Автономный дыхательный аппарат

Автономный дыхательный аппарат ( АДА ) — респиратор, носимый для обеспечения автономной подачи пригодного для дыхания газа в атмосфере, непосредственно опасной для жизни или здоровья, из газового баллона . ^[1] Обычно они используются в пожарной безопасности и промышленности. Термин «автономный» означает, что дыхательный аппарат не зависит от удаленной подачи дыхательного газа (например, через длинный шланг). Их иногда называют промышленными дыхательными наборами . Некоторые типы также называют дыхательными аппаратами на сжатом воздухе ( САВА ) или просто дыхательными аппаратами ( ВА ). Неофициальные названия включают воздушный пакет , воздушный баллон , кислородный баллон или просто пакет — термины, используемые в основном при пожаротушении . Если он предназначен для использования под водой, он также известен как комплект для подводного плавания (автономный подводный дыхательный аппарат).

Автономный дыхательный аппарат с открытым контуром обычно состоит из трех основных компонентов: баллона для хранения газа под высоким давлением (например, от 2216 до 5500 фунтов на квадратный дюйм (от 15280 до 37920 кПа ), примерно от 150 до 374 атмосфер), регулятора давления и дыхательного интерфейса, который может быть загубником, полумаской или полнолицевой маской, собранными и закрепленными на ремне для переноски в рамке. ^[2]

Автономный дыхательный аппарат может относиться к одной из трех категорий: открытого контура, закрытого контура, ^[3] или непрерывнопоточный. ^[4]

Типы

Замкнутый контур

Тип замкнутого цикла, также известный как ребризер, ^[5] работает путем фильтрации, дополнения и рециркуляции выдыхаемого газа. Он используется, когда необходима более длительная подача дыхательного газа, например, при горноспасании и в длинных туннелях , а также при прохождении через проходы, слишком узкие для большого воздушного баллона с открытым контуром. До того, как были разработаны дыхательные аппараты открытого типа, большинство промышленных дыхательных аппаратов представляли собой ребризеры , такие как Siebe Gorman Proto , Siebe Gorman Savox или Siebe Gorman Salvus . ^{[ нужна ссылка ]} Примером современных ребризерных дыхательных аппаратов может быть SEFA .

По состоянию на 1987 год ( Свод федеральных правил 30, часть 11 ).

Продолжительность работы дыхательных аппаратов закрытого типа составляет где-то 1-4 часа. Система дыхательного аппарата замкнутого цикла имеет отрицательное давление, что увеличивает риск утечек. ^[5]

Согласно NIOSH, существует два типа автономных дыхательных аппаратов закрытого типа:

Использует сжатый кислород .
Использует твердое вещество, генерирующее кислород . Это включает химическую реакцию между супероксидом калия с выдыхаемой водой и углекислым газом. Для запуска устройства необходимо зажечь хлоратную свечу.

Чтобы уменьшить повышение давления при использовании, в комплект поставки входит предохранительный клапан со слюноотделителем. АДА закрытого типа также заметно меньше, чем автономные дыхательные аппараты открытого типа. ^[5]

Автономные устройства самоспасания также представляют собой дыхательные аппараты замкнутого цикла, работающие по тем же принципам, предназначенные для аварийного использования в шахтах и имеющие срок действия около одного часа. ^[5]

Обрыв цепи

По состоянию на 1987 год ( Свод федеральных правил 30, часть 11 ).

В автономных дыхательных аппаратах открытого типа не осуществляется рециркуляция воздуха; вместо этого он позволяет выдыхаемому воздуху выходить наружу. Хотя 30 CFR 11 не ограничивает количество используемого газа (хотя обычно выбирают сжатый воздух), использование сжатого кислорода не допускается из-за воздействия на систему внешнего воздуха. Продолжительность обычно ограничивается 30-60 минутами. ^[6]

Согласно NIOSH, существует два типа автономных дыхательных аппаратов открытого типа:

Требование : 2000 фунтов на квадратный дюйм к регулятору от главного клапана, плюс перепускной клапан на случай неисправности, с двухступенчатым регулятором, снижающим давление до 50-100 фунтов на квадратный дюйм.
Потребление давления : Аналогично требованию, но с пружиной в диафрагме, которая удерживает впускной клапан открытым, обеспечивая непрерывную подачу воздуха к лицевой маске.

