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 используются в холодной воде из-за большей плотности и прочности.
-
Клапаны и аксессуары
- Баллоны оснащаются клапанами для наполнения и подсоединения к регулятору.
- Доступны различные аксессуары, такие как коллекторы, бандажи, защитные сетки и ручки для переноски.
-
Размеры и давление
- Баллоны имеют внутренний объем от 3 до 18 литров и максимальное рабочее давление от 184 до 300 бар.
- Меньшие баллоны используются для надувания буев и костюмов.
-
Правила и безопасность
- Баллоны регулируются правилами заполнения, регистрации и маркировки.
- Периодическое тестирование и инспекция обязательны для обеспечения безопасности.
- Баллоны считаются опасными грузами и подлежат международным стандартам 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.
-
Функциональные части
- Баллон состоит из сосуда высокого давления и клапана.
- Сосуд высокого давления изготавливается из алюминия или стали.
- Композитные баллоны используются редко из-за высокой положительной плавучести.
-
Алюминиевые баллоны
- Алюминиевые баллоны популярны из-за легкости и плавучести.
- Сплав 6351 подвержен растрескиванию, но старые баллоны все еще используются.
- Алюминиевые баллоны изготавливаются методом холодной экструзии и подвергаются термообработке.
-
Стальные баллоны
- Используются в холодной воде из-за большей плотности и прочности.
- Подвержены коррозии, но могут быть оцинкованы или покрыты антикоррозийными красками.
- Имеют длительный срок службы и не подвержены усталостным повреждениям.
-
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.
-
Конструкция и защита баллона
- Цилиндрическая лента защищает верхнюю часть баллона.
- Цилиндрический башмак защищает основание баллона.
- Цилиндрическая сетка защищает лакокрасочное покрытие и осушает поверхность.
- Цилиндрическая ручка облегчает переноску, но увеличивает риск зацепления.
- Пылезащитные колпачки и заглушки предотвращают попадание пыли и воды.
-
Рабочее давление и вместимость
- Рабочее давление влияет на плавучесть баллона.
- В США используются три номинальных значения рабочего давления.
- Вместимость баллона измеряется в литрах или килограммах воды.
- Внутренний объем указывается в литрах или килограммах.
-
Контроль давления и стандарты
- Давление контролируется перед наполнением, во время наполнения и после.
- Давление измеряется в фунтах на квадратный дюйм или барах.
- Существуют два стандарта измерения давления: фунты на квадратный дюйм и бары.
-
Популярные размеры и использование
- 22 литра: стальной, 200 и 232 бар.
- 20 литров: стальной, 200 и 232 бар.
- 18 литров: стальной, 200 и 232 бар, используется для подачи обратного газа.
- 16 литров: стальной, 200 и 232 бар, используется для подачи обратного газа.
- 15 литров: стальной, 200 и 232 бар, используется для подачи обратного газа.
- 12,2 литра: стальной, 232 и 300 бар, алюминиевый, 232 бар, используется для подачи обратного газа.
- 12 литров: стальной, 200, 232, 300 бар, алюминиевый, 232 бар, используется для подачи обратного газа.
- 11 литров: алюминиевый, 200, 232 бар, используется для установки на заднем газе или сбоку.
- 10,2 литра: алюминиевый, 232 бар, используется для подачи обратного газа.
- 10 литров: стальной, 200, 232 и 300 бар, используется для подачи обратного газа и слива.
- 9,4 литра: алюминиевый, 232 бар, используется для подачи обратного газа или как строп.
- 8 литров: стальной, 200 бар, используется для полузакрытых дыхательных аппаратов.
- 7 литров: стальной, 200, 232 и 300 бар, алюминиевый, 232 бар, используется для подачи обратного газа и спасательных баллонов.
- 6 литров: стальной, 200, 232, 300 бар, используется для подачи обратного газа и аварийных баллонов.
- 5,5 литра: стальной, 200 и 232 бар.
- 5 литров: стальной, 200 бар, используется для ребризеров.
- 4 литра: стальной, 200 бар, используется для ребризеров и баллонов pony.
- 3 литра: стальной, 200 бар, используется для ребризеров и баллонов pony.
- 2 литра: стальной, 200 бар, используется для ребризеров, баллонов pony и надувания костюмов.
- 1,5 литра: стальной, 200 и 232 бар, используется для накачивания костюмов.
- 0,5 литра: стальной и алюминиевый, 200 бар, используется для компенсации плавучести и надувания поверхностных маркерных буев.
