Potápěčský Zvon

Pozadí

Komerční potápěči dělají podvodní stavby nebo záchranné často používají potápěčský zvon pro přepravu do podvodní stránky. Použití potápěčského zvonu (známého také jako osobní přenosová kapsle, PTC) a tlakové komory prodlužuje dobu, po kterou může potápěč bezpečně zůstat pod vodou. Potápěčské zvony byly známy již ve čtvrtém století před naším letopočtem. , když je pozoroval starověký řecký filozof Aristoteles. Sofistikovanější potápěčské zvony byly navrženy v sedmnáctém století. Moderní zvony pro komerční potápění byly vyvinuty po druhé světové válce, se vzestupem ropného průmyslu na moři.

Komerční potápění (potápění za úplatu) je rozděleno do dvou hlavních typů, povrchové potápění a saturační potápění. V povrchu-orientuje potápění, potápěči helmy, práce pod vodou, připojen na dýchací přístroj, na pobřeží nebo na palubě lodi, člunu, nebo platformu. Potápěči obvykle pracují ve dvojicích, jeden pod vodou a jeden na povrchu, který se stará o hadice a zařízení. Povrchově orientovaní potápěči mohou bezpečně pracovat v hloubkách až 300 ft (91,5 m), ale potápěči mohou pod vodou strávit jen omezené množství času. Účinky tlaku vody mohou vést k dekompresní nemoci. Pod tlakem se dusík shromažďuje v tkáni těla potápěče a blokuje tepny a žíly. Když potápěč stoupá příliš rychle, dusík tvoří bubliny v tkáních, něco jako způsob, soda láhev bublin, když neukončené. Plynové bubliny v tkáni způsobují bolest, ochrnutí nebo smrt. Po hlubokém ponoru potápěč potřebuje pro dekompresi postupně vracet velmi pomalu, na povrchu tlak, aby se zabránilo dekompresní nemoci. Doba dekomprese souvisí s hloubkou ponoru a dobou trvání. Při hlubokém ponoru pouze jedné hodiny může doba dekomprese trvat dny. Povrchové potápění je praktické pouze pro malé práce.

druhý typ komerčního potápění, saturační potápění, je užitečnější pro rozsáhlé stavební projekty. Při saturačním potápění používají potápěči tlakovou komoru, někdy známou jako systém hlubokého potápění (DDS), připojený k potápěčskému zvonu. Komora a zvon začínají na palubě lodi. Tým potápěčů nastupuje do komory, která je pak mechanicky natlakována, aby simulovala prostředí v hloubce plánovaného ponoru. Komora je kompletní životní prostředí-vybavené postelemi, sprcha, a nábytek-a schopný ubytovat tým potápěčů po celé týdny. Když jsou potápěči aklimatizováni, opouštějí komoru párovacím tunelem a vstupují do potápěčského zvonu, který je také pod tlakem. Jeřáb zvedne zvon z lodi a upustí ho na podvodní místo. Jednou na místě, jeden potápěč opouští zvonek v potápěčském obleku a helmě a začíná pracovat. Druhý potápěč zůstává ve zvonu a stará se o hadice a vybavení prvního potápěče. Po intervalu snad dvou hodin se přepnou. Práce ze zvonu, potápěči mohou dát v osm hodin denně pod vodou. Pak jsou dopraveni na povrch ve zvonu, vstupují do tlakové komory a přepínají s dalším posunem potápěčů. Po dokončení celé úlohy se tým dekomprimuje v tlakové komoře. I když se ponořili vícekrát, tým se musí dekomprimovat pouze jednou.

