dykning klokke

baggrund

kommercielle dykkere, der udfører undervandskonstruktion eller bjærgning, bruger ofte en dykkerklokke til transport til undervandsstedet. Brug af en dykkerklokke (også kendt som en personlig Overførselskapsel, PTC) og et trykkammer forlænger den tid, en dykker sikkert kan forblive under vand. Dykkeklokker blev kendt allerede i det fjerde århundrede f. kr. , da de blev observeret af den antikke græske filosof Aristoteles. Mere sofistikerede dykkeklokker blev udtænkt i det syttende århundrede. Moderne klokker til kommerciel dykning blev udviklet efter Anden Verdenskrig med stigningen i offshore olieindustrien.

Kommerciel dykning (dykning til løn) er opdelt i to hovedtyper, overfladeorienteret dykning og mætningsdykning. I overfladeorienteret dykning arbejder dykkere i hjelme under vand, forbundet til et åndedrætsapparat på land eller om bord på et skib, pram eller platform. Dykkere arbejder typisk parvis, en under vand og en på overfladen, der plejer slangerne og udstyret. Overfladeorienterede dykkere kan arbejde sikkert på dybder op til 300 fod (91,5 m), men dykkere kan kun bruge en begrænset mængde tid under vand. Virkningerne af vandtryk kan føre til dekompressionssygdom. Under tryk samles nitrogen i dykkerens kropsvæv, hvilket blokerer arterier og vener. Hvis dykkeren stiger for hurtigt, danner nitrogenet bobler i vævet, noget som den måde, en sodavlaske bobler på, når den ikke er lukket. Gasbobler i vævet forårsager smerte, lammelse eller død. Efter et dybt dyk skal dykkeren dekomprimere gradvist og vende meget langsomt tilbage til overfladetrykket for at undgå dekompressionssyge. Dekompressionstid er relateret til dybden af dykket og varigheden. Med et dybt dyk på kun en time kan dekompressionstiden tage dage. Overfladeorienteret dykning er kun praktisk til små job.

den anden type kommerciel dykning, mætningsdykning, er mere nyttig til store byggeprojekter. I mætningsdykning bruger dykkere et trykkammer, undertiden kendt som et dybt Dykningssystem (DDS), fastgjort til en dykkerklokke. Kammeret og klokken begynder om bord på et skib. Et team af dykkere går ombord på kammeret, som derefter mekanisk presses for at simulere miljøet i dybden af det planlagte dyk. Kammeret er et komplet levende miljø-udstyret med senge, bruser og møbler—og kan rumme et team af dykkere i uger. Når dykkerne akklimatiseres, forlader de kammeret gennem en parringstunnel og går ind i dykkerklokken, som også er under tryk. En kran løfter klokken fra skibet og slipper den til undervandsstedet. En gang på stedet forlader en dykker klokken i en dykkerdragt og hjelm og begynder at arbejde. Den anden dykker forbliver i klokken og plejer den første dykkers slanger og udstyr. Efter et interval på måske to timer skifter de. Arbejde fra en klokke, dykkerne kan sætte i en otte timers dag under vandet. Derefter færges de til overfladen i klokken, går ind i trykkammeret og skifter med det næste skift af dykkere. Når hele jobbet er afsluttet, dekomprimerer holdet i trykkammeret. Selvom de har nedsænket flere gange, behøver holdet kun at dekomprimere en gang.

