潜水气瓶

潜水气瓶是用于储存和运输潜水作业中使用的高压气体的气瓶。这可能是与潜水装置一起使用的呼吸气体，在这种情况下，气瓶也可以称为水肺气瓶、水肺气瓶或潜水气瓶。当用于表面供气潜水或水肺潜水的紧急气体供应时，它可以称为救助气瓶或救助瓶。它也可用于地面供应的潜水或作为减压气体。潜水气瓶也可用于为干式潜水服或浮力补偿器提供充气气体。气瓶通过潜水调节器的需求阀或潜水循环呼吸器的呼吸回路向潜水员提供气体。潜水气瓶通常由铝或钢合金制成，当用于潜水装置时，通常配备两种常见类型的气瓶阀之一，用于填充和连接到调节器。可以提供其他配件，例如歧管、气缸带、防护网和靴子以及提手。根据应用，潜水员可以使用各种配置的安全带在潜水时携带一个或多个气瓶。用于水肺潜水的气瓶通常具有3至18升（0.11至0.64立方英尺）的内部容积（称为水容量）和184至300巴（2,670至4,350psi）的xxx工作压力等级。气瓶也有更小的尺寸可供选择，例如0.5、1.5和2升，但这些通常用于表面标记浮标充气等用途，干衣和浮力补偿器，而不是呼吸。水肺潜水员可以用一个气瓶、一对类似的气瓶或一个主气瓶和一个较小的小马气瓶潜水，背在潜水员的背上或夹在侧面的安全带上。成对的气缸可以歧管在一起或独立。在技​​术潜水中，可能需要两个以上的水肺气瓶。加压时，钢瓶携带的游离气体体积大于其水容量，因为气体被压缩到大气压的数百倍。为潜水作业选择一套合适的潜水气瓶是基于安全完成潜水所需的气体量。潜水气瓶通常充满空气，但由于空气的主要成分在较高环境压力下在水下呼吸时会导致问题，因此潜水员可能会选择从充满除空气之外的气体混合物的气瓶中呼吸。许多司法管辖区都有管理潜水气瓶的填充、内容记录和标签的法规。潜水气瓶的定期测试和检查通常是确保加油站操作员安全的义务。

气体设备工程师、制造商、支持专业人员和说英式英语的潜水员往往会使用术语潜水气瓶。非专业人士和以美式英语为母语的人更常通俗地使用水肺气瓶或潜水气瓶。氧气罐这个术语通常被非潜水员使用；然而，这是用词不当，因为这些气瓶通常包含（压缩大气）呼吸空气或富氧空气混合物。它们很少含有纯氧，除非用于循环呼吸器潜水、技术潜水中的浅层减压停留或水中氧气再压缩治疗。在深度超过6米（20英尺）的地方呼吸纯氧会导致氧气中毒。潜水气瓶也被称为瓶子或烧瓶，通常以水肺、潜水、空气或救助一词开头。气瓶也可以称为aqualungs，这是源自AquaLung/LaSpirotechnique公司制造的Aqua-lung设备的通用商标，尽管它更适合应用于开路水肺装置或开路潜水调节器。潜水气瓶也可以根据它们的应用来指定，如救援气瓶、舞台气瓶、装饰气瓶、侧装气瓶、小马气瓶、套装充气气瓶等。

功能潜水气瓶由压力容器和气瓶阀组成。根据具体应用，通常有一个或多个可选附件。

气缸壁的厚度与工作压力直接相关，这会影响气缸的浮力特性。低压气缸比具有相似尺寸和长度与直径比例且使用相同合金的高压气缸具有更大的浮力。

有两种常用的惯例来描述潜水气瓶的容量。一种是基于气缸的内部容积。另一种是基于储存气体的标称体积。

此处描述了由无缝钢和铝合金制成的气缸。纤维缠绕复合材料圆柱体的约束条件会有所不同：有少量标准化的外径，因为这对制造具有成本效益，因为大多数相同的工具可以在相同直径和壁厚的圆柱体之间共享。有限数量的标准直径也便于共享配件，如歧管、靴子和罐带。具有给定外径的系列内的体积由壁厚控制，壁厚与材料、压力等级和设计标准一致，长度是控制系列内体积的基本变量。质量由这些因素和材料的密度决定。钢瓶有以下尺寸等级，可能还有其他：

