潛水與氦
來(lái)源: 開(kāi)騰特氣 最后更新:2020-08-05 21:17:13 作者: 瀏覽:1607次
飽和潛水是潛水表愛(ài)好者中最受關(guān)注的主題之一,并且有充分的理由:許多最有趣且技術(shù)先進(jìn)的潛水員表都是專(zhuān)門(mén)為滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)飽和潛水員的需求而設(shè)計(jì)的。但是,討論中的參與者通常并沒(méi)有很好地理解什么是飽和潛水,它與潛水和返回水面有何不同(就像潛水員那樣)。
水肺潛水要穿上最上層,然后從壓縮空氣罐中向下呼吸到呼吸中的一些混合氣體,然后返回地面。更深的潛水需要使用氮?dú)夂脱鯕猓?gòu)成我們呼吸的大部分空氣)的替代品,因?yàn)榈獨(dú)饪梢栽?0米深的深度誘發(fā)氮?dú)饴樽?氮?dú)饴樽硗ǔ1徽J(rèn)為是喝醉了。因此,在更深的潛水中,氦有時(shí)與氫經(jīng)常結(jié)合使用或替代氮。氦氣與氮不同,不會(huì)引起深度的麻醉。

(美國(guó)海軍首席攝影師Mate Eric J. Tilford攝)
水肺潛水員通常必須在回到水面的途中停止減壓。原因是當(dāng)您呼吸壓縮氣體時(shí),它們逐漸溶解到您的身體組織中(當(dāng)然,您可以通過(guò)潛水不深或停留足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)避免減壓)。偶爾停下來(lái),使這些溶解的氣體逐漸無(wú)害地離開(kāi)人體。如果您不采取減壓措施就站起來(lái),這些溶解的氣體將在血液和身體組織中形成氣泡,從而造成傷害甚至死亡(減壓病也稱(chēng)為“彎道”)。
飽和潛水的開(kāi)發(fā)是在1960年代中期首次用于商業(yè)潛水。在深水設(shè)施(例如海底上的抽油設(shè)備)上工作的商業(yè)潛水員需要停留的時(shí)間要長(zhǎng)于潛水在這種深度下所允許的非常有限的時(shí)間,并且超過(guò)一定深度,對(duì)于常規(guī)的商業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō),潛水變得太危險(xiǎn)了。為了改善水底航行時(shí)間和安全性,飽和潛水員在水面支撐艦上的密封加壓艙中生活和工作。潛水員進(jìn)入艙室,然后逐漸使?jié)撍畣T在工作深度遇到壓力。術(shù)語(yǔ)“飽和”是指潛水者的身體組織被在該深度處可能的最大量的溶解氣體飽和的事實(shí)。

一個(gè)簡(jiǎn)單的飽和系統(tǒng)的示意圖,其中顯示了人類(lèi)占領(lǐng)的主要壓力容器:DDC –客廳;DTC –傳送室;PTC –人員轉(zhuǎn)移室(鐘形)RC –再壓縮室;SL –供應(yīng)鎖。
為了到達(dá)海底,潛水員通過(guò)氣閘離開(kāi)壓力室棲息地,然后進(jìn)入潛水鐘。然后將潛水鐘下降到海底(或所需的工作深度),然后潛水員離開(kāi)潛水鐘開(kāi)始工作。潛水鐘上留有一名潛水員,以監(jiān)視工作的潛水員。潛水員完成輪班后,他們會(huì)重新進(jìn)入鐘形,然后將其懸掛回水面,然后開(kāi)始下一個(gè)輪班。與潛水相比,優(yōu)點(diǎn)是可觀(guān)的,雖然只有少數(shù)潛水員的潛水深度超過(guò)300m,但飽和潛水員通常在100m至500m的深度工作。

令人驚訝的是,如果與作為飽和潛水員的工作相關(guān)聯(lián)(似乎有些人似乎容易出現(xiàn)骨丟失),幾乎沒(méi)有不良反應(yīng),而且如果仔細(xì)進(jìn)行,飽和潛水是完全安全的。但是,潛水員必須在有壓力的環(huán)境中工作長(zhǎng)達(dá)3周或更長(zhǎng)時(shí)間。這意味著與其他潛水員一起住在高壓住所,與其他潛水員在很近的地方,在不受隱私保護(hù)的情況下,進(jìn)行持續(xù)的視頻監(jiān)視(出于安全原因,這是必要的)。