historie

en spand eller tønde sænket lige ned i vandet, åben ende ned, vil fælde luft inde i det. Aristoteles skrev om dykkere, der brugte luftfyldte kedler til at trække vejret under vandet. Aleksander den Store siges at være gået til søs i en dykkerklokke-kendt for at være en tønde hvidt glas—i 332 f.kr. siges han at have opholdt sig dybt under vandet i flere dage, skønt dette ikke er sandsynligt. Der er flere henvisninger til dykkeklokker i middelalderen. I 1531 lavede en italiener, Guglielmo de Lorena, en brugbar dykkerklokke, som han brugte til at genvinde sunkne gamle romerske skibe fra bunden af en sø. Andre klokker blev opfundet og brugt forskellige steder i Europa, mest til at redde skat. Forløberen for den moderne dykkerklokke blev opfundet af englænderen Edmund Halley, der er bedst kendt for kometen, der bærer hans navn. I 1690 byggede Halley en dykkerklokke, der brugte læderrør og blyforede tønder til at levere frisk luft under vandet. Hans klokke var en træ, åben kegle, vægtet med bly og udstyret med en glasport. Inde hang Halley en platform, som dykkeren kunne hvile på, og en kontrast af vægtede tønder. Tønderne blev fastgjort, så når dykkeren trak dem ind i klokken, tvang vandtrykket nedenunder dem til at frigive frisk luft ind i klokken. Hjælpere på overfladen genopfyldte tønderne med frisk luft. Halley og et team af dykkere formåede at forblive under vand i en dybde på omkring 60 fod (18,3 m) så længe som halvanden time ved hjælp af hans klokke.

andre duplikerede Halleys præstation, men designet blev ikke væsentligt forbedret før i 1788. I det år lavede en skotsk ingeniør, John Smeaton, en dykkerklokke, der brugte en pumpe på taget til at tvinge frisk luft inde. Smeatons klokke blev brugt af dykkere, der udførte reparation af undervandsbroer. En række dykkerudstyr blev opfundet i det nittende århundrede, hvilket førte til brugbare dykkerhjelme forbundet med slanger til en luftforsyning på overfladen. Dette udstyr havde tendens til at være tungt og voluminøst, lavet med hundreder af pund metal for at modstå dybt vandtryk. Arbejdere på tunneler og broer gik ned i enorme støbejernsklokker eller elevatorlignende kamre kaldet sænkekasser. Da man ikke vidste meget om farerne ved pres, blev mange af disse arbejdere syge og døde af det, der blev kaldt caisson-sygdom, ved nu at være dekompressionssygdom.

grundlaget for fremtidig kommerciel dykning blev lagt efter Anden Verdenskrig. Hans klokke var ved et lidt højere tryk end hans dykkersted. Keller åndede en blanding af helium

en Halley bell.

og ilt gennem slanger fastgjort til en maskine i klokken. Han viste, at dykkerklokken kunne være en værdifuld vejstation for en dyb dykker, der ikke kun leverer åndbar gas, men også elektricitet, kommunikationsudstyr og varmt vand til opvarmning af dykkerdragten.

Mætningsdykning blev muliggjort af Dr. George Bond, direktør for United States Navy Submarine Medical Center i midten af 1950 ‘ erne. hans eksperimenter viste, at en dykkers væv blev mættet med nitrogen efter en vis eksponeringstid. Efter at mætningspunktet var nået, var dykkets varighed ubetydelig. En dykker kunne forblive under pres i uger eller måneder. Den nødvendige tid til dekompression ville være den samme, uanset om dykkeren forblev på mætningspunktet i en time eller en uge. Bonds eksperimenter førte til udviklingen af dybe Dykningssystemer. Disse blev ofte brugt af arbejdere i olieindustrien i 1970 ‘erne og 1980’ erne, da dybe offshore olieboreplatforme blomstrede.

bathysphere og bathyscaph

to vigtige moderne dykkerklokker var bathysphere og bathyscaph. Disse var dybhavs dykkerskibe lavet til videnskabelig observation. Bathysphere blev bygget af den amerikanske ingeniør Otis Barton i 1930. Beebe, fascineret af livet under vandet, udtænkt af dykkermaskinen, og Barton var i stand til at designe den. Bartons ide var at gøre kammeret perfekt rundt for jævnt at fordele vandtrykket. Den blev fremstillet af støbt stål lidt over 1 in (2,5 cm) tyk og 4,75 ft (1,5 m) i diameter. Bathysphere vejede en enorm 5.400 lb (2.449 kg), næsten for tung til, at den tilgængelige kran kunne løfte. Beebe og Barton lavede flere dyk ud for Bermuda i bathysphere og nåede en dybde på 3.000 fod (900 m) i 1932. På grund af kuglens store styrke blev dykkerne beskyttet mod pres, men badysfæren viste sig uhåndterlig og potentielt risikabel. Det blev opgivet i 1934.

