Φιάλες αναπνευστικών συσκευών, όλα όσα θέλετε να μάθετε

 
Του Ιωάννη Σ. Ρέτσιου

Πολλοί από εσάς θα έχετε τοποθετήσει σε μια πόρτα ένα πυροσβεστήρα ως προσωρινό φρένο για να μείνει μια πόρτα ανοιχτή, αδιαφορώντας για τον πυροσβεστήρα καθώς είναι άλλη μια κόκκινη φιάλη στη γωνία. Δυστυχώς κατά τον ίδιο τρόπο συμπεριφερόμαστε πολλές φορές και στις φιάλες των αναπνευστικών μας συσκευών… άλλη μια κίτρινη ή γκρι φιάλη στο ράφι…

Πόσα όμως γνωρίζουμε για τις φιάλες; πόσα είδη υπάρχουν; είναι ίδιες σε μέγεθος αλλά διαφορετικές σε ποσότητα; τις μετράμε σε psi ή σε bar; Όλα αυτά θα τα αναλύσουμε μέσα από αυτό το άρθρο όχι για να σας κάνουμε ειδικούς αλλά για να αποκτήσετε την απαιτούμενη τεχνογνωσία έτσι ώστε να σέβεστε τον εξοπλισμό σας αλλά και να ζητάτε πάντα το καλύτερο και το πιο σωστό για την εργασία σας.

Οι φιάλες των αναπνευστικών συσκευών (καθώς υπάρχουν και άλλων κατηγοριών) χωρίζονται σε τέσσερις βασικές κατηγορίες :

1. Χαλύβδινες (type 2)
2. Αλουμινίου (type 2)
3. Ανθρακονημάτων 15, 20 & 30 ετών ζωής (type 3) CC
4. Ανθρακονημάτων χωρίς όριο ζωής (type 4) FC

1. Χαλύβδινες φιάλες (Steel Cylinders) Type 2

Οι χαλύβδινες φιάλες κατασκευάζονται σε πολλά εργοστάσια ανά τον κόσμο, όμως λίγα είναι αυτά που έχουν μακρά ιστορία και παράδοση και πολλά με μικρή ιστορία γρήγορη ανάπτυξη και αμφιβόλου ποιότητας προϊόν. Οι χαλύβδινες φιάλες είναι κατά βάση οι πιο ανθεκτικές στο πέρας του χρόνου και στην κακομεταχείριση έως ενός σημείου βέβαια. Μέσα από την πολυετή χρήση τους σε πυροσβεστικές υπηρεσίες, διυλιστήρια και βιομηχανικές ομάδες έχουν αποδείξει την ανθεκτικότητα τους, την αξία τους αλλά είναι υπεύθυνες και για πολλές κακώσεις στην μέση λόγω του βάρους τους.

Πάμε να δούμε τα πέντε βασικά πλεονεκτήματα ή μειονεκτήματα που μπορεί να έχουν:

• Ανθεκτικότητα : Αντοχή σε χτυπήματα ή γρατσουνιές, αλλά διαβρώνονται εσωτερικά εύκολα με το πέρας του χρόνου
• Συντήρηση : Κάθε πέντε (5) χρόνια Υδροστατικός έλεγχος
• Χρόνος ζωής : Απεριόριστος όσο περνάνε υδροστατικό έλεγχο
• Βάρος : Μειονεκτούν σε αυτό το παράγοντα καθώς το βάρος συνήθως είναι μεγάλο αναλόγως του όγκου της φιάλης (6 λίτρων ή 9)
• Κόστος : Δεν έχουν μεγάλο κόστος αγοράς και κυμαίνεται από 130 μέχρι 250 ευρώ

Εσωτερική διάβρωση λόγω υγρασίας

Αναλόγως της φιάλης επιδέχονται διαφορετικά κλείστρα βαλβίδες (βλέπε άρθρο Ηλία Κατσουρίδη) αναλόγως της προτίμησης του χρήστη. Προτείνω ανεπιφύλακτα με την παραγγελία κάθε φιάλης για αναπνευστική συσκευή να ζητάτε απαραιτήτως να φέρει βαλβίδα περιορισμού ροής (EFV) βλέπε προηγούμενο άρθρο μου.