在室內(nèi)時(shí),潛水員每天24小時(shí)受到攝像機(jī)的監(jiān)視。將攝像機(jī)直接放置在淋浴間和衛(wèi)生間上方,因此不存在隱私。(照片: 攝影師的伴侶一級(jí)(AW)Shane T. McCoy)
需要相當(dāng)大的情緒平衡,而脾氣暴躁或團(tuán)隊(duì)合作能力較弱的人則不需要申請(qǐng)。食物和其他供應(yīng)品必須通過(guò)小型氣閘進(jìn)入和離開(kāi)棲息地,如果不注意確保密閉腔室完全密封將是致命的。
假設(shè)您的工作深度為250米。相當(dāng)于表面氣壓的25倍。如果氣閘失靈,潛水員體內(nèi)的所有多余氣體將立即流向出口(在此深度,每平方英寸367.5磅的力),導(dǎo)致廣泛的即時(shí)內(nèi)部創(chuàng)傷和即時(shí)死亡。幸運(yùn)的是,重大的減壓事故在歷史上是非常罕見(jiàn)的。

如果支援船在緊急情況下不得不放棄船,潛水員的確有退出策略:逃生箱從船上的加壓生境通向加壓的(高壓)逃生艙,使?jié)撍畣T可以安全地離開(kāi)遇難的船只。
對(duì)于手表而言,問(wèn)題還在于氦氣形式的內(nèi)部壓力。氧氣形成的分子太大而無(wú)法穿透潛水表的密封件,但是氦原子足夠小,可以穿過(guò)潛水表的墊圈。這會(huì)導(dǎo)致潛水表殼內(nèi)部積壓。當(dāng)潛水員在數(shù)周的工作時(shí)間結(jié)束時(shí)開(kāi)始減壓時(shí),外部壓力的下降會(huì)導(dǎo)致表殼內(nèi)部的壓力相對(duì)較高,因?yàn)楹鉄o(wú)法像外部壓力下降時(shí)一樣迅速離開(kāi)表殼內(nèi)部(減壓時(shí)間因工作深度而異,可能需要幾天到幾周的時(shí)間。當(dāng)外部壓力降到足夠低時(shí),這可能導(dǎo)致晶體被迫離開(kāi)。

有兩種解決方案。許多潛水表制造商在其表殼中內(nèi)置了氦釋放閥,以允許減壓過(guò)程中氦分子以受控方式流出。簡(jiǎn)單地旋開(kāi)表冠可能會(huì)使多余的氣體猛烈地逸出,從而可能損壞內(nèi)部組件。另一個(gè)解決方案是制造一個(gè)表殼,開(kāi)始時(shí)不會(huì)被大量的氦氣穿透。精工在其Marinemaster Professional飽和潛水表中采用了這種方法,盡管這似乎有必要制造更大的表殼-盡管好處是結(jié)構(gòu)完整性更高。

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最后一個(gè)問(wèn)題是日期功能在潛水表中是否有用。對(duì)于潛水表來(lái)說(shuō),日期是多余的,但很難否認(rèn),對(duì)于飽和潛水員而言,日期是可取的,因?yàn)闈撍畣T必須一次與外界隔離數(shù)周。
這是一個(gè)壓力很大的工作環(huán)境–盡管遵守正確的程序可以使事情保持平穩(wěn),但是災(zāi)難只是處理不當(dāng)?shù)拈y門(mén)。這肯定會(huì)影響每個(gè)飽和潛水員的思想。在這種情況下,任何有助于使?jié)撍畣T在時(shí)間上保持定向的事情肯定是加分的。
截至2020年,僅在北海,墨西哥灣和東南亞總共有570個(gè)海上鉆井平臺(tái)投入運(yùn)營(yíng),因此飽和潛水員的工作量仍然很大。有趣的是,視頻記錄證據(jù)似乎表明,并非只有少數(shù)飽和潛水員佩戴專(zhuān)用潛水表。