كيفية حساب سعة أسطوانة SCBA: فهم مدة عمل أسطوانات ألياف الكربون

أسطوانة جهاز التنفس الذاتي (SCBA).تعتبر هذه العناصر ضرورية لتوفير هواء قابل للتنفس لرجال الإطفاء وعمال الإنقاذ وغيرهم من الموظفين العاملين في البيئات الخطرة. معرفة كم من الوقتاسطوانة SCBAسوف تستمر أثناء الاستخدام أمر حيوي لتخطيط العمليات وضمان السلامة. تعتمد مدة عمل الأسطوانة على حجمها وضغطها ومعدل تنفس المستخدم. سترشدك هذه المقالة إلى كيفية حساب سعةاسطوانة SCBA، باستخدام صيغة بسيطة، مع إيلاء اهتمام خاص لاسطوانة مركبة من ألياف الكربونs، والتي تستخدم على نطاق واسع بسبب خفة وزنها وقوتها.

اسطوانة SCBAالأساسيات: الحجم والضغط

اسطوانة SCBAيقوم بتخزين الهواء المضغوط عند ضغط مرتفع، والذي يتم قياسه عادةً بالقضبان أو الجنيهات لكل بوصة مربعة (PSI). عادة ما يتم التعبير عن حجم الهواء داخل الأسطوانة باللتر. العاملان الرئيسيان اللذان يحددان كمية الهواء المتوفرة هما:

• حجم الاسطوانة: هذا هو الحجم الداخلي للأسطوانة، ويتم التعبير عنه غالبًا باللتر (على سبيل المثال، 6.8 لتر أو 9 لتر).
• ضغط الاسطوانة: الضغط الذي يتم تخزين الهواء عنده، وعادةً ما يتراوح بين 200 و300 باراسطوانة SCBAs.

اسطوانة مركبة من ألياف الكربونتحظى الأسطوانات بشعبية كبيرة في أنظمة SCBA لأنها توفر قدرة ضغط أعلى (تصل إلى 300 بار) بينما تكون أخف بكثير من الأسطوانات التقليدية المصنوعة من الفولاذ أو الألومنيوم. وهذا يجعلها مثالية للمواقف التي يحتاج فيها المستخدمون إلى التحرك بسرعة أو لفترات طويلة.

Thه صيغة لحساب مدة SCBA

مدة العمل أاسطوانة SCBAيمكن حسابها باستخدام الصيغة التالية:

• يمثل الرقم "40" في الصيغة متوسط ​​معدل التنفس للشخص في ظل ظروف العمل المعتدلة. يمكن أن يختلف هذا المعدل اعتمادًا على مدى صعوبة عمل المستخدم، ولكن 40 لترًا في الدقيقة (L/min) هو الرقم القياسي.
• يمثل "-10" في نهاية الصيغة هامش أمان، مما يضمن أن لدى المستخدم الوقت الكافي للخروج من المنطقة الخطرة قبل نفاد الهواء تمامًا.

مثال للحساب:

دعونا نحسب مدة العمل لـ 6.8 لتراسطوانة ألياف الكربون SCBA، مضغوط إلى 300 بار.

في هذا المثال،اسطوانة SCBAسيوفر ما يقرب من 35 دقيقة من الهواء القابل للتنفس قبل الحاجة إلى استبداله أو إعادة تعبئته. يفترض هذا الحساب وجود نشاط بدني معتدل، وقد يختلف وقت الاستخدام الفعلي إذا كان المستخدم يجهد نفسه أكثر أو أقل.

العوامل افيctingاسطوانة SCBAمدة

في حين أن الصيغة توفر تقديرًا أساسيًا، إلا أن هناك عدة عوامل يمكن أن تؤثر

المدة الفعلية لاسطوانة SCBAقيد الاستخدام. يعد فهم هذه المتغيرات أمرًا أساسيًا لضمان العمليات الآمنة.

1. معدل التنفس

تفترض الصيغة متوسط ​​التنفس

بمعدل 40 لتر/دقيقة، وهو ما يتوافق مع النشاط المعتدل. في الواقع، يمكن أن يتقلب معدل التنفس اعتمادًا على حجم العمل الواقع على المستخدم:

• نشاط منخفض: إذا كان المستخدم في حالة راحة أو يؤدي عملاً خفيفًا، فقد ينخفض ​​معدل التنفس، حوالي 20-30 لترًا/دقيقة، مما يؤدي إلى إطالة مدة الأسطوانة.
• نشاط عالي: أثناء النشاط البدني المكثف، مثل مكافحة الحرائق أو إنقاذ الأشخاص، يمكن أن تزيد معدلات التنفس إلى 50-60 لترًا في الدقيقة أو أكثر، مما يقلل من مدة الأسطوانة.

