содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Глава 2 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГЛУБОКОВОДНОЙ ВОДОЛАЗНОЙ ТЕХНИКЕ
 

Водолазное снаряжение для больших глубин

Необычные и сложные условия пребывания человека на больших глубинах (см. гл. 1) предъявляют к водолазной технике многочисленные специфические требования. Прежде чем рассматривать такие требования, следует остановиться на состоянии безопасности водолазных спусков.

Статистические данные показывают, что количество несчастных случаев с водолазами, обслуживающими нефтепромыслы в Северном море, удерживается на высоком уровне: в год гибнет около 1 % спускавшихся водолазов. Аналогичная цифра для водолазов, обслуживающих нефтепромыслы в Мексиканском заливе, несколько ниже и составляет 0,7 %. Количество несчастных случаев и аварий, не приведших к гибели водолазов, естественно, во много раз больше. По различным статистическим данным оно составляет до 10 % к числу спускавшихся водолазов.
Причинами столь тяжелого положения является то, что в странах, ведущих основные водолазные работы в указанных районах (Франция, Англия, США), технические требования к предметам водолазной техники и их эксплуатации окончательно не установлены, а правила техники безопасности недостаточно совершенны и строго не соблюдаются.

Не рассматривая вопросы организации глубоководных спусков и их техники безопасности, как не относящиеся к теме данной книги, подробно остановимся на требованиях к глубоководной водолазной технике. Здесь прежде всего следует отметить, что таких требований, сформулированных в каких-либо международных правилах или документах подобно, например, требованиям к спасательным средствам на море, нет.

Над созданием правил, определяющих требования к глубоководной водолазной технике, работают во многих странах, причем одновременно решается вопрос о ее подконтрольности государственным органам и страховым организациям.

Однако исходя из физических и физиологических особенностей спусков на большие глубины (гл. 1) и проведенных уточнений требований к водолазной технике [33] представляется возможным изложить их в общем виде.

Водолазную технику, в которую входят устройства, приспособления, механизмы и приборы для проведения водолазных спусков, обычно подразделяют на две основные группы: водолазное снаряжение и средства обеспечения водолазных спусков.
 

Рис. 2.1. Классификация глубоководного водолазного снаряжения.

К водолазному снаряжению относят предметы, надеваемые на человека и обеспечивающие его жизнедеятельность в водной

среде. В состав снаряжения включают предметы и изделия, обеспечивающие жизнедеятельность водолаза под водой и позволяющие вести подводные работы.

Рассмотрим только те типы, которые используют для глубоководных спусков. При этом напомним, что для глубоководного водолазного снаряжения всех типов остается неизменным общее требование для любого водолазного снаряжения — это подача газовой смеси для дыхания водолаза под давлением, точно соответствующим давлению воды, окружающей водолаза в момент вдоха.

Обычно водолазное снаряжение принято классифицировать по способам обеспечения дыхания водолазов. В соответствии с этим глубоководное снаряжение подразделяется на две основные группы: автономное и неавтономное (рис. 2.1). В свою очередь каждая группа подразделяется на два типа в зависимости от схемы дыхания: с замкнутой или полузамкнутой схемами циркуляции газовой смеси.

В автономном снаряжении водолаз питается дыхательным газом из баллонов аппарата, а в неавтономном — газ подается по шлангам.

Снаряжение с замкнутой схемой дыхания, как в автономном, так и в неавтономном шланговом исполнении имеет схему, предусматривающую очистку выдыхаемой смеси от углекислого газа, пополнение ее кислородом и повторную подачу для дыхания водолазу.

Снаряжение с полузамкнутой схемой дыхания также может быть автономным и шланговым. От предыдущего оно отличается тем, что часть дыхательной смеси исключается из круговорота (вытравливается в воду) и замещается свежей из баллонов или подается по шлангам.

Особое требование к этим двум типам глубоководного водолазного снаряжения — высокая степень очистки выдыхаемой газовой смеси от углекислого газа. Особо сложным это требование является для автономных аппаратов с замкнутой схемой, где степень очистки должна быть выше, чем в аппаратах с полузамкнутой схемой дыхания.