NIOSH подчеркивает, что лицевые маски обоих типов дыхательных аппаратов не могут быть взаимозаменяемы, но некоторые дыхательные аппараты можно переключить как на работу «по требованию», так и на работу «по требованию». Однако оба режима требуют разной подготовки. ^[6]

Общие черты

Промышленные дыхательные комплекты открытого типа заполняются фильтрованным сжатым воздухом. Типичные системы открытого типа имеют двухступенчатые регуляторы. Первая ступень снижает давление от давления хранения до более чем 300 бар до примерно 10 бар для подачи на вторую ступень на маске, что еще больше снижает его до давления чуть выше атмосферного через регулируемый клапан, когда давление падает при вдохе. В маске с положительным давлением регулируемый клапан настроен на закрытие, когда давление внутри маски немного превышает внешнее давление окружающей среды, поэтому, когда маска снимается с лица или протекает вокруг юбки, регулирующий клапан будет свободно течь. ^{[ нужна ссылка ]}

Аварийный дыхательный аппарат открытого типа для спасения или пожаротушения имеет полнолицевую маску , также называемую лицевой частью, регулятор нагрузки , воздушный баллон, манометр (иногда со встроенным устройством PASS ) и привязь с регулируемыми плечевыми ремнями и поясом. ремень, позволяющий носить его на спине. Обычно объем воздушного баллона составляет 4, 6 или 6,8 л, но доступны и другие размеры. Срок службы баллона можно рассчитать по объему, давлению и частоте дыхания пользователя. Формула: объем (в литрах) × давление (в барах) / 40 (литров в минуту) — 10 минут (10 минут — это запас прочности, или запас), поэтому 6-литровый баллон с давлением 300 бар равен 6. × 300/40 – 10 = продолжительность работы 35 минут. Физическая подготовка и уровень нагрузки пользователя влияют на частоту дыхания и приводят к изменению фактического времени использования автономного дыхательного аппарата. ^{[ нужна ссылка ]}

Воздушные баллоны изготавливаются из алюминия , стали или композитной конструкции (обычно обернутой стеклом или углеродным волокном ). Композитные баллоны имеют самый легкий вес и поэтому их предпочитают пожарные службы (Великобритания: пожарные и спасательные службы, ранее называемые пожарными бригадами) . ), но и они имеют самый короткий срок службы и должны быть выведены из эксплуатации через 15 лет. Пневматические баллоны должны проходить гидростатические испытания каждые 5 лет. ^{[ нужны разъяснения ]} Во время длительных операций пустые баллоны с воздухом можно быстро заменить свежими, а затем заправить их из более крупных резервуаров в каскадной системе хранения или из воздушного компрессора, доставленного на место происшествия. ^{[ нужна ссылка ]}

Непрерывный

Аварийные дыхательные аппараты для эвакуации, также известные как ESCBA, поставляются с колпаками, предназначены только для эвакуации и работают в режиме непрерывного потока. ^[7]^[4]^[8]

АДА только для эвакуации, предназначенные для эвакуации из ситуаций IDLH , независимо от типа, обычно ограничиваются 3–10 минутами. ^[6]^{[ нужны разъяснения ]}

Лицевая маска

SCBA обычно поставляются с полнолицевой маской. ^[7] но также может поставляться с полумаской или мундштуком в режиме спроса или давления, хотя с 1987 года использование мундштуков ограничивается только побегами. ^[4]

Капюшоны и шлемы предназначены только для режима непрерывного потока и также используются в респираторах для воздушных линий в дополнение к дыхательным дыхательным аппаратам, предназначенным только для эвакуации. ^[4]^[8]

Использование

Есть две основные области применения дыхательных аппаратов: пожаротушение и промышленное использование в замкнутых пространствах. ^[9]

При пожаротушении упор при проектировании делается на устойчивость к нагреву и огню, превышающую стоимость. АДА, предназначенные для пожаротушения, как правило, дороги из-за экзотических материалов, используемых для обеспечения огнестойкости и, в меньшей степени, для снижения веса пожарного. Кроме того, современные пожарные дыхательные аппараты включают в свою конструкцию устройство ПАСС (система индивидуальной сигнализации безопасности) или АДСУ (автоматическое устройство подачи сигнала бедствия). Эти устройства издают характерные высокие сигналы тревоги, чтобы помочь найти терпящих бедствие пожарных, автоматически активируясь, если движение не обнаружено в течение определенного периода времени (обычно от 15 до 30 секунд), а также позволяют активировать вручную в случае необходимости. При пожаротушении расположение этого дыхательного комплекта не должно мешать пожарному переносить спасаемого человека на плечах . ^{[ нужна ссылка ]}

Другое важное применение — для промышленных пользователей различного типа. Исторически горнодобывающая промышленность была важной сферой, и в Европе это до сих пор отражается в ограничениях на использование в конструкции автономных дыхательных аппаратов металлов, которые могут вызывать искры. Другими важными потребителями являются нефтехимическая , химическая и атомная промышленность. Акцент при проектировании для промышленных пользователей зависит от конкретного применения и простирается от нижнего уровня, который является критически важным с точки зрения затрат, до самых суровых условий, где дыхательный аппарат является частью интегрированной защитной среды, включающей газонепроницаемые костюмы для защиты всего тела и простота обеззараживания. Промышленные потребители часто снабжаются воздухом по воздухопроводу и переносят сжатый воздух только для целей эвакуации или дезактивации. ^{[ нужна ссылка ]}

Регулирование и стандарты

В США и Канаде дыхательные аппараты, используемые при пожаротушении, должны соответствовать требованиям, установленным Национальной ассоциацией противопожарной защиты (стандарт NFPA 1981). Если дыхательный аппарат помечен как «соответствующий NFPA 1981 года», он предназначен для тушения пожаров. Текущая версия стандарта была опубликована в 2018 году. ^[10] Эти стандарты пересматриваются каждые пять лет. Аналогичным образом, Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) имеет программу сертификации дыхательных аппаратов, предназначенных для использования в химических, биологических, радиологических и ядерных (ХБРЯ) средах.

