Цей термін має також інші значення див. балон .

Балон (для підводного плавання) - сталевий, алюмінієвий або композитний (тонкостінна металева колба, посилена вуглецевим волокном) посудину циліндричної або, набагато рідше, сферичної форми, що використовується для зберігання і транспортування газу під великим (до 300 атм ) Тиском. Балон є частиною акваланга .

Газ з балона надходить до плавцеві через регулятор . Газ в балонах зазвичай міститься під тиском від 186 до 300 бар (Від 2700 до 4300 psi , Або від 18,6 до 30,0 МПа ), А типовий обсяг резервуара становить від 1,5 до 18 літрів , Що дозволяє мати запас газу від 300 до 3600 літрів при нормальних умовах (Від 30 до 120 ft³ (кубічних футів )).

Газові балони також використовуються для різних надводних завдань, що включають в себе зберігання газу для кисневої першої допомоги при лікуванні захворювань, пов'язаних з зануреннями, в дихальних апаратах пожежних і застосовуються в якості сховища газів в компресорних станціях; також існують різні сфери застосування, не пов'язані з дайвінгом .

До складу балона, в загальному випадку, входить:

• Колба - власне, саме сховище газу. Зазвичай робиться з кованого алюмінію або стали . Балони з композитних матеріалів використовуються в протипожежних дихальних апаратах, але рідко використовуються для занурень через їх високої позитивної плавучості. Алюмінієві балони мають більш низьку щільність ніж сталеві, що є перевагою в технічних зануреннях, тому що зменшується негативна плавучість у випадках, коли водолаз повинен нести багато балонів. Однак є і зворотна сторона медалі: при зануреннях з одним-двома алюмінієвими балонами потрібно додавання вантажів для створення необхідної для занурення негативної плавучості.
• Запірний вентиль - вузол, що з'єднує колбу балона з регулятором. Завдання вентиля полягає в тому, щоб управляти газовим потоком від і до балона і створювати герметичне з'єднання з регулятором. Також до складу вентиля входить запобіжний диск, який зруйнується від надлишкового тиску перш, ніж балон розірветься внаслідок перевищення допустимого тиску.
• Y-подібний запірний вентиль. Найчастіше зустрічаються запірні вентилі, що мають один вихід і один вентиль. Y-подібний вентиль має два виходи і два вентиля, що дозволяє підключити до балона два регулятора. Якщо один регулятор переходить в режим вільної подачі (Найбільш частий вид відмов), його вентиль можна закрити і продовжити дихання з другого регулятора.
• гумове О-кільце є ущільнювачем між запірним вентилем і регулятором. фторопластові О-кільця використовуються з балонами, призначеними для зберігання збагачених киснем газових сумішей, для зменшення ризику виникнення пожежі.
• Резервний важіль. до 1970-х років, перш, ніж стали встановлюватися манометри на регуляторах, часто використовувався механізм, призначений для попередження плавця про виснаження запасу газової суміші. Подача газу автоматично припинялася в той момент, коли тиск в балоні досягало певного значення. Щоб використовувати запас, аквалангіст тягнув важіль і завершував занурення перш, ніж витрачався резерв.
• Черевик - служить для запобігання балона від надмірних ударів об землю, а також для забезпечення можливості установки балона в вертикальному положенні. Являє собою пластиковий стакан, в який нижньою частиною вставляється колба балона. Застосовується, в основному, зі сталевими балонами.

На даний момент існує чотири зарубіжних типу вентилів:

• A-зажим (або англ. Yoke (йок) - струбцина) - забезпечує герметичність з'єднання за рахунок притиснення регулятора до вентиля балона за допомогою струбцини. Цей тип з'єднання простий, дешевий і дуже широко використовується в усьому світі. Він розрахований на максимальну величину тиску в 232 бару, і найслабша частина з'єднання, О-кільце, не дуже добре захищена від перевищення тиску.

• 232 бар DIN (5 витків, трубна різьба G 5/8 ") - регулятор вкручується в вентиль, що забезпечує надійну фіксацію ущільнювального О-кільця. Вони більш надійні ніж A-затискачі, тому що О-кільце добре захищене, але в багатьох країнах обладнання стандарту DIN не використовується повсюдно на компресорах, таким чином водолаз повинен буде в поїздку брати адаптер.

