Nitrox

редактировать
Дыхательный газ, смесь азота и кислорода Типичная маркировка баллона с найтроксом

Nitrox относится к любому газовая смесь, состоящая (за исключением следовых газов) из азота и кислорода. Сюда входит атмосферный воздух, который содержит примерно 78% азота, 21% кислорода и 1% других газов, в основном аргон. В обычном применении подводное плавание найтрокс обычно отличается от воздуха и с ним обращаются иначе. Наиболее распространенное использование смесей найтрокса, содержащих кислород в более высоких пропорциях, чем атмосферный воздух, - это подводное плавание с аквалангом, где пониженное парциальное давление азота является преимуществом для снижения поглощения азота в тканей тела, тем самым продлевая практическое время погружения под водой за счет уменьшения требований декомпрессии или снижения риска декомпрессионной болезни (также известной как изгибы).

Найтрокс используется в меньшей степени в подводном плавании с поверхности, поскольку эти преимущества уменьшаются из-за более сложных логистических требований к найтроксу по сравнению с использованием простых компрессоров низкого давления для подачи дыхательного газа. Найтрокс также можно использовать при гипербарическом лечении декомпрессионной болезни, обычно при давлениях, при которых чистый кислород был бы опасен. Найтрокс не является более безопасным газом, чем сжатый воздух во всех отношениях; хотя его использование может снизить риск декомпрессионной болезни, оно увеличивает риск кислородного отравления и пожара.

Хотя обычно это не называется найтроксом, смесь воздуха, обогащенного кислородом, обычно предоставляется при нормальном атмосферном давлении на поверхности, как кислородная терапия для пациентов с нарушением дыхания и кровообращения.

Содержание

  • 1 Физиологические эффекты под давлением
    • 1.1 Преимущества декомпрессии
    • 1.2 Азотный наркоз
    • 1.3 Кислородная токсичность
    • 1.4 Задержка углекислого газа
    • 1.5 Другие эффекты
  • 2 Использование
    • 2.1 Подводное плавание
    • 2.2 Лечебная рекомпрессия
    • 2.3 Медицина, альпинизм и негерметичные самолеты
  • 3 Терминология
    • 3.1 MOD
  • 4 Снаряжение
  • 5 Выбор смеси
    • 5.1 Лучшая смесь
  • 6 Производство
  • 7 Маркировка баллонов для идентификации содержимого
  • 8 Региональные стандарты и соглашения
    • 8.1 Европейский Союз
    • 8,2 Германия
    • 8,3 Южная Африка
    • 8,4 США
  • 9 Опасности
    • 9.1 Неправильная смесь газов
    • 9.2 Пожар и токсичное загрязнение баллона из-за реакций с кислородом
  • 10 История
  • 11 В природе
  • 12 См. Также
  • 13 Ссылки
  • 14 Сноски
  • 15 Внешние ссылки

Физиологические эффекты под давлением

Преимущества декомпрессии

Уменьшение доли азота за счет увеличения доли кислорода снижает риск декомпрессионной болезни для того же профиля погружения или позволяет увеличить время погружения без увеличения потребности в декомпрессионных остановках для того же риска. Важным аспектом увеличения продолжительности безостановочного режима при использовании смесей найтрокса является снижение риска в ситуации, когда подача дыхательного газа затруднена, поскольку дайвер может совершить прямое всплытие на поверхность с приемлемо низким риском декомпрессионной болезни. Точные значения увеличенного времени безостановочного режима варьируются в зависимости от модели декомпрессии, используемой для построения таблиц, но в качестве приближения она основана на парциальном давлении азота на глубине погружения. Этот принцип может использоваться для расчета эквивалентной воздушной глубины (EAD) с тем же парциальным давлением азота, что и используемая смесь, и эта глубина меньше фактической глубины погружения для смесей, обогащенных кислородом. Эквивалентная воздушная глубина используется в таблицах декомпрессии для расчета декомпрессионных обязательств и времени без остановки. Модель декомпрессии Голдмана предсказывает значительное снижение риска при использовании нитрокса (в большей степени, чем предполагают таблицы PADI).

Азотный наркоз

Контролируемые тесты не показали, что дыхание нитроксом уменьшить эффект азотного наркоза, так как кислород под давлением обладает такими же наркотическими свойствами, как и азот; таким образом, не следует ожидать снижения наркотических эффектов только за счет использования найтрокса. Тем не менее, есть люди в дайвинг-сообществе, которые настаивают на том, что они чувствуют снижение наркотического воздействия на глубинах, дышащих найтроксом. Это может быть связано с диссоциацией субъективных и поведенческих эффектов наркоза. Хотя кислород кажется химически более наркотическим на поверхности, относительные наркотические эффекты на глубине никогда не изучались подробно, но известно, что разные газы производят разные наркотические эффекты по мере увеличения глубины. Гелий не обладает наркотическим действием, но приводит к HPNS при вдыхании под высоким давлением, чего не происходит с газами, обладающими большей наркотической активностью. Однако из-за рисков, связанных с кислородным отравлением, дайверы обычно не используют найтрокс на больших глубинах, где с большей вероятностью могут возникнуть более выраженные симптомы наркоза. Для глубоких погружений обычно используются газы тримикс или гелиокс ; эти газы содержат гелий для уменьшения количества наркотических газов в смеси.

