Dykkerklokke

Bakgrunn

Kommersielle dykkere gjør undervanns konstruksjon eller berging ofte bruke en dykkerklokke for transport til undervanns området. Bruk av en dykkerklokke (Også kjent Som En Personlig Overføringskapsel, PTC) og et trykkammer forlenger tiden en dykker trygt kan holde seg under vann. Dykkerklokkene var kjent så tidlig som det fjerde århundre F. KR. , da de ble observert av den gamle greske filosofen Aristoteles. Mer sofistikerte dykkeklokker ble utviklet i det syttende århundre. Moderne klokker for kommersiell dykking ble utviklet etter Andre Verdenskrig, med fremveksten av offshore oljeindustrien.

Kommersiell dykking (dykking for lønn) er delt inn i to hovedtyper, overflateorientert dykking og metningsdykking. I overflateorientert dykking jobber dykkere i hjelmer under vann, koblet til et pusteapparat på land eller ombord på et skip, lekter eller plattform. Vanligvis dykkere arbeider i par, en under vann og en på overflaten tending slanger og utstyr. Overflateorienterte dykkere kan arbeide trygt på dybder opp til 300 fot (91,5 m), men dykkere kan bare bruke en begrenset mengde tid under vann. Effektene av vanntrykk kan føre til dekompresjonssyke. Under trykk samler nitrogen i dykkerens kroppsvev, blokkerer arteriene og venene. Hvis dykkeren stiger for fort, nitrogen danner bobler i vevet, noe som måten en brus flaske bobler når uncapped. Gassbobler i vevet forårsaker smerte, lammelse eller død. Etter et dypt dykk må dykkeren dekomprimere gradvis, og returnere veldig sakte til overflatetrykket for å unngå dekompresjonssyke. Dekompresjonstid er relatert til dybden på dykket og varigheten. Med et dypt dykk på bare en time kan dekompresjonstiden ta dager. Overflateorientert dykking er bare praktisk for små jobber.

den andre typen kommersiell dykking, metningsdykking, er mer nyttig for store byggeprosjekter. I metningsdykking bruker dykkere et trykkammer, noen ganger kjent som Et Dypdykkingssystem (DDS), festet til en dykkerklokke. Kammeret og klokken begynner om bord på et skip. Et team av dykkere styrer kammeret, som deretter presses mekanisk for å simulere miljøet på dybden av det planlagte dykket. Kammeret er et komplett bomiljø-utstyrt med senger, dusj—og møbler – og i stand til å romme et team av dykkere i flere uker. Når dykkerne akklimatiseres, går de ut av kammeret gjennom en parringstunnel og går inn i dykkeklokken, som også er trykket. En kran løfter klokken av skipet og slipper den til undervannsstedet. En gang på stedet, en dykker avslutter bjellen i en dykkerdrakt og hjelm og begynner å jobbe. Den andre dykkeren forblir i klokken og pleier den første dykkers slanger og utstyr. Etter et intervall på kanskje to timer, bytter de. Arbeider fra en bjelle, dykkerne kan sette i en åtte-timers dag under vann. Deretter blir de transportert til overflaten i klokken, går inn i trykkammeret, og bytter med neste skift av dykkere. Når hele jobben er fullført, dekomprimeres teamet i trykkammeret. Selv om de har nedsenket flere ganger, trenger laget bare å dekomprimere en gang.

