Баллон для дайвинга — Diving cylinder

Содержание

Баллон для дайвинга — Diving cylinder

А баллон для дайвинга, акваланг или же танк для дайвинга это газовый баллон используется для хранения и транспортировки высоких давление дыхательный газ требуется акваланг. Его также можно использовать для подводное плавание или как декомпрессионный газ или аварийное газоснабжение для подводного плавания или подводного плавания. Баллоны обеспечивают газом дайвер через клапан спроса регулятор для дайвинга или дыхательная петля ныряния ребризер.

Водолазные баллоны обычно изготавливаются из алюминиевых или стальных сплавов и обычно оснащены одним из двух распространенных типов клапана баллона для наполнения и подключения к регулятору. Могут быть предоставлены другие аксессуары, такие как коллекторы, ленты цилиндров, защитные сетки, ботинки и ручки для переноски. В зависимости от области применения для переноски баллона или баллонов во время дайвинга можно использовать различные конфигурации ремней безопасности. Баллоны, используемые для подводного плавания, обычно имеют внутренний объем (известный как емкость по воде) от 3 до 18 литров (0,11 и 0,64 кубических футов) и максимальное рабочее давление от 184 до 300. бары (От 2670 до 4350psi). Доступны также баллоны меньшего размера, например 0,5, 1,5 и 2 литра, однако они часто используются для таких целей, как надувание наземные маркерные буи, сухие костюмы и компенсаторы плавучести а не дышать. Аквалангисты могут нырять с одним баллоном, парой аналогичных баллонов или с основным баллоном и баллоном «пони» меньшего размера, которые носятся на спине дайвера или прикрепляются к ремню безопасности по бокам. Спаренные цилиндры могут быть объединенными или независимыми. В некоторых случаях требуется более двух цилиндров.

Под давлением баллон несет эквивалентный объем свободного газа, превышающий его вместимость по воде, потому что газ сжатый давление до нескольких сотен раз выше атмосферного. В отбор соответствующего комплекта водолазных баллонов для водолазных работ на основе необходимое количество газа чтобы безопасно завершить погружение. Баллоны для дайвинга чаще всего наполнены воздухом, но поскольку основные компоненты воздуха могут вызывать проблемы при дыхании под водой при более высоком атмосферном давлении, дайверы могут выбрать для дыхания баллоны, наполненные смесями газов, кроме воздуха. Во многих юрисдикциях действуют правила, регулирующие наполнение, запись содержимого и маркировку баллонов для дайвинга. Периодические проверки и испытания баллонов часто являются обязательными для обеспечения безопасности операторов заправочных станций. Водолазные баллоны под давлением считаются опасные товары для коммерческих перевозок, а также региональных и международные стандарты для окраски и маркировки также может применяться.

Содержание

Терминология

Термин «водолазный баллон» обычно используется инженерами, производителями газового оборудования, специалистами службы поддержки и дайверами. Британский английский. «Акваланг» или «водолазный бак» чаще используется в разговорной речи непрофессионалами и носителями языка Американский английский. Период, термин «кислородный баллон»обычно используется людьми, не занимающимися дайвингом; однако это неправильное название, поскольку эти баллоны обычно содержат (сжатый атмосферный) воздух для дыхания или смесь воздуха, обогащенного кислородом. Они редко содержат чистый кислород, кроме случаев, когда они используются для ребризер дайвинг, мелководье декомпрессионные остановки в технический дайвинг или для кислородная рекомпрессионная терапия в воде. Вдыхание чистого кислорода на глубине более 6 метров (20 футов) может привести к кислородное отравление. [1]

Баллоны для дайвинга также называются бутылками или флягами, обычно перед ними стоит слово scuba, diving, air, [2] или спасение. Цилиндры могут также называться аквалангами, обобщенный товарный знак полученный из Аква-легкое оборудование производства Aqua Lung / La Spirotechnique Компания, [3] хотя это более правильно относится к аквалангу с открытым контуром или регулятору для дайвинга с открытым контуром.

Водолазные цилиндры также могут быть указаны в зависимости от их применения, например, в аварийных цилиндрах, сценических цилиндрах, декомпрессионных цилиндрах, боковых цилиндрах, цилиндрах пони, цилиндрах надувания костюмов и т.

Запчасти

Два 12-литровых стальных баллона, соединенных изоляционным коллектором и двумя хомутами из нержавеющей стали, с черными пластиковыми башмаками резервуара

Функциональное плавание цилиндр состоит из сосуда высокого давления и клапан баллона. Обычно есть одно или несколько дополнительных аксессуаров в зависимости от конкретного применения.

Сосуд под давлением

В сосуд под давлением представляет собой бесшовный цилиндр, обычно изготавливаемый из штампованных алюминий или кованые стали. [4] Нити намотки композитные баллоны используются в противопожарных дыхательных аппаратах и кислородная первая помощь снаряжение из-за небольшого веса, но редко используется для дайвинга из-за высокого положительного плавучесть. Они иногда используются, когда важна мобильность для доступа к месту погружения, например, в пещерный дайвинг. [5] [6] Композитные баллоны, сертифицированные по ISO-11119-2 или ISO-11119-3, могут использоваться для подводного применения только в том случае, если они изготовлены в соответствии с требованиями для использования под водой и имеют маркировку «UW». [7]

Алюминий

Особенно распространенный цилиндр представлен на тропический дайв-курорты — это «алюминий-S80», который представляет собой алюминиевый баллон с внутренним объемом 0,39 кубических футов (11,0 л), рассчитанный на номинальный объем 80 кубических футов (2300 л) газа атмосферного давления при его номинальном рабочем давлении. 3000 фунтов на квадратный дюйм (207 бар). [8] Алюминиевые баллоны также часто используются там, где дайверы несут много баллонов, например, в технический дайвинг в воде, которая достаточно теплая, так что гидрокостюм не обеспечивает большой плавучести, потому что большая плавучесть алюминиевых баллонов снижает количество дополнительной плавучести, которая потребуется дайверу для достижения нейтральной плавучести. Их также иногда предпочитают носить в качестве «сайдмаунтинговых» или «подвесных» цилиндров, поскольку почти нейтральная плавучесть позволяет им удобно висеть по бокам тела дайвера, не нарушая дифферента, и их можно передать другому дайверу или сбросить на ступеньку. с минимальным влиянием на плавучесть. Большинство алюминиевых цилиндров имеют плоское дно, что позволяет им стоять вертикально на ровной поверхности, но некоторые из них были изготовлены с куполообразным дном. При использовании клапан баллона и регулятор добавляют массу к верхней части баллона, поэтому основание имеет тенденцию быть относительно плавучим, а алюминиевые опускаемые цилиндры имеют тенденцию опираться на основание в перевернутом положении, если плавучесть близка к нейтральной.

Алюминиевые сплавы, используемые для водолазных баллонов: 6061 и 6351. 6351 сплав подлежит устойчивое растрескивание под нагрузкой а баллоны, изготовленные из этого сплава, должны периодически проходить вихретоковые испытания в соответствии с национальным законодательством и рекомендациями производителя. [9] [10] Сплав 6351 был заменен на производство нового, но многие старые баллоны все еще находятся в эксплуатации, и все еще законны и считаются безопасными, если они проходят периодические гидростатические, визуальные и вихретоковые испытания, требуемые правилами и как указано производителем. Количество цилиндров, которые катастрофически вышли из строя, составляет порядка 50 из примерно 50 миллионов произведенных. Многие из них не прошли вихретоковый тест и визуальный осмотр резьбы горловины, либо они протекли и были выведены из эксплуатации без вреда для кого-либо. [11]

Алюминиевые цилиндры обычно изготавливают холодным способом. экструзия алюминиевых заготовок в процессе, который сначала прессы стенки и основание, затем обрезается верхний край стенок цилиндра с последующим прессованием для формирования плеча и шейки. Окончательный структурный процесс — это обработка внешней поверхности шейки, расточка и нарезание резьбы шейки и Уплотнительное кольцо канавка. Затем цилиндр подвергается термообработке, тестированию и штамповке с требуемой стойкой маркировкой. [12] Алюминиевые водолазные баллоны обычно имеют плоское основание, что позволяет им стоять вертикально на горизонтальных поверхностях, и относительно толстые, чтобы обеспечить грубое обращение и значительный износ. Это делает их тяжелее, чем они должны быть для прочности, но дополнительный вес у основания также помогает поддерживать низкий центр тяжести, что обеспечивает лучший баланс в воде и снижает избыточную плавучесть.

Схема, показывающая стальную матрицу в разрезе с вставленной алюминиевой заготовкой

Участок матрицы с вставленной заготовкой

Процесс холодной экструзии

Глухая труба цилиндра после снятия с матрицы. Он состоит из основания и стенок цилиндра, но остается открытым вверху.

Экструзионный продукт перед обрезкой

Цилиндр был закрыт сверху путем дальнейшей холодной штамповки, а горловина все еще закрыта.

Разрез после закрытия верхнего торца

Горловина цилиндра обработана, и показано резьбовое отверстие для клапана цилиндра.

В разрезе подробно показаны обработанные участки шеи

Цилиндр проходит гидростатические испытания для контроля качества.

Стальные баллоны

При нырянии в холодной воде, когда человек носит высоко плавучую теплоизоляционную гидрокостюм имеет большой избыток плавучести, часто используются стальные баллоны, потому что они плотнее алюминиевых баллонов. Кроме того, они часто имеют меньшую массу, чем алюминиевые баллоны с таким же объемом газа, из-за значительно большей прочность материала, поэтому использование стальных баллонов может привести как к более легкому баллону, так и к меньшему балласт требуется для того же объема газа, что позволяет сэкономить на общей сухой массе, которую несет дайвер. [13] [14] Стальные баллоны более подвержены внешней коррозии, особенно в морской воде, чем алюминий, и могут оцинкованный или покрытые антикоррозийными красками для защиты от коррозионных повреждений. Нетрудно контролировать внешнюю коррозию и ремонтировать краску в случае повреждения, а стальные цилиндры, которые содержатся в хорошем состоянии, имеют долгий срок службы, часто дольше, чем алюминиевые цилиндры, поскольку они не подвержены воздействию усталость повреждение при заполнении в пределах безопасного рабочего давления.

Стальные цилиндры изготавливаются с куполообразным (выпуклым) и выпуклым (вогнутым) днищем. Выпуклый профиль позволяет им стоять вертикально на горизонтальной поверхности и является стандартной формой для промышленных цилиндров. Баллоны, используемые для аварийной подачи газа на водолазные колокола, часто имеют такую ​​форму и обычно имеют объем воды около 50 литров («Дж»). Куполообразные днища дают больший объем при той же массе баллона и являются стандартом для баллонов с аквалангом до 18 литров, хотя некоторые баллоны с вогнутым днищем были проданы для подводного плавания. [15] [16]

Стальные сплавы, используемые для изготовления водолазных баллонов, разрешены производственным стандартом. Например, стандарт США ТОЧКА 3AA требует использования мартеновской, кислородной или электротехнической стали одинакового качества. Утвержденные сплавы включают 4130X, NE-8630, 9115, 9125, углерод-бор и промежуточный марганец с определенными компонентами, включая марганец и углерод, а также молибден, хром, бор, никель или цирконий. [17]

Стальные цилиндры могут быть изготовлены из стальных пластинчатых дисков, которые холодная вытяжка до цилиндрической формы чашки, в два или три этапа и обычно имеют куполообразное основание, если они предназначены для рынка акваланга, поэтому они не могут стоять сами по себе. После формирования основания и боковых стенок верх цилиндра обрезается по длине, нагревается и горячее прядение сформировать плечо и закрыть шею. Этот процесс делает материал плеча утолщенным. Цилиндр термически обработанный закалкой и отпуском для обеспечения максимальной прочности и вязкости. Цилиндры подвергаются механической обработке для обеспечения резьбы шейки и седла уплотнительного кольца (если применимо), затем подвергаются химической очистке или дробеструйной очистке внутри и снаружи для удаления прокатной окалины. После осмотра и гидростатических испытаний на них наносится необходимая стойкая маркировка с последующим внешним покрытием антикоррозионной краской или горячим цинкованием. [18]

Шейка цилиндра

В шея цилиндра имеет внутреннюю резьбу для установки клапана баллона. Существует несколько стандартов резьбы для шеи, к ним относятся:

  • Коническая резьба (17E), [19] с конической правой резьбой 12%, стандартный Whitworth Форма 55 ° с шагом 14 витков на дюйм (5,5 витков на см) и делительным диаметром верхней резьбы цилиндра 18,036 мм (0,71 дюйма). Эти соединения герметизированы резьбовой лентой и затянуты моментом от 120 до 150. ньютон-метры (89 и 111 фунт-сила-фут) для стальных цилиндров и от 75 до 140 Нм (55 и 103 фунт-сила-фут) для алюминиевых цилиндров. [20]

Параллельные потоки выполняются по нескольким стандартам:

  • M25x2 Параллельная резьба ISO, который уплотнен уплотнительным кольцом и затянут с моментом затяжки от 100 до 130 Нм (от 74 до 96 фунт-сила-фут) для стали и от 95 до 130 Нм (от 70 до 96 фунт-сила-фут) для алюминиевых цилиндров; [20]
  • Параллельная резьба M18x1,5, которая закрывается уплотнительным кольцом и затягивается с моментом затяжки от 100 до 130 Н · м (от 74 до 96 фунт-сила-фут) на стальных цилиндрах и от 85 до 100 Н · м (от 63 до 74 фунт-сила-фут). ) на алюминиевых баллонах; [20]
  • 3/4 дюйма x 14BSP параллельная резьба, [21] который имеет форму резьбы Витворта 55 °, делительный диаметр 25,279 мм (0,9952 дюйма) и шаг резьбы 14 витков на дюйм (1,814 мм);
  • 3/4 дюйма x 14NGS[22] (NPSM) параллельная резьба, уплотненная уплотнительным кольцом, затяжка с усилием от 40 до 50 Н⋅м (от 30 до 37 фунт-сила⋅ футов) на алюминиевых цилиндрах, [23] имеющая форму резьбы 60 °, делительный диаметр от 0,9820 до 0,9873 дюйма (от 24,94 до 25,08 мм) и шаг 14 витков на дюйм (5,5 витков на см);
  • 3/4 дюйма x16UNFс уплотнительным кольцом, затянутым с моментом затяжки от 40 до 50 Н · м (от 30 до 37 фунт-сила-фут) на алюминиевых цилиндрах. [23]
  • 7/8 «x14 UNF, уплотненное уплотнительным кольцом. [24]

3/4 «NGS и 3/4» BSP очень похожи, имеют одинаковый шаг и средний диаметр, который отличается только примерно на 0,2 мм (0,008 дюйма), но они несовместимы, так как формы резьбы различаются.

Все клапаны с параллельной резьбой уплотнены с помощью уплотнительного кольца в верхней части резьбы горловины, которое уплотняет фаску или ступеньку на горловине цилиндра и упирается в фланец клапана.

Постоянная маркировка штампа

Плечо цилиндра несет маркировка штампа предоставление необходимой информации о баллоне. [25]

Маркировка штампа на алюминиевом цилиндре 40 куб. Футов 3000 фунтов на квадратный дюйм американского производства

Маркировка штампа на алюминиевом цилиндре 80 куб. Футов 3000 фунтов на квадратный дюйм американского производства

Маркировка штампа на алюминиевом баллоне емкостью 12,2 литра на 232 бар, произведенном в Великобритании.

Маркировка штампа на стальном 7-литровом баллоне на 300 бар итальянского производства.