• 外径=83毫米，0.8至1.8升
• 外径=100毫米，2.0至4.75升
• 外径=115毫米，2.5至5.0升
• 外径=140毫米，4.0至15.0升
• 外径=160毫米，6.0至16.0升
• 外径=171毫米，8.0至23.0升
• 外径=178毫米，8.0至35.0升
• 外径=204毫米，10.0至40.0升
• 外径=229毫米，20.0至50.0升
• 外径=267毫米，33.0至80.0升

壁厚因位置、材料和实际考虑而异。圆柱部分的侧面足以承受大量循环试验压力的应力，允许由于一般腐蚀造成少量材料损失和由于磨损和正常使用磨损造成的轻微局部损坏，以及由于凹坑和线腐蚀和物理损坏造成的局部损坏深度有限。允许的损坏和材料损失量与目视检查拒绝标准兼容。钢瓶设计用于测试应力低于合金的疲劳极限。对于给定的测试压力和材料强度，壁厚大致与直径成正比——如果直径加倍，则基本壁厚也将加倍。端部厚度允许气缸底部的磨损和腐蚀显着增加，并且肩部做得更厚，以允许封闭端部的制造过程中固有的可变性，以及由于xxx性过程导致的任何应力升高邮票标记。钢筒的底部厚度分布和所有金属筒的肩部厚度在很大程度上受制造过程的影响，并且可能比强度和耐腐蚀公差严格要求的厚度要厚。

根据潜水的要求，潜水员可以携带一个或多个气瓶。如果潜水发生在低风险区域，潜水员可以安全地自由上升，或者在紧急情况下有伙伴可以提供替代空气供应，休闲潜水员通常只携带一个气瓶。在潜水风险较高的地方，例如能见度低或休闲潜水员进行更深潜水或减压潜水时，特别是在头顶下潜水时，潜水员通常会携带多个气源。潜水气瓶可能有不同的用途。一个或两个气瓶可用作主要呼吸源，用于在大部分潜水中呼吸。除了较大的圆柱体外，还携带一个较小的圆柱体称为小马瓶。纯粹用作独立安全储备的气瓶称为救护瓶或紧急供气(EGS)。小马瓶通常用作救助瓶，但这取决于浮出水面所需的时间。进行技术潜水的潜水员通常携带不同的气体，每种气体在一个单独的气瓶中，用于潜水的每个阶段：

• 在下降和上升过程中使用旅行气体。它通常是含氧量在21%到40%之间的空气或高氧。当底部气体缺氧并因此在浅水中呼吸不安全时，需要使用旅行气体。
• 底部气体仅在深处呼吸。它通常是含氧量低（低于21%）或缺氧（低于17%）的氦基气体。
• deco气体用于减压站，通常是一种或多种含高氧的高氧混合气体或纯氧，以加速减压。
• 阶段气瓶是储存储备、旅行或装饰气体的气瓶。它们通常被侧挂携带，夹在潜水员的两侧背板和机翼或浮力补偿器的安全带上，而不是在背部，并且可以留在距离线上以便在返回时使用（舞台掉了）。潜水员通常使用铝制平台气瓶，特别是在淡水中，因为它们几乎具有中性浮力，并且可以在水下移除，对潜水员的整体浮力影响较小。
• 套装充气气体可以从呼吸气瓶中取出，也可以从一个小的独立气瓶中提供。

为了安全起见，潜水员有时会携带一个带有自己调节器的额外独立水肺气瓶，以在主要呼吸气体供应失败时减轻空气外紧急情况。对于许多常见的休闲潜水，受控的紧急游泳上升是可以接受的安全，不需要或使用这种额外的设备。这个额外的气瓶被称为救援气瓶，可以通过多种方式携带，并且可以是任何尺寸，可以容纳足够的气体以使潜水员安全返xxx面。

有必要知道潜水员可以从给定气瓶中呼吸的大致时间长度，以便可以计划安全的潜水剖面。这个问题有两个部分：气瓶的容量和潜水员的消耗。

通过将高压气体供应连接到气瓶阀，打开阀门并让气体流入气瓶直到达到所需压力，然后关闭阀门，放空连接并断开连接，来填充潜水气瓶。此过程涉及钢瓶或灌装设备在压力下失效的风险，这两者都对操作员造成危险，因此通常遵循控制这些风险的程序。必须限制填充速率以避免过度加热，钢瓶和内容物的温度必须保持在适用标准规定的最高工作温度以下。用于此目的的柔性高压软管称为填充鞭。

