Дайвинг. Незамерзающих регуляторов не бывает.

29.10.08

Эта статья была опубликована в журнале «DiveTek» зимой 2005 года, когда ещё не появились на свет система ACD и регулятор «Legend Glacia». Сейчас мы её публикуем в преддверии зимы. Тема холодноводных регуляторов остаётся одной из самых насущных для России, поэтому продолжение обязательно последует – следите за нашими публикациями.

Замёрзнуть может любой регулятор. Абсолютно любой.

Дайвинг. Незамерзающих регуляторов не бывает.Известно что, согласно закону Гей-Люссака, в точке адиабатического расширения газа (расширения газа в результате уменьшения давления) происходит резкое падение температуры газа. Это явление можно наблюдать, открыв вентиль баллона без присоединённого к нему регулятора – очень быстро верхняя часть баллона покроется инеем. Механизм здесь прост. Газ, выходя из штуцера, резко охлаждается, охлаждая металл баллона, на котором конденсируется и замерзает влага, содержащаяся в воздухе. Легко понять, что баллон охлаждается до минусовой температуры, иначе иней бы не выпадал. Верно и обратное – при адиабатическом сжатии газа происходит повышение его температуры. Поэтому при «забивании» баллона воздухом из компрессора баллон нагревается. 

Степень охлаждения зависит от многих причин: здесь и разница в давлениях, и количество выходящего газа (в единицу времени), и время, в течение которого происходит стравливание. В регуляторе в точке выхода воздуха из клапана (назовём её «точкой холода») температура воздуха понижается примерно до -30оС. Так как мы вдыхаем не абсолютно осушенный воздух, то влага, содержащаяся в нём, может сконденсироваться и замёрзнуть, а это может нарушить работу регулятора. Поэтому конструкторам приходится, так или иначе, решать проблему замерзания регуляторов.

Есть несколько путей для борьбы с обмерзанием регуляторов:

  1. Разделение регуляторов по классам устойчивости к температуре воды, в которой происходит погружение.
  2. Конструкционные и технические методы решения проблемы обмерзания.
  3. Правильное обслуживание всего оборудования и выполнение всех рекомендаций по проведению погружений при низких температурах.
  4. Использование опыта других дайверов.

Дайвинг. Незамерзающих регуляторов не бывает.Первый путь очевиден. Лабораторные испытания и практическое использование регуляторов любой конструкции в воде с температурой выше 7оС показали, что вероятность обмерзания деталей регулятора первой и второй ступеней ничтожно мала. Но при эксплуатации регулятора в воде с температурой ниже 7оС эта опасность резко возрастает, особенно при увеличении интенсивности дыхания пловца или при погружении на предельные глубины, так как при больших воздушных потоках происходит более интенсивное охлаждение деталей регулятора. Эти данные учитывает Европейский стандарт EN 250, определяющий требования, испытания и маркировку автономного водолазного аппарата открытого типа на сжатом воздухе (SCUBA). По стандарту EN 250 все регуляторы делятся на две группы: регуляторы, которые можно использовать в воде с температурой выше 10оС, и регуляторы, предназначенные для использования в воде с температурой ниже 10оС. Как видим, здесь есть даже небольшой запас от экспериментальных 7оС. Действительно, зачем усложнять и, соответственно, удорожать конструкцию регулятора для рекреационных погружений в тёплой воде? Для этих целей подойдут самые простые и недорогие регуляторы, например, поршневые, несбалансированные, с открытой гидростатической камерой. Они просты, надёжны в эксплуатации, дёшевы. Их используют дайв-центры для обучения дайверов в закрытой воде и для неглубоких рекреационных погружений в море. Конструкция их обеспечивает комфортное дыхание и безотказную работу на небольших глубинах и в воде с температурой выше 10оС. При понижении температуры воды такой регулятор может замёрзнуть.  

Для получения сертификации на работу в воде с температурой ниже 10оС регулятор должен пройти тест стандарта EN 250. Тестирование проводится при стандартных условиях, а именно: глубина 50 метров, интенсивность дыхания 62,5 л/мин, давление сжатого воздуха 50 бар, температура воды 4оС (плюс-минус 0,2оС), температура выдыхаемой смеси 28оС, влажность выдыхаемой смеси более 90% (последние два параметра имеют значение при испытании регулятора на стенде). В таких условиях регулятор должен продержаться 5 минут. Регуляторы, прошедшие этот тест, подходят для холодноводных погружений в воду с температурой +4 – +6оС, и не менее. Дальнейшее понижение температуры воды данный стандарт уже не регламентирует.

Погружения, совершаемые в пресной воде с температурой около 0оС и в арктических водах с температурой до -3оС, являются экстремальными. Такие погружения предъявляют особые требования ко всему снаряжению и особенно к регулятору.