Historie

en bøtte eller fat senket rett ned i vannet, åpen ende ned, vil fange luft inne i den. Aristoteles skrev om dykkere som brukte luftfylte kjeler for å puste under vann. Alexander Den Store ble sagt å ha gått til sjøs i en dykkerklokke-kjent for å være et fat med hvitt glass-i 332 F. KR. han ble sagt å ha bodd dypt under vann i flere dager, selv om dette ikke er plausibelt. Det er flere referanser til dykkeklokker i Middelalderen. I 1531 laget en italiensk, Guglielmo De Lorena, en brukbar dykkerklokke som han pleide å gjenopprette sunkne gamle Romerske skip fra bunnen av en innsjø. Andre klokkene ble oppfunnet og brukt i Ulike steder I Europa, for det meste for å berge skatten. Forløperen til den moderne dykkerklokken ble oppfunnet Av Engelskmannen Edmund Halley, som er best kjent for kometen som bærer hans navn. I 1690 Halley bygget en dykkerklokke som brukte skinn rør og bly-lined fat for å levere frisk luft under vann. Hans bjelle var en tre, åpent kjegle, vektet med bly og utstyrt med et glass utsikt port. Inne Hang Halley en plattform for dykkeren å hvile på, og en innretning av vektede fat. Tønnene ble festet slik at når dykkeren trakk dem inn i klokken, tvang vanntrykket nedenfra dem til å slippe frisk luft inn i klokken. Hjelpere på overflaten fylte fatene med frisk luft. Halley og et team av dykkere klarte å holde seg under vann på en dybde på rundt 60 ft (18,3 m) så lenge som en og en halv time ved hjelp av klokken.

Andre dupliserte Halleys prestasjon, men designet ble ikke signifikant forbedret før 1788. I det året laget En Skotsk ingeniør, John Smeaton, en dykkerklokke som brukte en pumpe på taket for å tvinge frisk luft innvendig. Smeatons klokke ble brukt av dykkere som gjorde undervannsbro reparasjon. En rekke dykkerutstyr ble oppfunnet i det nittende århundre, noe som førte til brukbare dykkerhjelmer forbundet med slanger til lufttilførsel på overflaten. Dette utstyret tendens til å være tung og klumpete, laget med hundrevis av pounds av metall for å tåle dypt vanntrykk. Arbeidere på tunneler og broer gikk ned i store støpejernsklokker eller heislignende kamre kalt caissons. Så lite var kjent om farene ved press, mange av disse arbeiderne syk og døde av det som ble kalt caisson sykdom, nå vet å være trykkfallsyke.

grunnlaget for fremtidig kommersiell dykking ble lagt etter Andre Verdenskrig. Den Sveitsiske dykker Hannes Keller brukte en dykkerklokke i 1962 for å nå en dybde på 984 ft (300 m). Hans klokke var på et litt høyere trykk enn hans dykkested. Keller pustet en blanding av helium

En Halley bell.

og oksygen gjennom slanger festet til en maskin i klokken. Han viste at dykkerklokken kunne være en verdifull vei-stasjon for en dyp dykker, leverer ikke bare pustende gass, men også elektrisitet, kommunikasjonsenheter, og varmt vann for å varme dykkerdrakten.

Metningsdykking ble gjort mulig av arbeidet Til Dr. George Bond, direktør For United States Navy Submarine Medical Center i midten av 1950-tallet. hans eksperimenter viste At en dykkers vev ble mettet med nitrogen etter en viss eksponeringstid. Etter at metningspunktet ble nådd, var varigheten av dykket ubetydelig. En dykker kan forbli under press i uker eller måneder. Tiden som trengs for dekompresjon ville være den samme, om dykkeren bodde på metningspunktet i en time eller en uke. Bonds eksperimenter førte til utviklingen Av Dypdykkingssystemer. Disse ble ofte brukt av arbeidere i oljeindustrien på 1970-og 1980-tallet, da dype offshore oljeboringsplattformer blomstret.

bathysphere og bathyscaph

To viktige moderne dykkerklokker var bathysphere og bathyscaph. Disse var dyphavsdykkingsfartøy laget for vitenskapelig observasjon. Bathysphere ble bygget Av William Beebe, En amerikansk zoolog Og ingeniør Otis Barton i 1930. Beebe, fascinert med livet under vann, unnfanget av dykking maskin, Og Barton var i stand til å designe det. Bartons ide var å gjøre kammeret perfekt rundt for jevnt å distribuere vanntrykket. Den ble produsert av støpt stål litt over 1 i (2,5 cm) tykk og 4,75 ft (1,5 m) i diameter. Bathysphere veide en enorm 5,400 lb (2,449 kg), nesten for tung for den tilgjengelige kranen å løfte. Beebe og Barton gjorde flere dykk av Bermuda i bathysphere, og nådde en dybde på 3000 ft (900 m) i 1932. På grunn av den store styrken i sfæren dykkerne var beskyttet mot press, men dykkerklokke viste seg uhåndterlig og potensielt risikabelt. Den ble forlatt i 1934.