• 300 бар DIN: (7 витків, трубна різьба G 5/8 ") - аналогічний попередньому типу вентиля (на 232 бару), але розрахований на робочий тиск до 300 бар. Можливе використання регуляторів, розрахованих на 300 бар в балонах, розрахованих на тиск 232 бару, але не навпаки.

• EN 144-3: 2003 Європейський стандарт описує новий тип з'єднання, який зовні схожий на стандарт DIN 232 або 300, проте в ньому використовується метрична різьба M26 × 2. З'єднання даного типу призначений для використання із сумішами, в яких вміст кисню вище, ніж в атмосфері , Тобто - з гіпероксіческімі газовими сумішами .

За правилами Євросоюзу з серпня 2008 року все обладнання, яке використовується для занурень з використанням нітроксе або чистого кисню, має відповідати новому стандарту.

Крім імпортних стандартних вентилів на території СНД використовується так само велика кількість балонів з радянськими стандартами на приєднувальну різьблення. Самим масовими є балони з вентилем ВК-200, для приєднання трубопроводів різьблення яких використовується так само на апаратах «Україна-2» і «Юнга» ( «АСВ»). Крім цього є ще роз'єм «АВМ-5» ( «АВМ-7») і роз'єм «АВМ-1». Для установки імпортних регуляторів, а також регуляторів з іншими стандартами різьблення, на такі балони встановлюються перехідники:

• «Україна-2» і балони з вентилем ВК-200 на регулятор DIN.
• «АВМ-5», «АВМ-7» на регулятор DIN.
• «АВМ-1», «Підводник-1» на регулятор DIN.
• «АВМ-5», «АВМ-7»; «Підводник-2», «Підводник-3» на регулятор YOKE.
• «АВМ-1», «Підводник-1» на регулятор АВМ-5.

Балони виготовляються з стали , Алюмінію, композитного матеріалу зі сталі і вуглецевого волокна. При цьому кожен варіант має як плюси, так і мінуси.

• Сталеві балони. Мають високу негативну плавучість, що дозволяє скоротити кількість вантажів, однак ставить обмеження на максимальну кількість одночасно транспортуються балонів.
• Алюмінієві балони. Незважаючи на більш низьку щільність металу, алюмінієві балони виходять більш важкими за рахунок збільшення, порівняно зі сталевими, товщини стінок колби. При цьому в деяких федераціях підводного плавання для стейдж переважно використовуються алюмінієві балони, так як, на відміну від сталевих балонів, їх вага в воді близький до нуля. Мають обмеження по максимальному робочому тиску в посудині - 210 бар.
• Композитні балони. Мають невелику вагу, що при використанні в воді обертається необхідністю додаткового набору вантажів. Вельми тендітні.

Таблиця, що показує плавучість різних балонів в воді, порожніх і заповнених [1] [2] . Балон Повітря Вага на поверхні Вага у воді Матеріал Обсяг, л Тиск, бар Обсяг, л Вага, кг Порожній, кг Повний, кг Порожній, кг Повний, кг Сталь 12 200 2400 3,0 16,0 19,0 -1,2 -4,3 15 200 3000 3,8 20,0 23,8 -1,4 -5,2 2 × 7 200 2800 3,5 19,5 23,0 -2,0 -5,6 8 300 2400 3 , 0 13,0 16,0 -3,5 -6,5 10 300 3000 3,8 17,0 20,8 -4,0 -7,8 2 × 4 300 2400 3,0 15,0 18,0 -4,0 -7,0 2 × 6 300 3600 4,6 21,0 25,6 -5,0 -9,6 Алюміній 9 203 1826 2,3 12,2 13,5 +1,8 -0, 5 11 203 2247 2,8 14,4 17,2 +1,8 -1,1 13 203 2584 3,2 17,1 20,3 +1,4 -1,7

Дайвери часто використовують кілька видів балонів. Кожен балон має своє призначення.

Дайвери, які вчиняють рекреаційні занурення , Часто мають в наявності наступні балони:

• Основний балон - використовується під час занурення, ємність, зазвичай, від 10 до 18 літрів.
• bail out або bale out - балон, який використовується тільки в якості аварійного резерву повітря, «запасний парашут» аквалангіста. Зазвичай має обсяг від 0,4 до 1 літра.
• поні-балон - балон невеликого розміру, який використовується в якості резерву.