Любой дыхательный аппарат, поставляемый для использования в Европе, должен соответствовать требованиям Директивы по средствам индивидуальной защиты (89/686/EEC). На практике это обычно означает, что дыхательный аппарат должен соответствовать требованиям европейского стандарта EN 137:2006. Сюда входят подробные требования к работе автономного дыхательного аппарата, необходимая маркировка и информация, которая должна быть предоставлена пользователю. Признаны два класса автономных дыхательных аппаратов: тип 1 для промышленного использования и тип 2 для пожаротушения. Любой SCBA, соответствующий этому стандарту, будет проверен на надежность работы и защиту пользователя от -30 °C до +60 °C в широком диапазоне суровых моделируемых условий эксплуатации.

Человеческий фактор

SCBA предназначен для использования в качестве средства индивидуальной защиты, но его использование требует затрат. Вес изделия и работа дыхания влияют на работоспособность и маневренность пользователя, а полнолицевая маска, защищая лицо и глаза от тепла, дыма и токсичных газов, также снижает периферическое зрение и осведомленность об окружающей обстановке. . Груз и ремни безопасности могут ограничивать дыхательный объем, скорость вентиляции и потребление кислорода, а частота сердечных сокращений может увеличиваться по сравнению с теми же уровнями упражнений без оборудования. Плечевые ремни тяжелого дыхательного аппарата могут ограничить свободу движений грудной клетки, что влияет на дыхание. ^[11]

См. также

NIOSH , регулятор SCBA в США – агентство федерального правительства США.
Глоссарий терминов пожаротушения - Список определений терминов и жаргона, используемых в пожаротушении.
Респиратор - устройство, которое носится для защиты пользователя от вдыхания загрязняющих веществ.
Устройство PASS (система индивидуальной сигнализации) , также известное как ADSU (автоматическое устройство подачи сигнала бедствия) — устройство, используемое для подачи сигнала тревоги, когда пожарный терпит бедствие.
SCUBA – автономный подводный дыхательный аппарат.
Дымовой колпак , также известный как краткосрочная подача воздуха (STAS) — устройство для защиты пользователя от вдыхания дыма в чрезвычайной ситуации.

Примечания

^ Боллинджер 1987 , с. 184
^ IFSTA 2008 , с. 190.
^ IFSTA 2008 , с. 191.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Боллинджер 1987 , стр. 7–8.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Боллинджер 1987 , стр. 55–56.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Боллинджер 1987 , стр. 59–64.
^ Jump up to: ^а ^б Боллинджер 1987 , с. 207
^ Jump up to: ^а ^б Боллинджер 1987 , с. 65
^ Боллинджер 1987 , с. 120
^ «НФПА» . НФПА . Архивировано из оригинала 6 апреля 2018 года . Проверено 5 мая 2018 г.
^ Лоухеваара, В.; Смоландер, Дж.; Туоми, Т.; Корхонен, О.; Яаккола, Дж. (1985). «Влияние автономного дыхательного аппарата на характер дыхания, газообмен и частоту сердечных сокращений во время тренировки». Джей Оккуп Мед . 27 (3): 213–216. ПМИД 3981278 .

Ссылки

ИФСТА (2008). Основы пожаротушения и работы пожарной охраны (5-е изд.).
Боллинджер, Нэнси Дж. (1987). Руководство NIOSH по промышленной защите органов дыхания .

Внешние ссылки

[1] Боллинджер 1987 , с. 184

[FOOTNOTEIFSTA2008190-2] IFSTA 2008 , с. 190.

[FOOTNOTEIFSTA2008191-3] IFSTA 2008 , с. 191.

[hoodhelmetmouth-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Боллинджер 1987 , стр. 7–8.

[fivesix-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Боллинджер 1987 , стр. 55–56.

[open-6] Jump up to: ^а ^б ^с Боллинджер 1987 , стр. 59–64.

[twoseven-7] Jump up to: ^а ^б Боллинджер 1987 , с. 207

[scbaescape-8] Jump up to: ^а ^б Боллинджер 1987 , с. 65

[9] Боллинджер 1987 , с. 120

[10] «НФПА» . НФПА . Архивировано из оригинала 6 апреля 2018 года . Проверено 5 мая 2018 г.

[Louhevaara_et_al_1985-11] Лоухеваара, В.; Смоландер, Дж.; Туоми, Т.; Корхонен, О.; Яаккола, Дж. (1985). «Влияние автономного дыхательного аппарата на характер дыхания, газообмен и частоту сердечных сокращений во время тренировки». Джей Оккуп Мед . 27 (3): 213–216. ПМИД 3981278 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]