Дайвинг. Незамерзающих регуляторов не бывает.Чтобы понять, почему регулятор замерзает в тех или иных условиях, давайте подумаем, а почему он не замерзает? Действительно, точка холода есть, температура там опускается до -30оС, а регулятор не обмерзает. Дело в том, что окружающая, относительно тёплая вода, успевает обогреть всё редуцирующее устройство регулятора и влага, даже если и конденсируется, то не замерзает. В этом смысле открытая гидростатическая камера первой ступени поршневых регуляторов не является камнем преткновения. При понижении же температуры окружающей воды вероятность замерзания трущихся поверхностей, соприкасающихся с холодной водой резко возрастает. Для решения этой проблемы гидростатическую камеру изолируют от окружающей воды, заполняя её силиконовой жидкостью и герметизируя специальной прокладкой. Такие регуляторы можно использовать в холодной воде, но не в экстремально холодной.  

Сейчас среди моделей регуляторов для погружения в экстремально холодную воду поршневых регуляторов нет. Конструкция их становится необоснованно дорога, фактически они становятся дороже мембранных, и это было бы оправдано, если бы они обладали лучшими характеристиками, но это не так. Здесь можно вспомнить регулятор Pioneer, компании Aqua Lung, снятый с производства в середине 90-х годов прошлого столетия. Все современные регуляторы для погружений при экстремально низкой температуре воды – мембранные.

Современной промышленностью выпускаются регуляторы высочайшего качества, приспособленные для работы в холодной воде: вероятность их замерзания ничтожно мала. Мне неизвестен ни один человек, у которого бы замёрз регулятор Cousteau Glacia или Poseidon Jetstream в самых тяжёлых рабочих условиях при соблюдении технических норм погружения.

Все современные регуляторы – двухступенчатые. Бороться приходится с обмерзанием обеих ступеней. Вследствие замерзания какой-либо из ступеней регулятора перестаёт работать его пневматическая схема, что ведёт либо к самопроизвольной, либо к недостаточной подаче воздуха.

С обмерзанием первой ступени разные компании борются по-разному. Компания Aqua Lung, например, запатентовала изолированную сухую камеру, которая предохраняет весь механизм клапана от проникновения холодной воды. Воздух имеет теплопроводность на порядки ниже, чем силикон, и это решение практически исключило вероятность замерзания первой ступени.

Дайвинг. Незамерзающих регуляторов не бывает.Конечная устойчивость регулятора к обмерзанию обусловлена ещё и опытом конкретного производителя, всем ходом предыдущего развития и совершенствования регулятора как технического агрегата. Ведь многое зависит от диаметра технологических каналов, их конфигурации, чистоты обработки металла в местах, где резко меняется скорость воздушного потока. Накапливается опыт, приходят новые технические идеи и возможности. Новые изделия тестируются как на стадии разработки, так и на стадии серийного изготовления. Например, в компании Aqua Lung есть специальный стенд (самый большой и совершенный в мире) для тестирования и проверки регуляторов в воде с температурой до +2оС. Глубина 110 метров достигается за 20 сек., давление в баллоне до 350 бар, влажность выдыхаемого воздуха –
98% при температуре 34оС, частота дыхания от 10 до 110 циклов в минуту. Абсолютно каждый регулятор, из собранных на фабрике в Карросе, проходит полноценное тестирование под водой.  

Сухая камера и совершенная пневматическая схема обеспечивают очень высокую резистентность первой ступени к обмерзанию. Для защиты от обмерзания второй ступени регулятора все металлические детали дыхательных автоматов, предназначенных для экстремально холодных погружений, покрываются слоем тефлона. Тефлоновое покрытие не даёт влаге замёрзнуть в критическом месте, в количестве, достаточном для нарушения работы второй ступени регулятора. Тот же Poseidon при погружении под лёд плюётся из дефлектора кусочками льда, но продолжает исправно работать.

Компания Aqua Lung запатентовала и устанавливает на дыхательных автоматах теплообменники, которые, в сущности, исключают обмерзание клапанного механизма. В дыхательном автомате Aqua Lung Glacia точка крепления рычага перенесена на сторону, противоположную «точке холода», т. е. выходу воздуха из клапана, а сам рычаг имеет тефлоновое покрытие, что практически исключает как замерзание шарнира, так и образование льда на рычаге.

И всё же мы говорим, что необмерзающих регуляторов не бывает! Можно говорить только об устойчивости регулятора к обмерзанию. В большинстве случаев обмерзание регулятора вызвано наличием влаги внутри регулятора, что, в свою очередь, вызвано нарушением правил эксплуатации, хранения или ухода. Недавно сотрудники МЧС пожаловались, что у них во время проведения тренировочных сборов на Байкале замёрз регулятор Cousteau Glacia, в воде с температурой +14оС. На изумлённые вопросы они скромно ответили, что надували под водой 500-литровый лифт, зажав байпас! Вот так.

Способов заморозить регулятор можно придумать множество, но безопаснее для себя выполнять правила, которые выработаны фирмами-производителями оборудования, и от соблюдения которых зависит здоровье и жизнь подводников.