Διάβρωση λόγω κακής συντήρησης & υγρασίας

2. Φιάλες Αλουμινίου (Aluminum Cylinders) Type 2

Οι φιάλες αλουμινίου δεν διαφέρουν και πάρα πολύ από τις χαλύβδινες. Κατασκευάζονται από κράμα αλουμινίου καθιστώντας τες πιο ανθεκτικές από τις χαλύβδινες στις εσωτερικές διαβρώσεις καθώς δεν οξειδώνονται. Αρκετοί κατασκευαστές διαμορφώνουν κατά τέτοιο τρόπο το εσωτερικό των φιαλών αλουμινίου με μια φόρμουλα μαγνησίου-πυριτίου-αλουμινίου, παρέχοντας ισχυρή ανθεκτικότητα στην διάβρωση και στα γδαρσίματα.

• Ανθεκτικότητα : Αντοχή σε χτυπήματα ή γρατσουνιές
• Συντήρηση : Κάθε πέντε (5) χρόνια Υδροστατικός έλεγχος
• Χρόνος ζωής : Απεριόριστος όσο περνάνε υδροστατικό έλεγχο
• Βάρος : Μέτριο αναλόγως του όγκου της φιάλης
• Κόστος : Έχουν μέτριο κόστος αγοράς και κυμαίνεται αναλόγως του όγκου τους

Διάβρωση στο λαιμό της φιάλης αλουμινίου

3. Φιάλες Ανθρακονημάτων (Carbon Composite Cylinders) Type 3

Αυτός ο τύπος της φιάλης αποτελείται από ένα δοχείο αλουμινίου (μεταλλικό χιτώνιο) το οποίο είναι περιτυλιγμένο με ανθρακονήματα. Το δοχείο είναι κατασκευασμένο από αλουμίνιο τύπου 6061 ψυχρής εξέλασης. Στην συνέχεια το δοχείο τυλίγεται με ίνες άνθρακα σε μία εποξική μήτρα. Η όλη διαδικασία ελέγχεται από έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή.  Στην συνέχεια, επάνω στο στρώμα των νημάτων άνθρακα, τυλίγονται ίνες υάλου οι οποίες αποτελούν το εξωτερικό τελικό στρώμα..

Η εξωτερική αυτή στρώση από ίνες υάλου εφαρμόζεται για την ενίσχυση της αντίστασης του κυλίνδρου σε κρούση και τριβή κατά την διάρκεια της χρήσης του.

Μετά την σκλήρυνση της εποξικής μήτρας η οποία επιτυγχάνεται με υψηλή θερμοκρασία, στην επιφάνεια της φιάλης προστίθεται μια εξωτερική στρώση γέλης (gel). Αυτή η επικάλυψη παρέχει μια ομαλή επιφάνεια, με αποτέλεσμα να καθαρίζεται εύκολα η επιφάνεια του κυλίνδρου. Κάθε παρτίδα φιαλών κατασκευάζεται και υποβάλλεται σε καταστρεπτικές και μη καταστρεπτικές δοκιμές σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ 12245 και την Ευρωπαϊκή Οδηγία για τον εξοπλισμό υπό πίεση 2014/68/EU (η οδηγία PED 97/23/EC αντικαταστάθηκε στις 18/7/2016 με την 2014/68/EU)

Οι φιάλες ανθρακονημάτων είναι 30% ελαφρύτερες από τις φιάλες αλουμινίου και 70% ελαφρύτερες από τις χαλύβδινες.