et tiår senere designet En Sveitsisk far og sønn, Auguste Og Jacques Piccard, et lignende fartøy kalt bathyscaph. Bathyscaph motstod effekten av trykk, som bathysphere, med et tungt stål sfærisk kammer. Kammeret hang under en stor, lett, bensinfylt beholder. Frigjørende luftventiler tillot bathyscaph å miste oppdrift og synke til havbunnen under egen kraft. For å komme opp igjen frigjorde operatørene jernballast, noe som førte til at fartøyet sakte steg. Den første bathyscaph ble bygget i 1946, men uopprettelig skadet i 1948. En forbedret maskin ned til 13 000 ft (4000 m) i 1954. Piccards bygget en annen bathyscaph, Kalt Trieste, i 1953. Den Amerikanske Marinen kjøpte Trieste I 1958. Jacques og Navy løytnant Donald Walsh nådde en rekorddybde på 35 810 ft (10 916 m) I Mariana Trench I Stillehavet i 1960.

Råvarer

Moderne dykkeklokker er laget av høyfast, finkornet stål. Vinduer er konstruert av støpt akryl av en spesiell klasse designet for trykkbeholdere. Klokken trenger også en utvendig girding laget av tykk aluminium for å beskytte den mot støt. Klokken er malt med en høyverdig marine epoksymaling. Stål og aluminium spesifikasjoner varierer avhengig av forventet dybde på fartøyet.

Design

Dykkerklokkene er spesialbygd i henhold til kundens spesifikasjoner. Kunden nærmer seg produsenten med en oversikt over hva som trengs. Avhengig av behov, vil omrisset angi bell form, minimum antall beboere, antall vinduer, og andre spesielle behov, for eksempel stativer for å holde utstyr. Produsenten ser over kundens plan, og utarbeider deretter en endelig design.

produksjon og design av dykkeklokker utføres under spesifikke forskrifter fra American Society Of Mechanical Engineers (ASME). ASME har en underavdeling som regulerer det som vanligvis kalles Trykkbeholdere For Menneskelig Belegg, Eller PVHOs. PVHOs inkluderer dykkeklokker samt nedsenkbare fartøy, dekompresjonskamre, rekompresjonskamre, høyhøydekamre og andre. ASME legger ut strenge standarder for alle aspekter av dykking bjeller, fra design gjennom fabrikasjon og testing. Produsenter og deres underleverandører må alle følge asme-retningslinjene trinn for trinn gjennom produksjonsprosessen for å motta ET ASME-stempel på den ferdige klokken.

Produksjonsprosessen

Gjør klokken

• 1 klokkens kropp er dannet av sterk, finkornet stål. Valset stålplate settes på et transportbånd og sendes gjennom en automatisert sag som kutter platen inn i toppen, bunnen og sidene av klokken.
• 2 seksjonene sendes til et sveiseverksted som er sertifisert for denne type konstruksjon. Hver seksjon er manuelt sveiset sammen. Sveisene må kunne motstå høyt trykk og være helt vanntette. Sveisebutikken følger RETNINGSLINJENE FASTSATT AV ASME.
• 3 Støpte akrylvinduer, enten laget av en underleverandør eller av klokkeprodusenten, er montert på plass.

Inspeksjon og testing

• 4 etter at seksjonene er sveiset sammen, blir klokken inspisert. Det kan gjennomgå ulike tester, fra visuell inspeksjon av sveiser til ultralydsskanning. Etter disse testene kommer » proof test.»Klokken er fylt med vann og trykket i en time på en og en halv ganger trykket den ble bygget for å tåle. Med andre ord, hvis klokken var designet for å motstå trykket funnet på en dybde på 600 ft (183 m), 282 psi, utsetter produsenten det for trykk funnet på 900 ft (274,3 m) eller 415 psi. Klokken skal lett kunne tåle bevisprøven. Den er designet for å motstå et trykk på fire ganger det generelle brukstrykket, som en sikkerhetsforanstaltning.

