气瓶从本质上来讲属于压力容器的一种,英文通常叫 /Air /,用在潜水时我们标准叫发是Scuba ,但和潜店交流时说或者他们也能懂。
工业用大气瓶,一般在10立方以上
从材料来讲,气瓶可分为钢制和铝合金两大类,区别方法很简单,钢制气瓶如下图,底部是圆形,同样大小的气瓶,钢制会更重一些。另外,钢瓶和铝瓶的制作工艺是有所不同的,稍后会讲到。
钢制气瓶底部往往会套一个底座用来固定
压力容器又按照压力等级进行分类,根据我国《压力容器规格书》
压力容器的设计压力划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级:
(1)低压:代号L,0.1MPa≤p(2)中压:代号M,1.6MPa≤p(3)高压:代号H,10.0MPa≤p(4)超高压:代号U,p≥100.0MPa
潜水用空气瓶压力为,也就是20Mpa,属于高压容器范畴
然后,压力容器按制作工艺分为有缝和无缝两大类,我们的潜水气瓶都是无缝的
所以这次要讲的气瓶都属于铝合金/钢制无缝气瓶,考虑到休闲潜水,我们以铝合金无缝气瓶(以下简称气瓶)为代表进行阐述。它的制作标准都在国标-2011,或美标DOT-3AL或加拿大标TC-3ALM中。
制作
简单讲一下制作流程,还是以铝瓶为主,首先,将采购来的铝合金板进行加热
加热后的铝合金板容易加工,放在冲压机上进行成型。
钢瓶有些不一样,首先采购来的是钢管
将钢管一端加热后进行封头,这个工艺称之为热熔收口
热熔的温度要远大于冲压
到这里铝瓶和钢瓶的制作差异就结束了,接下来,和钢瓶一样,另外一头也用热熔工艺就行收口,然后进行冷却
冷却完成后进行开孔和攻丝,装上气瓶头后制作就算完成了。
标识(钢印)
潜水气瓶容积在0.6升-20升之间,一般以8.0升-12升为主(斯米兰那种号称煤气罐的18升真的不多见),这个容量指的是静水容积,也就是气瓶灌满水时的容积,因为水是没有弹性且不能再被压缩的,而国外一般以[英制]立方英寸来标识,换算的关系是用升乘以61即可,如下图12升约等于732立方英寸。
(1立方英尺=28.3升,1立方英尺=1728立方英寸)
决定可以用多少气要看容积和工作压力
老式的英制气瓶往往会用50/71.2/80来表示容积,这个数字指的是气体的立方英尺,我们用12升气瓶换算出来的对应的是0.424立方英尺,这里面的差距是因为静水和气体的压力倍数导致的,前面说到过,水不能被压缩,但气体可以,而且也提到过气瓶的压力是20Mpa,即,等于200个大气压,静水时的压力为1个大气压,所以12升气瓶对应的英制气体体积为84.8立方英尺(乘以200),所以,看到国外的气瓶别奇怪,并不是施了什么魔法。
更多公制英制水气容积换算可以参考专业书籍
潜水员拿到气瓶后首要的就应该是“三看”,看密封圈,看外观(有无撞击和保护层剥落或锈蚀),最后要着重看钢印,因为这里面涵盖了你不能用看来get的信息
先来看看国标气瓶,上面信息依次是
1、填充气体的名称或化学分子式
2、编号
3、水压时间压力Mpa
4、工作压力Mpa
5、实测重量kg
6、实测容积L
7、设计壁厚mm
8、制造单位代码和制造年月
9、监督检验标记
10、制造单位许可证编号
11、产品标准号
美标如下
DOT-3AL 3000表示是符合美国标准的铝瓶,DOT是 of 美国交通运输部的缩写,-后的代号是具体的分类,如3,3A,3AA都是钢制无缝气瓶,3AL是铝制,3BN就是镍制,3000表示工作压力为,有时此处有一个"+"号,表示气体容积已是过度装填10%。(”+“也有可能出现在检验时间处)
TC-3ALM 207表示符合加拿大标准的铝瓶。TC是 ,3ALM为铝瓶,207为工作压力bar
10822是该气瓶的序列号
S040制造商名字,S040指的瓶子型号,这里指40立方英尺