  1. Первое и самое главное – воздух в баллонах должен быть сухой! Без выполнения этого требования все дальнейшие разговоры теряют смысл.
  2. В регуляторе не должно быть влаги. Влага может попасть в регулятор несколькими способами: при его продувке сжатым воздухом сразу после погружения (это делать категорически запрещено, но почему-то это делают очень многие!). При промывке и даже при хранении с неплотно прикрученной заглушкой YOKE или DIN-подсоединения. При нажатии кнопки принудительной подачи воздуха во время опреснения.
  3. При отрицательной температуре воздуха держать регулятор в тепле как можно дольше. Не дышать на поверхности, а первый вдох делать уже в воде.
  4. Обязательно, минимум один раз в год, проходить сервисное обслуживание в авторизованном центре.

Но даже при соблюдении всех инструкций во время проведения погружений в экстремально холодной воде PADI рекомендует, а CMAS требует в обязательном порядке, иметь резервную систему дыхания; и не октопус, а полноценную.

Дайвинг. Незамерзающих регуляторов не бывает.Дайвинг. Незамерзающих регуляторов не бывает.Здесь подводники со стажем могут задаться вопросом, а почему раньше эта проблема не стояла так остро? Почему никогда не замерзал АВМ-1м или Mistral? Отвечая на этот вопрос, бренд-менеджер компании Aqua Lung Мануэль Кабрер сказал: «Раньше регуляторы не замерзали, потому что у них было низкое установочное давление, много металла и большое сопротивление на вдохе...». Если подумать, то становится понятно, что в этих регуляторах были относительно низкие потоки, по сравнению с современными моделями. Дышать в них было трудно и некомфортно, но они не замерзали. Если посмотреть на график работы дыхания регуляторов серии Titan LX и Titan Glacia, то мы увидим, что общая работа дыхания у них отличается почти ровно в два раза (0,79 и 1,56 соответственно). Помимо уже упомянутых отличий холодноводной Glacia, в этом регуляторе снижено установочное давление до 8,7 бар, для уменьшения воздушных потоков. А установочные давления регуляторов Titan LX и Titan LX Supreme (версия для холодных условий) – 9,2 бар и 8,5 бар соответственно.  

Необходимо сказать, что есть дайверы, самостоятельно уменьшающие установочное давление регуляторов для обеспечения большей их защищённости от обмерзания. Причём делают они это не один год и с чисто практическими целями. Вот отрывок из письма Владимира Бардина, одного из руководителей PADI дайв-центра «Сахалин дайвинг»: «За 10 лет работы на еже, причём основной сезон это зима (имеется в виду коммерческий лов морского ежа, Авт.), мы испытали почти все регуляторы, которые выпускает мировая промышленность. … Я не скажу, что все 100% плавают с Aqua Lung, но всё же основная масса использует регулятор Glacia, а тут на рынке появилась новая модель – Легенда (Legend, Авт.). Мы сразу загнали его на 22 метра под лёд. Убрали давление до 7 кг/см2 и опустили рычаг второй ступени на уровень крышки. Регулятор нас просто поразил. Если у Glacia с глубиной увеличивается сопротивление на вдохе, то Легенда работала, как будто на ней все 10 кг/см2. Тогда мы решили, что при таком лёгком вдохе он должен замёрзнуть, но в этот день, при температуре воздуха -22оС и воды -2оС (по компьютеру) мы использовали каждый по 3 баллона, и ничего! После таких испытаний весь сахалинский клуб перешёл на Легенду».

Из этого письма мы видим, что люди, профессионально ныряющие в экстремальных условиях не один год, прекрасно понимают необходимость понижения установочного давления регулятора, для его лучшей защиты от обмерзания. Только делают они это более радикально, нежели сами производители оборудования. Пусть труднее дышится (а в случае с Legend и дышится легко), зато меньше вероятность обмерзания, да и воздуха расходуется меньше. Правда, здесь необходимо сказать, что рабочая глубина погружения у сахалинцев достаточно безопасна, всего 10-15 метров.

Последнюю часть статьи я хотел бы рекомендовать не как руководство к немедленному действию, но как тему к размышлению, пожалуй. И не нужно забывать, что абсолютно незамерзающих регуляторов не бывает: всё дело во времени и условиях.

Увеличение устойчивости регуляторов к обмерзанию.
(рекомендации компании Aqua Lung)

  1. Использование изолированной сухой камеры редуктора.
  2. Понижение установочного давления регулятора до минимально допустимого значения.
  3. Применение радиаторов-теплообменников на дыхательном автомате.
  4. Загрубление регулировки сопротивления дыханию второй ступени регулятора.
  5. Отсутствие конденсата в регуляторе, что непосредственно связано с его правильным обслуживанием.
  6. Заправка баллонов сухим воздухом.
  7. Регулярное (не реже одного раза в год) сервисное обслуживание регулятора.

Автор: А. Павлов (Сандро)
Фото: А. Левандовский, А. Третьяков