et årti senere designede en far og søn Auguste og Piccard et lignende fartøj kaldet bathyscaph. Bathyscaph modstod virkningerne af tryk, ligesom bathysphere, med et tungt stål sfærisk kammer. Kammeret hang under en stor, let, gasfyldt beholder. Frigivelse af luftventiler tillod bathyscaph at miste opdrift og synke til havbunden under egen kraft. For at komme op igen frigav operatørerne jernballast, hvilket fik fartøjet til langsomt at stige. Den første bathyscaph blev bygget i 1946, men uopretteligt beskadiget i 1948. En forbedret maskine faldt ned til 13.000 fod (4.000 m) i 1954. Piccards byggede en anden bathyscaph, opkaldt Trieste, i 1953. Den amerikanske flåde købte Trieste i 1958. Han nåede en rekorddybde på 35.810 fod (10.916 m) i Mariana Trench i Stillehavet i 1960.

råvarer

moderne dykkerklokker er lavet af højstyrke, finkornet stål. Vinduer er konstrueret af støbt akryl af en speciel klasse designet til trykbeholdere. Klokken har også brug for en udvendig beklædning lavet af tykt aluminium for at beskytte den mod stød. Klokken er malet med en højkvalitets marine epoksmaling. Stål og aluminium specifikationer varierer afhængigt af den forventede dybde af fartøjet.

Design

dykkerklokker er specialbygget i henhold til kundens specifikationer. Kunden henvender sig til producenten med en oversigt over, hvad der er nødvendigt. Afhængigt af behovene vil omridset angive klokkeform, minimum antal beboere, antal vinduer og andre særlige behov, såsom stativer til at holde udstyr. Producenten ser over kundens plan og udarbejder derefter et endeligt design.

fremstilling og design af dykkerklokker udføres i henhold til specifikke regler leveret af American Society of Mechanical Engineers (ASME). ASME har et underafsnit, der regulerer, hvad der generelt kaldes trykbeholdere til menneskelig belægning, eller PVHOs. PVHOs inkluderer dykkerklokker såvel som nedsænkbare skibe, dekompressionskamre, genkompressionskamre, kamre i høj højde og andre. ASME fastlægger strenge standarder for alle aspekter af dykkeklokker, fra design gennem fabrikation og test. Producenter og deres underleverandører skal alle følge ASME-retningslinjerne trin for trin gennem fremstillingsprocessen for at modtage et ASME-stempel på den færdige klokke.

fremstillingsprocessen

gør klokken

• 1 klokkenes krop er dannet af stærkt, finkornet stål. Valset stålplade sættes på et transportbånd og sendes gennem en automatiseret sav, der skærer pladen ind i toppen, bunden og siderne af klokken.
• 2 sektionerne sendes til en svejsebutik, der er certificeret til denne type konstruktion. Hver sektion svejses manuelt sammen. Svejsningerne skal være i stand til at modstå højt tryk og være absolut vandtætte. Svejsebutikken følger de retningslinjer, der er fastsat af ASME.
• 3 støbte akrylvinduer, enten fremstillet af en underentreprenør eller af bell-producenten, er monteret på plads.

inspektion og prøvning

• 4 Efter at sektionerne er svejset sammen, inspiceres klokken. Det kan gennemgå forskellige tests, fra visuel inspektion af svejsningerne til ultralydsscanninger. Efter disse tests kommer ” bevis test.”Klokken er fyldt med vand og under tryk i en time med halvanden gang det tryk, den blev bygget til at modstå. Med andre ord, hvis klokken var designet til at modstå det tryk, der blev fundet i en dybde på 600 ft (183 m), 282 psi, udsætter fabrikanten det for tryk, der blev fundet ved 900 ft (274,3 m) eller 415 psi. Klokken skal let kunne modstå bevistesten. Det er designet til at modstå et tryk på fire gange dets generelle brugstryk som en sikkerhedsforanstaltning.