Обязательная маркировка включает:

  • Идентификация производителя
  • Стандарт производства, который будет определять спецификацию материала
  • Серийный номер
  • Дата производства
  • Давление зарядки
  • Емкость
  • Знак аккредитованного испытательного агентства
  • Дата каждого теста на повторную валидацию

Различные другие обозначения могут требоваться национальными правилами или быть необязательными. [25]

Клапан баллона

Верхушки двух цилиндров с регуляторами, подключенными через разъемы DIN и вилки

Цель клапан баллона или же столб клапана предназначен для управления потоком газа в сосуд высокого давления и из него, а также для обеспечения соединения с регулятором или заправочным шлангом. [4] Клапаны цилиндров обычно изготавливаются из латунь и закончен защитно-декоративным слоем хромирование. [26] Металл или пластик погружная трубка или же клапан шноркель ввинчиваемый в нижнюю часть клапана, проходит внутрь цилиндра, чтобы снизить риск попадания жидких или твердых частиц из цилиндра в газовые каналы при переворачивании цилиндра, а также блокировки или заклинивания регулятора. Некоторые из этих погружных трубок имеют простое отверстие, но некоторые имеют встроенный фильтр. [27] [28]

Клапаны баллонов подразделяются на четыре основных аспекта: спецификация резьбы, соединение с регулятором, номинальное давление и отличительные особенности. Стандарты, относящиеся к спецификациям и производству клапанов баллонов, включают ISO 10297 и стандарт CGA V-9 для клапанов газовых баллонов. [29]

Варианты резьбы цилиндра

Клапан цилиндра с конической резьбой 17E и рукояткой проходного клапана. Выход представляет собой боковое 7-резьбовое гнездо G5 / 8

Клапан цилиндра с параллельной резьбой M25x2 и боковой ручкой клапана в конфигурации с правой стороны. В 5-резьбовое гнездо G5 / 8

Резьба цилиндра может быть двух основных конфигураций: коническая. нить и параллельный поток. [4] Эти спецификации резьбы подробно описаны в предыдущем разделе. Спецификация резьбы клапана должна точно соответствовать спецификации резьбы горловины цилиндра. Неправильно подобранная резьба на шейке может выйти из строя под давлением и иметь фатальные последствия. [30] [31] [32] [33]

Параллельная резьба более терпима к повторному снятию и установке клапана для проверки и тестирования. [34] : s9

Подключение к регулятору

Разрез соединения клапана и регулятора

Разрез соединения клапана и регулятора

Резина уплотнительное кольцо образует уплотнение между металлом клапана на стойке и металлом регулятор для дайвинга. Фторэластомер (например. витон) Уплотнительные кольца могут использоваться с баллонами, хранящими богатые кислородом газовые смеси для снижения риска возгорания. [35] Существует два основных типа соединения клапана баллона с регулятором, обычно используемого для баллонов с аквалангом, содержащих воздух:

  • А-образный зажим или же ярмо разъемы — соединение на регуляторе окружает шток клапана и прижимает выход Уплотнительное кольцо клапана стойки напротив входного седла регулятора. Соединение официально описано как соединение иго CGA 850. [36] Хомут плотно прикручивается вручную (чрезмерное затягивание может сделать хомут невозможным для его последующего снятия без инструментов), а уплотнение создается путем зажатия уплотнительного кольца между поверхностями регулятора и клапана. Когда клапан открыт, давление в цилиндре расширяет уплотнительное кольцо по внешней поверхности канавки для уплотнительного кольца в клапане. Недостаточное усилие зажима может привести к тому, что давление может выдавить уплотнительное кольцо между поверхностями клапана и регулятора, что приведет к утечке. Этот тип подключения прост, дешев и широко используется во всем мире. Его максимальное давление составляет 232 бар, а самая слабая часть уплотнения, уплотнительное кольцо, плохо защищена от избыточного давления. [37]
  • DIN соединители с резьбой — винты регулятора в клапане цилиндра, надежно удерживающие уплотнительное кольцо между уплотнительной поверхностью клапана и канавкой для уплотнительного кольца в регуляторе. Они более надежны, чем А-образные хомуты, потому что уплотнительное кольцо хорошо защищено, но во многих странах фитинги DIN не используются широко на компрессорах или цилиндрах с фитингами DIN, поэтому дайверу, путешествующему за границу с системой DIN, может потребоваться адаптер для подключения регулятора DIN к арендованному баллону или для подключения заправочного шланга с А-образным зажимом к вентилю баллона DIN.

Также существуют клапаны баллонов для баллонов, содержащих газы, кроме воздуха:

  • Новый Европейская норма EN 144-3: 2003 представил новый тип клапана, аналогичный существующим клапанам DIN на 232 или 300 бар, однако с метрическим фитингом M26 × 2 как на баллоне, так и на регуляторе. Они предназначены для использования дыхательный газ с кислород содержание выше, чем обычно содержится в естественном воздухе в Атмосфера Земли (т.е. 22–100%). [38] С августа 2008 г. это были требуется в Евросоюз для всего снаряжения для дайвинга, используемого с найтрокс или чистый кислород. Идея, лежащая в основе этого нового стандарта, состоит в том, чтобы предотвратить попадание богатой смеси в цилиндр, который не кислород чистый. Однако даже при использовании новой системы не остается ничего, кроме вмешательства человека, чтобы гарантировать, что баллон с новым клапаном останки кислородно-чистый [38] — именно так работала предыдущая система.
  • Клапан цилиндра с наружной резьбой M 24×2 поставлялся с некоторыми рекреационными ребризерами Dräger с полузамкнутым контуром (Dräger Ray) для использования со смесями найтрокса. [39] Регулятор, поставляемый с ребризером, имел совместимое соединение.

Номинальное давление

Бугельные клапаны рассчитаны на давление от 200 до 240 бар, и, по-видимому, нет никаких деталей механической конструкции, препятствующих соединению между любыми фитингами бугеля, хотя некоторые старые зажимы бугеля не подходят для популярного комбинированного клапана DIN / бугеля на 232/240 бар, как кокетка слишком узкая.

Клапаны DIN производятся с номинальным давлением 200 бар и 300 бар. Количество резьбы и детальная конфигурация соединений предназначены для предотвращения несовместимых комбинаций насадки заправки или регулятора с клапаном баллона. [40]

  • 232 бар DIN (5-ниточный, G5 / 8) Выход / соединитель № 13 по DIN 477 часть 1 — (технически они предназначены для баллонов с испытательным давлением 300 бар) [40]
  • 300 бар DIN (7-резьбовое, G5 / 8) Выход / соединитель № 56 согласно DIN 477 часть 5 — они аналогичны 5-резьбовым фитингам DIN, но рассчитаны на рабочее давление 300 бар. (технически они предназначены для баллонов с испытательным давлением 450 бар). [40] Давление 300 бар является обычным явлением для европейского дайвинга и пещерного дайвинга в США.

Адаптеры

Доступны переходники для подключения регуляторов DIN к клапанам баллона с вилкой (A-образный зажим или переходник с вилкой), а также для подключения регуляторов с балкой к клапанам баллона DIN. [40] Есть две категории адаптеров: адаптеры для вилок и адаптеры для блоков. Переходники для пробок рассчитаны на 232/240 бар и могут использоваться только с клапанами, которые предназначены для их работы. Их можно распознать по углублению напротив выпускного отверстия, которое используется для установки винта А-образного зажима. Блочные переходники обычно рассчитаны на 200 бар и могут использоваться практически с любым клапаном DIN на 200 бар.

Примерно кубический блок с разъемом DIN на одной стороне. Лицевая сторона блока сконфигурирована так, чтобы принимать хомут бугеля, и на одной стороне показаны отверстие и уплотнительное кольцо. На противоположной стороне будет углубление для посадки винта вилки.

Адаптер ярма показывает гнездо DIN на одном конце. Противоположный конец штуцера имеет кольцевой выступ для уплотнения уплотнительного кольца клапана цилиндра и вилку с соосным зажимным винтом на дальнем конце.

Резьбовая пробка для установки в гнездо DIN клапана со стойкой. Центральное отверстие имеет форму шестигранного гнезда на лицевой стороне, которое принимает фитинг ярма. Оба конца имеют канавки под уплотнительные кольца с торцевым уплотнением.

Клапан баллона с установленной заглушкой DIN.

Другие отличительные особенности

Простые клапаны

Показаны плечо баллона акваланга и клапана стойки. Цилиндр желтого цвета с буртиком, разделенным на четыре части, к заплечику приклеена лента, указывающая на максимальную рабочую глубину, а клапан цилиндра имеет отверстие для соединения DIN прямо над резьбой горловины, перпендикулярно оси цилиндра, и резиновую ручку на стержне. ортогональный шпиндель клапана в правой конфигурации.

Корпус клапана показан на месте на шейке цилиндра с зажатой внизу ручкой цилиндра. Клапан имеет соединительное гнездо DIN, расположенное на одной линии и перпендикулярно оси цилиндра, а ортогональный правый шпиндель основного клапана имеет пластиковую ручку. Напротив этой ручки на оси этого шпинделя находится гнездо, в которое с помощью левой резьбы и контргайки вкручен корпус вторичного клапана. Этот вторичный клапан также имеет соединительное гнездо DIN на ответвлении, перпендикулярном его входной оси, ориентированном вниз и обращенном в том же направлении, что и главный выпуск, к наблюдателю. Ручка вторичного клапана находится примерно напротив вторичного выхода, а ось направлена ​​вверх и немного назад. Оси главного клапана и шпинделя имеют форму большой буквы H.

показан цилиндрический клапан с параллельной резьбой с хромированной погружной трубкой и двумя соединительными гнездами с клапанами DIN. Гнезда смещены относительно угловых плеч корпуса клапана, которые ответвляются примерно на 45 градусов от оси резьбы горловины в той же плоскости.Оси соединительных патрубков ортогональны плоскости плеч, а шпиндели клапанов ортогональны своим выходным отверстиям и оси каждого плеча, при этом ручки обращены наружу.

Наиболее часто используемый тип клапана цилиндра — простой клапан с одним выходом, иногда известный как клапан «K», [16] который позволяет подключать один регулятор и не имеет резервной функции. Он просто открывается, чтобы пропустить поток газа, или закрывается, чтобы перекрыть его. Используются несколько конфигураций с возможностью соединения с DIN или A-образным зажимом, а также с вертикальным или поперечным расположением шпинделя. Клапан приводится в действие поворотом ручки, обычно резиновой или пластмассовой, что обеспечивает удобный захват. Для полного открытия клапанов требуется несколько оборотов. Некоторые клапаны DIN могут быть преобразованы в А-образный зажим с помощью вставки, которая ввинчивается в отверстие.

Y и ЧАС клапаны цилиндра имеют два выхода, каждый со своим собственным клапаном, что позволяет подключить два регулятора к цилиндру. [5] Если один из регуляторов «потечет», что является обычным режимом отказа, или замерзнет, ​​что может произойти в воде с температурой ниже примерно 5 ° C, его клапан может быть закрыт, и цилиндр будет дышать через регулятор, подключенный к другому клапану. Разница между H-клапаном и Y-клапаном заключается в том, что корпус Y-клапана разделяется на две стойки примерно под 90 ° друг к другу и 45 ° от вертикальной оси, что выглядит как Y, в то время как H-клапан обычно собирается в сборе. от клапана, спроектированного как часть системы коллектора с дополнительным стержнем клапана, подключенным к гнезду коллектора, причем стержни клапана параллельны и вертикальны, что немного похоже на H. Y-клапаны также известны как «рогатки» из-за их появление. [41]

Резервные клапаны

Показан цилиндрический клапан с вилкой, выпускное отверстие которого находится непосредственно над центральной линией, а хромированная латунная ручка и резервный рычаг находятся на противоположных сторонах в той же плоскости.

В верхней части сдвоенного набора стальных 7-литровых цилиндров изображена пара клапанов Dräger с конической резьбой вертикального шпинделя с резиновыми ручками и выпускными отверстиями DIN, соединенными одним центральным выпускным коллектором. На левом цилиндре есть резервный рычаг с приводной штангой и желтая пластиковая защита над рычагом, чтобы уменьшить риск его непреднамеренного открытия при ударе о окружающую среду.

Крупным планом - резервный клапан Draeger, демонстрирующий пластиковую защиту и соединение рычага управления, который удерживается подпружиненным штифтом и который можно регулировать под несколькими углами. в зависимости от того, в какое из отверстий на резервном шпинделе входит штифт.

До 1970-х годов, когда подводный манометры на регуляторах стали обычным явлением, водолазные баллоны часто использовали механический резервный механизм, чтобы указать дайверу, что баллон почти пуст. Подача газа автоматически перекрывалась подпружиненным клапаном, когда давление газа достигало резервного. Чтобы высвободить резерв, водолаз тянул вниз штангу, которая проходила вдоль боковой стороны цилиндра и приводила в действие рычаг, открывая перепускной клапан. Затем дайвер заканчивал погружение до того, как был израсходован запас (обычно 300 фунтов на квадратный дюйм (21 бар)). Иногда водолазы непреднамеренно запускали механизм при надевании снаряжения или выполнении движения под водой и, не понимая, что к резерву уже был осуществлен доступ, могли без всякого предупреждения обнаруживать, что у них нет воздуха на глубине. [4] [28] Эти клапаны стали известны как «J-клапаны» из-за позиции «J» в одном из первых каталогов производителей оборудования для подводного плавания. Стандартным нерезервным клапаном с бугелем в то время был элемент «K», который часто до сих пор называют «K-клапаном». [16] J-образные клапаны до сих пор иногда используются профессиональными дайверами в условиях нулевой видимости, когда показания погружного манометра (SPG) не читаются. В то время как индустрия любительского дайвинга в значительной степени прекратила поддержку и продажу J-valve, Министерство обороны США, ВМС США, [42] NOAA (Национальное управление океанографии и атмосферы) и OSHA (Национальная администрация по охране труда и технике безопасности) по-прежнему разрешают или рекомендуют использование J-образных клапанов в качестве альтернативы аварийному баллону или в качестве альтернативы погружному манометру. [42] Как правило, их нельзя купить в магазинах для любителей дайвинга, но у некоторых производителей они все еще доступны. Они могут быть значительно дороже К-образных клапанов того же производителя.

Менее распространенным в 1950-х — 1970-х годах был R-клапан, который был оснащен ограничителем, который затруднял дыхание, когда баллон приближался к истощению, но это позволяло менее ограничивать дыхание, если дайвер начал всплывать и давление воды в окружающей среде уменьшалось. обеспечение большего перепада давления над отверстием. Он никогда не был особенно популярен, потому что, если дайверу необходимо было спуститься во время выхода из пещеры или затонувшего судна, дыхание становилось все труднее по мере погружения дайвера, и в конечном итоге становилось невозможным, пока дайвер не смог подняться до достаточно низкого атмосферного давления. [16]

Ручные клапаны

Некоторые модели клапанов цилиндров имеют осевые шпиндели, расположенные на одной оси с осью цилиндра, и не передаются. Стандартные клапаны с боковым шпинделем имеют ручку клапана на правой стороне дайвера при установке сзади. Клапаны с боковым шпинделем, используемые с коллекторами, должны быть сдвоенными — одна с ручкой вправо, а другая с ручкой влево, но во всех случаях клапан открывается поворотом ручки против часовой стрелки, а закрывается поворотом по часовой стрелке. . Это условность почти для всех клапанов для всех целей. Клапаны с левым и правым шпинделем используются дайверами с сайдмаунтом. Это могут быть закрытые клапаны коллектора или они могут быть сделаны специально для этой цели. [15] [43]

Разрывной диск

Некоторые национальные стандарты требуют, чтобы клапан баллона имел разрывной диск, устройство сброса давления, которое выпустит газ до того, как цилиндр выйдет из строя в случае избыточного давления. [4] Если разрывная мембрана разорвется во время погружения, все содержимое баллона будет потеряно за очень короткое время. Риск того, что это произойдет с диском с правильным номиналом, в хорошем состоянии и правильно заполненным цилиндром, очень низок. Взрывной диск Защита от избыточного давления указана в стандарте CGA S1.1.Стандарт на устройства сброса давления. [29] Давление разрыва разрывной мембраны обычно составляет от 85% до 100% испытательного давления. [34]

Аксессуары

Дополнительные компоненты для удобства, защиты или других функций, которые не требуются напрямую для работы в качестве сосуда высокого давления.

Коллекторы

Два 12-литровых стальных баллона с выпускными клапанами DIN, соединенные коллектором с центральным запорным клапаном.

плоский коллектор с центральным выпуском с резьбовыми соединениями DIN. Этот тип коллектора подсоединяется к вентилируемому выпускному отверстию на клапанах цилиндров двух цилиндров и принимает первую ступень одного регулятора. Подача воздуха в коллектор регулируется клапанами обоих цилиндров.

Коллектор с цилиндрическими герметичными соединениями с наружной резьбой, каждое с двумя уплотнительными кольцами. Резьба имеет противоположную направленность и снабжена контргайками, что позволяет отрегулировать запорный клапан в соответствии с потребностями пользователя.

Верх цилиндра с установленным клапаном с параллельной резьбой Отверстие DIN обращено к наблюдателю, а ручка клапана находится с правой стороны на этом виде, а патрубок коллектора - слева, поэтому его можно использовать в качестве левого цилиндра двойного коллектора. . В этом случае патрубок коллектора заглушен, поэтому цилиндр можно использовать как одиночный, и при использовании ручка клапана будет доступна через левое плечо.

Коллектор цилиндра — это трубка, которая соединяет два цилиндра вместе, так что содержимое обоих может подаваться в один или несколько регуляторов. [42] [44] : 164,165 Есть три обычно используемые конфигурации коллектора. Самый старый тип — это трубка с соединителем на каждом конце, которая прикреплена к выпускному отверстию клапана баллона, и выпускное соединение в середине, к которому прикреплен регулятор. Вариант этой схемы включает резервный клапан на выходном патрубке. Цилиндры изолированы от коллектора в закрытом состоянии, и коллектор может быть присоединен или отсоединен, когда цилиндры находятся под давлением. [44]

В последнее время стали доступны коллекторы, которые соединяют цилиндры со стороны цилиндра клапана, оставляя выходное соединение клапана цилиндра доступным для подключения регулятора. Это означает, что соединение не может быть выполнено или разорвано, пока цилиндры находятся под давлением, поскольку нет клапана, изолирующего коллектор от внутренней части цилиндра. Это очевидное неудобство позволяет подключать регулятор к каждому баллону и изолировать его от внутреннего давления независимо, что позволяет изолировать неисправный регулятор на одном баллоне, в то же время позволяя регулятору на другом баллоне получать доступ ко всему газу в обоих баллонах. [44] Эти коллекторы могут быть простыми или могут включать запорный клапан в коллекторе, который позволяет изолировать содержимое цилиндров друг от друга. Это позволяет изолировать и обезопасить содержимое одного баллона для дайвера, если утечка на резьбе горловины баллона, соединении коллектора или разрывной мембране на другом баллоне приведет к потере его содержимого. [44] Относительно необычная коллекторная система представляет собой соединение, которое ввинчивается непосредственно в резьбу горловины обоих цилиндров и имеет единственный клапан для выпуска газа к соединителю регулятора. Эти коллекторы могут включать резервный клапан либо в основном клапане, либо в одном цилиндре. Эта система представляет в основном исторический интерес. [16]

Клетка клапана

Также известная как клетка коллектора или клетка регулятора, это конструкция, которая может быть прикреплена к шейке цилиндра или коллекторным цилиндрам для защиты клапанов и первых ступеней регулятора от ударов и истирания во время использования. [44] : 166 и от закручивания клапана в закрытие за счет трения маховика о верхнюю часть головы. Клетка клапана часто изготавливается из нержавеющей стали, [44] и некоторые конструкции могут зацепиться за препятствия.

