Láhve k dýchacím přístrojům

Tlaková láhev je nádoba pro skladování a přepravu plynů při tlaku vyšším než atmosférický tlak, tzv. stlačené plyny. Na výběr jsou láhve ocelové, odlehčené ocelové, hliníkové a kompozitní. Proto se staly velmi oblíbenými mezi hasiči a záchranáři.

- Ocelové láhve se vyrábějí z trubek nebo zpětným protlačováním. Výroba ocelových tlakových láhví metodou zpětného protlačování a protahování za tepla zajišťuje produkci vysoce jakostních láhví. Výroba ocelových bezešvých tlakových láhví je technologií výroby z bezešvých trubek. Pro uzavírání trubkového konce (dna) se používá metoda rotačního kování s přídavným ohřevem v průběhu uzavírání. U obou metod následuje po tváření strojírenské zpracování a zkoušení. Láhve jsou vyráběny z nízkolegované chrom-molybdenové oceli.

- Lehčené ocelové tlakové láhve s pracovním tlakem 300 bar jsou určené pro izolační dýchací přístroje. Tato láhev je ve srovnání s klasickou ocelovou láhví stejného průměru zpravidla asi o 40 mm delší. Tloušťka pláště klasické ocelové tlakové láhve je minimálně 4 mm. Lehčené ocelové tlakové láhve mají plášť silný méně než 3 mm, proto je jejich hmotnost výrazně nižší. Šestilitrová lehčená ocelová tlaková láhev s láhvovým ventilem váží 7,6 kg, což je o 3 kg méně než ocelová tlaková láhev klasická.

- Kompozitní tlakové láhve se vyrábějí ovinutím velmi pevných spojitých vláken (skelné, aramidové nebo uhlíkové vlákna) a epoxidové pryskyřice na bezešvé pouzdro ze slitiny hliníku. Spojená vlákna jsou obalena kolem hliníkového jádra láhve v souvislém vinutí vláknité výztuže, která zcela překrývá pouzdro a odhaleno zůstává pouze hrdlo tlakové láhve. Za hliníkovým pouzdrem následuje kompozitní vrstva z uhlíkových vláken a epoxidové pryskyřice, povrch láhve tvoří vlákna a epoxidová pryskyřice. Pouzdro tlakové láhve slouží jako těsnicí membrána a samo o sobě plní funkci tlakové nádoby. Hlavní podíl na maximální pevnosti kompozitní tlakové láhve mají vlákna. Pryskyřice chrání vlákna před účinky okolního prostředí. Kompozitní tlakové láhve se před standardní tlakovou zkouškou podrobují procesu autofretáže, při které se uměle zvyšuje tlak v láhvi tak, že pouzdro přesáhne svou mez napětí a způsobuje si trvalou plastickou deformaci. Výsledné zbylé napětí v pouzdře a tlakové napětí ve vláknině při nulové hodnotě vnitřního tlaku optimálně využívají dynamické mechanické vlastnosti pouzdra a vláknové matice.

Srovnání:

- HMOTNOST: Hliníkové a kompozitní láhve jsou jednodušeji přepravitelné než ocelové. Při stejném objemu jsou více než 2x lehčí než ocelové tlakové láhve. Kompozitní tlaková láhev o vodním objemu 6,9 l váží 4,5 kg (odlehčená kompozitní dokonce 4,0 kg), zatímco ocelová tlaková láhev o vodním objemu 7 l váží 10,5 kg. Kompozitní tlaková láhev o vodním objemu 9 l váží 5,3 kg, zatímco ocelová tlaková láhev o vodním objemu 9 l váží 12,3 kg, což je již 2,5krát větší hmotnost.

- KAPACITA: Lehčené ocelové tlakové láhve se vyrábějí běžně o vodním objemu 6,0 l, kompozitní láhve o vodním objemu 6,8 l nebo 6,9 l, což při tlaku 300 bar představuje rozdíl v objemu vzduchu 240 až 270 l, a tudíž možnost využít kapacitu dýchacího přístroje déle o více než 5 minut.