• Ανθεκτικότητα : Μέτρια Αντοχή σε χτυπήματα ή γρατσουνιές
• Συντήρηση : Κάθε πέντε (5) χρόνια Υδροστατικός έλεγχος
• Χρόνος ζωής : Δεκαπέντε με τριάντα χρόνια
• Βάρος : Εξαιρετικά ελαφρές
• Κόστος : Έχουν υψηλό κόστος αγοράς και κυμαίνεται αναλόγως του όγκου τους

Φιάλες Ανθρακονημάτων (Full Composite Cylinders) Type 4

Η νέα φιάλη ανθρακονημάτων τύπου 4, τυπικά είναι ελαφρύτερη 40% έως 50% από την φιάλη ανθρακονημάτων τύπου 3 (μεταλλικό χιτώνιο).  Στην φιάλη τύπου 3, το επενδεδυμένο δοχείο από αλουμίνιο (μεταλλικό χιτώνιο) μπορεί να διαβρωθεί, από τα αέρια, εσωτερικά μετά από χρήση.

Στην νέα φιάλη από ανθρακονήματα, δεν υπάρχει μέταλλο για να αντιδράσει με αέρια και να υπάρξει διάβρωση. Από μόνη της η πολυμερής επένδυση είναι η αιτία που καθιστά την φιάλη τύπου 4 εξαιρετικά ελαφριά με απεριόριστη διάρκεια ζωής. Η κατασκευή της φιάλης αποτελείται από ίνες άνθρακα υψηλής αντοχής και πλέξη αραμιδίου (Kevlar). Ο συνδυασμός του Kevlar με τις ίνες άνθρακα είναι τόσο ανθεκτικός στην φθορά  ώστε δεν υπάρχει καμία ανάγκη για πρόσθετη επικάλυψη της φιάλης με ίνες υάλου με αποτέλεσμα ο τύπος 4 να έχει συγκριτικά, ακόμη χαμηλότερο βάρος.

• Ανθεκτικότητα : Μέτρια αντοχή σε χτυπήματα ή γρατσουνιές
• Συντήρηση : Κάθε πέντε (5) χρόνια Υδροστατικός έλεγχος
• Χρόνος ζωής : NNL (No Life Limit)(Μετά τα 30 έτη αν αποτύχει ο υδροστατικός έλεγχος αποσύρεται)
• Βάρος : Εξαιρετικά ελαφρές
• Κόστος : Έχουν μέτριο κόστος αγοράς και κυμαίνεται αναλόγως του όγκου τους

Δείτε ένα βίντεο πώς κατασκευάζονται οι φιάλες αυτές εδώ : https://www.youtube.com/watch?v=ZbMb85IenJA

Γενικές προδιαγραφές κυλίνδρων

• EN 12245 Carbon Composite cylinder (Φιάλες ανθρακονημάτων)
• ISO 9809-1 Steel Cylinder (Χαλύβδινες φιάλες)
• EN 144-1, EN 144-2 Cylinder valves (Βαλβίδες φιαλών )
• EN 137:2006 Cylinder valves, SCBA (Βαλβίδες φιαλών)
• EN 1089-1 Stamp marking of cylinders (Εγχάρακτη σήμανση φιαλών)
• EN 1089-2 Precautionary labelling of cylinders (Προληπτική σήμανση φιαλών)
• EN 1089-3 Colour Coding of cylinders (Χρωματική κωδικοποίηση φιαλών)

Διαφορές μεταξύ των πιέσεων

Πολλές φορές ακούω κάποιους να μετράνε την πίεση των φιαλών σε psi ή σε bar. Κανένα από αυτά δεν είναι λάθος, λαμβάνοντας υπ’ όψη ότι βάσει Εθνικών Προτύπων, αναφερόμαστε στην μονάδα πίεσης που ισχύει σε κάθε χώρα. Εφόσον βρισκόμαστε στην Ευρώπη χρησιμοποιούμε ως μονάδα μέτρησης της πίεσης τα bar καθώς η μονάδα μέτρησης psi χρησιμοποιείται κυρίως στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής.

Η πίεση λειτουργίας μίας φιάλης (ονομαστική πίεση) είναι αυτή που έχει ορίσει ο κατασκευαστής και αναγράφεται στην σήμανση της φιάλης. Για παράδειγμα μια φιάλη έξι (6) λίτρων με πίεση λειτουργίας 300 bar, μπορεί να γεμίσει με αέρα με πίεση μέχρι 300 bar (επιχειρησιακά).

