Potápěčská nádrž
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od
verze recenzované 8. září 2022; ověření vyžaduje
1 úpravu .
Láhev (pro přístrojové potápění) je ocelová, hliníková nebo kompozitní (tenkostěnná kovová baňka vyztužená uhlíkovými vlákny) nádoba válcového nebo mnohem méně běžně kulovitého tvaru, používaná k uchovávání a přepravě plynu při vysoké teplotě (až 300 st. atm ) tlak. Balón je součástí potápěčské výbavy .
Plyn z tlakové láhve je přiváděn k plavci přes regulátor . Lahve obvykle obsahují plyn o tlaku 186 až 300 barů (2700 až 4300 psi nebo 18,6 až 30,0 MPa ) a typický objem nádrže je od 1,5 do 18 litrů , což vám umožňuje mít zásobu plynu od 300 do 3600 litrů za normálních podmínek (30 až 120 stop³ (kubických stop )).
Plynové lahve se také používají pro různé povrchové aplikace, včetně skladování plynu pro kyslíkovou první pomoc při léčbě nemocí souvisejících s potápěním v dýchacích přístrojích hasičů a používané jako zásobníky plynu v kompresorových stanicích; existují také různé nepotápěčské aplikace .
Zařízení
Složení balónu obecně zahrnuje:
- Baňka je ve skutečnosti samotný zásobník plynu. Obvykle se vyrábí z kovaného hliníku nebo oceli . Kompozitní lahve se používají v hasičských dýchacích přístrojích, ale pro potápění se používají jen zřídka kvůli jejich vysokému pozitivnímu vztlaku. Hliníkové lahve mají nižší hustotu než ocelové lahve, což je výhoda při technickém potápění, protože negativní vztlak je snížen, když potápěč musí nést mnoho lahví. Má to však nevýhodu: potápění s jednou nebo dvěma hliníkovými nádržemi bude vyžadovat přidání závaží , aby se vytvořil nezbytný negativní vztlak pro ponor.
- Uzavírací ventil - uzel, který spojuje lahvovou baňku s regulátorem. Úkolem ventilu je řídit průtok plynu do a z láhve a vytvořit těsné spojení s regulátorem. Ventil také obsahuje bezpečnostní disk, který se zhroutí z přetlaku dříve, než balónek praskne v důsledku nadměrného tlaku.
- Uzavírací ventil ve tvaru Y. Nejčastěji se jedná o uzavírací ventily s jedním výstupem a jedním ventilem. Y-ventil má dva výstupy a dva ventily, což umožňuje připojení dvou regulátorů k láhvi. Pokud jeden regulátor přejde do volného průtoku (nejčastější poruchový režim), jeho ventil může být uzavřen a dýchání z druhého regulátoru pokračuje.
- Gumový O-kroužek těsní mezi uzavíracím ventilem a regulátorem. Fluoroplastové O-kroužky se používají s lahvemi určenými pro skladování směsí plynů obohacených kyslíkem, aby se snížilo riziko požáru.
- Rezervní páka . Až do 70. let 20. století , než byly na regulátory instalovány tlakoměry , se často používal mechanismus, který plavce upozornil na vyčerpání směsi plynů. Přívod plynu byl automaticky zastaven v okamžiku, kdy tlak v láhvi dosáhl určité hodnoty. Pro použití rezervy potápěč zatáhl za páku a dokončil ponor před vyčerpáním rezervy.
- Botka - slouží k ochraně válce před nadměrnými nárazy na zem a také k zajištění možnosti instalace válce ve svislé poloze. Jde o plastové sklo, do kterého se spodní částí vkládá baňka válce. Používá se především u ocelových válců.
Typy uzavíracích ventilů
V současné době existují čtyři zahraniční typy ventilů:
- A-svorka (neboli anglicky Yoke (yok) - svorka) - zajišťuje těsnost spojení přitlačením regulátoru k ventilu láhve svěrkou. Tento typ připojení je jednoduchý, levný a velmi rozšířený po celém světě. Je dimenzován na maximální tlak 232 barů a nejslabší část spoje, O-kroužek, není příliš dobře chráněn před přetlakem.
- 232 bar DIN (5 otáček, trubkový závit G 5/8") - regulátor je našroubován do ventilu, což zajišťuje bezpečnou fixaci těsnění O-kroužku. Jsou spolehlivější než A-svorky, protože O-kroužek je dobře chráněné, ale v mnoha zemích se standardní vybavení DIN na kompresorech všeobecně nepoužívá, takže potápěč bude muset mít při cestování adaptér.