- VELIKOST: Kompozitní tlakové láhve jsou oproti klasickým ocelovým širší a kratší. Kompozitní tlaková láhev o vodním objemu 6,8 l, resp. 9 l jsou přibližně o 20 mm, resp. 40 mm širší než stejně velké láhve ocelové, ale jsou o 100 mm, resp. 220 mm kratší. Lehčené ocelové tlakové láhve mají stejnou délku jako láhve kompozitní (510 mm) a jsou stejně široké (140 mm) jako láhve klasické ocelové.

- CENA: u klasických ocelových tlakových láhví o vodním objemu 6 a 7 l je cena velmi podobná šestilitrové lehčené ocelové tlakové láhvi. Ceny kompozitních tlakových láhví se liší dle životností (15 let , 20 let a 30 let).

- ŽIVOTNOST: Pro ocelové tlakové láhve platí tzv. neomezená životnost. Pro ocelové tlakové láhve, které byly vyrobeny před 08/2002, však platí i nadále životnost 40 let. Tlakové láhve s životností 15 let musí bez poškození odolat 3750 cyklům a láhve s životností 30 let dokonce 7500 cyklům.

- PEVNOST: Kompozitní tlakové láhve mají desetinásobnou rezervu pevnosti. Pro ocelové tlakové láhve je rezerva pouze tří až pětinásobná. Tím se do značné míry eliminuje riziko následků nepřípustného ohřevu tlakové láhve nebo poškození pláště nádoby působením vnějších sil. Kompozitní tlakové láhve nevybuchují v otevřeném ohni a v ohni hoří bez výbuchu. Teplem dojde k roztavení vnitřní vrstvy a vzduch postupně uniká vrstvou sklolaminátu. Ocelové tlakové láhve při zahřátí nad přípustnou teplotu vybuchují a její úlomky působí jako střepiny granátu.

- ODOLNOST PROTI MECHANICKÉMU POŠKOZENÍ: Kompozitní tlakové láhve jsou svou konstrukcí a hlavně použitými materiály náchylnější na mechanické poškození (oděry, vrypy ostrých předmětů apod.). Ocelová tlaková láhev je složena pouze z jednoho materiálu, takže její poškození může mít fatální následky, zatímco kompozitní tlaková láhev, nepočítaje epoxidové vrstvy, je složena ze tří vrstev materiálu, takže poškození horní vrstvy nemusí znamenat poškození následující vrstvy, ani nebezpečí pro uživatele (tím není řečeno, že poškození povrchu kompozitní tlakové láhve není důvodem pro její vyřazení z provozu).

- ODOLNOST PROTI CHEMIKÁLIÍM: je těžko srovnatelná, protože povrch ocelové tlakové láhve mohou porušit anorganické minerální kyseliny nebo silná oxidační činidla, zatímco povrch kompozitní tlakové láhve může být narušen některými organickými rozpouštědly. Nicméně chemická odolnost není zásadním problémem, protože lze těžko očekávat, že chemické působení kapalné látky bude dlouhodobé.

- ODOLNOST PROTI KOROZI: je dána materiálem, který se použije pro výrobu. Kompozitní tlakové láhve mají lepší odolnost proti korozi než láhve ocelové. Tento rozdíl se zmenšuje nátěrem ocelových tlakových láhví. Mnohem markantnější je však koroze uvnitř nádob. Ocelové tlakové láhve jsou tak mnohem choulostivější na přítomnost vzdušné vlhkosti, která se může do láhve dostat při úplném vypuštění vzduchu z tlakové láhve při nedodržení zásady o zbytkovém přetlaku.

- PRUŽNOST: Tato vlastnost způsobuje lepší schopnost se vyrovnat se změnami tlaku při plnění kompozitních tlakových láhví než láhví ocelových.

- EKOLOGICKÁ LIKVIDACE: Ocelové a lehčené ocelové tlakové láhve se zbaví láhvového ventilu a potom se znehodnotí, nejlépe rozřezáním na tři díly, přičemž jeden řez má porušit hrdlo láhve a závit. Nakonec se jednotlivé znehodnocené části dají do šrotu.

Kompozitní tlakové láhve se znehodnotí stejným způsobem. Liner lze dát do šrotu a karbonoplastová část se musí ekologicky zlikvidovat.

Ve většině případů jsou záchrannými složkami preferovány kompozitní tlakové láhve.

Zastoupené značky - Dräger, Luxfer, MEVA, Worthington