Кислородное отравление

Погружение и обращение с найтроксом создают ряд потенциально смертельных опасностей из-за высокого парциального давления кислорода (ppO 2). Найтрокс не является газовой смесью для глубоких погружений из-за повышенного содержания кислорода, который становится токсичным при вдыхании под высоким давлением. Например, максимальная рабочая глубина найтрокса с 36% кислорода, популярной смеси для любительского дайвинга, составляет 29 метров (95 футов), чтобы обеспечить максимальное ppO 2 не более 1,4. бар (140 кПа). Точное значение максимально допустимого ppO 2 и максимальной рабочей глубины варьируется в зависимости от таких факторов, как учебное агентство, тип погружения, дыхательное оборудование и уровень поддержки на поверхности, профессиональным дайверам иногда разрешается дышать более высоким ppO 2, чем рекомендовано дайверам-любителям.

Для безопасного погружения с найтроксом дайвер должен научиться хорошей плавучести контроль, важная часть подводного плавания сам по себе, и дисциплинированный подход к подготовке, планированию и выполнению погружения, чтобы гарантировать, что ppO 2 известно, а максимальная рабочая глубина не превышено. Многие дайв-центры, дайв-операторы и газовые смесители (лица, обученные смешивать газы) требуют, чтобы дайвер предъявил сертификационную карту найтрокса перед продажей найтрокса дайверам.

Некоторые обучающие агентства, такие как PADI и Technical Diving International, научите использовать два предела глубины для защиты от кислородного отравления. Меньшая глубина называется «максимальной рабочей глубиной» и достигается, когда парциальное давление кислорода в дыхательном газе достигает 1,4 бара (140 кПа). Более глубокая глубина, называемая «глубиной непредвиденного обстоятельства», достигается, когда парциальное давление достигает 1,6 бар (160 кПа). Погружение на этом уровне или выше подвергает дайвера большему риску отравления кислородом центральной нервной системы (ЦНС). Это может быть чрезвычайно опасно, поскольку его начало часто происходит без предупреждения и может привести к утоплению, поскольку регулятор может выплюнуть во время судорог, которые возникают в сочетании с внезапной потерей сознания (общий припадок, вызванный кислородным отравлением).

Дайверы, обученные использованию найтрокса, могут запомнить акроним VENTID-C или иногда ConVENTID (что означает V ision (размытость), E ars (звонкий звук), N ausea, T колдовство, I раздражительность, D головокружение и C онвульсии). Однако данные о нефатальных кислородных судорогах показывают, что большинству судорог вообще не предшествуют какие-либо предупреждающие симптомы. Кроме того, многие из предлагаемых предупреждающих знаков также являются симптомами азотного наркоза и могут привести к неправильному диагнозу дайвера. Решение любого из них - подняться на меньшую глубину.

Удержание углекислого газа

Использование найтрокса может вызвать снижение респираторной реакции, а при вдыхании плотного газа в более глубоких пределах допустимого диапазона это может привести к задержке углекислого газа при физических нагрузках. высокий, с повышенным риском потери сознания.

Другие эффекты

Существуют неофициальные данные о том, что использование найтрокса снижает утомляемость после погружения, особенно у пожилых дайверов или дайверов с ожирением; однако двойное слепое исследование, чтобы проверить это, не обнаружило статистически значимого снижения сообщаемой усталости. Однако было высказано предположение, что усталость после погружения вызвана субклинической декомпрессионной болезнью (ДКБ) (т.е. микропузырьками в крови недостаточно, чтобы вызвать симптомы ДКБ); Тот факт, что упомянутое исследование проводилось в сухой камере с идеальным профилем декомпрессии, мог быть достаточным для уменьшения субклинического DCS и предотвращения усталости как у дайверов с найтроксом, так и у дайверов. В 2008 году было опубликовано исследование с участием мокрых ныряльщиков на той же глубине, и не было обнаружено статистически значимого снижения сообщаемой усталости.

Потребуются дальнейшие исследования с несколькими разными профилями погружений, а также с разными уровнями нагрузки. чтобы полностью изучить эту проблему. Например, есть гораздо более убедительные научные доказательства того, что вдыхание газов с высоким содержанием кислорода повышает переносимость физической нагрузки во время аэробных нагрузок. Хотя даже умеренное напряжение при дыхании с помощью регулятора является относительно редким явлением в рекреационном подводном плавании, поскольку дайверы обычно стараются минимизировать его, чтобы сохранить газ, эпизоды напряжения во время дыхания с регулятором иногда случаются при любительском дайвинге. Примерами являются плавание на поверхности на расстоянии до лодки или пляжа после всплытия, где остаточный «безопасный» баллонный газ часто используется свободно, поскольку остаток будет потрачен впустую в любом случае, когда погружение будет завершено, а также незапланированные непредвиденные обстоятельства из-за течений или проблем с плавучестью. Вполне возможно, что эти до сих пор неизученные ситуации способствовали некоторой положительной репутации найтрокса.