-
Допуск давления и номинальное содержание газа
- Допуск давления зависит от периодического гидростатического испытания.
- Номинальное содержание газа рассчитано на более высокое давление на 10%.
-
Алюминиевые баллоны
- Алюминиевый баллон 80 (Al80) имеет номинальную емкость 80 кубических футов при давлении до 3000 фунтов на квадратный дюйм.
- Алюминиевый C100 имеет номинальную емкость 13,5 литров при давлении до 3300 фунтов на квадратный дюйм.
- Алюминиевый S80 популярен для заправки и декомпрессионного газа, имеет внутренний объем 11 литров и рабочее давление 3000 фунтов на квадратный дюйм.
- Алюминиевый S40 используется для бокового и подвесного катапультирования, имеет внутренний объем 5,8 литров и рабочее давление 3000 фунтов на квадратный дюйм.
-
Стальные баллоны
- Стальные баллоны LP80 и HP80 компактнее и легче алюминиевых S80, имеют отрицательную плавучесть.
- Стальные баллоны HP119, HP120 и HP130 обеспечивают больший объем газа для нитрокса.
-
Физические размеры и толщина стенок
- Стальные баллоны выпускаются в различных типоразмерах с наружным диаметром от 83 до 267 мм.
- Толщина стенок варьируется в зависимости от материала, номинального давления и практических соображений.
-
Характеристики плавучести
- Плотность цилиндра сосредоточена в торцах, что влияет на плавучесть.
- Плавучесть баллона важна в сочетании с клапаном, регулятором и аксессуарами.
- Компенсатор плавучести должен обеспечивать положительную плавучесть на всех глубинах.
-
Области применения и конфигурации
- Дайверы могут иметь один или несколько баллонов в зависимости от риска погружения.
- Баллоны могут использоваться для основного дыхания, «бутылки для пони» и спасательного баллона.
- Технический дайвинг требует различных газов для каждой фазы 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 одиночного 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 для доступа через узкие пространства
-
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 дайвер не планирует использовать, кроме как в экстренных случаях.
- Резерв может быть фиксированным давлением, например, 50 бар или 500 psi.
- Формула для определения времени дыхания учитывает резерв давления.
-
Пример расчета времени дыхания
- Дайвер на глубине 15 метров с баллоном на 18 литров и давлением 200 бар может дышать 72 минуты.
- В некоторых системах это может произойти внезапно, что требует немедленных действий.
-
Рекомендации по резерву
- Рекомендуется оставлять часть газа в баллоне для экстренных ситуаций.
- 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.
- Большинство баллонов вмещают более 2 кг воздуха, что увеличивает плавучесть баллона.
- Потеря веса газа делает баллон и дайвера более плавучими, что может быть проблемой.
-
Заполнение баллонов
- Баллоны заполняются путем подключения к источнику высокого давления и достижения нужного давления.
- Процесс требует контроля температуры и давления для предотвращения повреждений.
-
Проверка и запись данных
- Перед заполнением баллон должен быть проверен на внешние дефекты и повреждения.
- Данные баллона записываются в журнал.
-
Зарядка от компрессора
- Воздух может поступать от компрессора, системы хранения или их комбинации.
- Качество воздуха должно соответствовать стандартам, включая фильтрацию и удаление конденсата.
-
Зарядка из системы хранения
- Баллоны могут заполняться из систем хранения путем декантирования или каскадного заполнения.
- Системы хранения используются для смешивания газов и кислорода.
-
Изменение температуры при заполнении
- Компрессия воздуха вызывает повышение температуры.
- Для охлаждения используются интеркулеры и водяные теплообменники.
- Заполнение баллона также вызывает повышение температуры, но сначала газ холодный.
-
Методы охлаждения
- Избыточное тепло можно удалить, погрузив баллон в холодную воду.
- Сухой метод заполнения позволяет заряжать баллон до давления, соответствующего температуре.
-
Правовые аспекты
- Юридические ограничения на заполнение баллонов варьируются в зависимости от юрисдикции.
-
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.
-
Осмотр и проверка цилиндров
- Внешний осмотр на наличие повреждений, коррозии, износа и других дефектов.
- Внутренний осмотр при необходимости с использованием ультразвука или других методов.
- Проверка резьбы и состояния клапанов.
- Ультразвуковая проверка может заменить гидростатическое испытание.
-
Маркировка и обслуживание
- Маркировка включает дату тестирования и регистрационный знак.