Газовую смесь для дыхания можно составлять заранее (снаряжение с готовыми газовыми смесями) или в самом снаряжении перед ее использованием (снаряжение на смешивающихся газах).

Используемые для составления смесей газы должны удовлетворять высоким требованиям в отношении их чистоты. Кислород для водолазных спусков разрешается использовать только медицинский с содержанием газа не менее 99,5 % и без каких-либо вредных примесей. Азот должен содержать более 99,9 % чистого газа, а остальная часть должна содержать только кислород. Что касается гелия, то его должно быть не менее 99,985 %, а остальная часть может содержать примеси в минимальных количествах (водорода — менее 0,0025 %, углеводорода — менее 0,003 %, неона — менее 0,002 %).

Снаряжение, использующее готовые газовые смеси, более просто и надежно в эксплуатации, не требует сложной регулировки и проверки. Что касается снаряжения на смешивающихся газах, то оно автоматически поддерживает оптимальный состав газовой смеси для каждой глубины нахождения водолаза. Действует снаряжение на принципе регулирования парциального давления кислорода, которое осуществляется с помощью соответствующих датчиков и электронной схемы.

Необходимость регулирования количества кислорода в смеси в узких пределах предъявляет жесткие требования к устройству системы регулирования и особенно надежности ее работы. Действительно, малейшие неполадки в системе регулирования могут привести к опасным концентрациям кислорода в смеси, что может быть чревато тяжелыми последствиями.

Закрытая и полузакрытая схемы дыхания успешно могут быть использованы только при обеспечении циркуляции газовой смеси по строго установленному замкнутому контуру, что и является непременным требованием к конструкции снаряжения, выполненного по этим схемам.

Замкнутая циркуляция газовой смеси осуществляется в снаряжении с помощью невозвратных клапанов, приводимых в действие дыханием человека. Последнее обстоятельство предъявляет к конструкции клапанов довольно жесткие требования: клапаны должны открываться и закрываться при незначительных разницах давлений (десятки мм вод. ст.) в условиях высоких абсолютных давлений (тысячи кПа, что соответствует десяткам кг/см2), обеспечивая при этом в нужный момент полную герметичность закрытия проходов.

Естественно, что требования к рассматриваемым типам снаряжения не исчерпываются перечисленными и включают множество общих вопросов, к которым относятся: габариты, масса на воздухе и плавучесть в воде, прочность, надежность, диапазон рабочих температур, простота сборки и разборки, возможность регулировки и т. п.

Что касается автономных образцов снаряжения, то к ним дополнительно предъявляются требования по продолжительности работы. Ресурс автономного глубоководного водолазного аппарата определяется двояко по запасу газа для дыхания и запасу вещества, поглощающего углекислый газ из выдыхаемой смеси.

Потребление кислорода для дыхания может колебаться в значительных пределах в зависимости от физической нагрузки и температуры окружающей среды, поэтому срок действия автономного аппарата устанавливается для средних условий по запаху дыхательных газов. Запас химического вещества, поглощающего углекислый газ, должен быть таким, чтобы обеспечить допустимую концентрацию углекислого газа в течение всего срока действия аппарата по запасу дыхательных газов.

Дополнительным требованием к снаряжению с подачей дыхательных газов по шлангам является наличие аварийного устройства на случай прекращения подачи газа (например, при обрыве шланга). Обычно такое устройство включает баллоны с запасом дыхательной смеси.

Важным свойством водолазного снаряжения является придание находящемуся в нем водолазу определенной плавучести. Как известно, спуски под воду могут производиться для плавания под водой и работы с твердой опоры.

Для плавания под водой водолаз должен иметь плавучесть под водой, близкую к нулевой. Осуществить это возможно при отсутствии объемного шлема с использованием для дыхания загубника или облегающей маски и регулированием плавучести с помощью дополнительных грузов.

При работе с твердой опоры водолаз должен иметь под водой отрицательную плавучесть в пределах 6—10 кгс независимо от вида используемого шлема. Но поскольку объемный шлем значительно удобней или, как иногда говорят, комфортней загубника или плотно прилегающей маски, в этом случае и пользуются им. Для погашения плавучести в нем используют тяжелые грузы.