Исследование 2010 года с использованием критериев воспринимаемой усталости показало, что бдительность дайвера после погружения на найтроксе была значительно лучше, чем после погружения на воздухе.

Использует

таблицы для дайвинга с обогащенным воздухом найтроксом, показывающие скорректированные время без декомпрессии.

Подводное погружение

Обогащенный воздух Nitrox, найтрокс с содержанием кислорода выше 21%, в основном используется в подводном плавании с аквалангом для уменьшения доли азота в дыхании газовая смесь. Основное преимущество - снижение риска декомпрессии. В значительно меньшей степени он также используется при погружении с поверхности, где логистика относительно сложна, подобно использованию других газовых смесей для дайвинга, таких как гелиокс и тримикс.

терапевтическая рекомпрессия

Nitrox50 используется как один из вариантов на первых этапах терапевтической рекомпрессии с использованием стола Comex CX 30 для лечения вестибулярной или общей декомпрессионной болезни. Найтрокс вдыхается на 30 м и 24 м и проходит подъемы с этих глубин до следующей остановки. На 18 м газ переключается на кислород для остальной части лечения.

Медицина, альпинизм и безнапорные самолеты

Использование кислорода на больших высотах или в качестве кислородной терапии может представлять собой дополнительный кислород, добавляемый к вдыхаемому воздуху, что технически представляет собой использование найтрокса, смешанного на месте, но это обычно не упоминается как таковой, поскольку газ, предоставляемый для этой цели, является кислородом.

Терминология

Nitrox известен под многими названиями: Enriched Air Nitrox, Oxygen Enriched Air, Nitrox, EANx или Safe Air. Поскольку это слово является составным сокращением или придуманным словом, а не аббревиатурой, оно не должно быть написано заглавными буквами как «NITROX», но может начинаться с заглавной буквы при обращении к определенным смесям, таким как Nitrox32, который содержит 68% азота и 32% кислорода. Когда указывается одна цифра, это относится к процентному содержанию кислорода, а не процентному содержанию азота. Первоначальное обозначение Nitrox68 / 32 было сокращено, поскольку первая цифра является избыточной.

Термин «найтрокс» первоначально использовался для обозначения дыхательного газа в среде обитания на морском дне, где содержание кислорода должно быть ниже. фракции, чем в воздухе, чтобы избежать долгосрочных проблем кислородного отравления. Позже он использовался доктором Морганом Уэллсом из NOAA для смесей с долей кислорода выше, чем воздух, и стал общим термином для бинарных смесей азота и кислорода с любой долей кислорода, а в контексте рекреационного и технического дайвинга сейчас обычно относится к смеси азота и кислорода с содержанием кислорода более 21%. «Enriched Air Nitrox» или «EAN» и «Oxygen Enriched Air» используются, чтобы подчеркнуть более богатые, чем воздушные смеси. В «EANx» «x» изначально был x для найтрокса, но теперь он указывает процентное содержание кислорода в смеси и заменяется числом, когда процент известен; например, смесь с содержанием кислорода 40% называется EAN40. Две самые популярные смеси - EAN32 и EAN36, разработанные NOAA для научного дайвинга, также называемые Nitrox I и Nitrox II, соответственно, или Nitrox68 / 32 и Nitrox64 / 36. Эти две смеси впервые были использованы для научных погружений с ограничениями по глубине и кислороду, установленными в то время NOAA.

Термин «воздух, обогащенный кислородом» (OEN) был принят (американским) научным дайвинг-сообществом, но хотя он это, вероятно, самый однозначный и просто описательный термин, который из когда-либо предложенных, он встречал сопротивление со стороны сообщества любителей дайвинга, иногда в пользу менее подходящей терминологии.

На заре своего появления у нетехнических дайверов найтрокс иногда недоброжелатели также называли такие термины, как «дьявольский газ» или «газ вуду» (термин, который сейчас иногда используется с гордостью).

American Nitrox Divers International (ANDI) использует термин «SafeAir», которую они определяют как любую обогащенную кислородом воздушную смесь с концентрациями O 2 от 22% до 50%, которые соответствуют их требованиям к качеству газа и обращению, и в частности заявляют, что эти смеси более безопасны, чем обычно производимый воздух для дыхания. Принимая во внимание сложность и опасность смешивания, обращения, анализа и использования воздуха, обогащенного кислородом, это название считается неуместным теми, кто считает, что оно не является "безопасным" по своей сути, а просто имеет преимущества декомпрессии.

процентное содержание составляющих газов - это то, на что рассчитан газовый смеситель, но конечная фактическая смесь может отличаться от спецификации, поэтому небольшой поток газа из баллона необходимо измерять с помощью анализатора кислорода перед использованием баллона под водой.