- 300 bar DIN: (7 otáček, trubkový závit G 5/8") - podobný předchozímu typu ventilu (pro 232 bar), ale dimenzovaný pro pracovní tlak do 300 bar. Regulátory dimenzované na 300 bar lze použít v lahvích dimenzovaný na tlak 232 barů, ale ne naopak .
- EN 144-3:2003 Evropská norma popisuje nový typ spoje, který je vzhledově podobný DIN 232 nebo 300, ale používá metrický závit M26x2. Sloučenina tohoto typu je určena pro použití se směsmi, ve kterých je obsah kyslíku vyšší než v atmosféře , tj. s hyperoxickými směsmi plynů .
Od srpna 2008 předpisy EU vyžadují, aby veškeré vybavení používané pro potápění s nitroxem nebo čistým kyslíkem vyhovovalo nové normě.
Kromě dovážených standardních ventilů se v SNS používá také velké množství válců se sovětskými normami pro připojení závitů. Nejoblíbenější jsou válce s ventilem VK-200, jehož spojovací závit se používá také na zařízeních "Ukrajina-2" a "Yunga" ("ASV"). Kromě toho je zde také konektor AVM-5 (AVM-7) a konektor AVM-1. Pro instalaci dovezených regulátorů, stejně jako regulátorů s jinými normami závitů, jsou na tyto válce instalovány adaptéry:
- "Ukrajina-2" a válce s ventilem VK-200 pro regulátor DIN.
- "ABM-5", "ABM-7" pro regulátor DIN.
- "ABM-1", "Submariner-1" na regulátoru DIN.
- AVM-5, AVM-7; "Submariner-2", "Submariner-3" na regulátoru YOKE.
- "ABM-1", "Submariner-1" na regulátoru AVM-5.
Materiál válce
Válce jsou vyrobeny z oceli , hliníku, ocelového kompozitu a uhlíkových vláken. Každá možnost má však své klady i zápory.
- Ocelové válce . Mají vysoký záporný vztlak, který snižuje množství nákladu, ale omezuje maximální počet současně přepravovaných lahví.
- hliníkové válce . Navzdory nižší hustotě kovu jsou hliníkové válce těžší kvůli nárůstu tloušťky stěn baňky ve srovnání s ocelí. Zároveň se v některých potápěčských federacích používají hliníkové lahve hlavně pro etapy, protože na rozdíl od ocelových lahví se jejich hmotnost ve vodě blíží nule. Mají omezení na maximální pracovní tlak v nádobě - 210 bar.
- Kompozitní balónky . Mají malou hmotnost, která se při použití ve vodě promění v nutnost přídavné sady závaží. Velmi křehké.
Tabulka znázorňující vztlak různých válců ve vodě, prázdných a naplněných [1] [2] .
| Balón
|
Vzduch
|
Povrchová hmotnost
|
Hmotnost ve vodě
|
| Materiál
|
Objem, l
|
Tlak, bar
|
Objem, l
|
Váha (kg
|
Prázdné, kg
|
Plná, kg
|
Prázdné, kg
|
Plná, kg
|
| Ocel
|
12
|
200
|
2400
|
3.0
|
16.0
|
19.0
|
−1.2
|
−4.3
|
| patnáct
|
200
|
3000
|
3.8
|
20,0
|
23.8
|
−1.4
|
−5.2
|
| 2×7
|
200
|
2800
|
3.5
|
19.5
|
23.0
|
−2,0
|
−5.6
|
| osm
|
300
|
2400
|
3.0
|
13,0
|
16.0
|
−3.5
|
−6.5
|
| deset
|
300
|
3000
|
3.8
|
17,0
|
20.8
|
−4,0
|
−7.8
|
| 2×4
|
300
|
2400
|
3.0
|
15,0
|
18.0
|
−4,0
|
-7,0
|
| 2×6
|
300
|
3600
|
4.6
|
21.0
|
25.6
|
-5,0
|
−9.6
|
| Hliník
|
9
|
203
|
1826
|
2.3
|
12.2
|
13.5
|
+1,8
|
−0,5
|
| jedenáct
|
203
|
2247
|
2.8
|
14.4
|
17.2
|
+1,8
|
−1.1
|
| 13
|
203
|
2584
|
3.2
|
17.1
|
20.3
|
+1,4
|
−1.7
|
Účel balónků
Potápěči často používají několik typů nádrží. Každá láhev má svůj vlastní účel.
Rekreační potápěči často nosí následující válce:
- Hlavní nádrž – používá se při potápění, kapacita bývá od 10 do 18 litrů.