Дайвери, які вчиняють технічні занурення , Часто використовують кілька видів дихальних сумішей, кожна з яких знаходиться в окремих балонах, для всіх етапів занурення:

• Тревел-суміш або транспортна суміш (від англ. travel gas) - балон містить газ для використання під час занурення - зазвичай це нітрокс із середнім парціальним тиском кисню в суміші.
• донна суміш (від англ. bottom gas) - балон містить газ для використання на глибині - зазвичай це заснована на гелії газова суміш з низьким вмістом кисню - гелиокс або трімікс .
• стейдж (від англ. stage) - балон містить газ для проходження декомпрессионних процедур , Зазвичай це нітрокс з високим парціальним тиском кисню або чистий кисень.

В ребрізеров використовуються балони невеликого обсягу (1 - 3 літри):

• Кисневі ребрізери мають кисневий балон
• ребрізери напівзамкненого циклу мають балон з ділюентом , Який містить повітря, нітрокс або суміш на основі гелію.
• ребрізери замкнутого циклу мають балони з киснем і ділюентом, який містить повітря, нітрокс або суміш на основі гелію.

Найбільш часто задається питання виглядає так: «як довго можна пробути під водою, використовуючи той чи інший балон?». Питання складається з двох частин:

Скільки газу може містити балон? Ємність балона залежить від двох показників:

1. робочий тиск: від 200 до 300 бар
2. внутрішній обсяг: зазвичай він становить від 3 до 18 літрів

Таким чином, балон об'ємом 3 літри з робочим тиском 300 бар може містити до 900 літрів газу.

Скільки газу споживає плавець? На споживання газу впливають два фактори:

1. частота дихання підводника: в нормальних умовах ця величина складає від 10 до 25 літрів в хвилину; під час напруженої роботи або паніки споживання повітря може зрости до 100 літрів в хвилину.
2. навколишній тиск: тиск на поверхні становить 1 бар (1 атмосферу); кожні 10 метрів глибини збільшують тиск на 1 бар.

Так, плавець, який споживає 20 літрів повітря на хвилину на поверхні (1 бар), на глибині 30 метрів (4 бари) буде споживати вчетверо більше - 80 літрів в хвилину. Якщо аквалангіст має для дихання тільки трилітровий балон під тиском 300 бар, то газ в балоні закінчиться через 11 хвилин з невеликим.

На споживання газу також впливають швидкість споживання кисню організмом ( метаболізм ), Фізичне навантаження, і психологічний стан. Строго кажучи два останніх фактора впливають на витрату повітря не на пряму, а через частоту дихання. Так як відомо, що в залежності від фізичного навантаження збільшується споживання організмом кисню, а як наслідок, збільшується обсяг споживаної суміші і частота дихання. Психологічний стан (стрес, порушення, спокій) також помітно впливає на витрату дихальної суміші. Логічно припустити, що споживання газу більше, якщо водолаз нервує або збуджений.

Настійно рекомендується частина використовуваного газу резервувати для підвищення безпеки. Резерв може знадобитися для здійснення більш довгих декомпресійних зупинок, ніж було передбачено планом занурення, або для надання додаткового часу для усунення наслідків подій під водою.

Розмір резерву залежить від імовірності виникнення тієї чи іншої нештатної ситуації під час занурення. Глибоководне або Декомпресійний занурення вимагає більшого резерву, ніж мілководне або бездекомпресійної занурення. У рекреаційних зануреннях рекомендується планувати занурення таким чином, щоб при виході на поверхню в балоні залишався газ під тиском 50 бар або 25% від початкової ємності. В технічних зануреннях (Занурення в надголовние середовища або глибоководні занурення) аквалангісти планують занурення з збільшеними межами безпеки використовуючи правило третин: одна третина газу планується на занурення, друга третина - на вихід на поверхню і третя - резерв. При цьому останнім часом з'явилися більш жорсткі рекомендації, які ґрунтуються на аналізі подій: залишати в резерві половину (дві чверті), а то й більше, запасу газу. Дані рекомендації стосуються більшою мірою до людей, які займаються проникненням в підводні печери, останки кораблів, в інші надголовние середовища з обмеженою свободою маневру.

