นักดับเพลิงต้องเผชิญกับสถานการณ์ที่อันตรายอย่างยิ่ง และหนึ่งในอุปกรณ์ที่สำคัญที่สุดที่พวกเขาพกติดตัวคือเครื่องช่วยหายใจแบบมีถังอากาศในตัว (SCBA) ซึ่งประกอบด้วยถังอากาศ ถังอากาศเหล่านี้ทำหน้าที่ให้อากาศหายใจในสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยควัน ไอพิษ หรือระดับออกซิเจนต่ำ ในการดับเพลิงสมัยใหม่กระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบ SCBA เนื่องจากมีข้อได้เปรียบเหนือวัสดุแบบดั้งเดิมหลายประการ หนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดเมื่อพูดถึงถังอากาศสำหรับนักดับเพลิงคือความดันที่ถังสามารถกักเก็บได้ เนื่องจากเป็นปัจจัยที่กำหนดว่าอากาศที่จ่ายจะคงอยู่ได้นานเพียงใดในสภาวะอันตราย
แรงดันในถังอากาศดับเพลิงคือเท่าไร?
โดยทั่วไปแล้ว ความดันในถังอากาศสำหรับนักดับเพลิงจะสูงมาก ตั้งแต่ 2,216 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) ไปจนถึง 4,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) ถังเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อกักเก็บอากาศอัด ไม่ใช่ออกซิเจนบริสุทธิ์ ช่วยให้นักดับเพลิงสามารถหายใจได้ตามปกติแม้ในสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยควัน ความดันที่สูงนี้ช่วยให้สามารถกักเก็บอากาศปริมาณมากไว้ในถังขนาดค่อนข้างเล็กและพกพาสะดวก ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อการเคลื่อนย้ายและประสิทธิภาพที่จำเป็นในสถานการณ์ฉุกเฉิน
ถังอากาศสำหรับนักดับเพลิงมีหลายขนาด แต่โดยทั่วไปแล้วถังเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้สามารถบรรจุอากาศได้นาน 30 ถึง 60 นาที ขึ้นอยู่กับขนาดและระดับแรงดันของถัง ตัวอย่างเช่น ถังอากาศ 30 นาทีโดยทั่วไปจะบรรจุอากาศไว้ที่ 4,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว
บทบาทของกระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์s ในระบบ SCBA
โดยทั่วไปแล้ว ถังอากาศสำหรับนักดับเพลิงมักทำจากเหล็กหรืออะลูมิเนียม แต่วัสดุเหล่านี้มีข้อเสียอย่างมาก โดยเฉพาะในเรื่องของน้ำหนัก ถังเหล็กอาจมีน้ำหนักค่อนข้างมาก ทำให้นักดับเพลิงเคลื่อนที่และหลบหลีกในพื้นที่แคบหรืออันตรายได้ยาก ถังอะลูมิเนียมมีน้ำหนักเบากว่าเหล็กกล้า แต่ก็ยังมีน้ำหนักค่อนข้างมากเมื่อเทียบกับความต้องการในการดับเพลิง
เข้าสู่กระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ปัจจุบันถังดับเพลิงเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่นิยมใช้กันในหน่วยงานดับเพลิงส่วนใหญ่ทั่วโลก ถังเหล่านี้ผลิตขึ้นโดยการหุ้มวัสดุซับในโพลีเมอร์น้ำหนักเบาด้วยชั้นคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งมอบประโยชน์สำคัญหลายประการสำหรับระบบ SCBA
ข้อได้เปรียบหลักของกระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์s
- น้ำหนักเบากว่าข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของกระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์s คือน้ำหนักที่ลดลงอย่างเห็นได้ชัด นักดับเพลิงมีอุปกรณ์จำนวนมากอยู่แล้ว ทั้งชุดป้องกัน หมวกนิรภัย เครื่องมือ และอื่นๆ ถังอากาศเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่หนักที่สุดในชุด ดังนั้นการลดน้ำหนักจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งกระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักเบากว่าเหล็กหรือแม้แต่อลูมิเนียมมาก ทำให้นักดับเพลิงสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมอันตราย
- การจัดการแรงดันสูงกระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์สามารถทนต่อแรงดันสูงได้มาก ซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญของระบบ SCBA ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ถังอากาศสำหรับนักดับเพลิงส่วนใหญ่มีแรงดันประมาณ 4,500 psi และกระบอกสูบคาร์บอนไฟเบอร์ถังดับเพลิงถูกสร้างขึ้นมาเพื่อรองรับแรงดันเหล่านี้อย่างปลอดภัย ความจุแรงดันสูงนี้ช่วยให้สามารถกักเก็บอากาศได้มากขึ้นในปริมาตรที่เล็กลง ซึ่งช่วยยืดระยะเวลาที่นักดับเพลิงสามารถทำงานได้ก่อนที่จะต้องเปลี่ยนถังหรือออกจากพื้นที่อันตราย
- ความทนทานแม้ว่าจะมีน้ำหนักเบากระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ถังอากาศมีความแข็งแรงอย่างเหลือเชื่อ ออกแบบมาเพื่อทนต่อการใช้งานที่หนักหน่วง แรงกระแทกสูง และสภาวะแวดล้อมที่เลวร้าย การดับเพลิงเป็นงานที่ต้องใช้กำลังกายมาก และถังอากาศอาจสัมผัสกับความร้อนสูง เศษวัสดุที่ร่วงหล่น และอันตรายอื่นๆ ความทนทานของคาร์บอนไฟเบอร์ช่วยให้มั่นใจได้ว่าถังอากาศจะคงสภาพสมบูรณ์และปลอดภัยภายใต้สภาวะเช่นนี้ จึงเป็นแหล่งจ่ายอากาศที่เชื่อถือได้สำหรับนักดับเพลิง
- ความต้านทานการกัดกร่อนถังเหล็กแบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อน โดยเฉพาะเมื่อสัมผัสกับความชื้นหรือสารเคมีที่นักดับเพลิงอาจพบเจอในระหว่างทำงานกระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ในทางกลับกัน s มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยยืดอายุการใช้งานของกระบอกสูบเท่านั้น แต่ยังทำให้ปลอดภัยยิ่งขึ้นในการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายอีกด้วย
แรงดันและระยะเวลา: ถังอากาศดับเพลิงใช้งานได้นานแค่ไหน?