MOD

Максимальная рабочая глубина (MOD) - это максимальная безопасная глубина, на которой можно использовать данную смесь найтрокса. MOD зависит от допустимого парциального давления кислорода, которое связано со временем воздействия и допустимым риском кислородного отравления центральной нервной системы. Допустимое максимальное значение ppO 2 варьируется в зависимости от приложения:

  • 1,2 часто используется в ребризерах с замкнутым контуром.
  • 1,4 рекомендуется несколькими агентствами по обучению рекреационным занятиям для обычного подводного плавания с аквалангом.
  • 1,5 разрешено для коммерческого дайвинга в некоторых юрисдикциях.
  • 1,6 разрешено для декомпрессионных остановок технического дайвинга и является рекомендуемым максимумом в соответствии с NOAA.

Более высокие значения используются коммерческими и военными дайверами в специальных обстоятельства, часто когда дайвер использует дыхательный аппарат с поверхностным питанием или для лечения в камере, где дыхательные пути относительно безопасны.

Оборудование

Выбор смеси

Технические водолазы подготовка к погружению с газовой смесью декомпрессионное погружение в Бохол, Филиппины. Обратите внимание на установку задней пластины и крыла с установленными сбоку баками ступени, содержащими EAN50 (слева) и чистый кислород (справа).

Две наиболее распространенные смеси для любительского дайвинга найтрокс содержат 32% и 36% кислорода, которые имеют максимальную рабочую глубину (MOD) 34 метра (112 футов) и 29 метров (95 футов) соответственно при ограничении максимального парциального давления кислорода 1,4 бар (140 кПа). Дайверы могут рассчитать эквивалентную глубину воздуха, чтобы определить свои требования к декомпрессии, или могут использовать таблицы найтрокса или подводный компьютер с функцией найтрокса .

найтрокс с содержанием кислорода более 40%. нечасто встречается в любительском дайвинге. Для этого есть две основные причины: первая заключается в том, что все части снаряжения для дайвинга, которые контактируют со смесями, содержащими более высокие концентрации кислорода, особенно при высоком давлении, нуждаются в специальной очистке и обслуживании, чтобы снизить риск огонь. Вторая причина заключается в том, что более богатые смеси увеличивают время, в течение которого дайвер может оставаться под водой без необходимости декомпрессионных остановок, намного больше, чем продолжительность, допускаемая вместимостью типичных баллонов для дайвинга. Например, согласно рекомендациям PADI nitrox, максимальная рабочая глубина для EAN45 будет 21 метр (69 футов), а максимальное время погружения, доступное на этой глубине даже с EAN36, составляет почти 1 час 15 минут: дайвер с частотой дыхания При 20 литрах в минуту при использовании сдвоенных 10-литровых баллонов на 230 бар (около двойных 85 куб. Футов) баллоны полностью опустошились бы через 1 час 14 минут на этой глубине.

Использование смесей найтрокса, содержащих от 50% до 80% кислорода, является обычным в техническом дайвинге в качестве декомпрессионного газа, что благодаря более низкому парциальному давлению инертных газов, таких как азот и гелий, позволяет для более эффективного (более быстрого) удаления этих газов из тканей, чем более бедные кислородные смеси.

При глубоком открытом цикле техническое погружение, когда гипоксические газы вдыхаются во время нижней части погружения, смесь найтрокса с 50% или менее кислорода называется " смесь для путешествий "иногда вдыхают в начале спуска, чтобы избежать гипоксии. Однако обычно для этой цели используется наиболее бедный кислородом декомпрессионный газ дайвера, поскольку время спуска, затрачиваемое на достижение глубины, на которой донная смесь больше не является гипоксичной, обычно мало, и расстояние между этой глубиной и MOD любого Декомпрессионный газ найтрокс, вероятно, будет очень коротким, если это вообще произойдет.

Лучшая смесь

Состав смеси найтрокс можно оптимизировать для заданного запланированного профиля погружения. Это называется «Лучшая смесь» для погружения и обеспечивает максимальное бездекомпрессионное время, совместимое с допустимым воздействием кислорода. Приемлемое максимальное парциальное давление кислорода выбирается на основе глубины и запланированного времени на дне, и это значение используется для расчета содержания кислорода в лучшей смеси для погружения:

f O 2, max = p O 2, max p = Максимально допустимое парциальное давление кислорода Максимальное давление окружающей среды при погружении {\ displaystyle f _ {{\ text {O}} _ {2}, {\ text {max}}} = {\ frac {p _ {{\ text {O }} _ {2}, {\ text {max}}}} {p}} = {\ frac {\ text {Максимально допустимое парциальное давление кислорода}} {\ text {Максимальное давление окружающей среды при погружении}}}}f _ {\ text {O} _2, \ text {max}} = \ frac {p _ {\ text {O} _2, \ text {max}}} {p} = \ frac {\ text {Максимально допустимое парциальное давление кислорода}} {\ text {Максимальное давление окружающей среды при погружении}}

Производство

Существует несколько методов производства:

  • Смешивание по парциальному давлению: измеренное давление кислорода декантируется в цилиндр, и цилиндр «заполняется» воздухом. от компрессора воздуха для дайвинга . Этот метод очень универсален и требует относительно небольшого дополнительного оборудования при наличии подходящего компрессора, но он трудоемок, а высокое парциальное давление кислорода относительно опасно.
  • Декантирование предварительной смеси: поставщик газа предоставляет большие цилиндры с популярными смесями, такими как 32% и 36%. Их можно дополнительно разбавить воздухом, чтобы получить более широкий диапазон смесей.
  • Смешивание путем непрерывного перемешивания: измеренные количества кислорода вводятся в воздух и смешиваются с ним до того, как он достигнет входа компрессора. Концентрацию кислорода обычно контролируют как парциальное давление с помощью кислородной ячейки . Компрессор и особенно компрессорное масло должны подходить для этой службы. Если полученная доля кислорода меньше 40%, может не потребоваться очистка баллона и клапана для работы с кислородом. Относительно эффективно и быстро по сравнению со смешиванием при парциальном давлении, но требует подходящего компрессора, а диапазон смесей может быть ограничен спецификацией компрессора.
  • Смешивание по массовой доле: кислород и воздух или азот добавляются в цилиндр который точно взвешивается, пока не будет получена требуемая смесь. Для этого метода требуются довольно большие и высокоточные весы, в остальном он аналогичен смешиванию при парциальном давлении, но нечувствителен к колебаниям температуры.
  • Смешивание путем разделения газов : для удаления используется проницаемая для азота мембрана . часть молекул азота из воздуха до тех пор, пока не будет достигнута требуемая смесь. Полученный нитрокс низкого давления затем закачивается в цилиндры компрессором.. Возможен ограниченный диапазон смесей, но оборудование быстрое, простое в эксплуатации и относительно безопасное, поскольку никогда не используется кислород с высоким парциальным давлением. Для получения стабильных результатов требуется подача чистого воздуха низкого давления и постоянной температуры. Он может подаваться от компрессора низкого давления или регулируемого источника от хранилища высокого давления или компрессора. Воздух не должен содержать загрязняющих веществ, которые могут засорить мембрану, а также при постоянных температуре и давлении на входе, чтобы обеспечить постоянное парциальное давление кислорода. Воздух должен быть пригодным для дыхания, другие загрязнения должны отфильтровываться самостоятельно. Давление входящего воздуха регулируется, а давление над мембраной регулируется для регулирования фракции кислорода в продукте. Качество воздуха CGA класса D или E подходит для подачи газа и обычно нагревается до постоянной температуры на входе. Нагревание также снижает вероятность увлажнения мембраны из-за высокой влажности. В типичной системе приточный воздух входит в тысячи полых волокон мембраны на одном конце, и кислород предпочтительно проникает через стенки волокон, оставляя в основном азот на выпускном конце, который удаляется из системы как отходы.
  • Адсорбция при переменном давлении. требует относительно сложного оборудования, в остальном преимущества аналогичны мембранному разделению. PSA - это технология, используемая для отделения газов от смеси под давлением в соответствии с молекулярными характеристиками и сродством к материалу адсорбент газов при температурах, близких к температуре окружающей среды. В качестве ловушки используются специальные адсорбирующие материалы, которые предпочтительно адсорбируют целевые газы при высоком давлении. Затем процесс переходит на низкое давление для десорбции адсорбированного материала и промывки контейнера с адсорбентом.

Маркировка баллона для идентификации содержимого

Любой баллон для дайвинга, содержащий смесь газов, отличных от стандартного воздуха. Большинство организаций по обучению дайверов и некоторые национальные правительства требуют, чтобы на них была четко обозначена текущая газовая смесь. На практике обычно используют напечатанную клейкую этикетку для указания типа газа (в данном случае нитрокс) и добавляют временную этикетку для определения анализа текущей смеси.

Стандарты обучения для сертификации найтрокса предполагают, что состав должен быть проверен дайвером с помощью анализатора кислорода перед использованием.

Региональные стандарты и соглашения

Европейский Союз

В пределах ЕС клапаны с выходной резьбой M26x2 рекомендуются для баллонов с повышенным содержанием кислорода. Регуляторы для использования с этими баллонами требуют совместимых разъемов и не могут напрямую подключаться к баллонам для сжатого воздуха.

Германия

Немецкий стандарт определяет, что любая смесь с содержанием кислорода выше атмосферного воздуха должна рассматриваться как чистый кислород. Баллон найтрокса проходит специальную очистку и идентификацию. Цвет цилиндра в целом белый с буквой N на противоположных сторонах цилиндра. Доля кислорода в баллоне проверяется после наполнения и маркируется на баллоне.

Южная Африка

Национальный стандарт ЮАР 10019: 2008 определяет цвет всех баллонов акваланга как золотисто-желтый с французским серым плечом. Это относится ко всем газам для дыхания под водой, кроме медицинского кислорода, который должен перевозиться в баллонах черного цвета с белым плечом. Баллоны с найтроксом должны быть идентифицированы по прозрачной самоклеящейся этикетке с зелеными буквами, расположенной ниже плеча. Фактически это зеленая надпись на желтом цилиндре с серым плечом. Состав газа также должен быть указан на этикетке. На практике это делается с помощью небольшой дополнительной самоклеящейся этикетки с содержанием кислорода, которая изменяется при заливке новой смеси.