Під аквалангом тут розуміється набір з балона і регулятора - мінімальний комплект, що дозволяє дихати під водою.

Для забезпечення безпеки водолази часто беруть додатковий резервний акваланг, щоб зменшити ймовірність виникнення ситуації «без повітря» ( англ. out-of-air). Є кілька варіантів використання балонів і регуляторів:

• Одиночний акваланг (без надмірності): складається з одного великого балона і одного регулятора. Дана конфігурація проста і дешева, але це всього лише одна система. Якщо акваланг відмовить, то плавець виявиться в ситуації «без повітря». Ця конструкція не рекомендується для використання у всіх зануреннях, де є « надголовние середу », Яка може перешкодити виконати аварійне спливання: підлідний або печерний дайвінг, проникнення на затонулі об'єкти.

• Основний акваланг плюс поні-балон з регулятором: ця конфігурація використовує великий, головний акваланг поряд з незалежним меншим аквалангом, названим «поні». Водолаз має дві незалежних системи, але повна система є тепер більш важкою, дорожчий при покупці і обслуговуванні. Поні-балон має невелику місткість і, таким чином, може забезпечити запас повітря для мілководних занурень. Іншим типом окремого резервного джерела повітря, є «мікроакваланг»: переносний 0,5-літровий балон з регулятором, змонтованому безпосередньо на балоні. Даний «мікроакваланг» дозволяє зробити кілька вдихів і зробити спливання з глибини до 20 метрів.

• Стейдж: тип незалежних аквалангів, використовуваних в технічному дайвінгу. Їх мета полягає не в забезпеченні газом в разі відмови акваланга, а в зберіганні газових сумішей, використовуваних на різних етапах занурення.

• Незалежна спарка ( англ. Independent twin set): складається з двох незалежних аквалангів. Така система більш важка, дорога при покупці, в обслуговуванні, зарядці балонів. Також плавець повинен пам'ятати про своєчасну зміну регулятора, щоб в балонах завжди залишався резервний запас повітря, щоб в разі відмови одного з аквалангів не опинитися в ситуації «без повітря». Незалежні Спаркі не дуже добре працюють з повітряно-інтегрованими комп'ютерами .

• Спарка з маніфолдом і одним регулятором: два балони об'єднані за допомогою маніфолда , Але підключений тільки один регулятор. Такий варіант простий і дешевий, проте не має резервної системи дихання, всього лише збільшуючи запас газу.

• Спарка з маніфолдом і двома регуляторами: складається з двох аквалангів, з'єднаних маніфолдом з вентилями, які можуть бути перекриті в разі аварії. Дана конструкція при аварії дозволяє зберегти залишок газу в вцілілому балоні. «За» і «проти» цієї конфігурації аналогічні «за» і «проти» в незалежній спарці. Крім того, до позитивних якостей можна віднести відсутність необхідності зміни регуляторів під водою. Однак є небезпека втрати всього запасу газової суміші, якщо в момент витоку повітря вентилі на маніфолде не зможуть бути перекриті, до того ж маніфолд доріг і є ще однією потенційною точкою відмови.

Резервуари повинні заряджатися тільки повітрям на компресорах або іншими дихальними газами, використовуючи методи змішування газів. Обидві ці послуги повинні надаватися надійними організаціями, на кшталт магазинів підводного обладнання. Використання для дихання індустріальних стислих газів може бути смертельним, тому що високий тиск збільшує ефект будь-яких домішок в них.

Спеціальні заходи, які повинні бути зроблені при роботі з газовими сумішами, відмінними від повітря:

• Кисень в високих концентраціях може призвести до пожежі або корозії.
• Кисень повинен перекачуватися з однієї ємності в іншу дуже обережно, і тільки використовуючи очищені і промарковані балони.
• Газові суміші, вміст кисню в яких відмінно від 21% можуть бути надзвичайно небезпечні для водолазів, які не знають відсоток вмісту кисню в них. На всіх балонах повинен бути нанесений склад суміші.

Дихання забрудненим повітрям на глибині може стати фатальним. Загальні забруднювачі: чадний газ - побічний продукт згоряння, вуглекислий газ - продукт метаболізму, масла і мастил, що потрапили з компресора.