Περιεκτικότητα και διάρκεια χρήσης της φιάλης

Η περιεκτικότητα μίας φιάλης εξαρτάται από τον όγκο και την πίεση λειτουργίας. Για παράδειγμα η περιεκτικότητα της φιάλης που αναφέρω πιο πάνω είναι 1800 λίτρα. Για να βρούμε την περιεκτικότητα πολλαπλασιάζουμε τον όγκο (V) επί την πίεση (P) που αναγράφονται στην σήμανση της φιάλης.
Οπότε όγκος (V) 6 λίτρα επί την πίεση (P) 300 bar = 1800 λίτρα (L) αναπνεύσιμου αέρα. Αυτή η ποσότητα αέρα αρκεί για 40 λεπτά περίπου. Όμως, τι ακριβώς σημαίνει, ότι θα έχουμε 40 λεπτά αέρα; 

Ας το αναλύσουμε

Η διάρκεια μιας αναπνευστικής συσκευής ατμοσφαιρικού αέρα εξαρτάται από την ποσότητα του ατμοσφαιρικού αέρα στην φιάλη και τον μέσο όρο κατανάλωσης από τον χρήστη. (Ο μέσος όρος παγκοσμίως ορίζεται στα 40 λίτρα το λεπτό και αφορά πυροσβέστη σε μέτρια εργασία).

Η κατανάλωση χωρίζεται σε 3 κατηγορίες

1. Πλήρη Διάρκεια
Ορίζεται ως η διάρκεια από την στιγμή που ενεργοποιείται η αναπνευστική συσκευή μέχρι να αδειάσει η φιάλη.

2. Διάρκεια Εργασίας
Ορίζεται ως η διάρκεια από την στιγμή που ενεργοποιείται η αναπνευστική συσκευή μέχρι να ακουστεί η προειδοποίηση της σφυρίχτρας.

3. Περιθώριο ασφαλείας (Π.Α)
Ορίζεται ως η διάρκεια από την στιγμή που ακούγεται η σφυρίχτρα μέχρι να εξαντληθεί ο αέρας στην φιάλη. Στα 50 με 55 bar ηχεί η σφυρίχτρα και δίνει ένα περιθώριο ασφαλείας περίπου 5 λεπτά (αναλόγως τον χρήστη).

Παράδειγμα  (αναπνευστική συσκευή 6 λίτρων/300 Bar)
Ποσότητα (σε λίτρα) Χ Πίεση (bar) = Περιεχόμενο (σε λίτρα)

• Πλήρη διάρκεια 6 Χ 300 Χ 0,9 = 1.620 λίτρα αναπνεύσιμου αέρα (όπου 0,9 συντελεστής συμπίεσης)
• Πλήρη διάρκεια = 1.620 λίτρα διά 40 (λίτρα μέσης αναπνοής το λεπτό) = 40,5 λεπτά χρήσης
• Διάρκεια Εργασίας =  1.620 λίτρα – Π.Α διά 40 (λίτρα μέσης αναπνοής το λεπτό) = 33 λεπτά χρήσης

Ο συντελεστής συμπίεσης (ή διόρθωσης) εφαρμόζεται ΜΟΝΟ σε φιάλες των 300 bar και όχι των 200 bar

*Peak Inhalation Air Flow

 Από τους παραπάνω πίνακες αντιλαμβανόμαστε ότι η φιάλη που θέσαμε ως παράδειγμα σε ένα μέσο χρήστη (πυροσβέστη) σε συνθήκες κατάσβεσης (το λιγότερο 60 λίτρα το λεπτό κατανάλωση) θα διαρκέσει μέσο όρο 20± λεπτά. Για να το κάνω πιο κατανοητό παραθέτω ένα βίντεο με την ευγενική υποστήριξη του συναδέλφου Μάριου Χριστοδουλίδη που ταλαιπώρησα για την δημιουργία αυτού του πειράματος.