- Записи о периодических проверках и испытаниях хранятся.
- В случае отказа цилиндра владелец должен быть уведомлен.
-
Очистка и обслуживание
- Внутренняя очистка для удаления загрязнений и коррозии.
- Внешняя очистка для удаления загрязнений и старой краски.
- Методы очистки должны минимизировать удаление структурного металла.
-
Срок службы и безопасность
- Срок службы ограничен визуальным осмотром и гидростатическими испытаниями.
- Перед использованием необходимо проверять дату проверки и состояние клапана.
- Проверка газа на запах и отсутствие продуктов горения.
-
Хранение и транспортировка
- Цилиндры не должны храниться без присмотра.
- Хранение при температурах ниже 65 °C для предотвращения коррозии.
- Алюминиевые цилиндры требуют особого внимания из-за низкой термостойкости.
-
Классификация и маркировка опасных грузов
- Диверсионные баллоны классифицируются как опасные грузы для транспортировки.
- Выбор правильного названия груза (PSN) помогает точно описать опасности.
- IATA и IMDG определяют PSN как название, используемое в документах и на упаковках.
-
Международная авиаперевозка
- Баллоны с давлением менее 200 кПа можно перевозить как checked in или carry-on багаж.
- Баллоны должны быть пустыми и с закрытым клапаном для предотвращения попадания влаги.
- Страны могут вводить дополнительные ограничения на перевозку.
-
Европейские правила
- С 1996 года законодательство Великобритании гармонизировано с европейским.
- Баллоны с вместимостью менее 1000 литров не подпадают под ADR.
- Коммерческие перевозки должны соответствовать ADR, если не освобождены от требований.
- Водитель несет ответственность за безопасность и должен иметь страховку.
-
Требования к перевозке в США
- Баллоны с давлением 200 кПа и выше классифицируются как HAZMAT.
- Баллоны должны соответствовать стандартам DOT или иметь специальное разрешение.
- Коммерческая перевозка баллонов с весом более 1000 фунтов требует лицензии.
- Баллоны с весом менее 1000 фунтов должны быть проверены и маркированы.
-
Требования к перевозке в других странах
- В некоторых странах нет законодательства, регулирующего цвет баллонов.
- В других странах цвет баллонов может быть определен национальными стандартами.
- В Европе баллоны могут быть окрашены по стандарту EN 1098-3.
-
Цвета и маркировка баллонов для дыхательных газов
- Для смешанных газов используются полосы или «четверти».
- Воздух: белая верхняя часть и черная полоса на плече или белые и черные «четверти».
- Heliox: белая верхняя часть и коричневая полоса на плече или белые и коричневые «четверти».
- Nitrox: белая верхняя часть и черная полоса на плече или белые и черные «четверти».
- Чистый кислород: белое плечо.
- Чистый гелий: коричневое плечо.
- Trimix: белое, черное и коричневое сегментированное плечо.
- Баллоны должны быть маркированы с указанием содержимого.
-
Маркировка баллонов для оффшорного использования
- Баллоны для оффшорного использования могут быть маркированы по стандарту IMCA D043.
- Цвет корпуса баллона может быть любым, если это не вызывает путаницы с цветом плеча.
-
Маркировка баллонов в Южной Африке
- Баллоны для подводного плавания должны соответствовать цветам и маркировкам SANS 10019.
- Цвет баллона: золотой желтый с французским серым плечом.
- Баллоны с газами, кроме воздуха или медицинского кислорода, должны иметь прозрачную наклейку с надписью NITROX или TRIMIX и составом газа.
- Баллоны с медицинским кислородом должны быть черными с белым плечом.
-
Производители баллонов
- Производители идентифицируют свои продукты с помощью зарегистрированной маркировки на плече баллона.
- Стальные баллоны: Avesta Jernverks AB, Dalmine, Eurocylinder Systems AG, Faber Industrie SpA, Industrie Werke Karlsruhe Aktiengesellschaft, Pressed Steel Tank, Vítkovice Cylinders a.s., Josef Heiser, Worthington Cylinder Corporation.
- Алюминиевые баллоны: Catalina Cylinder Corp, Hulett Cylinders, Luxfer, SM Gerzat, Walter Kidde and Co, Metal Impact / Thunderbird.
-
Дополнительная информация
- Периодическая инспекция и тестирование баллонов для подтверждения пригодности к эксплуатации.
- Баллоны с кислородом для альпинизма и горного дела.