2. ضغط الاسطوانة

توفر أسطوانات الضغط العالي المزيد من الهواء بنفس الحجم.اسطوانة من ألياف الكربونتعمل الأسطوانات عادةً عند ضغط يصل إلى 300 بار، مقارنةً بأسطوانات الفولاذ أو الألومنيوم، والتي قد تقتصر على 200 بار. الضغط العالي يسمحاسطوانة ألياف الكربونلتخزين المزيد من الهواء في عبوة أصغر حجمًا وأخف وزنًا، مما يزيد من مدة العمل.

3. هامش الأمان

يضمن هامش الأمان المدمج في الصيغة (-10 دقائق) أن

لا ينفد الهواء من المستخدم أثناء وجوده في بيئة خطرة. من المهم احترام هذا النطاق عند حساب وقت العمل والتخطيط لاستخدام الهواء، خاصة في المواقف التي قد يستغرق فيها مسار الخروج عدة دقائق للعبور.

T

هو دوراسطوانة من ألياف الكربون المركبةs

اسطوانة مركبة من ألياف الكربونأصبحت s الخيار المفضل لأنظمة SCBA نظرًا لتصميمها خفيف الوزن وقدرتها على تحمل الضغوط الأعلى. بالمقارنة مع اسطوانات الصلب والألومنيوم،اسطوانة ألياف الكربونتقدم العديد من الفوائد:

• وزن: اسطوانة من ألياف الكربونتعتبر أخف وزنًا بشكل ملحوظ من الفولاذ، مما يجعلها أسهل في الحمل وتقلل من إجهاد المستخدم أثناء العمليات الممتدة.
• ارتفاع الضغط: يمكن ملؤها بضغوط تصل إلى 300 بار، مما يوفر المزيد من الهواء دون زيادة حجم الأسطوانة.
• متانة: مركبات ألياف الكربون قوية للغاية، وقادرة على تحمل الضغوط العالية وفي الوقت نفسه مقاومة للتأثيرات والعوامل البيئية.

يعد التصميم خفيف الوزن مهمًا بشكل خاص لعمال الإنقاذ الذين يحتاجون إلى البقاء متنقلين أثناء حمل معدات أخرى، مثل أدوات مكافحة الحرائق أو المعدات الطبية. وعلى الرغم من مزاياها،اسطوانة ألياف الكربونتأتي مع بعض متطلبات الصيانة الإضافية، مثل الاختبار الهيدروستاتيكي المنتظم للتأكد من بقائها آمنة تحت الضغط.

الاختبار الهيدروستاتيكي واسطوانة SCBAصيانة

للحفاظ على موثوقيةاسطوانة SCBAs، بما في ذلك طرازات ألياف الكربون، تعد الصيانة الدورية أمرًا ضروريًا. وهذا يشمل:

• التفتيش البصري: تحقق من عدم وجود أي ضرر، مثل الشقوق أو الخدوش، قبل كل استخدام.
• الاختبار الهيدروستاتيكي: ألياف الكربوناسطوانة SCBAتتطلب عادةً إجراء اختبار هيدروستاتيكي كل خمس سنوات للتأكد من قدرتها على التعامل مع الضغوط العالية المعنية. يتحقق هذا الاختبار من وجود أي توسع في الأسطوانة قد يشير إلى ضعف المادة.
• استبدال: حتى مع الصيانة المناسبة،اسطوانة ألياف الكربون SCBAلها عمر افتراضي محدود، عادة حوالي 15 عامًا، وبعد ذلك يجب استبدالها.

خاتمة

معرفة كيفية حساب القدرة ومدة العملاسطوانة SCBAهو

أمر بالغ الأهمية لأي شخص يعتمد على هذه الأجهزة في البيئات الخطرة. باستخدام الصيغة(الحجم × الضغط) / 40 - 10، كاليفورنياقم بتقدير الوقت المتاح في أي أسطوانة معينة، مع الأخذ في الاعتبار أن معدلات التنفس والضغط وهوامش الأمان كلها تلعب دورًا في المدة النهائية.

اسطوانة مركبة من ألياف الكربونتعتبر s، بفضل تصميمها خفيف الوزن وقدرتها على تحمل الضغوط العالية، خيارًا شائعًا لأنظمة SCBA. إنها توفر فترات عمل أطول وحركة محسنة مقارنة بالأسطوانات الفولاذية أو الألومنيوم. ومع ذلك، فإن الصيانة المنتظمة، بما في ذلك عمليات الفحص البصري والاختبار الهيدروستاتيكي، أمر بالغ الأهمية لضمان بقاء هذه الأسطوانات آمنة وفعالة طوال فترة خدمتها.

فهم هذه الجوانباسطوانة SCBAستساعد السعة على ضمان الاستخدام الآمن والفعال في البيئات الصعبة، حيث يمكن لكل دقيقة من الهواء القابل للتنفس أن تحدث فرقًا.