Особые требования в глубоководном водолазном снаряжении предъявляются к теплоизоляции водолаза. Весьма сложным этот вопрос оказался из-за того, что температура воды на больших глубинах всегда низкая, а используемая дыхательная смесь теплопроводней воздуха в 6-7 раз.

Известны три способа теплоизоляции водолаза. Однако все они имеют те или иные недостатки и не решают проблему в полном объеме.

Наиболее распространен в обычном водолазном деле и находит применение при глубоководных спусках способ, заключающийся в полной изоляции водолаза от воды с помощью соединяемой со шлемом рубахи или гидрокостюма, которые надевают на специальные комплекты теплого шерстяного белья. Использование этого способа возможно только при снаряжении с регулируемым объемом (при наличии объемного шлема) или специальной подаче газа под гидрокомбинезон.

Этот способ не обеспечивает должной теплоизоляции. Особенно у водолазов мерзнут ноги, так как при вертикальном положении из штанин рубахи или гидрокомбинезона газовая смесь выдавливаетсй обжимающей ноги водой.

В последнее время получили распространение мокрые водолазные костюмы, которые плотно облегают тело водолаза и исключают циркуляцию тонкого слоя воды, находящейся между телом и тканью костюма [11]. Мокрые водолазные костюмы изготавливают из микропористой резины толщиной 3—15 мм,

имеющей в своей толще мельчайшие пузырьки газа. Создавая отличную теплоизоляцию на малых глубинах, такой костюм с увеличением глубины под влиянием давления обжимается и теряет свои теплоизоляционные свойства. Используют мокрые костюмы в основном для плавания под водой.

Решение проблемы устранения теплопотерь и обогрева водолазов оказалось возможным только при использовании принудительного подогрева. Однако технические трудности в создании костюмов с обогревом, удовлетворяющих требованиям работы в холодной воде при большом давлении, являются причиной того, что имеющиеся их образцы обладают существенными недостатками.

Таким образом, требование к водолазному снаряжению по исключению теплопотерь, оставаясь неизменным, при глубоководных спусках выполняется только частично.

Рассмотренные требования к глубоководному водолазному снаряжению относились к обеспечению жизнедеятельности человека под водой на больших глубинах, но в то же время ряд из них определяется задачами, выполняемыми водолазами.

Существующее глубоководное водолазное снаряжение, за исключением экспериментальных образцов, создавалось с целью выполнения каких-то конкретных работ и действий под водой. Но использование удачно созданных образцов в одной области привлекало к ним внимание и их применяли для выполнения работ в другой области. Однако следует иметь в виду, что характер работ или действий под водой предъявляет ряд специфических требований к водолазному снаряжению.

Обследования и поиск под водой, а также большинство действий водолазов в военной области требуют от снаряжения возможности передвижения в нем на большие расстояния, а следовательно, компактности, небольшой массы и удобства движения во всех направлениях с максимальной скоростью.

Выполнение подводных работ промышленного назначения, например обслуживание морских нефтедобывающих установок, не требует удаления водолаза от места спуска на расстояние более 15—20 м. Снаряжение для этих работ должно в максимальной мере обеспечивать водолазу ведение физически тяжелых работ, для чего водолаз в нем должен иметь возможность занимать устойчивое положение и быть обеспеченным любым потребным количеством дыхательных газов при больших физических нагрузках.

Выполнение аварийно-спасательных работ, к которым относится оказание помощи затонувшим подводным лодкам и аппаратам, занимает промежуточное положение между двумя вышеописанными видами подводных работ. К аварийно-спасательным работам примыкают аварийные работы на глубоководных сооружениях, к которым, в первую очередь, относятся буровые установки, трубопроводы и подводные нефтехранилища. Соответственно для аварийно-спасательных и аварийных раоот водолазное снаряжение должно делаться с возможным совмещением качеств, обеспечивающих водолазу возможность перемещения и ведения самих работ.

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..