Цилиндровые ленты

Ленты цилиндров представляют собой ленты, обычно из нержавеющей стали, которые используются для скрепления двух цилиндров вместе как сдвоенного набора. Цилиндры могут быть коллекторными или независимыми. Обычно используется лента для цилиндра в верхней части цилиндра, чуть ниже плеч, а другая — внизу. Обычное расстояние между осевыми линиями для крепления к Задняя панель составляет 11 дюймов (280 мм).

Пыльник цилиндра

Нижняя часть сдвоенного стального набора, показывающая ленту бака из нержавеющей стали, чуть выше черных пластиковых башмаков цилиндра. Ботинки и ремешок на баке были надеты на плотно прилегающие небольшие сетчатые покрытия, предназначенные для защиты лакокрасочного покрытия и облегчения ополаскивания и высыхания поверхности под ботинками.

Пыльник баллона — это крышка из твердой резины или пластика, которая надевается на основание водолазного баллона для защиты краски от истирания и ударов, для защиты поверхности, на которой находится баллон, от удара о баллон, а в случае баллонов с круглым дном , чтобы цилиндр мог стоять на основании вертикально. [45] В некоторых ботинках плоская поверхность отлита из пластика, чтобы цилиндр не катился по плоской поверхности. [46] В некоторых случаях вода может попасть между чехлом и цилиндром, и если это морская вода и краска под чехлом в плохом состоянии, поверхность цилиндра может подвергнуться коррозии в этих областях. [45] [47] Обычно этого можно избежать, промыв пресной водой после использования и храня в сухом месте. Дополнительное гидродинамическое сопротивление, вызванное пыльником цилиндра, тривиально по сравнению с общим сопротивлением дайвера, но некоторые стили ботинок могут представлять немного повышенный риск зацепиться за окружающую среду.

Вам будет интересно  Дайвинг, мифы про снаряжение, что нужно знать?

Цилиндровая сетка

Цилиндрическая сетка представляет собой трубчатую сетку, натянутую на цилиндр и завязанную сверху и снизу. Функция состоит в том, чтобы защитить лакокрасочное покрытие от царапин, а на цилиндрах с ботинком он также помогает дренировать поверхность между пыльником и цилиндром, что снижает проблемы коррозии под пыльником. Размер ячейки обычно составляет около 6 миллиметров (0,24 дюйма). Некоторые дайверы не будут использовать ботинки или сети, так как они могут зацепиться легче, чем баллон без покрытия, и представляют опасность захвата в некоторых средах, таких как пещеры и внутренние части затонувших кораблей. Иногда для защиты цилиндра могут использоваться гильзы из других материалов. [46]

Ручка цилиндра

Вверху баллона для акваланга изображена формованная черная пластиковая ручка для переноски, закрепленная на шейке баллона, чуть ниже клапана баллона.

Для удобства переноски баллона может быть установлена ​​ручка баллона, обычно закрепленная на шее. Это также может увеличить риск зацепления в замкнутом пространстве.

Пылезащитные колпачки и заглушки

Они используются для закрытия отверстия клапана цилиндра, когда цилиндр не используется, чтобы предотвратить загрязнение отверстия пылью, водой или другими материалами. Они также могут помочь предотвратить выпадение уплотнительного кольца клапана хомута. Пробка может вентилироваться, чтобы утечка газа из баллона не создавала давление на пробку, что затрудняло ее удаление. [48]

Номинальное давление

Толщина стенок цилиндра напрямую связана с рабочим давлением, а это влияет на характеристики плавучести цилиндра. Цилиндр низкого давления будет более плавучим, чем цилиндр высокого давления с аналогичным размером и соотношением длины к диаметру и из того же сплава.

Рабочее давление

Баллоны для подводного плавания технически представляют собой газовые баллоны высокого давления, но в промышленности США обычно используются три номинальных значения рабочего давления (WP); [38]

низкое давление (от 2400 до 2640 фунтов на квадратный дюйм — от 165 до 182 бар), стандартный (3000 фунтов на кв. дюйм — 207 бар), и высокое давление (от 3300 до 3500 фунтов на квадратный дюйм — от 227 до 241 бар).

Производимые в США алюминиевые баллоны обычно имеют стандартное рабочее давление 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар), а компактные алюминиевые цилиндры имеют рабочее давление 3300 фунтов на квадратный дюйм (230 бар). Некоторые стальные баллоны, изготовленные по стандартам США, являются допускается превышение номинального рабочего давления на 10%, что обозначается знаком «+». Это дополнительное давление зависит от того, проходит ли цилиндр соответствующие периодические гидростатические испытания более высокого стандарта. [27]

Те части мира, которые используют метрическую систему, обычно относятся к давлению в баллоне непосредственно в барах, но обычно используют «высокое давление» для обозначения баллона с рабочим давлением 300 бар (4400 фунтов на кв. Дюйм), который не может использоваться с соединителем бугеля на регулятор. 232 бар — это очень популярное рабочее давление для баллонов акваланг из стали и алюминия.

Испытательное давление

Давление гидростатического испытания (TP) указано в производственном стандарте. Обычно это 1,5-кратное рабочее давление или 1,67-кратное рабочее давление в США.

Развитое давление

Рабочее давление в цилиндре указано при эталонной температуре, обычно 15 ° C или 20 ° C. [49] а баллоны также имеют указанную максимальную безопасную рабочую температуру, часто 65 ° C. [49] Фактическое давление в баллоне будет изменяться в зависимости от температуры, как описано в газовых законах, но это приемлемо с точки зрения стандартов при условии, что развиваемое давление, скорректированное на эталонную температуру, не превышает указанного рабочего давления, указанного на баллоне. Это позволяет безопасно и законно заполнять баллоны до давления, превышающего указанное рабочее давление, когда температура наполнения выше эталонной температуры, но не более 65 ° C, при условии, что давление наполнения не превышает развиваемое давление. для этой температуры, и баллоны, заполненные в соответствии с этим положением, будут иметь правильное рабочее давление при охлаждении до эталонной температуры. [49]

Контроль давления

Манометр с резиновым защитным кожухом и гибким шлангом высокого давления, который должен быть подключен к порту высокого давления первой ступени регулятора, так что внутреннее давление в баллоне для дайвинга можно контролировать во время погружения. Область лица с низким давлением окрашена в красный цвет, что указывает на то, что давление может быть слишком низким для безопасного продолжения погружения.

Внутреннее давление водолазного баллона во время использования измеряется в несколько этапов. Он проверяется перед наполнением, контролируется во время наполнения и проверяется, когда наполнение завершено. Все это можно сделать с помощью манометра на заправочном оборудовании.

Давление также обычно контролируется дайвером. Сначала в качестве проверки содержимого перед использованием, затем во время использования, чтобы убедиться, что всегда остается достаточно, чтобы обеспечить безопасное завершение погружения, и часто после погружения для целей ведения записей и расчета личной нормы потребления.

Давление также контролируется во время гидростатических испытаний, чтобы гарантировать, что испытание проводится при правильном давлении.

Большинство баллонов для дайвинга не имеют специального манометра, но это стандартная функция для большинства водолазных регуляторов и требование для всех заправочных устройств.

Существует два широко распространенных стандарта для измерения давления газа для ныряния. В США и, возможно, в некоторых других местах давление измеряется в фунтов на квадратный дюйм (psi), а остальной мир использует бар. Иногда манометры могут быть откалиброваны в других метрических единицах, например килопаскаль (кПа) или мегапаскаль (МПа) или в атмосферы (атм, или ATA), особенно датчики, которые фактически не используются под водой.

Емкость

Показаны два стальных цилиндра: больший примерно в два раза больше диаметра меньшего и примерно на 20% длиннее.

Есть два общепринятых правила описания емкости водолазного баллона. Один основан на внутреннем объеме цилиндра. Другой основан на номинальном объеме хранимого газа.

Внутренний объем

Внутренний объем обычно указывается в большинстве стран, использующих метрическую систему. Согласно ISO 13769 эта информация должна быть выбита на заплечике цилиндра. Его можно легко измерить, наполнив цилиндр пресной водой. Это привело к появлению термина «вместимость по воде», сокращенно WC, который часто наносится на заплечик баллона. Почти всегда он выражается как объем в литрах, но иногда как масса воды в кг. Пресная вода имеет плотность, близкую к одному килограмму на литр, поэтому числовые значения практически идентичны с точностью до одного десятичного знака. [25]

Стандартные размеры по внутреннему объему

Это репрезентативные примеры, для более широкого ассортимента можно обратиться к он-лайн каталогам таких производителей, как Faber, Pressed Steel, Luxfer и Catalina. Приложения типовые, но не эксклюзивные.

  • 22 литра: стальные, 200 и 232 бар, [50]
  • 20 литров: доступны из стали, 200 и 232 бар, [50]
  • 18 литров: доступны из стали, 200 и 232 бар, [50] используются как одиночные или двойные для обратного газа.
  • 16 литров: доступны из стали, 200 и 232 бар, [50] используются как одиночные или двойные для обратного газа.
  • 15 литров: доступны из стали, 200 и 232 бар, [50] используется как одиночный или двойной для обратного газа
  • 12,2 литра: сталь 232, 300 бар [51] и алюминий 232 бар, используется как одиночный или двойной для обратного газа
  • 12 литров: доступны из стали 200, 232, 300 бар, [51] и алюминий 232 бар, используется как одиночный или двойной для обратного газа
  • 11 литров: Доступен в алюминиевом исполнении, 200, 232 бар, используется как одинарный или сдвоенный, для заднего газа или бокового крепления
  • 10,2 литра: алюминиевый, 232 бар, используется как одинарный, так и двойной для подачи газа в обратном направлении
  • 10 литров: доступны из стали, 200, 232 и 300 бар, [52] используется как одиночный или близнец для обратного газа и для спасения
  • 9,4 литра: алюминиевый, 232 бар, используется для подачи газа сзади или в качестве строп
  • 8 литров: доступны из стали, 200 бар, используются для полузамкнутых ребризеров
  • 7 литров: доступны из стали, 200, 232 и 300 бар, [53] и алюминиевый 232 бар, задний газ как одиночные и двойные, и как аварийные баллоны. Популярный размер для Дыхательный аппарат
  • 6 литров: сталь, 200, 232, 300 бар, [53] Используется для подачи газа в качестве одиночного и двойного двигателя, а также в качестве аварийных баллонов. Также популярный размер для дыхательных аппаратов.
  • 5,5 литра: стальные, 200 и 232 бар, [54]
  • 5 литров: сталь, 200 бар, [54] используется для ребризеров
  • 4 литра: сталь, 200 бар, [54] используется для ребризеров и баллонов пони
  • 3 литра: сталь, 200 бар, [54] используется для ребризеров и баллонов пони
  • 2 литра: сталь, 200 бар, [54] используется для ребризеров, баллонов пони и надувания костюмов
  • 1,5 литра: стальные, 200 и 232 бар, [54] используется для надувания костюма
  • 0,5 литра: доступны из стали и алюминия, 200 бар, используются для компенсатор плавучести и буй для обозначения поверхности инфляция

Номинальный объем хранимого газа

Номинальный объем хранимого газа обычно обозначается как вместимость баллона в США. Это мера объема газа, который может быть выпущен из полного баллона при атмосферном давлении. [42] Термины, используемые для обозначения мощности, включают «объем свободного газа» или «эквивалент свободного газа». Это зависит от внутреннего объема и рабочего давления баллона. Если рабочее давление выше, баллон будет хранить больше газа при том же объеме.

Номинальное рабочее давление не обязательно совпадает с используемым фактическим рабочим давлением. Для некоторых стальных баллонов, изготовленных по стандартам США, разрешено превышение номинального рабочего давления на 10%, что обозначается знаком «+». Это дополнительное давление зависит от того, проходит ли баллон соответствующие периодические гидростатические испытания, и не обязательно действует для баллонов из США, экспортируемых в страны с другими стандартами. Номинальное содержание газа в этих баллонах основано на повышении давления на 10%. [27]

Например, обычный баллон из алюминия 80 (Al80) представляет собой алюминиевый баллон с номинальной емкостью для «свободного газа» 80 кубических футов (2300 л) при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар). Его внутренний объем составляет примерно 11 литров (0,39 куб. Футов).

Стандартные размеры по объему хранимого газа

  • Алюминий C100 — это большой (13 л) цилиндр высокого давления (3300 фунтов на квадратный дюйм (228 бар)). Тяжелый — 42,0 фунта (19,1 кг). [55]
  • Алюминий S80, вероятно, является наиболее распространенным баллоном, который используется курортами во многих частях мира для обратного газа, но также популярен в качестве стропного баллона для газа декомпрессии и в качестве баллона с боковым креплением в пресной воде, поскольку он имеет почти нейтральную плавучесть. Эти цилиндры имеют внутренний объем приблизительно 11 литров (0,39 кубических футов) и рабочее давление 3000 фунтов на квадратный дюйм (207 бар). [55] Их также иногда используют как двойные коллекторы для крепления на спине, но в этом случае дайверу требуется больше балластных грузов, чем с большинством стальных баллонов эквивалентной емкости.
  • Алюминий C80 эквивалентен высокому давлению, с объемом воды 10,3 л и рабочим давлением 3300 фунтов на квадратный дюйм (228 бар). [55]
  • Алюминий S40 — это популярный цилиндр для бокового и стропного крепления, а также для декомпрессионного газа на умеренных глубинах, так как он имеет небольшой диаметр и почти нейтральную плавучесть, что делает его относительно незаметным для этого стиля монтажа. Внутренний объем составляет приблизительно 5,8 литра (0,20 кубических футов), а рабочее давление — 3000 фунтов на квадратный дюйм (207 бар). [55]
  • Алюминий S63 (9,0 л) 3000 фунтов на квадратный дюйм (207 бар), [55] и стальной HP65 (8,2 л) меньше и легче, чем Al80, но имеют меньшую вместимость и подходят для небольших дайверов или более коротких погружений.
  • Сталь LP80 2640 фунтов на квадратный дюйм (182 бар) и HP80 (10,1 л) при 3442 фунтах на квадратный дюйм (237 бар) более компактны и легче, чем алюминий S80, и оба обладают отрицательной плавучестью, что снижает количество балластного веса. требуется дайверу. [38]
  • Стальные баллоны HP119 (14,8 л), HP120 (15,3 л) и HP130 (16,0 л) обеспечивают большее количество газа для найтрокса или технического дайвинга. [56]

Приложения и конфигурации

Показан вид спереди стоящего ныряльщика, готового к воде. С каждой стороны у него закреплены алюминиевые баллоны, прикрепленные к D-образному кольцу на груди и D-образному кольцу на бедре.

Дайверы могут иметь при себе один или несколько баллонов, в зависимости от требований погружения. Если дайвинг проводится в зонах с низким уровнем риска, где дайвер может безопасно совершить свободное всплытие или где есть напарник, который может обеспечить альтернативную подачу воздуха в чрезвычайной ситуации, дайверы-любители обычно имеют только один баллон. Там, где риски ныряния выше, например, при плохой видимости или когда дайверы-любители сделать глубже или декомпрессионный дайвинг, и особенно когда ныряют под водой, дайверы обычно несут более одного источника газа.

Водолазные баллоны могут служить разным целям. Один или два баллона могут быть использованы в качестве основного источника дыхания, из которого можно дышать большую часть погружения. Меньший цилиндр, устанавливаемый в дополнение к большему цилиндру, называется «пони бутылка». Цилиндр, который используется исключительно как независимый резерв безопасности, называется»спасательная бутылка»или аварийное газоснабжение (ЭГС). [57] Бутылка пони обычно используется в качестве спасательной бутылки, но это будет зависеть от времени, необходимого для всплытия.

Дайверы делают технический дайвинг часто переносят разные газы, каждый в отдельном баллоне, для каждой фазы погружения: [58]

  • «Путевой газ» используется при спуске и подъеме. Обычно это воздух или найтрокс с кислород содержание от 21% до 40%. Рабочий газ необходим, когда нижний газ гипоксический поэтому дышать на мелководье небезопасно.
  • «донный газ» дышит только на глубине. Обычно это гелий- газ с низким содержанием кислорода (ниже 21%) или гипоксический (ниже 17%).
  • «декомпрессионный газ» используется на декомпрессионные остановки и обычно представляет собой одну или несколько смесей найтрокса с высоким содержанием кислорода или чистого кислорода для ускорения декомпрессии.
  • «ступень» — это баллон, содержащий резервный, путевой или декомпрессионный газ. Их обычно носят на боковой подвеске, пристегивая их по бокам водолаза к ремню безопасности. спинка и крыло или же компенсатор плавучести, а не на спине, и может быть оставлен на дистанционной линии, чтобы быть поднятым для использования при возврате (упал этап). Обычно дайверы используют алюминиевые баллоны, особенно в пресной воде, потому что они почти нейтрально плавучие в воде и могут быть сняты под водой с меньшим влиянием на общую плавучесть дайвера.
  • «Газ для накачивания костюма» может быть взят из баллона с газом для дыхания или может подаваться из небольшого автономного баллона.