Maleri og efterbehandling

• 5 Næste er klokken malet. Mekaniske sprøjter belægger klokken med en højkvalitets marine epoksmaling, der er i stand til at modstå den hårde brug, som klokken vil udholde under vandet.
• 6 så er det indre af klokken færdig. Klokken vil holde en række forskellige enheder såsom et varmelegeme, instrumenter, lys, kulsyre remover, og fans. Beslag til disse enheder er boltet på indersiden af klokken. Rør og ledninger tilfælde er også boltet på plads. Klokken er ikke klar til brug, før alt udstyr er på plads.

certificering

• 7 hvis klokken passerer alle test og inspektioner, er den stemplet med en ASME-forsegling. Dette betyder, at det er bygget i overensstemmelse med ASME-standarder og formodes at være sikkert for menneskelig belægning. Den enkelte klokke får også en certifikatoptagelse, hvor den blev bygget, hvornår og af hvem. Andre optegnelser opbevares også, såsom oprindelsen af det stål, der bruges til kroppen.
• 8 producenten leverer klokken som et “rå” fartøj. Kunden klæder det derefter med alle de nødvendige maskiner såsom sporingsenheder, kameraer og radiosendere.

kvalitetskontrol

kvalitetskontrol er ekstremt vigtigt for et fartøj, der anvendes til iboende farligt undervandsarbejde. Kvalitetskontrol er indbygget i dykkerklokken fremstillingsprocessen, fordi producenterne følger de standarder, der er fastsat af ASME. Ikke kun testes klokken efter konstruktion, men selv det foreløbige design er udført på en måde, der opfylder ASME-reglerne. Den overordnede tilsynsmyndighed over dykning, herunder

en moderne Personaleoverførselskapsel (PTC).

kommerciel dykning, i USA er kystvagten.

fremtiden

den amerikanske flåde tester også forskellige dykkerudstyr til eget brug. Det kører en eksperimentel Dykkerenhed, der tester eksisterende udstyr og prøver avanceret dykkerteknologi. Den eksperimentelle Dykkerenhed beskæftiger også læger og forskere, der undersøger de fysiologiske virkninger af dykning. Nogle af denne forskning kan føre til regler, der påvirker kommercielle dykkere. Dette kan igen påvirke sikkerhedsprocedurer og kvalitetskontroltest for dykkerklokker og andre dykkerapparater.

kommercielle dykkere er afhængige af dykkeklokker hver dag for transport mellem et trykkammer og et dybhavssted. Udviklingen af mætningsdykning førte til en meget mere effektiv måde at udføre omfattende undervandsarbejde på, fordi dykkere kun behøver at dekomprimere en gang i slutningen af jobbet. Nogle aktuelle undersøgelser undersøger imidlertid måder at gøre uden dekompression helt. Nogle forskere har undersøgt muligheden for at udstyre dykkere med kunstige gæller, så de kan trække vejret ilt direkte fra vand. En anden mulig ny teknologi kaldes flydende vejrtrækning. Ved dybt tryk, hvis lungerne er fyldt med en iltbærende væske, kan de teoretisk fortsætte med at fungere. Hypotetisk kan en dykker muligvis indånde iltet flydende fluorcarbon fra en bærbar tank. Dette ville gøre det muligt for en dykker at dykke dybere uden brug af et trykkammer og dykkeklokke. En anden undersøgelsesvej er såkaldt biologisk dekompression. En særlig bakterie i kroppen kan bruges til at metabolisere de gasser, der er fanget i væv, der forårsager dekompressionssygdom. Dette ville eliminere behovet for dekompression i et kammer. Hvis nogen af disse teknologier blev levedygtige for kommercielle dykkere, kan det eksisterende system med trykkammer og dykkeklokke ændre sig.