- bail out or bale out – válec používaný pouze jako nouzová vzduchová rezerva, „záložní padák“ potápěče. Obvykle má objem 0,4 až 1 litr.
- pony balloon - malý balónek používaný jako rezerva.
Technickí potápěči často používají několik typů dýchacích směsí, každou v samostatných lahvích, pro všechny fáze ponoru:
- cestovní směs nebo transportní směs (z angl . travel gas ) - láhev obsahuje plyn pro použití při potápění - většinou je to nitrox s průměrným parciálním tlakem kyslíku ve směsi.
- spodní směs (z angl. bottom gas ) - válec obsahuje plyn pro použití v hloubce - obvykle se jedná o směs plynů na bázi helia s nízkým obsahem kyslíku - heliox nebo trimix .
- stupeň (z angl . stage ) - válec obsahuje plyn pro dekompresní procedury , obvykle je to nitrox s vysokým parciálním tlakem kyslíku nebo čistý kyslík.
Rebreathery používají maloobjemové válce (1 - 3 litry):
- Kyslíkové rebreathery mají kyslíkovou nádrž
- Rebreathers s polouzavřeným okruhem mají nádrž na ředidlo , která obsahuje vzduch, nitrox nebo směs na bázi helia.
- Rebreathery s uzavřeným okruhem mají tlakové láhve s kyslíkem a ředidlem, které obsahuje vzduch, nitrox nebo směs na bázi helia.
Kapacita
Nejčastěji kladená otázka vypadá takto: „Jak dlouho vydržíte pod vodou s tím či oním balónem?“. Otázka má dvě části:
Kolik plynu může obsahovat balón? Kapacita válce závisí na dvou indikátorech:
- provozní tlak: 200 až 300 bar
- vnitřní objem: obvykle je to od 3 do 18 litrů
Do třílitrové lahve s pracovním tlakem 300 barů se tak vejde až 900 litrů plynu.
Kolik plynu spotřebuje plavec? Spotřebu plynu ovlivňují dva faktory:
- rychlost dýchání potápěče: za normálních podmínek je tato hodnota od 10 do 25 litrů za minutu; při těžké práci nebo panice může spotřeba vzduchu stoupnout až na 100 litrů za minutu.
- okolní tlak: povrchový tlak je 1 bar (1 atmosféra); každých 10 metrů hloubky zvyšte tlak o 1 bar.
Takže plavec, který spotřebuje 20 litrů vzduchu za minutu u hladiny (1 bar) v hloubce 30 metrů (4 bary), spotřebuje čtyřikrát tolik - 80 litrů za minutu. Pokud má potápěč k dýchání pouze třílitrovou láhev o tlaku 300 barů, pak plyn v láhvi dojde za 11 minut a více.
Spotřebu plynu ovlivňuje také rychlost spotřeby kyslíku tělem ( metabolismus ), fyzická aktivita a psychický stav. Přísně vzato, poslední dva faktory neovlivňují proudění vzduchu přímo, ale prostřednictvím dechové frekvence. Protože je známo, že v závislosti na fyzické aktivitě se zvyšuje spotřeba kyslíku v těle a v důsledku toho se zvyšuje objem spotřebované směsi a dechová frekvence. Psychický stav (stres, vzrušení, klid) také významně ovlivňuje spotřebu dýchací směsi. Je logické předpokládat, že spotřeba plynu je větší, pokud je potápěč nervózní nebo rozrušený.
Rezervace
Důrazně se doporučuje vyhradit část použitého plynu pro zvýšení bezpečnosti. Rezerva může být potřeba k provedení delších dekompresních zastávek, než je plánováno pro ponor, nebo k poskytnutí dodatečného času na zotavení z podvodních nehod.
Velikost rezervy závisí na pravděpodobnosti výskytu konkrétní nouzové situace během ponoru. Hluboký nebo dekompresní ponor vyžaduje více rezerv než mělký nebo žádný dekompresní ponor. Při rekreačním potápění se doporučuje naplánovat ponor tak, že když se vynoříte, nádrž bude stále obsahovat plyn při 50 barech nebo 25 % své původní kapacity. V technickém potápění ( nad hlavou nebo hloubkové potápění) plánují potápěči ponory se zvýšenými bezpečnostními rezervami podle pravidla třetin: třetina plynu je plánována pro ponor, třetina pro povrch a jedna třetina pro rezervu. Zároveň se v poslední době objevila přísnější doporučení, která vycházejí z analýzy incidentů: ponechat polovinu (dvě čtvrtiny) nebo i více zásob plynu v rezervě. Tato doporučení platí spíše pro osoby, které se podílejí na pronikání do podvodních jeskyní, vraků lodí a jiných prostředí nad hlavou s omezenou volností manévrování.