大多数国家要求定期检查潜水气瓶。这通常包括内部目视检查和水压测试。由于环境腐蚀性更强，潜水气瓶的检验和测试要求可能与其他压缩气体容器的要求有很大不同。静水压测试包括将钢瓶加压至其测试压力（通常为工作压力的5/3或3/2）并在测试前后测量其体积。容量xxx增加超过容许水平意味着气瓶未通过测试，必须xxx停止使用。检查包括外部和内部检查是否有损坏、腐蚀以及正确的颜色和标记。失效标准根据相关当局公布的标准而有所不同，但可能包括检查凸起、过热、凹痕、凿痕、电弧疤痕、点蚀、线腐蚀、全面腐蚀、裂纹、螺纹损坏、xxx性标记的污损和颜色编码。很少有气缸在静水压试验中失败。根据目视检查标准，几乎所有失效的气缸都是失效的。气瓶制造时，其规格，包括制造商、工作压力、试验压力、制造日期、容量和重量都印在气瓶上。气瓶通过测试后，将测试日期（或某些国家（例如德国）的测试到期日期）打入气瓶的肩部，以便在填充时进行验证。印章格式的国际标准是ISO13769，气瓶-印章标记。加气站操作员可能需要在加注气瓶之前检查这些详细信息，并且可能会拒绝加注非标准或测试外的气瓶。

在填充任何气瓶之前，某些司法管辖区的法律要求验证检查和测试日期以及外观检查是否有外部损坏和腐蚀，即使法律没有要求，也是谨慎的做法。检查日期可以通过查看目视检查标签来检查，水压测试日期印在气缸的肩部。用户在使用前应核实钢瓶内容物并检查钢瓶阀门的功能。这通常通过连接以控制流量的调节器来完成。压力和气体混合物对潜水员来说是至关重要的信息，阀门应该可以自由打开，而不会从主轴密封件中粘住或泄漏。在进行潜水前检查的潜水员中，观察到未能识别出气瓶阀门未打开或气瓶已空。可以检查从钢瓶中排出的呼吸气体是否有气味。如果气体闻起来不正确，则不应使用。呼吸气体应该几乎没有气味，尽管压缩机润滑油的轻微气味相当普遍。不应有燃烧产物或挥发性碳氢化合物的气味。组装整齐的装置，将调节器、仪表和精密计算机存放在BCD内，或夹在不会被人踩到的地方，然后存放在船凳下或固定在架子上，这是合格潜水员的做法。由于水肺装置是一个生命支持系统，未经授权的人不得在未经其知情和批准的情况下触摸潜水员组装的水肺装备，甚至移动它。满的气瓶不应暴露在65°C以上的温度下，并且气瓶的填充压力不应高于与气瓶认证工作压力相适应的开发压力。钢瓶应清楚地标明其当前内容物。通用的Nitrox、Heliox或Trimix标签会提醒用户内容物可能不是空气，必须在使用前进行分析。高氧标签需要分析氧气部分，并假设其余部分是氮气，而三混合标签需要分析氧气和氦部分以获取完整的减压信息。在世界上的某些地方，需要一个标签来明确表示内容物是空气，而在其他地方，没有附加标签的颜色代码默认表示内容是空气。在其他地方，默认假设是任何带有水肺气瓶阀门的气瓶的内容物都是空气，无论气瓶颜色如何，除非特别标明其他内容物。在火灾中，气瓶中的压力与其xxx温度成正比上升。如果内部压力超过钢瓶的机械限制并且没有办法将加压气体安全地排放到大气中，则容器将发生机械故障。如果容器内容物可燃或存在污染物，则此事件可能导致爆炸。

已在全球范围内进行的重大潜水事故和死亡研究研究，包括DiversAlertNetwork、潜水事件监测研究和粘喙项目的工作，均确定了死亡与潜水气瓶相关的案例。一些记录在案的与潜水气瓶有关的事故：