Historie

kbelík nebo barel snížila rovnou do vody, volný konec dolů, bude past vzduch uvnitř. Aristoteles psal o potápěčích, kteří používali vzduchem naplněné kotle k dýchání pod vodou. Alexandr veliký byl řekl, aby šel na moře v potápěčském zvonu—pokládaný být sudu z bílého skla—v roce 332 před Kristem byl řekl, aby zůstali hluboko pod vodou pro dny, i když to není věrohodné. Existuje několik odkazů na potápěčské zvony ve středověku. V roce 1531 vyrobil Ital Guglielmo de Lorena funkční potápěčský zvon, který použil k obnovení potopených starověkých římských lodí ze dna jezera. Jiné zvony byly vynalezeny a používány na různých místech v Evropě, většinou k záchraně pokladu. Předchůdce moderního potápěčského zvonu vynalezl Angličan Edmund Halley, který je nejlépe známý pro kometu nesoucí jeho jméno. V roce 1690 Halley postavil potápěčský zvon, který používal kožené trubky a sudy lemované olovem pro přívod čerstvého vzduchu pod vodou. Jeho zvon byl dřevěný, otevřený kužel, vážený olovem a vybavený skleněným výhledovým portem. Uvnitř Halley zavěsil plošinu, na které mohl potápěč odpočívat, a mašinka vážených sudů. Sudy byly upevněny tak, že když je potápěč vtáhl do zvonu, tlak vody zespodu je přinutil uvolnit čerstvý vzduch do zvonu. Pomocníci na povrchu doplnili sudy čerstvým vzduchem. Halley a tým potápěčů se podařilo zůstat pod vodou v hloubce kolem 60 ft (18.3 m) až hodinu a půl pomocí svého zvonu.

Ostatní duplicitní Halley je úspěch, ale design byl výrazně zlepšila, až 1788. V tomto roce skotský inženýr John Smeaton vyrobil potápěčský zvon, který pomocí čerpadla na střeše nutil čerstvý vzduch dovnitř. Smeatonův zvon používali potápěči, kteří prováděli opravu podmořského mostu. Řadu potápění zařízení byla vynalezena v devatenáctém století, což vede k funkční potápěčské helmy připojen pomocí hadic pro přívod vzduchu na povrchu. Toto zařízení bývalo těžké a objemné, vyrobené se stovkami liber kovu, aby odolalo hlubokému tlaku vody. Dělníci na tunelech a mostech šli dolů v obrovských litinových zvonech nebo výtahových komorách zvaných kesony. Jak málo bylo známo o nebezpečí tlaku, mnoho z těchto pracovníků onemocnělo a zemřelo na to, co se nazývalo kesonová nemoc, nyní známo, že je dekompresní nemoc.

základy pro budoucí komerční potápění byl položen po druhé Světové Válce. Švýcarský potápěč Hannes Keller použili potápěčský zvon v roce 1962 dosáhnout hloubky 984 ft (300 m). Jeho zvon měl o něco vyšší tlak než místo ponoru. Keller nadýchal směs helia

Halley bell.

a kyslík přes hadice připojené ke stroji ve zvonu. Ukázal, že potápěčský zvon může být cenným způsobem-stanice pro hlubokého potápěče, dodávající nejen prodyšný plyn, ale také elektřinu, komunikační zařízení a horkou vodu k ohřevu potápěčského obleku.

Saturace potápění bylo možné díky práci Dr. George Bond, ředitel americké Námořnictvo Ponorka Medical Center v polovině roku 1950. Jeho experimenty ukázaly, že potápěč je tkáň se stal nasycený dusíkem po určité době expozice. Po dosažení bodu nasycení nebylo trvání ponoru důležité. Potápěč by mohl zůstat pod tlakem týdny nebo měsíce. Čas potřebný pro dekompresi by byl stejný, ať už potápěč zůstal v bodě nasycení hodinu nebo týden. Bondovy experimenty vedly k vývoji hlubokých potápěčských systémů. Ty byly často používány pracovníky v ropném průmyslu v roce 1970 a 1980, kdy hluboké offshore ropné vrty vzkvétaly.

ponorkou a bathyscaph

Dvě důležité moderní potápěčské zvony byly ponorky a bathyscaph. Jednalo se o hlubinné potápěčské lodě vyrobené pro vědecké pozorování. Bathysphere byl postaven William Beebe, americký zoolog a inženýr Otis Barton v roce 1930. Beebe, fascinovaná podmořským životem, pojala potápěčský stroj a Barton ho dokázal navrhnout. Bartonovým nápadem bylo vytvořit komoru dokonale kulatou, aby se rovnoměrně rozložil tlak vody. Byl vyroben z lité oceli o tloušťce něco málo přes 1 in (2.5 cm) a průměru 4.75 ft (1.5 m). Bathysphere vážil obrovský 5,400 lb (2,449 kg), téměř příliš těžké pro dostupné jeřáb zvednout. Beebe a Barton udělal několik ponorů z Bermud v ponorkou, dosahující hloubky až 3 000 stop (900 m) v roce 1932. Vzhledem k velké síle koule potápěči byli chráněni před tlakem, ale ponorky ukázalo jako nepraktické a potenciálně riskantní. Byl opuštěn v roce 1934.