Standardní sady válců
Potápění zde označuje sadu válce a regulátoru - minimální sadu, která vám umožní dýchat pod vodou.
Aby byla zajištěna bezpečnost, potápěči často nosí další záložní potápěčské vybavení, aby se snížila šance, že nastane situace „ mimo vzduch “ . Existuje několik možností pro použití válců a regulátorů:
- Jednoduché potápění (bez redundance): sestává z jedné velké nádrže a jednoho regulátoru. Tato konfigurace je jednoduchá a levná, ale je to jen jeden systém. Pokud potápěčské vybavení selže, plavec bude v situaci „nedostatek vzduchu“. Tento design se nedoporučuje používat při všech ponorech, kde je „ prostředí nad hlavou “, které by mohlo narušit nouzový výstup: ledové nebo jeskynní potápění, průnik vrakem.
- Hlavní potápění plus regulátor pony močového měchýře : Tato konfigurace používá velké hlavní potápění spolu s nezávislým menším potápěním nazývaným „pony“. Potápěč má dva nezávislé systémy, ale kompletní systém je nyní těžší, dražší na nákup a údržbu. Balón pro pony má malou kapacitu a může tak zajistit přívod vzduchu pro mělké potápění. Dalším typem samostatného záložního zdroje vzduchu je „mikro potápění“ : přenosná 0,5 litrová tlaková láhev s regulátorem namontovaným přímo na tlakové láhvi. Toto „mikro potápění“ vám umožní párkrát se nadechnout a vystoupat z hloubky až 20 metrů.
- Stupně : Typ nezávislého potápěčského vybavení používaného v technickém potápění. Jejich účelem není poskytnout plyn v případě selhání přístroje, ale uložit směsi plynů používané během různých fází ponoru.
- Nezávislá sada dvojčat : sestává ze dvou nezávislých potápěčských potápěčských pomůcek . Takový systém je těžší, dražší při nákupu, údržbě, nabíjení válců. Plavec také musí pamatovat na včasnou výměnu regulátoru, aby byla ve válcích vždy rezervní zásoba vzduchu, takže v případě poruchy některé z potápěčských výstrojí neskončil situace „bez vzduchu“. Nezávislé jiskry nefungují dobře se vzduchem integrovanými počítači .
- Sparka s rozdělovačem a jedním regulátorem : dva válce jsou spojeny s rozdělovačem , ale připojen je pouze jeden regulátor. Tato možnost je jednoduchá a levná, ale nemá záložní dýchací systém, pouze zvyšuje dodávku plynu.
- Sparka s rozdělovačem a dvěma regulátory : sestává ze dvou potápěčských nádrží spojených rozdělovačem s ventily, které lze v případě nouze uzavřít. Tato konstrukce v případě nehody umožňuje ušetřit zbytek plynu v přeživší láhvi. Výhody a nevýhody této konfigurace jsou stejné jako výhody a nevýhody nezávislé jiskry. Mezi pozitivní vlastnosti navíc patří absence nutnosti měnit regulátory pod vodou. Existuje však nebezpečí ztráty celé dodávky plynné směsi, pokud ventily na rozdělovači nelze zavřít v době úniku vzduchu, kromě toho je rozdělovač drahý a je dalším potenciálním místem selhání.
Nabíjecí válce
Nádrže by se měly plnit pouze vzduchem z kompresorů nebo jinými dýchacími plyny za použití technik míchání plynů. Obě tyto služby by měly poskytovat spolehlivé organizace, jako jsou obchody s potápěčským vybavením. Dýchání průmyslových stlačených plynů může být smrtelné, protože vysoký tlak zvyšuje účinek jakýchkoliv nečistot v nich.
Zvláštní opatření, která je třeba učinit při práci se směsmi plynů jinými než vzduch:
- Kyslík ve vysokých koncentracích může způsobit požár nebo korozi.
- Kyslík musí být převáděn z jedné nádoby do druhé velmi opatrně a pouze pomocí vyčištěných a označených lahví.
- Směsi plynů s jiným obsahem kyslíku než 21 % mohou být extrémně nebezpečné pro potápěče, kteří neznají procento kyslíku v nich. Všechny lahve musí být označeny složením směsi.
Dýchání znečištěného vzduchu v hloubce může být smrtelné. Běžné škodliviny: oxid uhelnatý - vedlejší produkt spalování, oxid uhličitý - produkt metabolismu, oleje a tuky z kompresoru.
