لقد كان تطوير أسطوانات الغاز رحلةً شيقة، مدفوعةً بالتقدم في علوم وهندسة المواد. بدءًا من أسطوانات الفولاذ التقليدية من النوع الأول، وصولًا إلى أسطوانات بطانة البولي إيثيلين تيرفثالات من النوع الرابع الحديثة، والمغلفة بألياف الكربون، تُمثل كل نسخة تقدمًا ملحوظًا من حيث السلامة والأداء والتنوع.
أسطوانات النوع 1 (أسطوانات فولاذية تقليدية)
كانت أسطوانات النوع الأول التقليدية، وهي أقدم أشكال أسطوانات الغاز، تُصنع أساسًا من الفولاذ عالي القوة. ورغم متانة هذه الأسطوانات وقدرتها على تحمل الضغوط العالية، إلا أنها كانت تعاني من بعض العيوب. فقد كانت ثقيلة الوزن بشكل ملحوظ، مما جعلها أقل ملاءمة للتطبيقات المحمولة. كما أن وزنها حدّ من استخدامها في المقام الأول في البيئات الصناعية، مثل اللحام وتخزين الغاز المضغوط. ومن أهم عيوب أسطوانات النوع الأول خطر الانفجار وتناثر الشظايا في حال وقوع حادث أو عطل ميكانيكي.
أسطوانات النوع 2 (الأسطوانات المركبة)
مثّلت أسطوانات النوع الثاني مرحلةً وسيطةً في تطور أسطوانات الغاز. صُنعت هذه الأسطوانات باستخدام مزيج من المواد، غالبًا بطانة معدنية، وغلاف مركب، مثل الألياف الزجاجية أو ألياف الكربون. مثّل إدخال المواد المركبة تقدمًا ملحوظًا، إذ وفّرت نسبة قوة إلى وزن مُحسّنة مقارنةً بالفولاذ التقليدي. ورغم أن أسطوانات النوع الثاني أخف وزنًا وأكثر قابلية للحمل من أسطوانات النوع الأول، إلا أنها لا تزال تحتفظ ببعض مخاوف السلامة المرتبطة بالأسطوانات الفولاذية.
أسطوانات من النوع 3 (بطانة من الألومنيوم، أسطوانات مغلفة بألياف الكربون)
مثّلت أسطوانات النوع 3 نقلة نوعية في تكنولوجيا أسطوانات الغاز. تميّزت هذه الأسطوانات ببطانة داخلية من الألومنيوم مُغلّفة بألياف كربونية متينة. وقد أحدث دمج مواد ألياف الكربون المركبة نقلة نوعية، إذ خفّض وزنها الإجمالي بشكل كبير، مما جعلها أخف وزنًا بنسبة تزيد عن 50% من أسطوانات الفولاذ من النوع 1. وقد حسّن هذا التخفيض من قابلية نقلها بشكل ملحوظ، مما يجعلها مثالية لمجموعة أوسع من التطبيقات. كما حسّنت آلية التصميم، مما قلّل من خطر الانفجار وتناثر الشظايا بشكل كبير. وقد وجدت أسطوانات النوع 3 تطبيقات في مجالات متنوعة، بما في ذلك مكافحة الحرائق، وعمليات الإنقاذ، والتعدين، والمعدات الطبية.
أسطوانات من النوع 4 (بطانة PET، أسطوانات مغلفة بألياف الكربون)
تُمثل أسطوانات النوع 4 أحدث وأرقى مراحل تطور أسطوانات الغاز. تتميز هذه الأسطوانات ببطانة بوليمرية عالية الجودة بدلاً من بطانة الألومنيوم التقليدية. توفر هذه المادة البوليمرية العالية قوة استثنائية ومقاومة للتآكل، بالإضافة إلى كونها أخف وزنًا من الألومنيوم، مما يُقلل الوزن الإجمالي للأسطوانة بشكل أكبر. يُعزز الغلاف الخارجي المصنوع من ألياف الكربون سلامة الهيكل ومتانته. تتميز أسطوانات النوع 4 بسهولة حملها وخفة وزنها الفائقة، مما يجعلها مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك مكافحة الحرائق، والغوص، والفضاء، وتخزين وقود السيارات. ولا تزال ميزة السلامة المُحسّنة سمة مميزة لأسطوانات النوع 4، مما يضمن مستوى جديدًا من السلامة.
مميزات كل نوع من الاسطوانات
اسطوانات النوع 1:
-مصنوعة من الفولاذ عالي القوة.
-متينة ولكنها ثقيلة وأقل قابلية للحمل.
-تستخدم بشكل أساسي في البيئات الصناعية.
-مرتبط بمخاطر الانفجار وتشتت الشظايا.
اسطوانات النوع 2:
-بناء مركب يجمع بين بطانة معدنية وغلاف مركب.
-تحسين نسبة القوة إلى الوزن مقارنة بالفولاذ.
- انخفاض معتدل في الوزن وتحسين قابلية النقل.
- تم الاحتفاظ ببعض المخاوف المتعلقة بالسلامة الخاصة بأسطوانات الفولاذ.
- بطانة من الألومنيوم مغلفة بألياف الكربون المركبة.
-أخف وزنًا بنسبة 50% من الأسطوانات من النوع 1.
-مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
-تحسين آلية التصميم لتعزيز السلامة.
- بطانة بلاستيكية مع غلاف من ألياف الكربون.
- قوة استثنائية، ومقاومة للتآكل، ووزن منخفض.
- مثالي لتطبيقات متنوعة، بما في ذلك الفضاء والسيارات.
-يحافظ على ميزة السلامة المحسنة.
باختصار، اتسم تطور أسطوانات الغاز من النوع الأول إلى النوع الرابع بالسعي الدؤوب لتحقيق السلامة، وخفة الوزن، والمتانة العالية. وقد وسّعت هذه التطورات نطاق التطبيقات، وقدّمت حلولاً تُعيد تعريف معايير الصناعة، موفرةً بذلك مستوىً أعلى من السلامة والكفاءة في مختلف المجالات.
وقت النشر: 6 نوفمبر 2023