أسطوانة جهاز التنفس الذاتي (SCBA)تُعدّ هذه الأجهزة بالغة الأهمية لتوفير هواء صالح للتنفس لرجال الإطفاء وعمال الإنقاذ وغيرهم من العاملين في بيئات خطرة. معرفة مدةأسطوانة جهاز التنفس الذاتيسيدوم أثناء الاستخدام، وهو أمرٌ بالغ الأهمية لتخطيط العمليات وضمان السلامة. تعتمد مدة عمل الأسطوانة على حجمها وضغطها ومعدل تنفس المستخدم. ستوضح لك هذه المقالة كيفية حساب سعةأسطوانة جهاز التنفس الذاتي، باستخدام صيغة بسيطة، مع الاهتمام بشكل خاص بـأسطوانة من ألياف الكربون المركبةs، والتي تستخدم على نطاق واسع بسبب خفة وزنها وقوتها.
أسطوانة جهاز التنفس الذاتيالأساسيات: الحجم والضغط
أسطوانة جهاز التنفس الذاتييخزن الهواء المضغوط تحت ضغط عالٍ، يُقاس عادةً بالبار أو الرطل لكل بوصة مربعة (PSI). يُعبَّر عن حجم الهواء داخل الأسطوانة عادةً باللتر. العاملان الرئيسيان اللذان يحددان كمية الهواء المتاحة هما:
- حجم الأسطوانة:هذا هو الحجم الداخلي للأسطوانة، والذي يتم التعبير عنه عادةً باللترات (على سبيل المثال، 6.8 لتر أو 9 لتر).
- ضغط الأسطوانة:الضغط الذي يتم تخزين الهواء عنده، عادة ما يكون بين 200 و300 بار لـأسطوانة جهاز التنفس الذاتيs.
أسطوانة مركبة من ألياف الكربونتُعدّ أسطوانات التنفس الذاتي شائعة الاستخدام في أنظمة التنفس الذاتي ذات السعة المحدودة (SCBA) نظرًا لقدرتها على تحمل ضغط أعلى (حتى 300 بار)، بالإضافة إلى كونها أخف وزنًا بكثير من أسطوانات الفولاذ أو الألومنيوم التقليدية. هذا يجعلها مثالية للحالات التي يحتاج فيها المستخدمون إلى التحرك بسرعة أو لفترات طويلة.
Thصيغة حساب مدة جهاز التنفس الذاتي (SCBA)
مدة عملأسطوانة جهاز التنفس الذاتييمكن حسابها باستخدام الصيغة التالية:
- يمثل الرقم "40" في الصيغة متوسط معدل تنفس الشخص في ظروف عمل معتدلة. قد يختلف هذا المعدل حسب جهد المستخدم، ولكن 40 لترًا في الدقيقة (لتر/دقيقة) هو المعدل القياسي.
- إن الرقم "-10" في نهاية الصيغة هو هامش أمان، مما يضمن للمستخدم الوقت الكافي للخروج من المنطقة الخطرة قبل نفاد الهواء تمامًا.
مثال على الحساب:
دعونا نحسب مدة العمل لمحرك سعة 6.8 لترأسطوانة SCBA من ألياف الكربون، مضغوط إلى 300 بار.
في هذا المثال،أسطوانة جهاز التنفس الذاتيسيوفر الجهاز هواءً صالحًا للتنفس لمدة 35 دقيقة تقريبًا قبل الحاجة إلى استبداله أو إعادة تعبئته. يفترض هذا الحساب ممارسة نشاط بدني معتدل، وقد يختلف وقت الاستخدام الفعلي بناءً على مدى بذل المستخدم جهدًا أكبر أو أقل.
العوامل المؤثرةكتينغأسطوانة جهاز التنفس الذاتيمدة
في حين أن الصيغة توفر تقديرًا أساسيًا، إلا أن هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر
المدة الفعلية لـأسطوانة جهاز التنفس الذاتيقيد الاستخدام. يُعد فهم هذه المتغيرات أمرًا أساسيًا لضمان عمليات آمنة.
1. معدل التنفس
تفترض الصيغة معدل تنفس متوسط
معدل تنفس ٤٠ لترًا/دقيقة، وهو ما يتوافق مع نشاط معتدل. في الواقع، قد يتذبذب معدل التنفس حسب حجم عمل المستخدم:
- نشاط منخفض:إذا كان المستخدم في حالة راحة أو يقوم بعمل خفيف، فقد يكون معدل التنفس أقل، حوالي 20-30 لترًا/دقيقة، مما يؤدي إلى إطالة مدة عمل الأسطوانة.
- نشاط عالي:أثناء القيام بنشاط بدني شاق، مثل مكافحة الحرائق أو إنقاذ الأشخاص، يمكن أن تزيد معدلات التنفس إلى 50-60 لترًا/دقيقة أو أكثر، مما يقلل من مدة بقاء الأسطوانة.