Výbuch způsobený náhlým uvolněním vysokotlakého plynu z láhve může být velmi nebezpečný, pokud se s ním nezachází správně. Největší nebezpečí výbuchu existuje při plnění láhve a prvních minutách po ukončení plnění a zvyšuje se v důsledku zmenšení tloušťky stěn láhve v důsledku koroze. Dalším důvodem je poškození nebo koroze závitu a hrdla válce v místě uchycení ventilu.
Pokud nabíjení pochází z výkonného kompresoru bez předchlazení stlačeného vzduchu, válec se ohřeje a po nabití se ochladí, zatímco vzduch uvnitř je stále horký. Napětí v kovu jsou doplněna tepelným napětím. To může pod kritickým tlakem přivést situaci do záhuby. Nejnebezpečnější je proto ochlazení v prvních minutách po jízdě.
Skladování láhve pod tlakem snižuje možnost kontaminace vnitřku láhve korozivními nebo toxickými látkami, jako je mořská voda, ropné výpary, benzín, nafta, jedovaté plyny, plísňové nebo mikrobiální kolonie.
Výroba a testování
Většina zemí vyžaduje pravidelnou kontrolu lahví. Obvykle zahrnuje vizuální kontrolu vnitřního povrchu a hydrostatickou zkoušku (tlakovou zkoušku). V USA se musí každý rok provádět vizuální kontrola a každých pět let hydrostatická zkouška. V EU se musí vizuální kontrola provádět každé dva a půl roku a hydrostatická zkouška každých pět let. V Norsku musí být provedena hydrostatická zkouška (a vizuální kontrola) tři roky po výrobě válce a poté každé dva roky.
Legislativa v Austrálii vyžaduje, aby byly tlakové láhve hydrostaticky testovány každých dvanáct měsíců.
Hydrostatická zkouška zahrnuje uvedení tlaku ve válci na zkušební (kalibrační) tlak a měření objemu válce před a po zkoušce. Trvalý nárůst objemu, charakterizovaný zbytkovým koeficientem roztažnosti nad přijatelnou úroveň, typicky 10 %, znamená, že válec v testu nevyhoví a musí být zničen. Koeficient zbytkové roztažnosti je poměr zbytkové změny objemu válce po uvolnění zkušebního tlaku k celkovému při zkušebním tlaku, často vyjádřený v procentech.
Při výrobě lahve jsou na povrch baňky vyraženy
její parametry včetně pracovního tlaku , zkušebního tlaku , data výroby , materiálu , objemu a hmotnosti .
Při provádění testů je datum aktuálního testu nebo datum příštího testu v některých zemích, jako je Německo , vyraženo na ramenech baňky, aby se kdykoli usnadnilo ověření.
Většina provozovatelů kompresorových stanic ověřuje tyto informace před doplňováním lahví a může odmítnout, pokud mají nestandardní nebo prošlé lahve.
Barevné kódování válce
V souladu s EN 1098-3 zavádí EU barevné kódování směsí plynů v lahvích.
Barva krku [3] :
- Vzduch , nitrox - bílá a černá čtvrť umístěná naproti.
- Heliox - bílé a hnědé ubikace umístěné naproti.
- Čistý kyslík je bílé hrdlo.
- Čistý helium - hnědý krk.
- Trimix - krk je lakován bílými, černými a hnědými sektory .
V mnoha potápěčských centrech po celém světě, kde jsou standardními plyny vzduch a nitrox, jsou nitroxové lahve barevně označeny zeleným pruhem na žlutém podkladu. Obvyklá barva pro hliníkový válec je stříbrná. Ocelové válce jsou lakovány proti korozi, hlavně žlutou nebo bílou barvou, která zlepšuje viditelnost. V některých průmyslových normách pro označování lahví žlutá označuje přítomnost chlóru v lahvi a v Evropě žlutá označuje jedovatý nebo žíravý obsah, ale pro potápění to nevadí, protože armatury a vybavení nejsou kompatibilní.
Označení
V Evropské unii musí být lahve označeny podle obsahu. Štítek musí obsahovat informaci o typu dýchací směsi v láhvi.
Láhve určené pro použití se směsmi plynů obohacenými kyslíkem také vyžadují označení „připraveno pro použití s kyslíkem“, což znamená, že jsou připraveny pro použití v prostředí obohaceném kyslíkem.
Poznámky
- ↑ 1 litr vzduchu při atmosférickém tlaku a teplotě 10 °C váží 1,247 g.
- ↑ Gas Diving Archivováno 24. září 2015.
- ↑ Krk - horní část válce nejblíže ventilu.
Odkazy