В целях безопасности дайверы иногда носят с собой дополнительный независимый баллон с аквалангом с собственным регулятором для смягчения последствий нехватки воздуха в случае отказа основной подачи газа для дыхания. Это дополнительное оборудование не требуется и не используется для большинства распространенных рекреационных погружений, когда контролируемое аварийное всплытие является приемлемо безопасным. Этот дополнительный баллон известен как аварийный баллон, его можно переносить разными способами, и он может быть любого размера, в котором вмещается достаточно газа, чтобы водолаз мог безопасно вернуться на поверхность. [59]

Акваланг открытого цикла

Для аквалангистов открытого типа существует несколько вариантов комбинированной системы баллона и регулятора:

Показан большой баллон для подводного плавания с ручкой, чехлом, пластиковой сеткой и одинарным шланговым регулятором с одним регулирующим клапаном, комбинированной консолью погружного манометра и двумя шлангами для накачивания низкого давления.

  • Одноцилиндровый состоит из одного большого цилиндра, обычно установленного сзади, с одним регулятором первой ступени и обычно двумя регуляторами второй ступени. Эта конфигурация проста и дешева, но имеет только один источник дыхательного газа: у нее нет резервирования на случай отказа. Если цилиндр или регулятор первой ступени выходит из строя, у дайвера нет воздуха, и он сталкивается с опасной для жизни ситуацией. Агентства по обучению рекреационных дайверов обучают дайверов полагаться на напарника, который поможет им в этой ситуации. Навыку обмена газом обучают на большинстве курсов подводного плавания начального уровня. Эта конфигурация оборудования, хотя и обычна для дайверов начального уровня и используется для большинства видов спортивного дайвинга, учебными агентствами не рекомендуется для любых погружений, где необходимы декомпрессионные остановки или есть верхняя среда (затонувшие корабли, пещерный дайвинг, или же подледный дайвинг), поскольку он не дает функциональная избыточность.
  • Одноцилиндровый с двумя регуляторами состоит из одного большого цилиндра, установленного сзади, с двумя регуляторами первой ступени, каждый с регулятором второй ступени. Эта система используется для дайвинга, когда холодная вода увеличивает риск замерзания регулятора и требуется функциональное резервирование. [60] Это распространено в континентальной Европе, особенно в Германии. Преимущество заключается в том, что отказ регулятора может быть решен под водой, чтобы привести погружение к контролируемому завершению без дыхания напарника или совместного использования газа. [60] Однако до клапанов трудно добраться, поэтому можно в некоторой степени полагаться на напарника, который поможет быстро закрыть клапан регулятора свободного хода.
  • Главный цилиндр плюс небольшой независимый цилиндр: в этой конфигурации используется больший задний главный цилиндр вместе с независимым меньшим цилиндром, часто называемым «пони» или «спасательным цилиндром». [59] У дайвера есть две независимые системы, но общая «дыхательная система» теперь тяжелее, и ее дороже покупать и обслуживать.
    • В пони обычно представляет собой баллон объемом от 2 до 5 литров. Его емкость определяет глубину погружения и продолжительность декомпрессии, на которую он обеспечивает защиту. Пони могут быть прикреплены к водолазу. компенсатор плавучести (BC) или главный цилиндр за спиной дайвера, или может быть прикреплен к ремню безопасности сбоку или на груди дайвера или перенесен в качестве стропного цилиндра. Пони обеспечивают приемлемое и надежное аварийное снабжение газом, но требуют, чтобы дайвер был обучен их использованию.
    • Другой тип небольшого автономного источника воздуха — это переносной баллон, заполненный примерно 85 литрами (3,0 куб. Фута) свободного воздуха с регулятор для дайвинга с прямым подключением, например, Spare Air. [61] Этот источник обеспечивает лишь несколько вдохов газа на глубине и наиболее подходит в качестве спасательного средства на мелководье.

    Вид сзади на набор сдвоенных независимых баллонов, привязанных к ремню куртки, каждый с установленным регулятором акваланга.

    • Независимые двойные наборы или независимый двойной состоит из двух независимых цилиндров и двух регуляторов, каждый с погружным манометром. Эта система тяжелее, дороже в покупке и обслуживании и дороже в заполнении, чем комплект с одним цилиндром. Дайвер должен поменять местами клапаны потребления во время погружения, чтобы сохранить достаточный запас газа в каждом баллоне. Если этого не сделать, то в случае отказа баллона у дайвера может оказаться недостаточный запас хода. Независимые сдвоенные наборы плохо работают с компьютерами с воздушной интеграцией, поскольку обычно они контролируют только один цилиндр. Сложность периодического переключения регуляторов для обеспечения равномерного использования обоих баллонов может быть компенсирована резервированием двух полностью отдельных источников дыхательного газа. Баллоны могут быть установлены сдвоенным комплектом на спине дайвера или, в качестве альтернативы, могут быть перенесены в сайдмаунт конфигурация, в которой требуется проникновение в затонувшие корабли или пещеры и где клапаны баллона находятся в пределах досягаемости.
    • Плоские коллекторные двойные комплекты, или коллекторные двойные с одним регулятором, состоят из двух установленных сзади цилиндров с их опорными клапанами, соединенными посредством коллектора, но только один регулятор присоединен к коллектору. Это делает его относительно простым и дешевым, но означает, что у дыхательной системы нет лишних функций, только двойная подача газа. Такое расположение было довольно распространено на заре подводного плавания, когда баллоны низкого давления были объединены в коллекторы, чтобы обеспечить больший приток воздуха, чем это было возможно из имеющихся одиночных баллонов. Он все еще используется для аварийных комплектов большой емкости для глубоких коммерческих погружений. [62]

    Верхняя часть двойника с коллектором показана над правым плечом дайвера.

    • Изоляционные коллекторные двойные комплекты или коллекторные двойные с двумя регуляторами, состоят из двух цилиндров, установленных сзади, с их клапанными стойками, соединенными многообразие, с клапаном в коллекторе, который можно закрыть, чтобы изолировать два клапана стойки. В случае проблемы с одним баллоном дайвер может закрыть запорный вентиль, чтобы сохранить газ в баллоне, который не вышел из строя. К преимуществам такой конфигурации можно отнести: больший запас газа, чем от одного баллона; автоматическая балансировка подачи газа между двумя баллонами; таким образом, нет необходимости постоянно менять регуляторы под водой во время погружения; и в большинстве аварийных ситуаций дайвер может закрыть клапан неисправного регулятора или изолировать баллон и сохранить доступ ко всему оставшемуся газу в обоих баллонах. Недостатки заключаются в том, что коллектор является еще одной потенциальной точкой отказа, и существует опасность потери всего газа из обоих цилиндров, если запорный клапан не может быть закрыт при возникновении проблемы. Такая конфигурация цилиндров часто используется в технический дайвинг. [58]

    Ремень для ремня показан на стоячем цилиндре с защелками для болтов для соединения груди и бедра, а также соединительной лямкой и ремнем, крепящим нижний конец лямки к корпусу цилиндра.

    • Цилиндры строп представляют собой конфигурацию независимых цилиндров, используемых для технический дайвинг. Это независимые цилиндры с собственными регуляторами, которые прикрепляются к привязи сбоку от дайвера. Их цель может заключаться в проведении этапа, путешествия, декомпрессии или спасения. газ в то время как баллон (ы), установленный сзади, несет нижний газ. Баллоны ступени несут газ для увеличения времени нахождения на дне, рабочий газ используется для достижения глубины, на которой можно безопасно использовать донный газ, если он гипоксичен на поверхности, а газ для декомпрессии — это газ, предназначенный для использования во время декомпрессии для ускорения удаления инертных газов . Аварийный газ — это аварийный запас, предназначенный для использования на поверхности в случае потери основного газоснабжения. [58]

    Пара цилиндров, показывающих регуляторы, установленные для погружений с сайдмаунтом. У каждого регулятора есть короткий шланг инфлятора низкого давления, идущий туда, где должно быть тело дайвера, а шланги DV уложены под эластичными ремнями. Погружные манометры размещены на коротких шлангах соосно с осями цилиндров.

    • Боковые цилиндры представляют собой баллоны, прикрепленные к ремню безопасности по бокам дайвера, которые переносят нижний газ, когда дайвер не несет обратно монтажные баллоны. Они могут использоваться в сочетании с другими боковыми ступенями, ходовыми и / или декомпрессионными цилиндрами, если это необходимо. Квалифицированный сбоку дайверы могут нести до трех баллонов с каждой стороны. [63] Эта конфигурация была разработана для доступа через жесткие ограничения в пещерах. Боковое крепление в основном используется для технического дайвинга, но иногда также используется для рекреационного дайвинга, когда можно нести один баллон в комплекте с регулятором второй ступени (осьминог) в конфигурации, иногда называемой дайвингом на обезьянах.

    Ребризеры

    Вид сзади на ребризер

    Водолазные баллоны используются при погружениях с ребризером в двух функциях:

    • В рамках ребризер сам. Ребризер должен иметь по крайней мере один источник свежего газа, хранящийся в баллоне; у многих есть два, а у некоторых больше цилиндров. Из-за более низкого потребления газа ребризерами эти баллоны обычно меньше, чем те, которые используются для эквивалентных погружений с открытым контуром. Ребризеры могут использовать внутренние цилиндры или могут также питаться от «внешних» цилиндров, которые не подключены напрямую к ребризеру, а соединены с ним гибким шлангом и муфтой и обычно несут боковую подвеску.
    • кислородные ребризеры имеют кислородный баллон
    • Ребризеры с полузамкнутым контуром имеют цилиндр, который обычно содержит найтрокс или газ на основе гелия. [64]
    • Ребризеры с замкнутым контуром имеют кислородный баллон и баллон с «разбавителем», который содержит воздух, нитрокс или газ на основе гелия. [64]
    • Дайверы с ребризером также часто имеют внешнюю аварийную систему, если внутренний баллон с дилуентом слишком мал для безопасного использования для аварийного спасения при запланированном погружении. [65] Аварийная система — это один или несколько независимых источников дыхательного газа, которые можно использовать в случае отказа ребризера:
      • Разомкнутая цепь: Один или несколько комплектов для подводного плавания с открытым контуром. Количество аварийных комплектов с открытым контуром, их вместимость и содержащиеся в них газы для дыхания зависят от глубины и декомпрессионных потребностей погружения. [65] Таким образом, при глубоком техническом погружении с ребризером дайверу понадобится аварийный «донный» газ и аварийный «декомпрессионный» газ (а). При таком погружении глубину и продолжительность погружения обычно ограничивают мощность и продолжительность наборов аварийных выходов, а не мощность ребризера.
      • Закрытая схема: Второй ребризер, содержащий один или несколько независимых баллонов для подводного плавания для подачи газа.Использование другого ребризера в качестве спасательного средства возможно, но редко. [65] Хотя длительный срок службы ребризеров кажется убедительным для спасения, ребризеры относительно громоздки, сложны, уязвимы для повреждений и требуют больше времени для начала дыхания, чем простое в использовании, мгновенно доступное, прочное и надежное оборудование открытого цикла.

      Аварийное газоснабжение водолаза с поверхности

      Водолаз в легком шлеме со шлангокабелем для подачи на поверхность и одиночным спасательным цилиндром, установленным на спине, показан сверху, частично в воде, поднимающимся по абордажной лестнице на борту лодки.

      Водолазы, работающие с поверхности, обычно должны иметь при себе запас газа, достаточный для того, чтобы позволить им вернуться в безопасное место в случае отказа основной подачи газа. Обычная конфигурация представляет собой установленный на спине одиночный цилиндр, поддерживаемый ремнями безопасности дайвера, с регулятором первой ступени, соединенным шлангом низкого давления с аварийным блоком, который может быть установлен на боковой стороне шлема или маски или на ремне безопасности. для поставки легкой полнолицевой маски. [66] [67] [68] Если емкость одного цилиндра недостаточна, могут использоваться двойные цилиндры с прямым коллектором или ребризер. Для закрытых прыжков раструба и погружений с насыщением комплект аварийного выхода должен быть достаточно компактным, чтобы дайвер мог пройти через нижний люк раструба. Это устанавливает ограничение на размер цилиндров, которые можно использовать. [62] [69]

      Аварийное газоснабжение водолазных колоколов

      Внешний вид закрытого колокола, показывающий боковую дверь слева, с 50-литровым кислородным баллоном и двумя 50-литровыми баллонами с гелиоксом, установленными на раме сбоку от двери.

      Водолазные колокола необходимы для подачи на борт дыхательного газа для использования в чрезвычайных ситуациях. [70] [71] Цилиндры устанавливаются снаружи, так как внутри недостаточно места. Во время работы колокола они полностью погружаются в воду и могут считаться водолазными баллонами.

      Баллоны для накачивания костюма

      Небольшой алюминиевый баллон, окрашенный в синий цвет, с этикеткой, на которой указано, что содержимое - аргон.

      Газ для накачивания костюма можно переносить в небольшом независимом баллоне. Иногда аргон используется для обеспечения превосходных изоляционных свойств. Он должен быть четко обозначен и может также нуждаться в цветной кодировке, чтобы избежать непреднамеренного использования в качестве дыхательного газа, что может быть фатальным, поскольку аргон является удушающий.

      Другое использование баллонов со сжатым газом в водолазных операциях

      Дайверы также используют газовые баллоны над водой для хранения кислорода для первая помощь лечение расстройства дайвинга и в составе хранилища «банки» для воздушный компрессор для дайвинга станции, смешение газов, поверхность снабжена дыхательный газ и запасы газа для декомпрессионные камеры и системы насыщения. Подобные баллоны также используются для многих целей, не связанных с дайвингом. Для этих применений они не являются водолазными баллонами и могут не подпадать под те же нормативные требования, что и баллоны, используемые под водой.

      Расчеты по газу

      Чтобы спланировать безопасный профиль погружения, необходимо знать приблизительное время, в течение которого дайвер может дышать из данного баллона. [72]

      Эта проблема состоит из двух частей: вместимости баллона и потребления водолазом.

      Вместимость баллона для хранения газа

      Его газопропускная способность определяется двумя характеристиками баллона:

      • внутренний объем: обычно он составляет от 3 до 18 литров для одноцилиндровых.
      • Давление газа в баллоне: при заполнении оно обычно находится в диапазоне от 200 до 300 бар (от 2900 до 4400 фунтов на квадратный дюйм), но фактическое значение следует измерять для реальной ситуации, поскольку баллон может быть неполным.

      При давлении, которое применяется к большинству баллонов для дайвинга, идеальный газ уравнение достаточно точное почти во всех случаях, так как переменные, которые применяются к потреблению газа, обычно превосходят ошибку в предположении идеального газа.

      Чтобы рассчитать количество газа:

      Объем газа при атмосферном давлении = (объем баллона) x (давление в баллоне) / (атмосферное давление)

      В тех частях мира, где используется метрическая система, расчет относительно прост, поскольку атмосферное давление может быть приблизительно равно 1 бар. Таким образом, 12-литровый баллон при 232 бар будет вмещать почти 12 × 232/1 = 2784 литра (98,3 куб. Футов). воздуха при атмосферном давлении (также известный как свободный воздух).

      В США вместимость водолазного баллона указывается непосредственно в кубических футах. свободный воздух при номинальном рабочем давлении, так как расчет внутреннего объема и рабочего давления в британских единицах измерения относительно утомителен. Например, в США и на многих курортах для дайвинга в других странах можно найти алюминиевые баллоны американского производства с внутренней емкостью 0,39 кубических футов (11 л), заполненные до рабочего давления 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар); Принимая атмосферное давление как 14,7 фунтов на квадратный дюйм, это дает 0,39 × 3000 / 14,7 = 80 фут3. Эти цилиндры описываются как «цилиндры объемом 80 кубических футов» (обычно «алюминиевый 80»).

      Примерно до 200 бар закон идеального газа остается полезным, и соотношение между давлением, размером баллона и газом, содержащимся в баллоне, является приблизительно линейным; при более высоких давлениях эта линейность больше не действует, и в цилиндре пропорционально меньше газа. 3-литровый баллон, заполненный до 300 бар, будет содержать только 810 литров (29 куб. Футов) воздуха атмосферного давления, а не 900 литров (32 куб. Футов), ожидаемых по закону идеального газа. Были предложены уравнения, которые дают более точные решения при высоком давлении, включая Уравнение Ван-дер-Ваальса. Сжимаемость при более высоких давлениях также различается между газами и смесями газов.