США

Цилиндр с лентой Nitrox и наклейкой с надписью MOD и O2%

На каждом баллоне с найтроксом должна быть наклейка с указанием, является ли баллон чистым от кислорода и подходящим для смешивания при парциальном давлении. Любой очищенный от кислорода баллон может содержать любую смесь, содержащую до 100% кислорода. Если по какой-то причине очищенный от кислорода баллон заполняется на станции, которая не подает газ в соответствии со стандартами очистки от кислорода, он считается загрязненным и должен быть повторно очищен, прежде чем снова может быть добавлен газ, содержащий более 40% кислорода. Баллоны, помеченные как «не очищенные от кислорода», могут быть заполнены только воздушными смесями, обогащенными кислородом, из мембранных или стержневых смесительных систем, где газ смешивается перед добавлением в баллон, и до содержания кислорода, не превышающего 40% по объему.

Опасности

Неправильная газовая смесь

Использование газовой смеси, которая отличается от запланированной, повышает риск декомпрессионной болезни или повышенный риск кислородного отравления, в зависимости от Ошибка. Можно просто пересчитать план погружения или соответствующим образом настроить подводный компьютер, но в некоторых случаях запланированное погружение может оказаться невозможным.

Многие обучающие агентства, такие как PADI, CMAS, SSI и NAUI, обучают своих дайверов лично проверять кислород процентное содержание каждого баллона найтрокса перед каждым погружением. Если процентное содержание кислорода отклоняется более чем на 1% от запланированной смеси, дайвер должен либо пересчитать план погружения с фактической смесью, либо прервать погружение, чтобы избежать повышенного риска кислородного отравления или декомпрессионной болезни. В соответствии с правилами IANTD и ANDI по использованию найтрокса, которые соблюдаются на большинстве дайв-курортов по всему миру, заполненные баллоны с найтроксом регистрируются лично в журнале учета газового смесителя, который содержит: для каждого баллона и заправки номер баллона, измеренный процентный состав кислорода, подпись принимающего дайвера (который должен был лично измерить долю кислорода перед доставкой) и рассчитанная максимальная рабочая глубина для этого смешивание. Все эти шаги минимизируют опасность, но увеличивают сложность операций, так как каждый дайвер должен использовать определенный баллон, который он проверил. В Южной Африке национальный стандарт по обращению и наполнению переносных баллонов сжатыми газами (SANS 10019) требует, чтобы баллон был помечен наклейкой, на которой его содержимое указывается как найтрокс и указывается доля кислорода. Подобные требования могут применяться в других странах.

Пожар и токсичное загрязнение баллона в результате реакций с кислородом

Смешивание при частичном давлении с использованием чистого кислорода, декантированного в баллон перед добавлением воздуха, может включать очень высокие фракции кислорода и парциальные давления кислорода во время процесса декантации, которые представляют собой относительно высокую пожарную опасность. Эта процедура требует осторожности и мер предосторожности со стороны оператора, а также оборудования для слива и баллонов, которые чисты для работы с кислородом, но оборудование относительно простое и недорогое. Смешивание при частичном давлении с использованием чистого кислорода часто используется для получения найтрокса на борту дайв-бота, но оно также используется в некоторых магазинах и клубах для дайвинга.

Любой газ, который содержит значительно больший процент кислорода, чем воздух, является пожароопасным, и такие газы могут реагировать с углеводородами или смазочными материалами и герметизирующими материалами внутри системы наполнения с образованием токсичных газов, даже если пожар не очевидный. Некоторые организации освобождают оборудование от стандартов очистки от кислорода, если доля кислорода ограничена до 40% или менее.

Среди развлекательных учебных заведений только ANDI придерживается директивы о необходимости очистки кислородом оборудования, используемого с более чем 23%. кислородная фракция. USCG, NOAA, ВМС США, OSHA и другие агентства по рекреационной подготовке принимают предел в 40%, поскольку при правильном применении данного правила не было известно ни одного происшествия или инцидента. Ежегодно проходят обучение десятки тысяч дайверов-любителей, и подавляющее большинство этих дайверов обучаются «правилу более 40%». Большинство заправочных станций найтрокса, которые поставляют предварительно смешанный найтрокс, заполняют баллоны смесями ниже 40% без сертификации чистоты для работы с кислородом. Баллоны Luxfer предусматривают очистку кислородом для всех смесей, содержащих более 23,5% кислорода.

В следующих ссылках на очистку кислородом конкретно цитируется директива «более 40%», которая широко используется с 1960-х годов, и консенсус в 1992 году. Air Workshop должна была принять это руководство и сохранить статус-кво.

