллоне.
- Перевозка баллонов общим весом более 1000 фунтов требует коммерческой лицензии.
-
Отделка поверхности и маркировка баллонов
- Алюминиевые баллоны могут иметь различные покрытия для защиты от коррозии.
- Стальные баллоны обычно окрашиваются для защиты от ржавчины.
- Цвета баллонов различаются в зависимости от региона и газовой смеси.
-
Европейский союз и Великобритания
- В ЕС газовые баллоны могут иметь цветовую маркировку по EN 1098-3.
- В Великобритании этот стандарт необязателен.
-
Цвета и маркировка баллонов
- Для смешанных газов цвета могут быть полосами или «четвертинками».
- Модель Air имеет белую верхнюю часть и черную окантовку или белые и черные «квадратные» плечи.
- Heliox имеет белую верхнюю часть и коричневую окантовку или белые и коричневые «четвертинки».
- Nitrox имеет белую верхнюю часть и черную окантовку или белые и черные «четвертинки».
- Чистый кислород имеет белый бортик.
- Чистый гелий имеет коричневую кромку.
- Тримикс имеет белое, черное и коричневое сегментированное плечо.
-
Маркировка и кодировка
- Баллоны с дыхательным газом должны быть маркированы с указанием содержимого.
- На этикетке должен быть указан тип газа для дыхания.
- Офшорные баллоны могут иметь кодировку и маркировку в соответствии с IMCA D043.
-
Требования в Южной Африке
- Баллоны для подводного плавания должны соответствовать цветам и маркировке SANS 10019.
- Цвет цилиндра — золотисто-желтый с французской серой окантовкой.
- Баллоны с газами, отличными от воздуха или медицинского кислорода, должны иметь прозрачную этикетку с указанием состава газа.
- Баллоны с медицинским кислородом должны быть черного цвета с белым бортиком.
-
Производители баллонов
- Производители идентифицируют свою продукцию с помощью фирменной маркировки.
- Стальные цилиндры: Avesta Jernverks AB, Далмине, Eurocylinder Systems AG, Faber Industrie SpA, IWKA, Vítkovice Cylinders a.s., Йозеф Хайзер, Worthington Cylinder Corporation.
- Алюминиевые цилиндры: Catalina Cylinder Corp., Цилиндры Хьюлетта, Luxfer, SM Gerzat, Уолтер Кидд и компания, Thunderbird cylinders.
-
Дополнительные ресурсы
- Тестирование и инспекция водолазных баллонов.
- Кислород в баллонах (для скалолазания).
- Записи, рекомендации, источники.
- CD-ROM подготовлен и распространяется Национальной службой технической информации (NTIS) в партнерстве с NOAA и издательством Best Publishing Company.
- Внешние ссылки на Викискладе.