      Расход газа для дайвера

      Следует учитывать три основных фактора:

      • скорость, с которой дайвер потребляет газ, определяемая как потребление воздуха на поверхности (SAC) или минутный объем дыхания (RMV) дайвера. В нормальных условиях это будет от 10 до 25 литров в минуту (л / мин) для дайверов, которые не работают много. Во время экстремально высокой скорости работы частота дыхания может увеличиваться до 95 литров в минуту. [73] За Международная ассоциация морских подрядчиков (IMCA) в целях планирования коммерческого водолазного газа используется рабочая частота дыхания 40 литров в минуту, в то время как цифра 50 литров в минуту используется в чрезвычайных ситуациях. [68] RMV контролируется CO в крови2 уровней и обычно не зависит от парциального давления кислорода, поэтому не меняется с глубиной. Очень большой диапазон возможных скоростей потребления газа приводит к значительной неопределенности относительно того, как долго будет длиться подача газа, и требуется консервативный подход для обеспечения безопасности, когда немедленный доступ к альтернативному источнику дыхательного газа невозможен. Ожидается, что аквалангисты будут контролировать остаточное давление газа достаточно часто, чтобы знать, сколько еще остается газа во время погружения.
      • атмосферное давление: это определяет глубина погружения. Атмосферное давление на поверхности составляет 1 бар (15 фунтов на кв. Дюйм) на уровне моря. На каждые 10 метров (33 футов) морской воды дайвер спускается, давление увеличивается на 1 бар (15 фунтов на квадратный дюйм). [74] По мере того, как дайвер погружается глубже, дыхательный газ подается под давлением, равным давлению окружающей воды, а количество используемого газа пропорционально давлению. Таким образом, для заполнения легких водолаза на высоте 10 метров (33 фута) требуется вдвое больше массы газа, чем на поверхности, и в три раза больше на 20 метрах (66 футов). То же влияет и на массовое потребление дыхательного газа дайвером.
      • время на каждой глубине. (обычно округляется как время на каждом диапазоне глубин)

      Чтобы рассчитать количество потребляемого газа:

      расход газа = расход воздуха на поверхности × время × давление окружающей среды

      Дайвер с RMV 20 л / мин при 30 msw (4 бара) потребляет 20 x 4 x 1 = 80 л / мин эквивалент поверхности. Дайвер с RMV 40 л / мин при давлении 50 msw (6 бар) в течение 10 минут будет потреблять 40 x 6 x 10 = 2400 литров свободного воздуха — это полная емкость 12-литрового баллона на 200 бар.

      Дайвер с SAC 0,5 кубических футов в минуту на 100fsw (4 ата) будет потреблять 0,5 x 4 x 1 = 2 кубических футов в минуту в эквиваленте поверхности. Дайвер с SAC 1 куб. Фут / мин при 231 FSW (8 атм.) В течение 10 минут потребляет 1 x 8 x 10 = 80 футов. 3 свободного воздуха — полная мощность 80 футов 3 цилиндр

      Помня об этом, нетрудно понять, почему технические водолазы тем, кто совершает длительные глубокие погружения, требуется несколько баллонов или ребризеры, а коммерческие дайверы обычно используют подводное плавание оборудование, и носите с собой акваланг только в качестве аварийное газоснабжение.

      Выносливость дыхательного газа

      Время, в течение которого дайвер может дышать из баллона, также называется выносливостью воздуха или газа.

      Максимальная продолжительность дыхания (Т) для данной глубины может быть рассчитана как

      T = доступный воздух / скорость потребления [75]

      который, используя идеальный газ закон, это

      T = (доступное давление в баллоне × объем баллона) / (расход воздуха на поверхности) × (давление окружающей среды) [75]

      Это можно записать как

      T = время пC = Давление в цилиндре VC = Внутренний объем цилиндра пА = Давление окружающей среды SAC = Потребление воздуха у поверхности

      в любой непротиворечивой системе единиц.

      Окружающее давление (PА) — это давление окружающей воды на заданной глубине, которое складывается из суммы гидростатического давления и давления воздуха у поверхности. Он рассчитывается как

      (2) PА = D × g × ρ + атмосферное давление [76]

      D = глубина g = Стандартная гравитация ρ = плотность воды

      в единой системе единиц

      Для метрических единиц эту формулу можно аппроксимировать следующим образом:

      с глубиной в м и давлением в барах

      Окружающее давление вычитается из давления в баллоне, поскольку количество воздуха, представленное PА на практике не может использоваться дайвером для дыхания, так как требуется для уравновешивания окружающего давления воды.

      Эта формула не учитывает давление открытия требуется для открытия первой и второй ступеней регулятора, а также падение давления из-за ограничений потока в регуляторе, оба из которых могут изменяться в зависимости от конструкции и настройки регулятора, а также скорость потока, которая зависит от модели дыхания дайвер и газ в использовании. Эти факторы нелегко оценить, поэтому расчетное значение продолжительности дыхания будет больше, чем реальное значение.

      Однако при обычном погружении всегда учитывается резерв. Резерв — это пропорция давления в баллоне, которую дайвер не планирует использовать, кроме как в случае крайней необходимости. Резерв может составлять четверть или треть давления в баллоне или может быть фиксированным давлением, обычными примерами являются 50 бар и 500 фунтов на квадратный дюйм. Приведенная выше формула затем изменяется, чтобы получить полезную продолжительность дыхания как

      где Pр — резервное давление.

      Например, (с использованием первой формулы (1) для абсолютного максимального времени дыхания) дайвер на глубине 15 метров в воде со средней плотностью 1020 кг / м³ (типичная морская вода), который дышит с расходом 20 литров в минуту, используя 18-литровый баллон для дайвинга, находящийся под давлением 200 бар, может дышать в течение 72 минут, прежде чем давление в баллоне упадет настолько низко, что предотвратит вдыхание. В некоторых системах подводного плавания с открытым контуром это может произойти довольно внезапно, от нормального дыхания до следующего аномального вдоха, вдоха, который может быть не полностью втянут. (Выдох никогда не вызывает затруднений). Внезапность этого эффекта зависит от конструкции регулятора и внутреннего объема цилиндра. В таких условиях в баллоне остается воздух под давлением, но дайвер не может им дышать. Некоторым из него можно дышать, если дайвер всплывает, поскольку давление окружающей среды снижается, и даже без всплытия, в некоторых системах имеется немного воздуха из баллона для надувания. устройства компенсатора плавучести (BCD) даже после того, как давление больше не будет достаточным для открытия клапана потребления.

      При тех же условиях и запасе в 50 бар формула (4) для полезного времени дыхания выглядит следующим образом:

      Давление окружающей среды = давление воды + атмосферное давление = 15MSW/ 10 бар на MSW + 1 = 2,5 бар Полезное давление = давление заполнения — резервное давление = 200 бар — 50 бар = 150 бар Полезный воздух = полезное давление × емкость баллона = 150 бар × 18 литров на бар = 2700 литров Норма расхода = расход воздуха на поверхности × давление окружающей среды = 20 литров в минуту на бар × 2,5 бара = 50 литров / мин. Полезное время дыхания = 2700 литров / 50 литров в минуту = 54 минуты

      Это даст время погружения 54 минуты на 15 м до достижения запаса в 50 бар.

      Резервы

      Организации по обучению дайверов и нормы практики настоятельно рекомендуют оставлять часть пригодного для использования газа в баллоне в качестве резерва безопасности. Резерв предназначен для обеспечения газом дольше, чем планировалось. декомпрессионные остановки или предоставить время для устранения подводных аварийных ситуаций. [75]

      Размер резерва зависит от рисков, связанных с погружением. Глубокое или декомпрессионное погружение требует большего запаса, чем мелкое или безостановочное погружение. В любительский дайвинг например, дайверу рекомендуется планировать всплытие с оставшимся в баллоне запасом в 500 фунтов на квадратный дюйм, 50 бар или 25% от начальной емкости, в зависимости от обучения организация обучения дайверов. Это связано с тем, что дайверы-любители, практикующие «бездекомпрессионные» ограничения, обычно могут совершить прямое всплытие в экстренной ситуации. Во время технических погружений, когда прямой подъем невозможен (из-за препятствий над головой) или опасен (из-за необходимости делать декомпрессионные остановки), дайверы планируют большие запасы безопасности. Самый простой метод использует Правило третей: треть поставок газа запланирована на выезд, треть — на обратный путь и одна треть — это резерв безопасности. [77]

      Некоторые учебные агентства обучают концепции минимального газа, управления донным газом или критическое давление который позволяет дайверу рассчитать допустимый запас для вывода двух дайверов на поверхность в экстренной ситуации из любой точки запланированного профиля погружения. [58]

      Профессиональные дайверы Законодательство или отраслевые нормы и правила могут потребовать, чтобы они несли достаточный запас газа, чтобы позволить им достичь безопасного места, такого как поверхность или водолазный колокол, в зависимости от запланированного профиля погружения. [67] [68] Этот резервный газ обычно требуется в качестве независимого аварийного источника газа (EGS), также известного как аварийный цилиндр, набор или бутылка. [78] Обычно это также относится к профессиональным дайверам, использующим подводное плавание оборудование. [67]

      Масса израсходованного газа

      В плотность воздуха на уровне моря и 15 ° C составляет примерно 1,225 кг / м 3 . [79] Большинство полноразмерных баллонов для дайвинга, используемых для подводного плавания с открытым контуром, вмещают более 2 килограммов (4,4 фунта) воздуха при заполнении, и по мере использования воздуха плавучесть баллона увеличивается за счет снятого веса. Уменьшение внешнего объема цилиндра из-за уменьшения внутреннего давления относительно невелико, и для практических целей им можно пренебречь.

      Например, 12-литровый баллон можно наполнить до 230 бар перед погружением и вдохнуть до 30 бар перед всплытием, используя 2400 литров или 2,4 м. 3 свободного воздуха. Масса газа, используемого во время погружения, будет зависеть от смеси — если принять воздух, она будет примерно 2,9 кг (6,4 фунта).

      Потеря веса газа, отбираемого из баллона, делает баллон и водолаза более плавучими. Это может быть проблемой, если дайвер не может оставаться в нейтральной плавучести к концу погружения, потому что большая часть газа выдохлась из баллона. Изменение плавучести из-за использования газа из баллонов, установленных сзади, легко компенсируется за счет наличия достаточного количества водолазных грузов для обеспечения нейтральной плавучести с пустыми баллонами в конце погружения и использования компенсатора плавучести для нейтрализации избыточного веса до тех пор, пока газ не будет использован.

      Характеристики плавучести

      Плавучесть баллона для дайвинга имеет практическое значение только в сочетании с прикрепленным к нему клапаном баллона, регулятором акваланга и аксессуарами для регулятора, поскольку без них он не будет использоваться под водой.

      • Комплекты цилиндров с задней установкой
      • Комплекты, устанавливаемые сбоку и на стропе: изменение плавучести водолазного баллона во время погружения может быть более проблематичным с баллонами, установленными сбоку, а фактическая плавучесть в любой точке во время погружения является соображением для любого баллона, который может быть отделен от водолаза. по любой причине. Цилиндры, которые будут сценический или передача другому водолазу не должна изменять плавучесть дайвера сверх того, что может быть компенсировано с помощью его компенсатора плавучести. Баллоны с приблизительно нейтральной плавучестью при заполнении обычно требуют наименьшей компенсации при отсоединении, так как они, вероятно, будут отсоединены для установки или передачи, когда они относительно полны. Это вряд ли станет проблемой для одиночный дайверспасательный набор, так как будет реже снимать его во время погружения. Предполагается, что комплекты бокового крепления для плотных проходок будут отклоняться вперед или сниматься для прохождения через узкие сужения и не должны сильно влиять на дифферент или плавучесть во время этих маневров.

      Физические размеры

      • Стандартизированные диаметры
      • толщина стенки
      • Влияние отношения длины к диаметру на массу и плавучесть

      Заполнение

      Показан интерьер заправочной станции магазина для дайвинга, с большим количеством баллонов, стоящих на полу или на стенных стеллажах. Панель заполнения находится справа, а заполняемые баллоны покоятся на наклонной стойке под панелью.

      Небольшой компрессор высокого давления, установленный на стальной раме с трехфазным электродвигателем для питания. Гибкий пластиковый воздухозаборный шланг подает свежий воздух снаружи здания.

      Водолазные баллоны заполняются путем подсоединения источника газа высокого давления к клапану баллона, открытия клапана и пропускания газа в баллон до достижения желаемого давления, затем закрытия клапанов, удаления воздуха из соединения и его отключения. Этот процесс сопряжен с риском выхода из строя баллона или заправочного оборудования под давлением, которые представляют опасность для оператора, поэтому обычно соблюдаются процедуры контроля этих рисков. Скорость наполнения должна быть ограничена, чтобы избежать чрезмерного нагрева, температура баллона и содержимого должна оставаться ниже максимальной рабочей температуры, указанной в применимом стандарте. [49]

      Заправка от компрессора

      Подача воздуха для дыхания может поступать непосредственно от компрессора воздуха для дыхания высокого давления, из системы хранения высокого давления или из комбинированной системы хранения с компрессором. Прямая зарядка энергоемка, и скорость зарядки будет ограничиваться доступным источником питания и мощностью компрессора. Блок накопительных цилиндров высокого давления большого объема позволяет быстрее заряжать или одновременно заряжать несколько цилиндров, а также обеспечивает более экономичный подачу воздуха высокого давления за счет перезарядки аккумуляторов от маломощного компрессора или с меньшими затратами. внепиковый электричество.

      Качество сжатого воздуха для дыхания для дайвинга обычно определяется национальными или организационными стандартами, и меры, обычно предпринимаемые для обеспечения качества воздуха, включают: [81]

      • использование компрессора, рассчитанного на воздух для дыхания,
      • использование компрессорных смазок, рассчитанных на воздух для дыхания,
      • фильтрация всасываемого воздуха для удаления твердых частиц,
      • расположение воздухозаборника компрессора в чистом воздухе вдали от известных источников загрязнения, таких как выхлопные газы внутреннего сгорания, канализационные отверстия и т. д.
      • удаление конденсата из сжатого воздуха водоотделителями. Это может быть сделано между ступенями компрессора, а также после сжатия.
      • фильтрация после сжатия для удаления оставшейся воды, масла и других загрязнений с использованием специализированных фильтрующих материалов, таких как осушители, молекулярная решетка или же Активированный уголь. Следы окиси углерода могут быть преобразованы в двуокись углерода путем Гопкалит.
      • периодические проверки качества воздуха,
      • плановая замена фильтров и обслуживание компрессора

      Наполнение из хранилища высокого давления

      Баллоны также могут быть заполнены непосредственно из систем хранения высокого давления путем декантации, с или без повышение давления для достижения желаемого давления наддува.Каскадное наполнение может использоваться для повышения эффективности при наличии нескольких баллонов для хранения. При смешивании обычно используется хранение под высоким давлением. найтрокс, гелиокс и тримикс газы для дайвинга, кислород для ребризеров и декомпрессионный газ. [35]

      Смешивание найтрокса и тримикса может включать декантирование кислорода и / или гелия и доведение до рабочего давления с помощью компрессора, после чего газовая смесь должна быть проанализирована, а на баллоне должен быть указан состав газа. [35]

      Изменение температуры при наполнении

      Сжатие окружающего воздуха вызывает повышение температуры газа пропорционально увеличению давления. Окружающий воздух обычно сжимается поэтапно, и температура газа повышается на каждой стадии. Интеркулеры и водяное охлаждение теплообменники можно удалить это тепло между этапами.

      Зарядка пустого баллона для дайвинга также вызывает повышение температуры, поскольку газ внутри баллона сжимается за счет притока газа с более высоким давлением, хотя это повышение температуры может быть сначала сдержано, поскольку сжатый газ из банка хранения при комнатной температуре понижается по температуре, когда она понижается. по давлению, поэтому сначала пустой баллон заполняется холодным газом, но затем температура газа в баллоне повышается до значения выше температуры окружающей среды по мере того, как баллон заполняется до рабочего давления.

      Избыточное тепло можно удалить, погрузив цилиндр в ванну с холодной водой во время наполнения. Однако погружение в воду для охлаждения может также увеличить риск загрязнения водой отверстия клапана полностью сброшенного давления резервуара и попадания в цилиндр во время заполнения. [82]

      Баллоны также могут быть заполнены без охлаждения водяной баней и могут быть заряжены до давления, превышающего номинальное рабочее давление, до развиваемого давления, соответствующего температуре при заполнении. Когда газ охлаждается до температуры окружающей среды, давление снижается и достигает номинального давления наддува при номинальной температуре. [82]

      Безопасность и юридические вопросы

      Правовые ограничения на наполнение баллонов для акваланга зависят от юрисдикции.

      В Южной Африке баллоны могут наполняться в коммерческих целях лицом, обладающим компетенцией в использовании заправочного оборудования, которое будет использоваться, которое знает соответствующие разделы применимых стандартов и правил и имеет письменное разрешение от владельца баллона на Заполните. Баллон должен быть испытан и подходить для заполнения газом, и баллон не может быть наполнен выше давления, развиваемого для температуры, достигаемой при заполнении. Необходимо произвести внешний осмотр баллона и записать указанные данные о баллоне и наполнении. Если заправка осуществляется не воздухом, а другим газом, анализ завершенной заправки должен быть зарегистрирован заправщиком и подписан заказчиком. [49] Если остаточное давление в баллоне, представленном для наполнения, не создает достаточно сильного потока газа из клапана при открытии, наполнитель может отказать в заполнении баллона, если только не будет указана приемлемая причина того, что он пустой, поскольку нет возможности для наполнитель, чтобы проверить, не был ли он загрязнен.

