استوانه دستگاه تنفسS ، که معمولاً در عملیات آتش نشانی ، غواصی و نجات مورد استفاده قرار می گیرد ، ابزارهای ایمنی اساسی هستند که برای تأمین هوای تنفس در محیط های خطرناک طراحی شده اند. این سیلندرها از مواد مختلف ساخته شده اند که هر یک به دلیل توانایی خود در ذخیره هوا در فشارهای زیاد در حالی که دوام و ایمن برای استفاده هستند ، انتخاب شده اند. سه ماده اصلی مورد استفاده در ساختاستوانه دستگاه تنفسS مواد آلومینیومی ، فولاد و کامپوزیت هستند ، اغلب با یک بسته بندی فیبر شیشه ای یا کربن.
در این مقاله به بررسی مواد مختلف مورد استفاده در ساختاستوانه دستگاه تنفسs ، به ویژه با توجه به مزایای آنفیبر کامپوزیت کربنS ، که به دلیل ماهیت سبک و در عین حال قوی ، به طور فزاینده ای محبوب می شوند.
سیلندرهای آلومینیومی
آلومینیوم یکی از اولین مواد مورد استفاده در ساخت سیلندرهای دستگاه تنفس بود. این سیلندرها به دلیل ماهیت نسبتاً سبک وزن در مقایسه با فولاد و خصوصیات مقاوم در برابر خوردگی آنها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند.
مزایای:
- سبک وزن:سیلندرهای آلومینیومی از فولاد سبک تر هستند و همین امر حمل آنها را آسان تر می کند ، به خصوص در موقعیت های خواستار مانند آتش نشانی یا مأموریت های نجات.
- مقاوم در برابر خوردگی:آلومینیوم به طور طبیعی در برابر خوردگی مقاوم است ، و آن را برای محیط هایی مناسب می کند که سیلندر ممکن است در معرض رطوبت یا مواد شیمیایی باشد.
- مقرون به صرفه:سیلندرهای آلومینیومی به طور کلی مقرون به صرفه تر از گزینه های کامپوزیت هستند و آنها را برای برخی از کاربران انتخابی جذاب می کند.
با این حال ، سیلندرهای آلومینیومی سبکترین گزینه موجود نیستند ، و برای کاربردهایی که وزن یک عامل مهم است ، مانند سیستم های SCBA (دستگاه تنفس خودمختار) یا برای استفاده در عملیات گسترده ، سایر مواد ممکن است سودمندتر باشند.
سیلندرهای فولادی
فولاد به دلیل دوام و استحکام آن به طور سنتی ماده انتخابی سیلندرهای دستگاه تنفس بود. سیلندرهای فولادی می توانند در برابر فشارهای زیاد مقاومت کنند و فوق العاده محکم هستند و آنها را در شرایط شدید به گزینه قابل اعتماد تبدیل می کنند.
مزایای:
- دوام:سیلندرهای فولادی بسیار بادوام و مقاوم در برابر اثرات هستند و همین امر باعث می شود آنها برای محیط های سخت انتخاب خوبی داشته باشند.
- مقاومت در برابر فشار:فولاد می تواند فشارهای بسیار بالایی را تحمل کند و اطمینان حاصل کند که سیلندر حتی در شرایط خواستار ، ایمن و عملیاتی باقی می ماند.
اشکالاتی:
- سنگین:سیلندرهای فولادی به طور قابل توجهی سنگین تر از آلومینیوم یاسیلندر کامپوزیتS ، که می تواند آنها را برای حمل و نقل دست و پا گیر کند ، به خصوص برای دوره های طولانی تر.
- مستعد ابتلا به خوردگی:علیرغم استحکام آن ، فولاد بیشتر از آلومینیوم یا کامپوزیت ها در معرض خوردگی قرار دارد ، بنابراین سیلندرهای فولادی به خصوص در محیط های مرطوب یا خورنده نیاز به نگهداری بیشتری دارند.
فیبر کامپوزیت کربنs
در سالهای اخیر ، استفاده از مواد کامپوزیت ، به ویژه فیبر کربن ، در طراحی انقلابی ایجاد کرده استاستوانه دستگاه تنفسs. فیبر کامپوزیت کربنS با بسته بندی آلومینیوم یا آستر پلاستیکی با لایه هایی از فیبر کربن ، که اغلب با رزین ترکیب می شوند ، ساخته می شوند. این سیلندرها بالاترین نسبت استحکام به وزن هر ماده سیلندر را ارائه می دهند و آنها را به یک انتخاب عالی برای برنامه هایی تبدیل می کند که هم عملکرد و هم تحرک مهم هستند.
مزایای:
- بسیار سبک وزن: فیبر کامپوزیت کربنS بسیار سبک تر از سیلندرهای فولادی و آلومینیوم است. برای کاربرانی که باید سریع حرکت کنند یا تجهیزات خود را برای دوره های طولانی مانند آتش نشانان یا پرسنل نجات حمل کنند ، این کاهش وزن می تواند تفاوت قابل توجهی ایجاد کند.