вибух , Викликаний раптовим викидом з балона газу під високим тиском, може бути дуже небезпечним при невмілому поводженні. Найбільший ризик вибуху існує під час зарядки балона і перші хвилини після закінчення зарядки і збільшується через зменшення в результаті корозії товщини стінок колби балона. Інша причина - пошкодження або корозія різьблення і горловини балона в місці кріплення вентиля.

Якщо зарядка йде від потужного компресора без попереднього охолодження стисненого повітря - балон розігрівається, а після зарядки - остигає, при цьому повітря всередині ще гарячий. Напруження в металі доповнюються термічними напруженнями. Це при критичному тиску може довести ситуацію до руйнування. Тому охолодження в перші хвилини після забивання - найбільш небезпечний час.

Зберігання балона під тиском зменшує ймовірність забруднення внутрішньої частини балона корозійними або токсичними агентами: морською водою, парами нафти, бензину, дизельного палива, отруйними газами, колоніями грибів або мікроорганізмів.

У більшості країн потрібно регулярна перевірка балонів. Зазвичай вона включає в себе візуальну перевірку внутрішньої поверхні і гідростатичний тест (опресовування). В США візуальна перевірка повинна проводитися щороку, а гідростатичний тест - кожні п'ять років. В ЄС візуальна перевірка повинна проводитися раз в два з половиною роки, а гідростатичний тест - кожні п'ять років. В Норвегии гідростатичний тест (і візуальна перевірка) повинен проводитися через три роки після виробництва балону, а потім - кожні два роки.

Законодавство в Австралии вимагає, щоб балони були гідростатично перевірені кожні дванадцять місяців.

Гідростатичний тест включає доведення тиску в балоні до випробувального (піврічного) тиску і вимірювання об'єму балона до і після тесту. Постійне збільшення обсягу, що характеризується коефіцієнтом залишкового розширення, вище допустимого рівня зазвичай 10%, означає, що балон не витримує тест і повинен бути знищений. Коефіцієнт залишкового розширення це відношення залишкового зміни обсягу балона після скидання піврічного тиску, до повного, при перевірному тиску, найчастіше виражається у відсотках.

При виробництві балона його параметри, що включають робочий тиск, тестове тиск, дату виробництва, матеріал, ємність і вага, штампуються на поверхні колби.

При проведенні тестів дата поточного тестування або дата проведення наступної перевірки в деяких країнах, наприклад, в Німеччині , Штампується на плічках колби для полегшення перевірки в будь-який момент.

Більшість операторів компресорних станцій перевіряють ці відомості перед зарядкою балонів і можуть відмовити у разі наявності нестандартних або прострочених балонів.

Відповідно до EN 1098-3 в ЄС вводиться в експлуатацію колірне кодування газових сумішей в балонах.

розфарбування горловин [3] :

• Повітря , найтрокс - білі і чорні чверті, розташовані протилежно.
• Геліокс - білі і коричневі чверті, розташовані протилежно.
• Чистий кисень - біла горловина.
• Чистий гелій - коричнева горловина.
• трімікс - горловина розфарбована секторами білого, чорного і коричневого кольору.

У багатьох дайв-центрах по всьому світу, де повітря і нітрокс є стандартно використовуваними газами, найтроксние балони мають наступні кольори: зелена смуга на жовтому підставі. Звичайним кольором алюмінієвого балона є сріблястий. Сталеві балони забарвлюються щоб уникнути корозії, головним чином, в жовтий або білий колір, що дозволяє поліпшити помітність. В деяких промислових стандартах маркіровки балонів жовтий колір означає наявність в балоні хлору , А в Європі жовтий колір означає отруйна або корродіруют вміст, однак для підводного плавання це не має жодного значення, так як арматура і обладнання не підтримує.

У Європейському союзі балони повинні бути промарковані відповідно до їх вмістом. Ярлик повинен містити відомості про тип дихальної суміші в балоні.

Балони, що призначені для використання збагачених киснем газових сумішей також вимагають наявності маркування «підготовлено до використання з киснем», що означає, що вони підготовлені для використання в збагаченої киснем середовищі.

1. ↑ 1 літр повітря при атмосферному тиску і температурі 10 ° C важить 1,247 м
2. ↑ Gas Diving Читальний зал 24 вересня 2015 року.
3. ↑ Горловина - верхня частина балона, найближча до вентиля.