      Чистота газа и испытания

      Баллоны для дайвинга следует заполнять только фильтрами с соответствующей фильтрацией. воздуха из компрессоры воздуха для дайвинга или с другими дыхательные газы с помощью смешение газов или методы декантации. [81] В некоторых юрисдикциях поставщики дыхательных газов обязаны по закону периодически проверять качество сжатого воздуха, производимого их оборудованием, и отображать результаты испытаний для всеобщего сведения. [49] Стандарты чистоты промышленных газов и оборудования и процедур для наполнения могут допускать наличие некоторых загрязнителей на уровнях, небезопасных для дыхания, [45] и их использование при вдыхании газовых смесей под высоким давлением может быть опасным или смертельным.

      Работа со специальными газами

      Особые меры предосторожности необходимо соблюдать с газами, отличными от воздуха:

      • кислород в высоких концентрациях является основной причиной возгорания и ржавчины. [35]
      • Кислород следует очень осторожно переносить из одного баллона в другой и хранить только в очищенных контейнерах с маркировкой для использования кислорода. [35]
      • Газовые смеси, содержащие процентное содержание кислорода, отличное от 21%, могут быть чрезвычайно опасными для дайверов, которые не знают, какое количество кислорода в них содержится. На всех баллонах должен быть указан их состав.
      • Баллоны с высоким содержанием кислорода необходимо очищать для использования кислорода, а их клапаны смазывать только смазкой для работы с кислородом, чтобы снизить вероятность возгорания. [35]

      Для заправки специальной смешанной газовой смесью почти всегда используются баллоны с газом высокой чистоты, полученным от поставщика промышленного газа.

      Загрязнение газа

      Загрязненный газ для дыхания на глубине может быть смертельным. Концентрации, которые приемлемы при атмосферном давлении на поверхности, будут увеличиваться за счет давления на глубине и затем могут превышать допустимые или допустимые пределы. Распространенными загрязнителями являются: монооксид углерода — побочный продукт сгорания, углекислый газ — продукт обмена веществ, а также масла и смазки от компрессора. [81]

      Постоянное поддержание небольшого давления в баллоне во время хранения и транспортировки снижает возможность непреднамеренного загрязнения внутренней части баллона коррозионными агентами, такими как морская вода, или токсичными материалами, такими как масла, ядовитые газы, грибки или бактерии. [47] Обычное погружение закончится, когда в баллоне останется некоторое давление; если был произведен аварийный всплытие из-за отсутствия газа, в баллоне, как правило, будет сохраняться некоторое давление, и если баллон не был погружен глубже, чем то место, где использовался последний газ, вода не может попасть внутрь во время погружение.

      Загрязнение водой во время наполнения может быть вызвано двумя причинами. Неадекватная фильтрация и осушка сжатого воздуха могут привести к появлению небольшого количества конденсата пресной воды или эмульсии воды и смазочного материала компрессора, а также из-за неспособности очистить отверстие клапана баллона от воды, которая могла капать с мокрого снаряжения для дайвинга, что может привести к загрязнению свежая или морская вода. Оба вызывают коррозию, но загрязнение морской водой может вызвать быструю коррозию баллона до такой степени, что даже через довольно короткий период он может оказаться небезопасным или непригодным. Эта проблема обостряется в жарком климате, где химические реакции протекают быстрее, и более распространена там, где персонал по наливу плохо обучен или перегружен. [83]

      Катастрофические сбои при наполнении

      Взрыв, вызванный внезапным сбросом давления газа внутри водолазного баллона, делает их очень опасными при неправильном управлении. Наибольший риск взрыва существует при заполнении, [84] но известно, что цилиндры лопаются при перегреве. Причиной отказа может быть уменьшенная толщина стенки или глубокая точечная коррозия из-за внутренней коррозии, отказ резьбы шейки из-за несовместимой резьбы клапана или растрескивание из-за усталости, постоянных высоких напряжений или эффектов перегрева алюминия. [47] [85] Взрыв бака из-за избыточного давления может быть предотвращен разрывная мембрана для сброса давления установлен на клапан баллона, который лопается, если баллон находится под избыточным давлением, и выпускает воздух с быстрой контролируемой скоростью, чтобы предотвратить катастрофический отказ баллона. Случайный разрыв разрывной мембраны также может произойти во время заполнения из-за коррозионного ослабления или напряжения от повторяющихся циклов герметизации, но устраняется заменой диска. Запирающие диски требуются не во всех юрисдикциях.

      Другие режимы отказа, которые представляют опасность при заполнении, включают нарушение резьбы клапана, которое может вызвать выброс клапана из горловины цилиндра, и отказ устройства для наполнения. [30] [31] [32] [33]

      Периодические проверки и испытания водолазных баллонов

      Куча забракованных и несколько заржавевших баллонов с аквалангом, лежащих во дворе

      В большинстве стран требуется регулярная проверка водолазных баллонов. Обычно он состоит из внутреннего визуального осмотра и гидростатического испытания.Требования к проверке и испытаниям баллонов для акваланга могут сильно отличаться от требований для других баллонов со сжатым газом из-за более агрессивной среды. [49]

      Схематический разрез оборудования для гидростатических испытаний водяной рубашки

      Гидростатическое испытание включает в себя повышение давления в баллоне до испытательного давления (обычно 5/3 или 3/2 рабочего давления) и измерение его объема до и после испытания. Постоянное увеличение объема выше допустимого уровня означает, что цилиндр не проходит испытание и должен быть окончательно выведен из эксплуатации. [4]

      Осмотр включает внешний и внутренний осмотр на предмет повреждений, коррозии и правильного цвета и маркировки. Критерии отказа различаются в соответствии с опубликованными стандартами соответствующего органа, но могут включать осмотр на предмет выпуклостей, перегрева, вмятин, бороздок, царапин от электрической дуги, точечной коррозии, коррозии линии, общей коррозии, трещин, повреждений резьбы, нарушения стойкости маркировки и цветовое кодирование. [4] [49]

      Когда баллон изготавливается, его технические характеристики, включая производитель, рабочее давление, испытательное давление, Дата производства, емкость и масса штампуются на цилиндре. [25] После того, как баллон прошел проверку, дата проверки (или срок годности теста в некоторых странах, например Германия), вставляется в буртик цилиндра для облегчения проверки во время заполнения. [примечание 1] Международный стандарт формата штампа: ISO 13769, Баллоны газовые. Штамповая маркировка.. [25]

      Операторы заправочной станции могут быть обязаны проверить эти данные перед наполнением баллона и могут отказаться заправлять нестандартные или не прошедшие испытания баллоны. [заметка 2]

      Интервалы между проверками и испытаниями

      Баллон должен быть проверен и испытан при первом заполнении после истечения интервала, установленного Организацией Объединенных Наций. Рекомендации по перевозке опасных грузов, Типовые правилаили в соответствии с национальными или международными стандартами, применимыми в регионе использования. [86] [87]

      • в Соединенные Штаты, DOT США не требует ежегодного визуального осмотра, хотя они требуют гидростатических испытаний каждые пять лет. Требование к визуальному осмотру является стандартом индустрии подводного плавания, основанным на наблюдениях, сделанных в ходе проверки Национальным центром данных о подводных авариях. [88]
      • В Евросоюз В некоторых странах визуальный осмотр требуется каждые 2,5 года, а гидростатическое испытание — каждые пять лет. [89][90]
      • В Норвегия гидростатическое испытание (включая визуальный осмотр) требуется через 3 года после даты изготовления, затем каждые 2 года.
      • Законодательство в Австралия требует, чтобы цилиндры подвергались гидростатическим испытаниям каждые двенадцать месяцев. [91]
      • В Южная Африка каждые 4 года требуется гидростатическое испытание, а ежегодно — визуальный осмотр. Вихретоковый контроль резьбы шейки должен проводиться в соответствии с рекомендациями производителя. [49]

      Процедуры периодических проверок и испытаний

      Если баллон проходит перечисленные процедуры, но состояние остается сомнительным, можно провести дополнительные испытания, чтобы убедиться, что баллон пригоден для использования. Баллоны, не прошедшие испытания или осмотр и не подлежащие ремонту, должны быть выведены из строя после уведомления владельца о причине отказа. [92] [93]

      Перед началом работы необходимо идентифицировать баллон по маркировке и постоянным штампам, а также проверить принадлежность и содержимое. [94] [95] и клапан необходимо снять после сброса давления и проверки того, что клапан открыт. Баллоны, содержащие газы для дыхания, не нуждаются в особых мерах предосторожности при сбросе, за исключением того, что газы с высоким содержанием кислорода не должны выделяться в замкнутом пространстве из-за опасности возгорания. [96] [97] Перед проверкой цилиндр должен быть чистым и не иметь отслаивающихся покрытий, продуктов коррозии и других материалов, которые могут закрывать поверхность. [98]

      Цилиндр проверяется снаружи на наличие вмятин, трещин, выбоин, порезов, выпуклостей, расслоений и чрезмерного износа, тепловых повреждений, ожогов горелкой или электрической дугой, коррозионных повреждений, неразборчивой, неправильной или неразрешенной постоянной маркировки штампов, а также несанкционированных дополнений или модификаций. [99] [100] Если стенки цилиндра не исследованы ультразвуковыми методами, внутренняя часть должна быть визуально осмотрена с использованием достаточного освещения для выявления любых повреждений и дефектов, особенно коррозии. Если внутренняя поверхность нечетко видна, ее следует сначала очистить утвержденным методом, который не удаляет значительное количество материала стен. [101] [102] Когда есть неуверенность в том, соответствует ли дефект, обнаруженный во время визуального осмотра, критериям отбраковки, могут быть применены дополнительные испытания, такие как ультразвуковое измерение толщины стенки точечной коррозии или проверка веса для определения общего веса, потерянного в результате коррозии. [103]

      Когда клапан выключен, резьба цилиндра и клапана проверяется для определения типа и состояния резьбы. Резьба цилиндра и клапана должна быть соответствующей спецификации резьбы, чистой и полной формы, без повреждений и без трещин, заусенцев и других дефектов. [104] [105] Ультразвуковой контроль может заменить испытание под давлением, которое обычно представляет собой гидростатическое испытание и может быть либо контрольным испытанием, либо испытанием на объемное расширение, в зависимости от спецификации конструкции баллона. Испытательное давление указано в маркировке штампа баллона. [106] [107] Клапаны, которые будут использоваться повторно, проверяются и обслуживаются, чтобы убедиться, что они остаются пригодными для эксплуатации. [108] [109] Перед установкой клапана необходимо проверить тип резьбы, чтобы убедиться, что установлен клапан с соответствующей спецификацией резьбы. [110]

      После успешного завершения испытаний баллон, прошедший испытание, будет иметь соответствующую маркировку. Маркировка штемпеля будет включать зарегистрированный знак объекта инспекции и дату испытания (месяц и год). [111] [112] Записи о периодических проверках и испытаниях ведутся испытательной станцией и доступны для проверки. К ним относятся: [113] [114] Если баллон не прошел проверку или тестирование и не может быть восстановлен, владелец должен быть уведомлен, прежде чем приводить пустой баллон в неработоспособное состояние. [115]

      Уборка

      Внутренняя очистка водолазных баллонов может потребоваться для удаления загрязнений или обеспечения эффективного визуального осмотра. Методы очистки должны удалять загрязнения и продукты коррозии без чрезмерного удаления конструкционного металла. В зависимости от загрязнения и материала цилиндра можно использовать химическую очистку с использованием растворителей, моющих средств и травильных средств. При сильном загрязнении, особенно сильными продуктами коррозии, может потребоваться галтовка с абразивной средой. [116] [117]

      Также может потребоваться внешняя очистка для удаления загрязнений, продуктов коррозии, старой краски или других покрытий. Указаны методы, удаляющие минимальное количество конструкционного материала. Обычно используются растворители, моющие средства и дробеструйная очистка. Удаление покрытий путем нагревания может вывести цилиндр из строя из-за воздействия на кристаллическую микроструктуру металла. Это особенно опасно для баллонов из алюминиевого сплава, которые не могут подвергаться воздействию температур, превышающих указанные производителем. [ нужна цитата ]

      Безопасность

      Перед заполнением любого баллона по закону в некоторых юрисдикциях требуется проверка даты осмотра и испытаний, а также визуальный осмотр на предмет внешних повреждений и коррозии. [49] и осмотрительны, даже если это не требуется по закону. Даты осмотра можно проверить, посмотрев на этикетку визуального осмотра, а дату гидростатического испытания проштамповано на плече баллона. [49]

      Перед использованием пользователь должен проверить содержимое баллона и проверить работу клапана баллона. Обычно это делается с помощью регулятора, подключенного для управления потоком. Давление и газовая смесь являются важной информацией для дайвера, и клапан должен открываться свободно, без заедания или утечки через уплотнения шпинделя. Неспособность распознать, что клапан баллона не был открыт или что баллон был пуст, наблюдалась у дайверов, проводящих проверку перед погружением. [118] Выдыхаемый из баллона газ можно проверить на запах. Если газ плохо пахнет, его не следует использовать. Газ для дыхания не должен иметь запаха, хотя очень часто бывает очень слабый аромат компрессорной смазки. Запаха продуктов сгорания или летучих углеводородов не должно быть заметно. [45]

      Аккуратно собранная установка с регуляторами, манометрами и хрупкими компьютерами, уложенными внутри BCD или закрепленными там, где по ним нельзя будет ходить, и уложена под скамейку лодки или закреплена на стойке, — это практика компетентного дайвера.

      Поскольку акваланг является системой жизнеобеспечения, посторонние лица не должны прикасаться к собранному аквалангу, даже чтобы переместить его, без их ведома и согласия.

      Заполненные баллоны не должны подвергаться воздействию температур выше 65 ° C. [49] и баллоны не должны наполняться до давления, превышающего развиваемое давление, соответствующее сертифицированному рабочему давлению баллона. [49]

      На баллонах должно быть четко указано их текущее содержимое. Обычная этикетка «Nitrox» или «Trimix» будет предупреждать пользователя о том, что содержимое может не быть воздухом и должно быть проанализировано перед использованием. В некоторых частях мира требуется этикетка, конкретно указывающая, что содержимое является воздухом, а в других местах цветовой код без дополнительных меток указывает по умолчанию, что содержимое является воздухом. [49]

      При пожаре давление в газовом баллоне поднимается прямо пропорционально своей абсолютной температуре. Если внутреннее давление превышает механические ограничения цилиндра и нет средств для безопасного выпуска сжатого газа в атмосферу, сосуд выйдет из строя механически. Если содержимое емкости воспламеняется или присутствует загрязнение, это может привести к взрыву. [119]

      Несчастные случаи

      Крупнейшие исследования несчастных случаев и смертельных случаев при дайвинге, которые проводились во всем мире, включая работу Сеть оповещения дайверов, исследование по мониторингу инцидентов при погружениях и проект Stickybeak выявили случаи, когда смертность была связана с водолазным баллоном. [120] [121]

      Некоторые зарегистрированные несчастные случаи, связанные с водолазными баллонами:

      • Клапан выталкивается из-за смешения с резьбой клапана 3/4 «NPSM и 3/4» BSP (F), что привело к повреждению компрессорной комнаты дайв-цеха. [85]
      • Клапан, выброшенный во время заполнения из-за несовместимой резьбы, убил оператора ударом в грудь. [33]
      • Во время подготовки к погружению вышел из строя клапан аварийного баллона водолаза на судне поддержки водолазов, в результате чего пять водолазов получили травмы. Клапан баллона был выброшен под давлением 180 бар из-за несовместимой резьбы. Клапан стойки имел параллельную резьбу M25x2, а цилиндр — параллельную резьбу 3/4 ″ x14 BSP. [122][123]
      • Клапан, выброшенный из-за несовместимой резьбы (метрический клапан в британском цилиндре), повредил коммерческого дайвера в результате удара о заднюю часть шлема во время подготовки к погружению. Цилиндр находился под давлением в течение нескольких дней после гидростатических испытаний, и не было обнаружено никакого конкретного срабатывания. Водолаз был сбит с ног и получил синяки, но от серьезных травм был защищен шлемом. [124]
      • Нога инструктора по дайвингу чуть не ампутирована из-за выброшенного клапана при попытке вынуть клапан из баллона под давлением. [85]
      • Клапан слетел во время заполнения из-за обрыва резьбы, затонул водолазный катер Вентилируемые фиксаторы разрывной мембраны в клапанах цилиндров были заменены сплошными винтами. [85]
      • Отказ заправочного шланга серьезно повредил оператора, когда шланг ударился о лицо. Рана обнажила челюстную кость, и потребовалось 14 швов, чтобы закрыть рану. [85]

      Случаи боковой эпикондилит сообщалось, что они были вызваны обращением с водолазными баллонами. [125]

      Умение обращаться

      Цилиндры нельзя оставлять без присмотра, если они не закреплены. [49] так что они не могут упасть в разумно предсказуемых обстоятельствах, поскольку удар может повредить механизм клапана цилиндра и, возможно, сломать клапан на резьбе шейки. Это более вероятно для клапанов с конической резьбой, и когда это происходит, большая часть энергии сжатого газа высвобождается в течение секунды и может разогнать цилиндр до скоростей, которые могут вызвать серьезные травмы или повреждение окружающей среды. [45] [126]