- قدرت و دوام:با وجود وزن سبک آنها ،فیبر کامپوزیت کربنS فوق العاده قوی هستند و می توانند فشار همان یا حتی بالاتر را به عنوان سیلندرهای فولادی یا آلومینیومی کنترل کنند. بسته بندی فیبر کربن تقویت کننده اضافی را فراهم می کند و به سیلندر اجازه می دهد تا بدون اینکه یکپارچگی آن را به خطر بیاندازد ، در برابر تأثیرات و سایر فشارها مقاومت کند.
- مقاومت در برابر خوردگی:مثل آلومینیوم ،فیبر کامپوزیت کربنS در برابر خوردگی مقاوم است و باعث می شود آنها برای طیف گسترده ای از محیط ها ، از جمله آنهایی که رطوبت بالا یا قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی دارند ، مناسب باشد.
اشکالاتی:
- هزینه بالاتر: فیبر کامپوزیت کربنS از گزینه های آلومینیوم یا فولادی گران تر است که می تواند یک عامل محدود کننده برای برخی از سازمان ها باشد. با این حال ، مزایای کاهش وزن و افزایش دوام اغلب از سرمایه گذاری اولیه بالاتر برای بسیاری از کاربران بیشتر است.
- فرآیند تولید پیچیده:روند ساختفیبر کامپوزیت کربنS از تولید سیلندرهای فولادی یا آلومینیومی پیچیده تر است. این پیچیدگی می تواند به هزینه بالاتر کمک کند و همچنین ممکن است برای اطمینان از ایمنی و عملکرد در طول زمان به پروتکل های تخصصی تعمیر و نگهداری و آزمایش نیاز داشته باشد.
چگونهفیبر کامپوزیت کربنS ساخته شده است
ساختفیبر کامپوزیت کربنS شامل چندین مرحله است که هر یک از آنها برای اطمینان از اینکه محصول نهایی هم سبک وزن و هم به اندازه کافی قوی است برای تحمل فشارهایی که در استفاده در دنیای واقعی با آن روبرو خواهد بود ، بسیار مهم است.
- تولید آستر:این فرآیند با تولید آستر داخلی آغاز می شود که می تواند از آلومینیوم یا پلاستیک تهیه شود. این آستر به عنوان ظرف هوایی که دارای هوای فشرده شده است ، عمل می کند.
- سیم پیچ فیبر:مرحله بعدی پوشیدن آستر با لایه های فیبر کربن است. الیاف کربن در رزین خیس می شوند و سپس با استفاده از ماشین آلات دقیق در اطراف آستر پیچیده می شوند. این مرحله تضمین می کند که الیاف به طور مساوی توزیع می شوند ، که برای استحکام سیلندر ضروری است.
- درمان:پس از اتمام الیاف ، سیلندر در یک اجاق گاز درمان می شود ، جایی که رزین سخت می شود و الیاف را به هم پیوند می دهد. این فرآیند استحکام و استحکام نهایی خود را به سیلندر می دهد.
- آزمایش:پس از پخت ، سیلندر تحت آزمایش دقیق قرار می گیرد تا اطمینان حاصل شود که مطابق با استانداردهای ایمنی و عملکرد است. این به طور معمول شامل آزمایش هیدرواستاتیک است ، جایی که سیلندر با آب تحت فشار قرار می گیرد تا سطح بالاتر از فشار عملیاتی طبیعی خود برای بررسی نشت یا ضعف باشد.
برنامه ها و موارد استفاده
فیبر کامپوزیت کربنS در برنامه های مختلف استفاده می شود ، از جمله:
- سیستم های SCBA:آتش نشانان و کارگران نجات به سیستم های SCBA متکی هستندفیبر کامپوزیت کربنS به دلیل قابلیت های سبک و پر فشار آنها ، به آنها اجازه می دهد در حالی که موبایل باقی مانده هوا بیشتری حمل می کنند.
- غواصی:غواصان Scuba نیز از آن بهره مند می شوندسیلندر فیبر کربنS ، که به آنها اجازه می دهد هوای فشرده شده کافی را برای شیرجه های طولانی تر حمل کنند بدون اینکه وزن آن توسط مواد سنگین تر وزن شوند.
- سیلندر اکسیژن پزشکیs:در تنظیمات پزشکی ، سبک وزنسیلندر کامپوزیتS اغلب برای منابع قابل حمل اکسیژن استفاده می شود ، زیرا حمل و نقل آنها آسان تر از سیلندرهای سنتی فولاد یا آلومینیوم است.
پایان
استوانه دستگاه تنفسS از انواع مواد ساخته شده است که هر کدام دارای مزایا و اشکال خود هستند. فولاد و آلومینیوم مواد سنتی هستند که دوام و مقرون به صرفه را ارائه می دهند ، امافیبر کامپوزیت کربنS به دلیل سبک بودن و استحکام بالا به طور فزاینده ای محبوب شده اند. این سیلندرها تعادل بهینه عملکرد و تحرک را ارائه می دهند و آنها را برای درخواست برنامه هایی مانند آتش نشانی ، عملیات نجات و غواصی ایده آل می کند. در حالی کهفیبر کامپوزیت کربنS ممکن است با قیمت بالاتری همراه باشد ، مزایای آنها از نظر کاهش وزن و دوام طولانی مدت اغلب آنها را به عنوان انتخاب ترجیحی برای متخصصانی که در شرایط زندگی یا مرگ به تجهیزات خود وابسته هستند ، تبدیل می کند.
زمان پست: اوت -21-2024