Σε αυτό το βίντεο βλέπουμε ένα πυροσβέστη με πλήρη εξάρτηση και αναπνευστική συσκευή ανοιχτού κυκλώματος να εκτελεί μια άσκηση cross fit για ένα λεπτό της ώρας. Η συνολική του κατανάλωση κατά την διάρκεια αυτής της άσκησης ήταν 30 bar. Με το δεδομένο αυτό (30bar/ 1 λεπτό [60 sec]) την ποσότητα της φιάλης σε ιδανικές συνθήκες (ανάληψη από την κύστη του πυροσβεστικού οχήματος στα 270-280 bar) αν διαιρέσουμε τα 280 bar στην καλύτερη δια 30 bar μας δίνουν 9,3 λεπτά λειτουργίας! Συγκρίνοντας τα δύο άκρα, 40 λεπτά λειτουργίας σε ιδανικές συνθήκες και περίπου 10 λεπτά σε συνθήκες πλήρους καταπόνησης, το αποτέλεσμα είναι 40+10=50 λεπτά / 2 μέσος όρος 25 λεπτά. Καταλήξαμε λοιπόν και πρακτικά και θεωρητικά στο ίδιο περίπου μέσο χρόνο λειτουργίας της αναπνευστικής συσκευής. (να τονίσω βεβαίως ότι σύμφωνα με την άσκηση στο βίντεο, ελάχιστοι πυροσβέστες θα κατανάλωναν 30 bar! ο μέσος όρος κατανάλωσης πυροσβεστών αν έκαναν όλη την άσκηση (1 λεπτό) θα ήταν περίπου στα 60 bar στην καλύτερη περίπτωση)

Η κατανάλωση να επισημάνω εξαρτάται από πολλούς άλλους παράγοντες επίσης, όπως η χρήση της μεμβράνης του αεροπνεύμονα (free flow) για παραπάνω παροχή αέρα, η φυσική κατάσταση του χρήστη, το κάπνισμα, αν κάποιος είναι υπέρβαρος κ.λ.π.

Μια άλλη ερώτηση που καλούμαι να απαντήσω πολλές φορές σε συζητήσεις με πυροσβέστες είναι πόσο πρέπει μια φιάλη να είναι γεμάτη σύμφωνα με την ονομαστική της τιμή. Με δεδομένο ότι το 90% των φιαλών στο Πυροσβεστικό Σώμα είναι 6 λίτρων στα 300 bar πολλοί μου λένε ότι πρέπει να είναι στα 250 bar, ή στα 220 bar είναι εντάξει κλπ.

Η απάντηση μου είναι ότι πρέπει να βρίσκεται πάντα έτοιμη προς χρήση στο 90% της ονομαστικής της τιμής κατ’ ελάχιστον. (Δηλαδή 300 bar X 90% = 270 bar) για την Πυροσβεστική Υπηρεσία υπάρχει βεβαίως και η διάταξη 117. 

Αποθήκευση φιαλών

Κάθε φιάλη υπόκειται σε κάποιους κανόνες αναφορικά με την σωστή και ασφαλή αποθήκευση της.

• Αποθηκεύεται την φιάλη με τρόπο τέτοιο ώστε να είναι απολύτως προστατευμένη από υψηλές θερμοκρασίες, χημικά και φωτιά.
• Κλείστε και ασφαλίστε την έξοδο της φιάλης (σπείρωμα σύνδεσης) με ειδική μεταλλική τάπα η οποία εξασφαλίζει ότι βρωμιές και άλλα σωματίδια δεν θα εισέλθουν κατά την περίοδο της αποθήκευσης εντός της φιάλης. Επίσης προστατεύει την φιάλη από λάθος χειρισμό σε περίπτωση που είναι γεμάτη και την ανοίξετε σε ελεύθερο περιβάλλον. Προσοχή στην επιλογή μεταξύ 300 bar φιαλών και 200 bar φιαλών καθώς διαθέτουν διαφορετικούς λαιμούς οι φιάλες (θα αναλυθεί εκτενέστερα σε επόμενο άρθρο).
• Η αποθήκευση να γίνεται σε διαφορετικά ράφια. Άλλα ράφια για τις γεμάτες φιάλες και άλλα για τις άδειες φιάλες. Τα ράφια πρέπει να φέρουν πινακίδες για την εύκολη αναγνώριση των φιαλών
• Οι άδειες φιάλες, θα πρέπει υποχρεωτικά να περιέχουν αέρα με πίεση τουλάχιστον 2 bar για να αποφεύγεται η ενδεχόμενη οξείδωση/μόλυνση της φιάλης λόγω της υγρασίας.
• Οι φιάλες να αποθηκεύονται σε περιβάλλον που έχει θερμοκρασία μεταξύ -30^Ο C και +60^Ο C