ระยะเวลาที่นักดับเพลิงสามารถใช้ถังอากาศหนึ่งถังได้ขึ้นอยู่กับทั้งขนาดของถังและแรงดันที่ถังเก็บได้ ถัง SCBA ส่วนใหญ่มีให้เลือกทั้งแบบ 30 นาทีและ 60 นาที อย่างไรก็ตาม ระยะเวลาดังกล่าวเป็นเพียงค่าประมาณและอ้างอิงจากอัตราการหายใจเฉลี่ย
นักดับเพลิงที่ทำงานหนักในสภาพแวดล้อมที่มีความเครียดสูง เช่น การดับเพลิงหรือการช่วยเหลือผู้ประสบภัย อาจต้องหายใจหนักขึ้น ซึ่งอาจลดระยะเวลาใช้งานจริงของถัง นอกจากนี้ ถังดับเพลิงขนาด 60 นาทีไม่ได้ให้อากาศหายใจได้นานถึง 60 นาที หากผู้ใช้หายใจเร็วเนื่องจากออกแรงหรือเครียด
มาดูกันว่าความดันในถังมีความสัมพันธ์กับปริมาณอากาศที่จ่ายอย่างไร ถัง SCBA มาตรฐานแบบ 30 นาทีโดยทั่วไปจะบรรจุอากาศได้ประมาณ 1,200 ลิตร เมื่อมีแรงดันถึง 4,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว แรงดันนี้คือตัวที่อัดอากาศปริมาณมากนั้นให้อยู่ในถังที่มีขนาดเล็กพอที่จะแบกไว้บนหลังของนักดับเพลิงได้
กระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์และความปลอดภัย
ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญที่สุดเสมอเมื่อพูดถึงอุปกรณ์ที่นักดับเพลิงใช้กระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดเพื่อให้มั่นใจว่าสามารถทนต่อแรงดันสูงและสภาวะที่รุนแรงได้ กระบวนการผลิตประกอบด้วยวิศวกรรมที่แม่นยำเพื่อสร้างกระบอกสูบที่ทั้งแข็งแรงและน้ำหนักเบา นอกจากนี้ กระบอกสูบเหล่านี้ยังผ่านการทดสอบไฮโดรสแตติก ซึ่งเป็นกระบวนการที่เติมน้ำและอัดแรงดันในกระบอกสูบเพื่อให้มั่นใจว่าสามารถทนต่อแรงดันใช้งานที่กำหนดได้โดยไม่รั่วหรือเสียหาย
คุณสมบัติการทนไฟของกระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ยังช่วยเพิ่มความปลอดภัยอีกด้วย เมื่อเกิดเพลิงไหม้ สิ่งสำคัญคือถังอากาศจะต้องไม่ก่อให้เกิดอันตรายในตัวมันเอง ถังเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้ทนทานต่ออุณหภูมิที่รุนแรงและปกป้องอากาศที่จ่ายเข้าไปภายใน
บทสรุป
ถังอากาศสำหรับนักดับเพลิงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการให้อากาศหายใจในสถานการณ์ที่คุกคามชีวิต ความจุแรงดันสูงของถังเหล่านี้ ซึ่งมักจะสูงถึง 4,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ช่วยให้มั่นใจได้ว่านักดับเพลิงจะมีอากาศเพียงพอในกรณีฉุกเฉิน การนำถังอากาศเหล่านี้มาใช้กระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์s ได้ปฏิวัติวิธีการใช้งานถังเหล่านี้ โดยมอบประโยชน์มากมายในแง่ของน้ำหนัก ความทนทาน และความปลอดภัย
กระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ช่วยให้นักดับเพลิงสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระมากขึ้นและอยู่ในสภาพแวดล้อมอันตรายได้นานขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนถังบ่อยๆ ความสามารถในการทนต่อแรงดันสูงและสภาวะที่รุนแรงทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการดับเพลิงสมัยใหม่ ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์วัสดุ เราคาดว่าเทคโนโลยี SCBA จะได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมในอนาคต ซึ่งจะช่วยยกระดับความปลอดภัยและประสิทธิภาพของปฏิบัติการดับเพลิงให้ดียิ่งขึ้น
เวลาโพสต์: 14 ต.ค. 2567