      Долгосрочное хранение

      Качество вдыхаемых газов обычно не ухудшается при хранении в стальных или алюминиевых баллонах. При условии, что содержание воды недостаточно для внутренней коррозии, хранящийся газ будет оставаться неизменным в течение многих лет при хранении при температурах в пределах допустимого рабочего диапазона для баллона, обычно ниже 65 ° C. Если есть какие-либо сомнения, проверка доли кислорода покажет, изменился ли газ (другие компоненты инертны). Любой необычный запах может указывать на то, что баллон или газ были загрязнены во время наполнения. Однако некоторые специалисты рекомендуют выпускать большую часть содержимого и хранить баллоны с небольшим положительным давлением. [127]

      Алюминиевые баллоны имеют низкую устойчивость к нагреванию, и цилиндр 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар), содержащий менее 1500 фунтов на квадратный дюйм (100 бар), может потерять достаточную прочность при пожаре, чтобы взорваться, прежде чем внутреннее давление поднимется настолько, чтобы разорваться. разрывная мембрана, поэтому хранение алюминиевых баллонов с разрывной мембраной имеет меньший риск взрыва в случае пожара, если они хранятся полными или почти пустыми. [128]

      Транспорт

      Водолазные баллоны классифицируются ООН как опасные грузы для транспортных целей (США: опасные материалы). Выбор правильного отгрузочного наименования (широко известного под аббревиатурой PSN) — это способ помочь убедиться, что опасные грузы, предлагаемые для перевозки, точно представляют опасность. [129]

      ИАТА В 55-м издании Правил по опасным грузам (DGR) Правильное отгрузочное наименование определяется как «название, которое будет использоваться для описания конкретного изделия или вещества во всех отгрузочных документах и ​​уведомлениях, а также, при необходимости, на упаковке». [129]

      В Международный морской кодекс опасных грузов (Код IMDG) определяет надлежащее отгрузочное наименование как «ту часть записи, которая наиболее точно описывает товары в Списке опасных грузов, которая отображается заглавными буквами (плюс любые буквы, составляющие неотъемлемую часть названия)». [129]

      Опасные материалы
      описания и
      надлежащие отгрузочные наименования
      (PSN) [130] [131] [132]
      Класс опасности
      или разделение
      Идентификация
      числа
      Коды этикеток Количество
      ограничения
      Воздух сжатый 2.2 UN1002 2.2 Пассажирский самолет / железнодорожный: 75 кг
      Только грузовой самолет: 150 кг
      Аргон, сжатый 2.2 UN1006 2.2
      Гелий сжатый 2.2 UN1046 2.2
      Азот сжатый 2.2 UN1066 2.2
      Кислород сжатый 2.2 UN1072 2.2, 5.1
      Сжатый газ N.O.S. (не указано иное)
      например Нормоксический и гипоксический Гелиокс и Тримикс
      2.2 UN1956 2.2
      Сжатый газ, окисляющий, N.O.S
      например Найтрокс
      2.2 UN3156 2.2, 5.1

      Международный воздух

      Международная организация гражданской авиации (ИКАО) Технические инструкции по безопасной перевозке опасных грузов по воздуху гласят, что при условии, что давление в водолазных баллонах составляет менее 200 кПа (2 бар; 29 фунтов на кв. Дюйм), их можно перевозить как зарегистрированный багаж или ручную кладь. Возможно, для проверки необходимо опорожнить баллон. После опорожнения клапан баллона должен быть закрыт, чтобы предотвратить попадание влаги в баллон. Ограничения безопасности, введенные отдельными странами, могут дополнительно ограничивать или запрещать перевозку некоторых предметов, разрешенных ИКАО, а авиакомпании и службы досмотра безопасности имеют право отказать в перевозке определенных предметов. [133]

      Европа

      С 1996 года законодательство Великобритании по перевозке опасных грузов было приведено в соответствие с европейским. [134]

      Дорожный транспорт

      Правила перевозки опасных грузов и использования транспортабельного оборудования, работающего под давлением (CDG), 2009 г. (с поправками 2011 г.) вводят в действие Европейское соглашение о международной дорожной перевозке опасных грузов (ADR). Опасные грузы, которые должны перевозиться на международных дорожных транспортных средствах, должны соответствовать стандартам упаковки и маркировки опасных грузов, а также соответствующим строительным и эксплуатационным стандартам для транспортных средств и экипажа. [131] [134]

      Правила распространяются на транспортировку газовых баллонов в автомобиле в коммерческой среде. Транспортировка баллонов с газом для дайвинга под давлением общей вместимостью менее 1000 литров на транспортном средстве для личного пользования освобождена от действия ДОПОГ. [131] [134] [135]

      Транспортировка газовых баллонов в транспортном средстве в коммерческих целях должна соответствовать основным законодательным требованиям безопасности и, если иное не оговорено особо, должна соответствовать требованиям ADR. Водитель транспортного средства несет юридическую ответственность за безопасность транспортного средства и любого перевозимого груза, и страхование транспортного средства должно включать покрытие перевозки опасных грузов. [131] [134]

      Газы для дайвинга, включая сжатый воздух, кислород, нитрокс, гелиокс, тримикс, гелий и аргон, нетоксичны, негорючие, могут быть окислителями или удушающими и относятся к транспортной категории 3. [134] Пороговое количество для этих газов составляет 1000 литров воды в баллонах. Давление должно быть в пределах номинального рабочего давления баллона. Пустые баллоны с атмосферным давлением относятся к транспортной категории 4, и порогового значения нет. [131] [134]

      Коммерческие грузы ниже порогового уровня 1000 литров освобождаются от некоторых требований ADR, но должны соответствовать основным юридическим требованиям и требованиям безопасности, включая: [134]

      • Обучение водителей
      • Баллоны следует перевозить в открытых транспортных средствах, открытых контейнерах или прицепах с газонепроницаемой переборкой, отделяющей водителя от груза. Если баллоны необходимо перевозить внутри транспортного средства, он должен хорошо вентилироваться.
      • Вентиляция. Если баллоны с газом перевозятся в автомобиле, в одном помещении с людьми, окна должны быть открыты, чтобы воздух мог циркулировать.
      • Баллоны необходимо закрепить так, чтобы они не могли двигаться во время транспортировки. Они не должны выступать за стороны или концы транспортного средства. Рекомендуется перевозить баллоны вертикально, закрепив их на подходящем поддоне.
      • Во время транспортировки клапаны баллонов должны быть закрыты и проверены на отсутствие утечек. Если применимо, перед транспортировкой на баллоны должны быть надеты колпачки и крышки защитных клапанов. Баллоны нельзя транспортировать с оборудованием, прикрепленным к выпускному отверстию клапана (регуляторы, шланги и т. Д.).
      • На автомобиле необходим огнетушитель.
      • Газовые баллоны разрешается перевозить только в том случае, если они подходят для периодических проверок и испытаний, за исключением того, что они могут перевозиться, когда срок годности истек для проверки, испытаний или утилизации.
      • Баллоны следует хранить в прохладном месте (при температуре окружающей среды) и не хранить в местах, где они будут подвергаться воздействию источников чрезмерного тепла.
      • Таблички с идентификацией продукта, прикрепленные к баллонам для идентификации содержимого и рекомендаций по безопасности, нельзя снимать или стирать.
      • Маркировать и маркировать транспортное средство не нужно, если перевозка опасных грузов ниже порогового уровня. Использование знаков опасности может помочь службам экстренной помощи, и они могут быть вывешены, но все знаки опасности должны быть удалены, когда соответствующие опасные грузы не перевозятся.
      • После завершения поездки баллоны с газом следует немедленно выгрузить из автомобиля.

      Все нагрузки выше порога должны полностью соответствовать требованиям ADR. [131] [134]

      Соединенные Штаты Америки

      Перевозка опасных материалов в коммерческих целях [136] в США регулируется Сводом федеральных нормативных актов, раздел 49 — Транспорт (сокращенно 49 CFR). [137] Баллон, содержащий негорючий, неядовитый сжатый газ 200 кПа (29,0 фунт / кв. Дюйм (43,8 фунт / кв. Дюйм)) или более при 20 ° C (68 ° F) и транспортируемый в коммерческих целях, классифицируется как HAZMAT (опасные материалы) с точки зрения 49 CFR 173.115 (b) (1). [138] Баллоны, изготовленные в соответствии со стандартами DOT или специальными разрешениями (исключениями), выданными Управлением безопасности трубопроводов и опасных материалов и наполненные до разрешенного рабочего давления, являются законными для коммерческого транспорта в США в соответствии с положениями и условиями правил. [137] [139] Баллоны, изготовленные за пределами США, могут транспортироваться по специальному разрешению, которое было выдано для цельнометаллических и композитных баллонов с рабочим давлением до 300 бар (4400 фунтов на квадратный дюйм) несколькими производителями.

      Наземный транспорт

      Коммерческая транспортировка баллонов с газом для дыхания общим весом более 1000 фунтов может осуществляться только коммерческой транспортной компанией HAZMAT. Для перевозки баллонов с общим весом менее 1000 фунтов требуется манифест, баллоны должны быть испытаны и проверены в соответствии с федеральными стандартами, а содержимое должно быть указано на каждом баллоне. Транспортировка должна производиться безопасным способом, с ограничением движения баллонов. Никакой специальной лицензии не требуется. Правила DOT требуют наличия этикеток с содержимым для всех баллонов в соответствии с правилами, но согласно PSI, маркировка воздуха для дыхания не применяется. Кислородный или не окисляющий воздух (O2 ≥ 23,5%) смеси должны иметь маркировку. Это правило не распространяется на частную (некоммерческую) перевозку баллонов с аквалангом. [140]

      Воздушный транспорт

      Пустые акваланги или акваланги с давлением ниже 200 кПа не считаются опасными материалами. [141] Баллоны с аквалангом разрешены к провозу только в зарегистрированном багаже ​​или ручной клади, если клапан баллона полностью отсоединен от баллона, а баллон имеет открытый конец для визуального осмотра внутри. [142]

      Обработка поверхности, цветовое кодирование и маркировка

      На белой липкой пластиковой этикетке отображается название газа «Кислород» и химический символ O2 с блоком небольшого текста с левой стороны, описывающим опасность содержимого, затем зеленый ромбик для сжатого газа и желтый ромб для окислителя.

      Два цилиндра стоят рядом. Слева - 15-литровый стальной цилиндр с круглым дном и пластиковым чехлом, а справа - 12,2-литровый алюминиевый цилиндр с плоским дном без чехла. Оба цилиндра имеют одинаковый внешний диаметр (203 мм), но алюминиевый цилиндр меньшего объема немного выше стального цилиндра большего объема, хотя стальной цилиндр стоит на чехле и имеет закругленное дно.

      Алюминиевые баллоны могут продаваться с наружным лакокрасочным покрытием, низкой температурой. порошковое покрытие, [143] простой или цветной анодированный отделка, матовая отделка, [143] матовая отделка, [143] или фрезерование (без обработки поверхности). [143] Материал по своей природе довольно устойчив к коррозии, если между использованием его содержать в чистоте и сухости. Покрытия, как правило, используются в косметических целях или в соответствии с требованиями законодательства по цветовому кодированию.

      Стальные цилиндры более чувствительны к коррозии во влажном состоянии и обычно имеют покрытие для защиты от коррозии. Обычная отделка включает горячее цинкование, [144] цинковый спрей, [144] и сверхмощные системы окраски. [144] Краска может наноситься на цинковые покрытия в косметических целях или для цветовой маркировки. [144] Стальные баллоны без антикоррозионного покрытия полагаются на краску для защиты от ржавчины, а при повреждении краски они заржавеют на открытых участках. Это можно предотвратить или отсрочить путем ремонта окрашенного покрытия.

      Мировой

      Цвета, разрешенные для водолазных баллонов, значительно различаются в зависимости от региона и, в некоторой степени, от содержащейся в нем газовой смеси. В некоторых частях мира нет законодательства, регулирующего цвет водолазных баллонов. В других регионах цвет баллонов, используемых для коммерческого дайвинга или для всех видов подводного плавания, может определяться национальными стандартами. [49]

      Во многих любительский дайвинг В условиях, когда воздух и найтрокс являются широко используемыми газами, баллоны найтрокс обозначаются зеленой полосой на желтом фоне. Алюминиевые водолазные баллоны могут быть окрашены или анодированы, а при анодировании могут быть окрашены или оставлены в их естественном серебре. Стальные водолазные баллоны обычно окрашивают, чтобы уменьшить коррозия, часто желтого или белого цвета для большей видимости. В некоторых таблицах цветов идентификации промышленных цилиндров желтые выступы означают хлор и в целом в Европе это относится к цилиндрам с токсичный и / или агрессивное содержимое; но для подводного плавания это не имеет значения, поскольку газовая арматура несовместима.

      Цилиндры, которые используются для парциального давления смешение газов с чистым кислород может также потребоваться разместить этикетку «сертификат кислородной службы», указывающую, что они были подготовлены для использования с высокими парциальными давлениями и газовыми фракциями кислорода.

      Евросоюз

      Белая пластиковая наклейка на баллоне с надписью «Обогащенный воздух-Найтрокс». Над ним на плече имеется этикетка поменьше, указывающая пропорции смеси - 36% кислорода и максимальную рабочую глубину - 28 м.

      в Евросоюз Газовые баллоны могут иметь цветовую маркировку в соответствии с EN 1098-3. В Великобритании этот стандарт не является обязательным. «Плечо» — это куполообразная вершина цилиндра между параллельной секцией и опорным клапаном. Для смешанных газов цвета могут быть полосами или четвертями. [145]

      • Воздух имеет либо белый (RAL 9010) вверху и черной (RAL 9005) полосе на плече или белой (RAL 9010) и черной (RAL 9005) «четвертичной» плече.
      • Heliox имеет либо белую (RAL 9010) верхнюю часть и коричневую (RAL 8008) полосу на плече, либо белую (RAL 9010) и коричневую (RAL 8008) «четвертную» лопатку.
      • Nitrox, как и Air, имеет либо белый (RAL 9010) верх и черную (RAL 9005) полосу на плече, либо белый (RAL 9010) и черный (RAL 9005) «четвертные» плечи.
      • Чистый кислород имеет белое плечо (RAL 9010).
      • Чистый гелий имеет коричневое плечо (RAL 9008).
      • Тримикс имеет белое, черное и коричневое сегментированное плечо.

      Эти баллоны с газом для дыхания также должны иметь маркировку с указанием их содержимого. На этикетке должен быть указан тип дыхательный газ содержится в цилиндре. [145]

      Офшор

      Контейнеры для дыхательного газа для использования на море могут иметь код и маркировку в соответствии с IMCA D043. [145] [146] Цветовая кодировка IMCA для отдельных баллонов позволяет корпусу баллона иметь любой цвет, который вряд ли приведет к неправильной интерпретации опасности, определяемой цветовым кодом заплечика.

      Южная Африка

      Баллоны для акваланга должны соответствовать цветам и маркировке, указанным в текущей редакции SANS 10019. [49] Это требование применяется, если баллоны будут наполняться или использоваться в любой ситуации, когда Закон о гигиене и безопасности труда, 1993 г. применяется.

      Баллон для дайвинга

      Балло́н (для подводного плавания) — стальной, алюминиевый или композитный (тонкостенная металлическая колба, усиленная углеродным волокном) сосуд цилиндрической или, намного реже, сферической формы, используемый для хранения и транспортировки газа под большим (до 300 атм) давлением. Баллон является частью акваланга.

      Газ из баллона поступает к пловцу через регулятор. Газ в баллонах обычно содержится под давлением от 186 до 300 бар (от 2700 до 4300 psi, или от 18,6 до 30,0 МПа), а типичный объём резервуара составляет от 1,5 до 18 литров, что позволяет иметь запас газа от 300 до 3600 литров при нормальных условиях (от 30 до 120 ft³ (кубических футов)).

      Газовые баллоны также используются для различных надводных задач, включающих в себя хранение газа для кислородной первой помощи при лечении заболеваний, связанных с погружениями, в дыхательных аппаратах пожарных и применяются в качестве хранилища газов в компрессорных станциях; также существуют различные области применения, не связанные с дайвингом.

      Содержание

      Устройство [ править ]

      В состав баллона, в общем случае, входит:

      • Колба — собственно, само хранилище газа. Обычно делается из кованого алюминия или стали. Баллоны из композитных материалов используются в противопожарных дыхательных аппаратах, но редко используются для погружений из-за их высокой положительной плавучести. Алюминиевые баллоны имеют более низкую плотность чем стальные, что является преимуществом в технических погружениях, потому что уменьшается отрицательная плавучесть в случаях, когда водолаз должен нести много баллонов. Однако есть и обратная сторона медали: при погружениях с одним-двумя алюминиевыми баллонами потребуется добавление грузов для создания необходимой для погружения отрицательной плавучести.
      • Запорный вентиль — узел, соединяющий колбу баллона с регулятором. Задача вентиля состоит в том, чтобы управлять газовым потоком от и к баллону и создавать герметичное соединение с регулятором. Также в состав вентиля входит предохранительный диск, который разрушится от избыточного давления прежде, чем баллон разорвётся вследствие превышения допустимого давления.
      • Y-образный запорный вентиль. Чаще всего встречаются запорные вентили, имеющие один выход и один вентиль. Y-образный вентиль имеет два выхода и два вентиля, что позволяет подключить к баллону два регулятора. Если один регулятор переходит в режим свободной подачи (наиболее частый вид отказов), его вентиль можно закрыть и продолжить дыхание из второго регулятора.
      • Резиновое О-кольцо является уплотнителем между запорным вентилем и регулятором. Фторопластовые О-кольца используются с баллонами, предназначенными для хранения обогащённых кислородом газовых смесей, для уменьшения риска возникновения пожара.
      • Резервный рычаг. До 1970-х годов, прежде, чем стали устанавливаться манометры на регуляторах, часто использовался механизм, предназначенный для предупреждения пловца об истощении запаса газовой смеси. Подача газа автоматически прекращалась в тот момент, когда давление в баллоне достигало определённого значения. Чтобы использовать запас, аквалангист тянул рычаг и завершал погружение прежде, чем расходовался резерв.
      • Башмак — служит для предохранения баллона от чрезмерных ударов о землю, а также для обеспечения возможности установки баллона в вертикальном положении. Представляет собой пластиковый стакан, в который нижней частью вставляется колба баллона. Применяется, в основном, со стальными баллонами.