Ειδική μεταλλική τάπα ασφάλισης φιαλών G5/8-300 Bar (V06567)

Μεταφορά φιαλών

• Για την μεταφορά των φιαλών είτε είναι υπό πίεση είτε είναι άδειες το σωστό είναι να μεταφέρονται με ένα μηχανισμό ασφάλισης όπως ένα καρότσι με ειδικές θέσεις για συγκεκριμένο αριθμό φιαλών και εάν είναι δυνατόν να υπάρχει ένδειξη πάνω στο κλείστρο (πχ. αυτοκόλλητη χρωματιστή ταινία ή ετικέτα που να λέει ΓΕΜΑΤΗ).
• ΠΡΟΣΟΧΗ! ποτέ δεν μεταφέρουμε ή σηκώνουμε τις φιάλες από το χερούλι του κλείστρου. Ο σωστός τρόπος είναι να πιάνουμε το σώμα του κλείστρου και με το άλλο χέρι μας το σώμα της φιάλης κατά προτίμηση στο κάτω μέρος.
• Ελέγχετε τις φιάλες μια φορά το μήνα στην αποθήκη σας και κρατάτε αρχείο συντήρησης, επισκευών και πλήρωσης για την κάθε φιάλη χωριστά.

Ειδικό καρότσι μεταφοράς φιαλών

Αποθήκευση γεμάτων φιαλών

Κλείνοντας θα ήθελα να επισημάνω ότι η τεχνογνωσία πάνω στο εξοπλισμό ασφαλείας δεν είναι κάτι το οποίο το αγοράζεις σε ένα κατάστημα ή το κατέχεις διαβάζοντας μόνο ένα άρθρο. Χρειάζεται επιμονή και όρεξη για συνεχή μάθηση καθώς και συνεχή ανάγνωση όλων των τελευταίων εξελίξεων πάνω σε αυτό το τομέα έτσι ώστε ο χρήστης να φθάσει σε ένα καλό επίπεδο τεχνογνωσίας που θα τον βοηθήσει όχι μόνο στο επάγγελμα του αλλά και στην διασφάλιση της προσωπικής του υγείας.

Θα ήθελα σε αυτό το σημείο να σχολιάσω ότι σε συνεργασία με συναδέλφους μου από τον επαγγελματικό τομέα κ. Μιχάλη Βενιό, κ. Ηλία Κατσουρίδη , θα συνεχίσουμε τα τεχνικά άρθρα καθώς υπάρχει μεγάλη ζήτηση από πολλούς αναγνώστες μας και σας ευχαριστούμε πολύ για την υποστήριξη σας καθημερινά στο περιοδικό μας.

Για το Fire.gr, Ιωάννης Ρέτσιος
*Ο Ιωάννης Ρέτσιος είναι εκπαιδευτής μέσων ατομικής προστασίας και ειδικός σε θέματα εξοπλισμού για HazMat & C.B.R.N.e περιστατικά.

To άρθρο ανανεώθηκε από τον αρθρογράφο στις 8/7/2019

Πηγές :

• www.luxfer.com
• www.worthingtonindustries.com
• www.safercylinders.net
• www.draeger.com
• www.msasafety.com
• www.scottsafety.com

Σχετικά άρθρα που μπορείτε να διαβάσετε