  • Свод федеральных правил, часть 1910.430 (i) - Коммерческие водолазные работы
  • Спецификации кислорода OSHA 1910.420 (1)
  • NOAA Технические характеристики кислорода (приложение D)
  • США Технические характеристики кислорода для ВМС США MIL-STD-777E (SH) Примечание K-6-4, кат. K.6
  • США Спецификации кислорода береговой охраны Название 46: Доставка, изменения до 10-1-92. 197.452 Очистка кислородом 46 CFR 197.451

Большая часть путаницы, по-видимому, является результатом неправильного применения руководящих принципов PVHO (резервуаров высокого давления для использования людьми), которые предписывают максимальное содержание кислорода в окружающей среде 25%, когда человек помещен в резервуар высокого давления (камера). Здесь существует опасность возгорания для живого человека, который может оказаться в ловушке в богатой кислородом среде горения.

Из трех обычно применяемых методов производства смесей обогащенного воздуха - непрерывное смешивание, смешивание при парциальном давлении и системы мембранного разделения - только смешивание при парциальном давлении потребует очистки компонентов клапана и цилиндра кислородом для смесей с содержанием кислорода менее 40%. Два других метода гарантируют, что оборудование никогда не будет подвергаться воздействию кислорода более 40%.

При пожаре давление в газовом баллоне повышается прямо пропорционально его абсолютной температуре. Если внутреннее давление превышает механические ограничения баллона и нет средств для безопасного выпуска сжатого газа в атмосферу, сосуд выйдет из строя механически. Если содержимое сосуда воспламеняется или присутствует загрязнитель, это событие может привести к "огненному шару".

История

В 1874 году Генри Флёсс сделал то, что, возможно, было первое погружение на найтроксе с использованием ребризера.

В 1911 году Draeger из Германии испытал рюкзак с ребризером с инжекторным приводом для стандартного водолазного костюма. Эта концепция была произведена и продана как система кислородного ребризера DM20 и система ребризера найтрокса DM40, в которых воздух из одного баллона и кислород из второго баллона смешивались во время впрыска через сопло, которое обеспечивало циркуляцию дыхательного газа через скруббер и остальную часть. петля. DM40 был рассчитан на работу на глубине до 40 м.

Кристиан Дж. Ламбертсен предложил расчеты для добавления азота для предотвращения кислородного отравления у водолазов, использующих азотно-кислородный ребризер.

В Мировой войне. II или вскоре после этого британские коммандос водолазы и дайверы с допуском начали время от времени нырять с кислородными ребризерами, приспособленными для полузамкнутого цикла погружений на найтроксе (который они называли «смесью»). установка баллонов большего размера и тщательная установка расхода газа с помощью расходомера. Эти разработки хранились в секрете до тех пор, пока они не были независимо воспроизведены гражданскими лицами в 1960-х.

Ламбертсон опубликовал статью о найтроксе в 1947 году.

В 1950-х годах ВМС США (USN) задокументировал процедуры обогащенного кислородом газа для военного использования того, что мы сегодня называем найтроксом, в Руководстве по дайвингу ВМС США.

В 1955 году Э. Ланфьер описал использование азотно-кислородных водолазных смесей и Метод эквивалентной глубины воздуха для расчета декомпрессии по таблицам с воздухом.

В 1960-х годах А. Галерн использовал смешивание в режиме онлайн для коммерческого дайвинга.

В 1970 году Morgan Wells, который был первым директором дайвинг-центра Национального управления океанографии и атмосферы (NOAA), начал внедрять процедуры дайвинга для воздуха, обогащенного кислородом. Он представил концепцию эквивалентной глубины воздуха (EAD). Он также разработал процесс смешивания кислорода и воздуха, который он назвал системой непрерывного смешивания. На протяжении многих лет изобретение Уэллса было единственной практической альтернативой смешиванию с парциальным давлением . В 1979 году NOAA опубликовало процедуры Уэллса для научного использования нитрокса в Руководстве по дайвингу NOAA.

В 1985 Дик Рутковски, бывший сотрудник NOAA по безопасности дайвинга, сформировал IAND (Международная ассоциация дайверов на найтроксе) и начала обучение использованию найтрокса для любительского дайвинга. Некоторые считали это опасным и встретили серьезный скептицизм со стороны дайвинг-сообщества.

В 1989 году на семинаре океанографического института Харбор-Бранч были рассмотрены вопросы смешивания, ограничения кислорода и декомпрессии.

В 1991 году, Журнал Bove, Bennett и Skindiver выступил против использования найтрокса для любительского дайвинга. Ежегодная выставка DEMA (проходившая в том году в Хьюстоне, штат Техас) запретила поставщикам услуг по обучению найтроксу участвовать в шоу. Это вызвало негативную реакцию, и когда DEMA уступила, ряд организаций воспользовались возможностью, чтобы провести семинары по найтроксу вне шоу.

В 1992 году Группа ресурсов по подводному плаванию с аквалангом организовала семинар, на котором были установлены некоторые руководящие принципы, а некоторые - устранены заблуждения.

В 1992 году BSAC запретил своим членам использовать найтрокс во время деятельности BSAC. Название IAND было изменено на Международная ассоциация найтроксов и технических дайверов (IANTD ), буква T была добавлена, когда Европейская ассоциация технических дайверов (EATD) объединилась с IAND. В начале 1990-х эти агентства обучали найтроксу, но основные агентства подводного плавания - нет. Были созданы дополнительные новые организации, в том числе American Nitrox Divers International (ANDI), которая изобрела термин «Safe Air» для маркетинговых целей, и Technical Diving International (TDI). NAUI стало первым существующим крупным агентством по обучению дайверов-любителей, которое наложило санкции на использование найтрокса.