      Типы запорных вентилей [ править ]

      В настоящий момент существует четыре зарубежных типа вентилей:

      • A-зажим (или англ.  Yoke (йок) — струбцина) — обеспечивает герметичность соединения за счёт прижатия регулятора к вентилю баллона при помощи струбцины. Этот тип соединения прост, дешёв и очень широко используется во всём мире. Он рассчитан на максимальную величину давления в 232 бара, и самая слабая часть соединения, О-кольцо, не очень хорошо защищена от превышения давления.
      • 232 бар DIN (5 витков, трубная резьба G 5/8″) — регулятор вкручивается в вентиль, что обеспечивает надёжную фиксацию уплотнительного О-кольца. Они более надёжны чем A-зажимы, потому что О-кольцо хорошо защищено, но во многих странах оборудование стандарта DIN не используется повсеместно на компрессорах, таким образом водолаз должен будет в поездку брать адаптер.

      • 300 бар DIN: (7 витков, трубная резьба G 5/8″) — аналогичен предыдущему типу вентиля (на 232 бара), но рассчитан на рабочее давление до 300 бар. Возможно использование регуляторов, рассчитанных на 300 бар в баллонах, рассчитанных на давление 232 бара, но не наоборот.
      • EN 144-3:2003 Европейский стандарт описывает новый тип соединения, который внешне похож на стандарт DIN 232 или 300, однако в нём используется метрическая резьба M26×2. Соединение данного типа предназначено для использования со смесями, в которых содержание кислорода выше, чем в атмосфере, то есть — с гипероксическими газовыми смесями.

      По правилам Евросоюза с августа 2008 года всё оборудование, используемое для погружений с использованием нитроксов или чистого кислорода, должно соответствовать новому стандарту.

      Кроме импортных стандартных вентилей на территории СНГ используется так же большое количество баллонов с советскими стандартами на присоединительную резьбу. Самым массовыми являются баллоны с вентилем ВК-200, присоединительная резьба которых используется так же на аппаратах «Украина-2» и «Юнга» («АСВ»). Кроме этого есть ещё разъём «АВМ-5» («АВМ-7») и разъём «АВМ-1». Для установки импортных регуляторов, а также регуляторов с другими стандартами резьбы, на такие баллоны устанавливаются переходники:

      • «Украина-2» и баллоны с вентилем ВК-200 на регулятор DIN.
      • «АВМ-5», «АВМ−7» на регулятор DIN.
      • «АВМ-1», «Подводник-1» на регулятор DIN.
      • «АВМ-5», «АВМ−7»; «Подводник-2», «Подводник−3» на регулятор YOKE.
      • «АВМ-1», «Подводник-1» на регулятор АВМ-5.

      Материал баллонов [ править ]

      Баллоны изготавливаются из стали, алюминия, композитного материала из стали и углеродного волокна. При этом каждый вариант имеет как плюсы, так и минусы.

      • Стальные баллоны. Имеют высокую отрицательную плавучесть, что позволяет сократить количество грузов, однако ставит ограничение на максимальное количество одновременно транспортируемых баллонов.
      • Алюминиевые баллоны. Несмотря на более низкую плотность металла, алюминиевые баллоны получаются более тяжёлыми за счёт увеличения, по сравнению со стальными, толщины стенок колбы. При этом в некоторых федерациях подводного плавания для стейджей преимущественно используются алюминиевые баллоны, так как, в отличие от стальных баллонов, их вес в воде близок к нулю. Имеют ограничение по максимальному рабочему давлению в сосуде — 210 бар.
      • Композитные баллоны. Имеют небольшой вес, что при использовании в воде оборачивается необходимостью дополнительного набора грузов. Весьма хрупки.

      Назначение баллонов [ править ]

      Дайверы часто используют несколько видов баллонов. Каждый баллон имеет своё назначение.

      Дайверы, совершающие рекреационные погружения, часто имеют в наличии следующие баллоны:

      • Основной баллон — используется во время погружения, ёмкость, обычно, от 10 до 18 литров.
      • bail out или bale out — баллон, используемый только в качестве аварийного резерва воздуха, «запасной парашют» аквалангиста. Обычно имеет объём от 0,4 до 1 литра.
      • пони-баллон — баллон небольшого размера, используемый в качестве резерва.

      Дайверы, совершающие технические погружения, часто используют несколько видов дыхательных смесей, каждая из которых находится в отдельных баллонах, для всех этапов погружения:

      • трэвел-смесь или транспортная смесь (от англ.  travel gas ) — баллон содержит газ для использования во время погружения — обычно это нитрокс со средним парциальным давлением кислорода в смеси.
      • донная смесь (от англ.  bottom gas ) — баллон содержит газ для использования на глубине — обычно это основанная на гелии газовая смесь с низким содержанием кислорода — гелиокс или тримикс.
      • стейдж (от англ.  stage ) — баллон содержит газ для прохождения декомпрессионных процедур, обычно это нитрокс с высоким парциальным давлением кислорода или чистый кислород.

      В ребризерах используются баллоны небольшого объёма (1 — 3 литра):

      • Кислородные ребризеры имеют кислородный баллон
      • ребризеры полузамкнутого цикла имеют баллон с дилюэнтом, который содержит воздух, нитрокс или смесь на основе гелия.
      • ребризеры замкнутого цикла имеют баллоны с кислородом и дилюэнтом, который содержит воздух, нитрокс или смесь на основе гелия.

      Ёмкость [ править ]

      Наиболее часто задаваемый вопрос выглядит так: «как долго можно пробыть под водой, используя тот или иной баллон?». Вопрос состоит из двух частей:

      Сколько газа может содержать баллон? Ёмкость баллона зависит от двух показателей:

      1. рабочее давление: от 200 до 300 бар
      2. внутренний объём: обычно он составляет от 3 до 18 литров

      Сколько газа потребляет пловец? На потребление газа влияют два фактора:

      1. частота дыхания подводника: в нормальных условиях эта величина составляет от 10 до 25 литров в минуту; во время напряжённой работы или паники потребление воздуха может возрасти до 100 литров в минуту.
      2. окружающее давление: давление на поверхности составляет 1 бар (1 атмосферу); каждые 10 метров глубины увеличивают давление на 1 бар.

      На потребление газа также влияют скорость потребления кислорода организмом (метаболизм), физическая нагрузка, и психологическое состояние. Строго говоря два последних фактора влияют на расход воздуха не на прямую, а через частоту дыхания. Так как известно, что в зависимости от физической нагрузки увеличивается потребление организмом кислорода, а как следствие, увеличивается объём потребляемой смеси и частота дыхания. Психологическое состояние (стресс, возбуждение, спокойствие) также заметно влияет на расход дыхательной смеси. Логично предположить, что потребление газа больше, если водолаз нервничает или возбуждён.

      Резервирование [ править ]

      Настоятельно рекомендуется часть используемого газа резервировать для повышения безопасности. Резерв может понадобиться для осуществления более длинных декомпрессионных остановок, чем было предусмотрено планом погружения, или для предоставления дополнительного времени для устранения последствий происшествий под водой.

      Размер резерва зависит от вероятности возникновения той или иной нештатной ситуации во время погружения. Глубоководное или декомпрессионное погружение требует бо́льшего резерва, чем мелководное или бездекомпрессионное погружение. В рекреационных погружениях рекомендуется планировать погружение таким образом, чтобы при выходе на поверхность в баллоне оставался газ под давлением 50 бар или 25 % от начальной ёмкости. В технических погружениях (погружения в надголовные среды или глубоководные погружения) аквалангисты планируют погружения с увеличенными пределами безопасности используя правило третей: одна треть газа планируется на погружение, вторая треть — на выход на поверхность и третья — резерв. При этом в последнее время появились более жёсткие рекомендации, которые основываются на анализе происшествий: оставлять в резерве половину (две четверти), а то и более, запаса газа. Данные рекомендации относятся в большей степени к людям, занимающимся проникновением в подводные пещеры, останки кораблей, в другие надголовные среды с ограниченной свободой манёвра.

      Типовые наборы баллонов [ править ]

      Под аквалангом здесь понимается набор из баллона и регулятора — минимальный комплект, позволяющий дышать под водой.

      Для обеспечения безопасности водолазы часто берут дополнительный резервный акваланг, чтобы уменьшить вероятность возникновения ситуации «без воздуха» (англ.  out-of-air ). Есть несколько вариантов использования баллонов и регуляторов:

      • Одиночный акваланг (без избыточности): состоит из одного большого баллона и одного регулятора. Данная конфигурация проста и дешева, но это всего лишь одна система. Если акваланг откажет, то пловец окажется в ситуации «без воздуха». Эта конструкция не рекомендуется для использования во всех погружениях, где есть «надголовная среда», которая может помешать выполнить аварийное всплытие: подлёдный или пещерный дайвинг, проникновение на затонувшие объекты.

      • Основной акваланг плюс пони-баллон с регулятором: эта конфигурация использует большой, главный акваланг наряду с независимым меньшим аквалангом, названным «пони». Водолаз имеет две независимых системы, но полная система является теперь более тяжёлой, более дорогой при покупке и обслуживании. Пони-баллон имеет небольшую вместимость и, таким образом, может обеспечить запас воздуха для мелководных погружений. Другим типом отдельного резервного источника воздуха, является «микроакваланг»: переносной 0,5-литровый баллон с регулятором, смонтированном непосредственно на баллоне. Данный «микроакваланг» позволяет сделать несколько вдохов и произвести всплытие с глубины до 20 метров.
      • Стейджи: тип независимых аквалангов, используемых в техническом дайвинге. Их цель заключается не в обеспечении газом в случае отказа акваланга, а в хранении газовых смесей, используемых на различных этапах погружения.
      • Независимая спарка (англ.  Independent twin set ): состоит из двух независимых аквалангов. Такая система более тяжёлая, дорогая при покупке, в обслуживании, зарядке баллонов. Также пловец должен помнить о своевременной смене регулятора, чтобы в баллонах всегда оставался резервный запас воздуха, чтобы в случае отказа одного из аквалангов не оказаться в ситуации «без воздуха». Независимые спарки не очень хорошо работают с воздушно-интегрированными компьютерами.
      • Спарка с манифолдом и одним регулятором: два баллона объединены при помощи манифолда, но подключён только один регулятор. Такой вариант прост и дёшев, однако не имеет резервной системы дыхания, всего лишь увеличивая запас газа.
      • Спарка с манифолдом и двумя регуляторами: состоит из двух аквалангов, соединённых манифолдом с вентилями, которые могут быть перекрыты в случае аварии. Данная конструкция при аварии позволяет сохранить остаток газа в уцелевшем баллоне. «За» и «против» этой конфигурации аналогичны «за» и «против» в независимой спарке. Кроме того, к положительным качествам можно отнести отсутствие необходимости смены регуляторов под водой. Однако есть опасность потери всего запаса газовой смеси, если в момент утечки воздуха вентили на манифолде не смогут быть перекрыты, к тому же манифолд дорог и является ещё одной потенциальной точкой отказа.

      Зарядка баллонов [ править ]

      Резервуары должны заряжаться только воздухом на компрессорах или другими дыхательными газами, используя методы смешивания газов. Обе этих услуги должны предоставляться надёжными организациями, вроде магазинов подводного оборудования. Использование для дыхания индустриальных сжатых газов может быть смертельным, потому что высокое давление увеличивает эффект любых примесей в них.

      Специальные меры, которые должны быть предприняты при работе с газовыми смесями, отличными от воздуха:

      • Кислород в высоких концентрациях может привести к пожару или коррозии.
      • Кислород должен перекачиваться из одной ёмкости в другую очень осторожно, и только используя очищенные и промаркированные баллоны.
      • Газовые смеси, содержание кислорода в которых отлично от 21 % могут быть чрезвычайно опасны для водолазов, которые не знают процент содержания кислорода в них. На всех баллонах должен быть нанесён состав смеси.

      Дыхание загрязнённым воздухом на глубине может стать фатальным. Общие загрязнители: угарный газ — побочный продукт сгорания, углекислый газ — продукт метаболизма, масла и смазок, попавших из компрессора.

      Взрыв, вызванный внезапным выбросом из баллона газа под высоким давлением, может быть очень опасным при неумелом обращении. Самый большой риск взрыва существует во время зарядки баллона и первые минуты после окончания зарядки и увеличивается из-за уменьшения в результате коррозии толщины стенок колбы баллона. Другая причина — повреждение или коррозия резьбы и горловины баллона в месте крепления вентиля.

      Если зарядка идет от мощного компрессора без предварительного охлаждения сжатого воздуха — баллон разогревается, а после зарядки — остывает, при этом воздух внутри ещё горячий. Напряжения в металле дополняются термическими напряжениями. Это при критическом давлении может довести ситуацию до разрушения. Поэтому остывание в первые минуты после забивки — наиболее опасное время.

      Хранение баллона под давлением уменьшает вероятность загрязнения внутренней части баллона коррозийными или токсичными агентами: морской водой, парами нефти, бензина, дизельного топлива, ядовитыми газами, колониями грибов или микроорганизмов.

      Производство и тестирование [ править ]

      В большинстве стран требуется регулярная проверка баллонов. Обычно она включает в себя визуальную проверку внутренней поверхности и гидростатический тест (опрессовку). В США визуальная проверка должна проводиться каждый год, а гидростатический тест — каждые пять лет. В ЕС визуальная проверка должна проводиться раз в два с половиной года, а гидростатический тест — каждые пять лет. В Норвегии гидростатический тест (и визуальная проверка) должен проводиться через три года после производства баллона, а затем — каждые два года.

      Законодательство в Австралии требует, чтобы баллоны были гидростатически проверены каждые двенадцать месяцев.

      Гидростатический тест включает доведение давления в баллоне до испытательного (поверочного) давления и измерение объёма баллона до и после теста. Постоянное увеличение объёма, характеризуемое коэффициентом остаточного расширения, выше допустимого уровня обычно 10 %, означает, что баллон не выдерживает тест и должен быть уничтожен. Коэффициент остаточного расширения это отношение остаточного изменения объёма баллона после сброса поверочного давления, к полному, при поверочном давлении, зачастую выражается в процентах.

      При производстве баллона его параметры, включающие рабочее давление, тестовое давление, дату производства, материал, ёмкость и вес, штампуются на поверхности колбы.

      При проведении тестов дата текущего тестирования или дата проведения следующей проверки в некоторых странах, например, в Германии, штампуется на плечиках колбы для облегчения проверки в любой момент.

      Большинство операторов компрессорных станций проверяют эти сведения перед зарядкой баллонов и могут отказать в случае наличия нестандартных или просроченных баллонов.

      Цветовое кодирование баллонов [ править ]

      В соответствии с EN 1098-3 в ЕС вводится в использование цветовое кодирование газовых смесей в баллонах.

      • Воздух, найтрокс — белые и чёрные четверти, расположенные противоположно.
      • Гелиокс — белые и коричневые четверти, расположенные противоположно.
      • Чистый кислород — белая горловина.
      • Чистый гелий — коричневая горловина.
      • Тримикс — горловина раскрашена секторами белого, чёрного и коричневого цвета.

      Во многих дайв-центрах по всему миру, где воздух и нитрокс являются стандартно используемыми газами, найтроксные баллоны имеют следующую цветовую маркировку: зелёная полоса на жёлтом основании. Обычным цветом алюминиевого баллона является серебристый. Стальные баллоны окрашиваются во избежание коррозии, главным образом, в жёлтый или белый цвет, что позволяет улучшить заметность. В некоторых промышленных стандартах маркировки баллонов жёлтый цвет означает наличие в баллоне хлора, а в Европе жёлтый цвет означает ядовитое или корродирующее содержимое, однако для подводного плавания это не имеет никакого значения, так как арматура и оборудование не совместимо.

      Маркировка [ править ]

      В Европейском союзе баллоны должны быть промаркированы в соответствии с их содержимым. Ярлык должен содержать сведения о типе дыхательной смеси в баллоне.

      Баллоны, предназначенные для использования обогащённых кислородом газовых смесей также требуют наличия маркировки «подготовлено к использованию с кислородом», означающей, что они подготовлены для использования в обогащённой кислородом среде.

      Источник https://wikiaro.ru/wiki/Diving_cylinder

      Источник https://www.wikiznanie.ru/wp/index.php/%D0%91%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%BE%D0%BD_(%D0%B4%D0%B0%D0%B9%D0%B2%D0%B8%D0%BD%D0%B3)

      Источник

      Источник

      Вам будет интересно  Компрессор для дайвинга

Рекомендованные статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.