Maling og etterbehandling

• 5 deretter er klokken malt. Mekaniske sprøyter belegger klokken med en høyverdig marine epoksymaling som er i stand til å tåle den grove bruken klokken vil tåle under vann.
• 6 da er det indre av klokken ferdig. Klokken vil holde en rekke enheter som en varmeapparat, instrumenter, lys, karbondioksidfjerner og vifter. Braketter for disse enhetene er boltet på innsiden av klokken. Rør og ledninger tilfeller er også boltet på plass. Klokken er ikke klar til bruk før alt utstyret er på plass.

Sertifisering

• 7 hvis klokken passerer alle tester og inspeksjoner, er den stemplet MED EN ASME-tetning. Dette betyr at det er bygget i samsvar MED ASME standarder, og antas trygt for menneskelig belegg. Den enkelte klokken er også gitt et sertifikatopptak hvor det ble bygget, når og av hvem. Andre poster holdes også, for eksempel opprinnelsen til stålet som brukes til kroppen.
• 8 produsenten leverer klokken som et » rå » fartøy. Kunden deretter antrekk det med alle nødvendige maskiner som sporing enheter, kameraer og radiosendere.

Kvalitetskontroll

Kvalitetskontroll er ekstremt viktig for et fartøy som brukes til iboende farlig undervannsarbeid. Kvalitetskontroll er innebygd i dykkerklokkens produksjonsprosess, fordi produsenter følger standardene fastsatt AV ASME. Ikke bare er klokken testet etter bygging, men selv den foreløpige designen er utført på EN måte som tilfredsstiller ASME-reglene. Den overordnede reguleringsmyndighet over dykking, herunder

en Moderne Personelloverføringskapsel (PTC).

kommersiell dykking, I Usa Er Kystvakten.

Fremtiden

United States Navy tester også ulike dykkerutstyr til eget bruk. Det kjører En Eksperimentell Dykkerenhet som tester eksisterende utstyr og prøver ut cutting edge dykking teknologi. Den Eksperimentelle Dykkeenheten sysselsetter også leger og forskere som undersøker de fysiologiske effektene av dykking. Noe av denne forskningen kan føre til forskrifter utføring kommersielle dykkere. Dette kan i sin tur påvirke sikkerhetsprosedyrer og kvalitetskontrolltester for dykkerklokker og annet dykkerapparat.

Kommersielle dykkere stole på dykkeklokker hver dag for transport mellom et trykkammer og et dyphavssted. Utviklingen av metningsdykking førte til en mye mer effektiv måte å utføre omfattende undervannsarbeid på, fordi dykkere bare trenger å dekomprimere en gang på slutten av jobben. Noen aktuelle undersøkelser undersøker imidlertid måter å gjøre uten dekompresjon helt. Noen forskere har undersøkt muligheten for å utstyre dykkere med kunstige gjær, slik at de kan puste oksygen direkte fra vann. En annen mulig ny teknologi kalles væskepusting. Ved dypt trykk, hvis lungene er fylt med en oksygenbærende væske, kan de teoretisk fortsette å fungere. Hypotetisk kan en dykker være i stand til å puste oksygenert flytende fluorokarbon fra en bærbar tank. Dette vil gjøre det mulig for en dykker å dykke dypere uten bruk av et trykkammer og dykkerklokke. En annen avenue for undersøkelse er såkalt biologisk dekompresjon. En spesiell bakterie i kroppen kan brukes til å metabolisere gassene fanget i vev som forårsaker dekompresjonssyke. Dette vil eliminere behovet for dekompresjon i et kammer. Hvis noen av disse teknologiene ble levedyktig for kommersielle dykkere, kan det eksisterende systemet med trykkammer og dykkerklokke endre seg.