2. ضغط الأسطوانة
توفر الأسطوانات ذات الضغط العالي كمية أكبر من الهواء لنفس الحجم.أسطوانة من ألياف الكربونتعمل عادةً عند ضغوط تصل إلى 300 بار، مقارنةً بأسطوانات الفولاذ أو الألومنيوم، والتي قد تقتصر على 200 بار. يسمح الضغط الأعلىأسطوانة من ألياف الكربونللحفاظ على كمية أكبر من الهواء في عبوة أصغر وأخف وزنًا، مما يؤدي إلى إطالة مدة العمل.
3. هامش الأمان
هامش الأمان المدمج في الصيغة (-10 دقائق) يضمن أن
لا ينفد هواء المستخدم أثناء وجوده في بيئة خطرة. من المهم مراعاة هذا الفاصل الزمني عند حساب وقت العمل وتخطيط استهلاك الهواء، خاصةً في الحالات التي قد يستغرق فيها عبور مخرج الطوارئ عدة دقائق.
T
دورأسطوانة مركبة من ألياف الكربونs
أسطوانة مركبة من ألياف الكربونأصبحت أسطوانات SCBA الخيار الأمثل لأنظمة التنفس الذاتي نظرًا لخفة وزنها وقدرتها على تحمل ضغوط أعلى. مقارنةً بأسطوانات الفولاذ والألومنيوم،أسطوانة من ألياف الكربونتقدم العديد من الفوائد:
- وزن: أسطوانة من ألياف الكربونتعتبر المشابك المعدنية أخف وزناً من الفولاذ بشكل كبير، مما يجعلها أسهل في الحمل ويقلل من التعب للمستخدم أثناء العمليات الممتدة.
- ضغط أعلى:يمكن ملؤها بضغوط تصل إلى 300 بار، مما يوفر المزيد من الهواء دون زيادة حجم الأسطوانة.
- متانة:تعتبر مركبات ألياف الكربون قوية للغاية، وقادرة على تحمل الضغوط العالية كما أنها مقاومة للتأثيرات والعوامل البيئية.
يُعد 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،أسطوانة من ألياف الكربونوتأتي هذه المنتجات مع بعض متطلبات الصيانة الإضافية، مثل الاختبار الهيدروستاتيكي المنتظم لضمان بقائها آمنة تحت الضغط.
اختبار الضغط الهيدروستاتيكي وأسطوانة جهاز التنفس الذاتيصيانة
للحفاظ على موثوقيةأسطوانة جهاز التنفس الذاتيبالنسبة لنماذج ألياف الكربون، بما في ذلك نماذج ألياف الكربون، فإن الصيانة الدورية ضرورية. وهذا يشمل:
- عمليات التفتيش البصرية:تحقق من عدم وجود أي ضرر، مثل الشقوق أو الخدوش، قبل كل استخدام.
- اختبار الضغط الهيدروستاتيكي:ألياف الكربونأسطوانة جهاز التنفس الذاتيتتطلب هذه المواد عادةً اختبارًا هيدروستاتيكيًا كل خمس سنوات لضمان قدرتها على تحمل الضغوط العالية. يتحقق هذا الاختبار من أي تمدد في الأسطوانة قد يشير إلى ضعف المادة.
- الاستبدال:حتى مع الصيانة المناسبة،أسطوانة SCBA من ألياف الكربونتتمتع المصابيح بعمر افتراضي محدود، عادة حوالي 15 عامًا، وبعد ذلك يجب استبدالها.
خاتمة
معرفة كيفية حساب القدرة ومدة العملأسطوانة جهاز التنفس الذاتيس هو
ضروري لأي شخص يعتمد على هذه الأجهزة في بيئات خطرة. باستخدام الصيغة(الحجم × الضغط) / 40 – 10، يمكنكنقدر الوقت المتاح في أي أسطوانة معينة، مع الأخذ في الاعتبار أن معدلات التنفس، والضغط، وهوامش الأمان تلعب جميعها دورًا في المدة النهائية.
أسطوانة مركبة من ألياف الكربونبفضل تصميمها خفيف الوزن وقدرتها على تحمل الضغوط العالية، تُعد الأسطوانات خيارًا شائعًا لأنظمة التنفس الذاتي ذاتية الاحتواء (SCBA). فهي توفر فترات عمل أطول ومرونة أفضل مقارنةً بأسطوانات الفولاذ أو الألومنيوم. ومع ذلك، فإن الصيانة الدورية، بما في ذلك الفحوصات البصرية والاختبارات الهيدروستاتيكية، ضرورية لضمان سلامة هذه الأسطوانات وفعاليتها طوال فترة خدمتها.
فهم هذه الجوانب منأسطوانة جهاز التنفس الذاتيستساعد السعة على ضمان الاستخدام الآمن والفعال في البيئات الصعبة، حيث يمكن لكل دقيقة من الهواء القابل للتنفس أن تحدث فرقًا.
وقت النشر: ١٤ سبتمبر ٢٠٢٤