o deset let později navrhl Švýcarský otec a syn Auguste a Jacques Piccard podobnou loď zvanou bathyscaph. Bathyscaph odolával účinkům tlaku, jako je bathysphere, s těžkou ocelovou sférickou komorou. Komora visela pod velkým, lehkým, benzínem naplněným kontejnerem. Uvolnění vzduchových ventilů umožnilo bathyscaph ztratit vztlak a klesnout na dno oceánu pod vlastní silou. Aby se znovu objevili, provozovatelé uvolnili Železný předřadník, což způsobilo, že plavidlo pomalu stoupalo. První bathyscaph byl postaven v roce 1946, ale nenapravitelně poškozen v roce 1948. Vylepšený stroj sestoupil do 13 000 ft (4 000 m) v roce 1954. Piccards postavili další bathyscaph, pojmenovaný Terst, v roce 1953. Námořnictvo Spojených států koupilo Terst v roce 1958. Jacques a Námořní poručík Donald Walsh dosáhl rekordní hloubky 35,810 ft (10,916 m) v mariánském Příkopu v Tichém oceánu v roce 1960.

suroviny

moderní potápěčské zvony jsou vyrobeny z vysoce pevné, jemnozrnné oceli. Okna jsou vyrobena z litého akrylu speciální třídy určené pro tlakové nádoby. Zvon také potřebuje vnější opasek vyrobený z tlustého hliníku, aby byl chráněn před nárazy. Zvonek je natřen vysoce kvalitní mořskou epoxidovou barvou. SPECIFIKACE oceli a hliníku se liší v závislosti na očekávané hloubce nádoby.

Design

potápěčské zvony jsou vyráběny na zakázku podle specifikací zákazníka. Zákazník přistupuje k výrobci s nástinem toho, co je potřeba. V závislosti na potřebách bude obrys specifikovat tvar zvonu, minimální počet cestujících, počet oken a jakékoli další speciální potřeby, jako jsou regály pro držení zařízení. Výrobce se podívá na plán zákazníka a poté vypracuje konečný návrh.

výroba a konstrukce potápěčských zvonů se provádí podle zvláštních předpisů poskytována Americké Společnosti strojních Inženýrů (ASME). ASME má podsekci regulující to, co se obecně nazývá tlakové nádoby pro lidskou obsazenost, nebo PVHOs. PVHOs zahrnují potápěčské zvony i ponorná plavidla, dekompresní Komory, rekompresní komory, komory s vysokou nadmořskou výškou, a další. ASME stanoví přísné standardy pro všechny aspekty potápěčských zvonů, od návrhu přes výrobu a testování. Výrobci a jejich subdodavatelé musí všichni postupovat podle pokynů ASME krok za krokem výrobním procesem, aby získali razítko ASME na hotovém zvonu.

výrobní proces

výroba zvonu

• 1 tělo zvonu je tvořeno silnou jemnozrnnou ocelí. Válcovaná ocelová deska se položí na dopravní pás a posílá se automatizovanou pilou, která řeže desku do horní, dolní a boční strany zvonu.
• 2 sekce jsou zasílány do svařovny certifikované pro tento typ konstrukce. Každá sekce je ručně svařena dohromady. Svary musí být schopny odolat vysokému tlaku a musí být naprosto vodotěsné. Svařovna se řídí pokyny stanovenými společností ASME.
• 3 litá Akrylová okna, vyrobená subdodavatelem nebo výrobcem zvonů, jsou namontována na místo.