08◇04是指静水压力测试时间,精确到月份,这里就是指04年8月,◇是授权检验机构的记号,目前DOT授权的气瓶检验机构一共16家,8家在美国,8家在美国之外,其中一家在中国。这个记号每家都不同,而且每家都会有好几个随机使用,在这里不予详述
各种检验机构钢印
除了这些标记外,还可能看到第三方检验标记,经销商信息,其他的水压检验时间,在这里,总监叮嘱一下,就顺着奇怪的检验机构钢印看最新的一次检验时间
四线脚蹼(mares)那家的钢印,
就像东芝,TCL可能同在一家生产一样,他只是经销商或者品牌商
这里简单说一下几个简称的关系,CFR即Code of 美国联邦法规,是美国法律的组成,气瓶的所有要求都写在CFR第49标题下(运输),美国交通运输部(DOT)的管理都在该标题之下,即执行者,所以我们通常称气瓶的规范叫DOT规范,而落实到DOT又是具体的Phmsa部门,管道及危险品。另外,TC加拿大运输部的相关规定写在CSA B339中
继续说检验,文档中有美国针对水下呼吸用气瓶的复检时间,即每年做内部目视检查,每4年重做水压试验,不同国家的要求会有差异,但这里提个醒,如果看到DOT的瓶子最后一次水压时间早于15年的话请找一下你的潜店
检验
气瓶每年必须做内部目视检验,英文叫 或-Only ,一般称作目视检验,符合资质的检察人员除查看外观外,主要使用内窥镜,反射灯等方式查看气瓶内部,内部应光滑,圆整,没有肉眼可见的裂纹,折叠,明显的波浪,重皮,夹杂等影响强度的缺陷,尤其是瓶底,剥落物通常集中在这个位置,瓶口是否有应力龟裂和其他受损现象,还要去掉底座和其他遮盖物查看是否有腐蚀等情况。
接下来,会检查气瓶的操作是否顺畅,并润滑气瓶阀的螺旋部位,以免气瓶和瓶阀产生电流作用(腐蚀性),完成后会贴上有日期的目视检查的贴纸,如果目测不合格,则会视严重程度进行报废或修整,修整完的气瓶要进行静水压力测试
静水压力测试又叫水压测试或静水测试,检验人员会在气瓶中灌满水,然后将气瓶放入充满水的高压舱中,接着将气瓶的压力加大到工作压力的3/5或其标注的测试压力,这个操作会让气瓶膨胀,并让高压舱中的水排出,排出的水表示气瓶的膨胀成都,会测量并记录,接着,检验人员会释放气瓶中的压力,这时候气瓶会收缩,但会维持一定程度永久性的膨胀,这时会再次记录排出水的程度,两次排除的差值和绝对值都会作为参考依据。
如果数值不达标,气瓶则进行报废,大多数从业者会在瓶上开个孔或在瓶阀处造成破坏以让其无法使用。达标的气瓶则要经过清洁,烘干并打上新的钢印。
气瓶检查的间隔需要遵照具体国家的具体标准,但发现以下现象还是必须将气瓶送交检查内部有异响
三潜社提醒:
气瓶不能完全用到没有余气
气瓶要经常定期和不定期做检测
瓶阀(气瓶头)
这里仅介绍单瓶阀,英文叫 valve,铜镀铬制造。我们平时见到的瓶阀也就是装在气瓶上,其实它有一根稍长一些的细管子,英文叫/ tube/Dip Tube/Brass Tube,这根管子可防止水分或污染物通过瓶阀倒灌而阻塞气流,尤其时头下脚上的位置
瓶阀的这几个零件时比较重要的
10 高压阀座 影响阀门开关的灵活性
14/15/16 防爆片组 过压保护
13 O型圈 用于气瓶和瓶阀的密封
18 防污管
防爆片组(Burst Disc Set)通常有三个组件组成:铜片/衬垫/放气旋塞,其中铜片才是防爆片,但我们一般把整个防爆片组就叫成防爆片,防爆片一般设置为工作压力的140%时爆掉进行泄压,用来保护气瓶过充,当然有些地区不要求防爆片,但相应的后果会很严重。
再结合图片看一下防爆片组的具体位置,防爆片因为脆弱经常会疲劳,需要定期更换,否则很可能造成工作压力内的爆炸导致漏气,这也是不愿看到的,当拿到气瓶发现压力接近工作压力时(但很多潜店一般只充到左右)应当和潜店确认下。
防爆片是最容易疲劳的部分
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