• 由于与阀门螺纹3/4NPSM和3/4BSP(F)混淆而弹出的阀门对潜水店压缩机室造成损坏。
• 由于螺纹不兼容而在灌装过程中弹出的阀门因撞击胸部而导致操作员死亡。
• 在准备潜水时，潜水支持船上的潜水员应急气瓶上的一个阀门发生故障，导致五名潜水员受伤。由于螺纹不兼容，气缸阀在180bar时弹出。柱阀为M25x2平行螺纹，气缸为3/4″x14BSP平行螺纹。
• 由于螺纹不兼容而弹出的阀门（英制气缸中的公制阀门）在准备潜水期间因撞击头盔背面而伤害了商业潜水员。液压缸在静水压测试后已经承受了几天的压力，没有发现特别的触发事件。潜水员被撞倒并擦伤，但头盔保护免受严重伤害。
• 潜水教练的腿在试图从加压气瓶上拆下阀门时几乎被弹出的阀门截肢。
• 由于螺纹故障，阀门在填充过程中弹出，潜水船沉没。气瓶阀中的通风爆破片固定器已被实心螺钉取代。
• 当软管撞到他的脸时，填充软管故障严重伤害了操作员。伤口暴露了颌骨，需要缝合14针才能缝合伤口。

据报道，由于处理潜水气瓶导致外上髁炎病例。

钢瓶不应无人看管，除非固定好，以免它们在可合理预见的情况下掉落，因为撞击可能会损坏钢瓶阀门机构，并可能使阀门在颈部螺纹处断裂。锥形螺纹阀更有可能发生这种情况，当这种情况发生时，压缩气体的大部分能量会在一秒钟内释放出来，并且可以将气缸加速到可能导致严重伤害或对周围环境造成破坏的速度。

在钢瓶或铝瓶中储存期间，呼吸质量气体通常不会变质。如果水含量不足以促进内部腐蚀，如果储存在气瓶允许工作范围内的温度（通常低于65°C），储存的气体将保持多年不变。如果有任何疑问，氧气分数的检查将表明气体是否发生了变化（其他成分是惰性的）。任何不寻常的气味都表明钢瓶或气体在填充时受到污染。然而，一些权威机构建议释放大部分内容物并储存具有小正压的气瓶。铝制气瓶耐热性低，3,000磅/平方英寸(210bar)的气瓶在火灾中可能会失去足够的强度而在内压上升到足以破裂之前爆炸爆破片，因此，如果存储满或几乎空着，存储带有爆破片的铝制气瓶在发生火灾时爆炸的风险较低。表面处理、颜色编码和标签销售的铝制气缸可能带有外部油漆涂层、低温粉末涂层、普通或彩色阳极氧化表面、喷砂亚光表面、拉丝表面或磨光表面（无表面处理）。如果在使用之间保持清洁和干燥，该材料本质上是相当耐腐蚀的。涂层通常用于装饰目的或用于合法的颜色编码要求。钢瓶在潮湿时对腐蚀更敏感，并且通常涂有涂层以防止腐蚀。通常的饰面包括热浸镀锌、喷锌和重型油漆系统。油漆可以涂在锌涂层上用于装饰目的或颜色编码。没有防腐涂层的钢瓶依靠油漆来防止生锈，当油漆损坏时，它们会在暴露的区域生锈。这可以通过修复漆面来防止或延迟。

潜水气瓶允许的颜色因地区而异，在一定程度上因所含气体混合物而异。在世界的某些地方，没有立法控制潜水气瓶的颜色。在其他地区，用于商业潜水或所有水下潜水的气瓶颜色可能由国家标准规定。在空气和高氧是广泛使用的气体的许多休闲潜水环境中，高氧钢瓶用黄色背景上的绿色条纹标识。铝制潜水气瓶可以涂漆或阳极氧化，阳极氧化后可以着色或保留其天然银色。钢制潜水气瓶通常涂漆以减少腐蚀，通常为黄色或白色以增加能见度。在一些工业钢瓶标识颜色表中，黄色肩部表示氯，在欧洲更普遍地表示含有有毒和/或腐蚀性成分的钢瓶；但这在水肺潜水中没有意义，因为气体配件不兼容。用于与纯氧混合的分压气体的钢瓶可能还需要显示氧气服务证书标签，表明它们已准备好用于高分压和氧气的气体分数。