Kontrola a zkoušení

• 4 Po části jsou svařeny, zvonek je kontrolována. Může podstoupit různé testy, od vizuální kontroly svarů až po ultrazvukové vyšetření. Po těchto testech přichází “ důkazní test.“Zvonek je naplněn vodou a natlakován po dobu jedné hodiny při jednom a půlnásobku tlaku, který byl postaven, aby vydržel. Jinými slovy, pokud se zvon byl navržen tak, aby vydržely tlak nalezeny v hloubce 600 stop (183 m), 282 psi, výrobce předmětů je k tlakům na 900 ft (274.3 m), nebo 415 psi. Zvonek by měl být snadno schopen odolat důkaznímu testu. Byl navržen tak, aby odolal tlaku čtyřnásobku svého obecného tlaku při použití, jako bezpečnostní opatření.

malování a dokončovací práce

• 5 Dále je namalován zvon. Mechanické postřikovače kabát zvonek s vysoce kvalitní mořské epoxidovou barvou, který je schopen vydržet drsné použití bell vydrží pod vodou.
• 6 pak je interiér zvonu dokončen. Zvonek bude obsahovat řadu zařízení, jako je ohřívač, nástroje, světla, odstraňovač oxidu uhličitého a ventilátory. Konzoly pro tato zařízení jsou přišroubovány na vnitřní stranu zvonu. Pouzdra na potrubí a elektroinstalace jsou také přišroubována na místo. Zvonek není připraven k použití, dokud není veškeré zařízení na svém místě.

certifikace

• 7 pokud zvonek projde všemi zkouškami a kontrolami, je opatřen těsněním ASME. To znamená, že byl postaven v souladu s normami ASME a je považován za bezpečný pro lidské obsazení. Jednotlivému zvonu je také dán záznam certifikátu, kde byl postaven, kdy a kým. Vedou se také další záznamy, například původ oceli použité pro tělo.
• 8 výrobce dodává zvon jako „surovou“ nádobu. Zákazník jej pak vybaví všemi potřebnými stroji, jako jsou sledovací zařízení, kamery a rádiové vysílače.

Kontrola Kvality

kontrola Kvality je velmi důležité pro plavidlo používané pro nebezpečné podvodní práce. Kontrola kvality je zabudována do výrobního procesu potápěčského zvonu, protože výrobci dodržují normy stanovené společností ASME. Nejen, že je zvon testován po konstrukci,ale i Předběžná konstrukce byla provedena způsobem, který splňuje pravidla ASME. Celkový regulační orgán nad potápěním, včetně

moderní kapsle pro přenos personálu (PTC).

komerční potápění, ve Spojených státech je pobřežní stráž.

budoucnost

Námořnictvo Spojených států také testuje různé potápěčské vybavení pro vlastní potřebu. Provozuje experimentální potápěčskou jednotku, která testuje stávající vybavení a zkouší špičkovou potápěčskou technologii. Experimentální potápěčská jednotka také zaměstnává lékaře a vědce, kteří zkoumají fyziologické účinky potápění. Některé z těchto výzkumů mohou vést k předpisům ovlivňujícím komerční potápěče. To zase může ovlivnit bezpečnostní postupy a zkoušky kontroly kvality pro potápěčské zvony a další potápěčské přístroje.

Komerční potápěči spoléhají na potápěčské zvony každý den pro přepravu mezi přetlakové komoře a hlubinné stránky. Vývoj saturačního potápění vedl k mnohem efektivnějšímu způsobu provádění rozsáhlých podvodních prací, protože potápěči se na konci práce musí dekomprimovat pouze jednou. Některé současné výzkumy však zkoumají způsoby, jak se obejít bez dekomprese úplně. Někteří vědci zkoumali možnost vybavit potápěče umělými žábry, což jim umožňuje dýchat kyslík přímo z vody. Další možná nová technologie se nazývá tekuté dýchání. Při hlubokém tlaku, pokud jsou plíce naplněny kapalinou nesoucí kyslík, mohou teoreticky i nadále fungovat. Hypoteticky, potápěč by mohl být schopen dýchat okysličený fluorouhlík z přenosné nádrže. To by umožnilo potápěči ponořit se hlouběji bez použití tlakové komory a potápěčského zvonu. Další cestou vyšetřování je tzv. biologická dekomprese. Speciální bakterie v těle by mohla být použita k metabolizaci plynů zachycených v tkáni, které způsobují dekompresní nemoc. To by eliminovalo potřebu dekomprese v komoře. Pokud se některá z těchto technologií stala životaschopnou pro komerční potápěče, stávající systém tlakové komory a potápěčského Zvonu se může změnit.