В 1993 году Sub-Aqua Association была первым британским агентством по обучению любительскому дайвингу, признавшим и одобрившим Их участники обучали Nitrox в одном из технических агентств. Первая квалификация SAA по найтроксу была выдана в апреле 1993 года. Первым инструктором SAA по найтроксу был Вик Бонфанте, который получил сертификат в сентябре 1993 года.

Тем временем магазины дайвинга находили чисто экономическую причину для предложения найтрокса: не только y был совершенно новым курсом, и для его использования требовалась сертификация, но вместо дешевых или бесплатных заправок баллонов сжатым воздухом дайв-центры обнаружили, что они могут взимать большие деньги за смешивание нитрокса со своими обычными, умеренно опытными дайверами. С появлением новых компьютеров для погружений, которые можно было запрограммировать на более длительное время нахождения на дне и более короткое время остаточного азота, которое давал найтрокс, у спортивного дайвера увеличился стимул к использованию газа.

В 1993 году журнал Skin Diver, ведущее издание по любительскому дайвингу в то время, опубликовал серию из трех частей, в которых утверждалось, что найтрокс небезопасен для спортивных дайверов. изготовила первый «нитрокс-совместимый» компьютер для погружений, названный «Bridge», конференция aquaCorps TEK93 была проведена в Сан-Франциско, и был установлен практический предел содержания масла в 0,1 мг / м для кислородно-совместимого воздуха. Канадские вооруженные силы выпустили таблицы EAD с верхним значением PO 2 1,5 ATA.

В 1994 году Джон Лэмб и Вандаграф запустили первый анализатор кислорода, созданный специально для дайверов, работающих на найтроксе и смешанных газах, в Бирмингемское дайв-шоу.

В 1994 году BSAC изменил свою политику в отношении найтрокса и объявил, что обучение по найтрокс в BSAC начнется в 1995 году.

В 1996 году Профессиональная ассоциация инструкторов по дайвингу (PADI) объявила о полном образовании. поддержка найтрокса. В то время как другие основные организации подводного плавания объявили о своей поддержке найтрокса ранее, именно с одобрения PADI найтрокс стал стандартным вариантом для любительского дайвинга.

В 1999 году исследование RW Hamilton показало, что более сотен тысяч погружений на найтроксе, запись DCS хороша. Найтрокс стал популярным среди дайверов-любителей, но нечасто используется коммерческими дайверами, которые обычно используют дыхательные аппараты с поверхностным питанием. OSHA приняло ходатайство об отклонении от коммерческих правил дайвинга для инструкторов по подводному плаванию.

Издание NOAA Diving Manual 2001 года включало главу, предназначенную для обучения найтроксу.

В природе

Временами в геологическом прошлом атмосфера Земли содержала гораздо больше, чем 20% кислорода: например, до 35% в верхнем карбоне период. Это позволило животным легче поглощать кислород и повлияло на их эволюционные закономерности.

См. Также

  • Другие газы для дыхания - Газ, используемый для дыхания человека
    • Аргокс - Иногда газовая смесь используется аквалангистами для надувания сухого костюма
    • Heliox - газ для дыхания, смешанный из гелия и кислорода
    • Hydreliox - смесь газов для дыхания, состоящая из гелия, кислорода и водорода
    • Hydrox - Смесь газов для дыхания, экспериментально используемая для очень глубоких погружений
    • Trimix - Газ для дыхания, состоящий из кислорода, гелия и азота
  • Методы смешивания газов - Производство специальных газовых смесей в соответствии со спецификацией
  • Баллон для дайвинга - Баллон со сжатым газом высокого давления, используемый для хранения и подачи дыхательного газа для дайвинга
  • Эквивалентная глубина воздуха - Метод сравнения требования к декомпрессии для воздуха и данной смеси найтрокса
  • Парциальное давление - Давление, связанное с компонентный газ в смеси
  • Максимальная рабочая глубина - Глубина морской воды, при которой заданная газовая смесь для дыхания будет иметь предельное максимальное парциальное давление кислорода
  • Азотный наркоз - Обратимые наркотические эффекты дыхательного азота при повышенных парциальное давление
  • Кислородная токсичность - Токсическое воздействие вдыхания кислорода в высоких концентрациях

Ссылки

Сноски

  1. ^Кислород потенциально может быть в 1,7 раза более наркотическим, чем азот - см. соответствующая наркотическая сила газов
  2. ^Позиция, которую он формально сохранял до тех пор, пока в 1995 году редактор журнала Билл Глисон, как сообщалось, не сказал, что найтрокс - это "нормально". Позже Skin Diver обанкротилась.

Внешние ссылки

Найдите nitrox в Wiktionary, бесплатном словаре.
Последняя правка сделана 2021-05-31 10:42:59
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте