Архивная статья из № 2 (44) за 2006 г.
Регуляторы бывают для теплой воды и для холодной воды. Все определяется возможностью совершать погружения в воде с температурой ниже +10°С.
Но, как правило, это справедливо для новой техники, а после эксплуатации регулятора в течение года или более трудно сказать, как он себя поведет. Часто складывается ситуация, когда зимний регулятор, который исправно работал весь прошлый сезон, начинает замерзать на первых вдохах нынешней зимой.
Для меня эта проблема стала актуальной на второй год использования регулятора, который я специально приобрел для погружений в холодную воду.
Было начало лета. Температура воды на поверхности составляла +13°С, а на глубине 24 метров всего +6°С. Я медленно плыл над серым песчаным дном, покрытым битой ракушкой, на котором собралось множество мелких морских звезд. В какой-то момент я заметил, что вторая ступень моего регулятора начала вести себя необычно – вместо того, чтобы послушно подавать воздух на вдохе и вовремя прекращать эту подачу, она начала подавать мне воздух даже в те моменты, когда мне он совсем не нужен. Вместо обычного цикла «вдох и буль-буль», получалось что-то вроде одного сплошного «буль-буль». Ответ был прост – первая ступень регулятора замерзла. Что делать? Бросить все и спешно всплывать, или попытаться как-то справиться с возникшей ситуацией под водой? Время дайва составляло минут 15, и в баллоне было еще больше 2/3 неиспользованного объема. Мой напарник был рядом, и поэтому особого страха я не испытывал. Можно было попробовать разрешить сложившуюся ситуацию под водой. Насколько я знал из теории, то основной причиной замерзания первой ступени регулятора под водой является адиабатное расширение сжатого воздуха, которое как раз и происходит в первой ступени регулятора. Чем больше воздуха проходит через регулятор, тем больше его охлаждение. Таким образом, если уменьшить объем потребления воздуха, то охлаждение тоже уменьшится, и первая ступень отогреется. Быстро закрутив все винты и заслонки на второй ступени, я очень осторожно сделал вдох. Постоянная подача воздуха прекратилась. Осторожно сделав еще несколько вдохов, я с удовольствием отметил, что все вернулось на место, и регулятор исправно отработал все оставшееся время погружения, которое составило около 55 минут. После выхода на поверхность я испытывал страшное разочарование, поскольку фирма-производитель уверяла в абсолютно безотказной работе своего изделия в холодной воде.
В морях умеренных широт, к которым относятся все моря нашей Родины, это почти стандартная ситуация. На поверхности может быть тепло, но после прохождения термоклина температура может быть очень и очень низкой. Ведь холодная вода, более богатая кислородом, часто содержит больше интересного, чем теплые воды тропических морей. Но для того, чтобы наслаждаться этими красотами, необходимо тщательно отнестись к подбору своего снаряжения и, в частности, к выбору регулятора. Конечно, незамерзающих регуляторов не бывает, любой регулятор можно заморозить при определенных условиях, нужно только постараться это сделать.
Многие читатели скажут, что, в первую очередь, нужно правильно дышать под водой. В прессе, посвященной подводному плаванию, эта тема поднимается с завидной регулярностью. Конечно, это правильно, но есть еще некоторые особенности, непосредственно касающиеся снаряжения, которые остаются вне зоны внимания авторов.
Итак, первое и основное правило – правильное дыхание под водой, которое должно быть спокойным, медленным и глубоким. Именно таким типом дыхания обладают опытные ныряльщики, имеющие на своем счету более ста погружений. Исходя из этого, проблем с замерзшим регулятором у них не должно возникать. Но нет, если взять номера подводных журналов за последние пять лет и посмотреть по публикациям, с кем же в действительности случается подобная неприятность, то это будут как раз опытные ныряльщики, а не новички. Согласно информации, полученной из тех же изданий, с проблемой замерзающего регулятора начинают сталкиваться пловцы, ныряющие более года, которые как раз правильнее дышат под водой, чем только что обученные дайверы.
Почему? В чем кроется причина отказа первой ступени регулятора в этих случаях?
Ответ будет только один – на устойчивость регулятора к обмерзанию в большей степени влияют технические характеристики регулятора.
Конечно, если в холодной воде замерзает регулятор, предназначенный для погружений в теплую воду, то это понятно – имеется явное пренебрежение рекомендациями фирмы-производителя, и в этой ситуации ответственность целиком ложится на самого дайвера.
Практически все фирмы-производители выпускают модели регуляторов для работы в воде ниже +10°С. Как правило, для этого используются различные технические решения в виде так называемых патентованных систем защиты от обледенения. Так почему же происходит их отказ? Насколько та или иная система антиобледенения эффективна по сравнению с другими? После того как я сам столкнулся с замерзанием регулятора, данный вопрос стал интересовать меня все больше и больше. К тому же не только я один столкнулся с подобными проблемами, регуляторы замерзали практически у всех членов нашего клуба, а так же и у их знакомых. Особенно много рассказов об этом появилось после поездки нескольких наших дайверов на Белое море.
Разобраться в этом вопросе оказалось совсем непросто. Пришлось не только разобрать их технические характеристики, но и испробовать несколько моделей в холодной воде. В этом мне решили помочь мои друзья по дайв-центру.
Итак, первое – о технических характеристиках.
При выборе той или иной модели, дайвер в первую очередь старается узнать, что предлагает фирма-производитель. В поршневой модели привлекает ее простота и надежность, а при выборе мембранной модели – ее большая чувствительность к изменениям ритма дыхания пловца. Все регуляторы, рекомендуемые для погружений в холодную воду, испытываются по стандарту EN250 для воды ниже +10°С, и все проходят этот тест.
Если обратиться к истории, то мембранный регулятор Mistral и аналогичный АВМ-1 вообще не имели никакой системы защиты от обмерзания и, тем не менее, использовались для арктических погружений без каких-либо изменений. Их неподверженность обмерзанию определялась низким установочным давлением, а следовательно и малой пропускной способностью, что приводило к малому адиабатному расширению газа, меньшему охлаждению деталей редуктора, но создавало значительный дискомфорт во время дыхания под водой.
С появлением регуляторов с раздельными первой и второй ступенями и повышением установочного давления проблема обмерзания стала более актуальной. В настоящее время для подводного плавания используется два типа регуляторов – поршневой и мембранный. Среди поршневых моделей выделяются несбалансированные и сбалансированные, а среди мембранных присутствуют только сбалансированные.
Для предотвращения обмерзания поршневых регуляторов, согласно информации, предоставляемой фирмами-производителями, используются следующие принципы. Первое – уменьшение установочного давления и объема воздуха, проходящего через первую ступень. Этим достигается уменьшение охлаждения первой ступени за счет адиабатного расширения воздуха, но и уменьшается производительность регулятора. Второе – покрытие движущихся частей и пружины специальным составом, уменьшающим образование наледи (обычно используется тефлон). Третье – увеличение диаметра отверстий водной камеры, что позволяет первой ступени регулятора улучшить теплообмен с окружающей средой. Конечно, есть еще одно средство предотвратить замерзание регулятора – изолировать водную камеру поршневого редуктора от воды с помощью силиконового масла и специальной резиновой крышки. Но все эти методы для несбалансированных поршневых моделей применяются сравнительно редко из-за неоправданного удорожания такой системы.
При использовании более дорогого сбалансированного поршневого регулятора увеличивается и объем методов борьбы с обледенением. На этих моделях появляются специальные радиаторы, увеличивающие поверхность корпуса в два раза. Поршень имеет специальные насадки, позволяющие разбивать образующийся лед, а также полностью изолируется от окружающей воды с помощью пластиковых и композитных вставок. До середины 90-х годов компанией Aqua Lung выпускался сбалансированный поршневой регулятор Pioneer. В этой модели для предотвращения обмерзания механизма первой ступени использовалось заполнение балансировочной камеры силиконовым маслом.
Для мембранных регуляторов основой системы антиобледенения является «сухая камера». Исключение составляют шведский регулятор Poseidon, использующий специальный резиновый колпачок для термоизоляции, а также американский Sherwood, имеющий совершенно особую сухую систему управления клапаном.
Есть еще мнение, что на устойчивость регулятора к обмерзанию влияет качество обработки внутренних поверхностей и геометрия проходных сечений, но большинство моделей, имеющихся на рынке, выпускается по лицензии той или иной фирмы-разработчика, да еще и на лицензионном оборудовании.
Поэтому истинное количество моделей разнообразных марок велико, а качество их изготовления примерно одинаково.
В технической документации довольно подробно описываются те слабые моменты, которые могут приводить к нарушению работы первой ступени регулятора в холодной воде.
При работе поршневого регулятора, его естественным слабым местом являются уплотнительные кольца поршня. Загрязнения внутренней поверхности крышки корпуса первой ступени могут служить очагами кристаллизации льда. Песок и другие загрязнения попадают на уплотнительное кольцо и приводят к нарушению хода поршня. Более выраженное охлаждение может привести к обледенению пружины, и она тоже начнет препятствовать ходу поршня. При этом не происходит полного закрытия клапана высокого давления, что приводит к повышению установочного давления, и начинается свободный ток через поточный клапан второй ступени.
Пружину можно защитить, обеспечив хороший обмен воды в водной камере, а также обработав ее поверхность тефлоном.
В моделях с управляющей мембраной наиболее важным является образование льда на подушке клапана высокого давления, которое приводит к его неполному закрытию, а также затруднение хода штока толкателя мембраны. Опять же важна чистота внутренних поверхностей, которые могут явиться центрами обледенения. Также встречается и обледенение пружины, которая препятствует закрытию клапана высокого давления.
В мембранных моделях для предотвращения образования кристалликов льда используется специальное покрытие тарелки клапана высокого давления или его специальная конструкция. Пружина также защищается с помощью тефлонового покрытия.
Впрочем, загрязнение внутренних поверхностей и использование плохо осушенного воздуха относятся к категории внештатных. Как правило, при хорошем техническом обслуживании все загрязнения удаляются с помощью химических реагентов или ультразвуковой ванны, а сами детали тщательно просушиваются.
Плохо очищенный или плохо осушенный воздух обычно сопутствует плохому техническому обслуживанию компрессора. Такой ситуации можно избежать, если пользоваться только проверенными заправочными станциями, где состояние техники регулярно тестируется, а все расходные материалы своевременно заменяются. Но может ли возникнуть проблема, если вы исключили все вышеперечисленные причины нарушения работы регулятора? Что, если проблема с обмерзанием первой ступени возникла у дайвера, имеющего свое личное оборудование, регулярно проводящего его сервисное обслуживание и пользующегося услугами крупного дайв-центра? На этот вопрос можно было ответить, только проведя практические испытания регуляторов в холодной воде.
Вначале было решено посмотреть, как ведут себя новые модели нескольких типов первых ступеней, среди которых были представители зимних поршневых и мембранных регуляторов с сухой камерой. Использовались
10-литровые баллоны, заправленные воздухом до 200 bar. Для исключения отказов, связанных с разной влажностью воздуха, заправка баллонов проводилась на одном компрессоре. Регуляторы помещались в холодную воду с температурой +5°С и использовались в режиме свободного тока до тех пор, пока они не переставали работать. Как ни странно, но наилучшие результаты показал простой несбалансированный поршневой регулятор, продержавшийся в рабочем состоянии 17 минут, в противоположность зимнему мембранному сбалансированному редуктору с сухой камерой (10 минут). Из полученных результатов складывалась довольно интересная картина.
В результате этого эксперимента получилось, что чем ниже установочное давление в первой ступени, тем более устойчив регулятор к обмерзанию. Все регуляторы были новыми и при одинаковой пропускной способности показали приблизительно равные результаты.
После этого мы решили провести натурные испытания на человеке – как раз наступил сезон подледной рыбной ловли, на которую горожане обычно выезжают на собственных автомобилях. Последствия, как правило, бывают легко предсказуемы: автомобили проваливаются под лед, а безутешные владельцы просят дайверов достать из утопленных машин документы или другие важные вещи, а иногда и самих «утопленниц».
Для первого погружения использовался новый сбалансированный поршневой регулятор, оборудованный патентованной термоизолирующей системой. Регулятор был собран в стандартную конфигурацию. Использовался 15-литровый баллон, заполненный до 200 bar. Температура воды подо льдом составляла +4°С . Регулятор отработал вполне исправно – срыва на свободный ток не происходило. То же касалось нового мембранного регулятора, оснащенного сухой камерой, произведенного на одной из известных фирм производителей подводного снаряжения.
Но совсем другая картина наблюдалась при проверке регуляторов, которые использовались в дайв-центре в течение года. Условия были сходные, но при погружении они начали переходить в режим свободного тока. Поршневой регулятор отработал примерно 10 минут, а мембранный вообще начал травить воздух еще до погружения. Было решено проверить еще несколько аналогичных моделей. Результаты были неоднородными. Некоторые сразу же срывались в свободный ток, другие работали 5-10 минут, а третьи показывали нормальную стабильную работу.
Таким образом, мы окончательно запутались в том, какая же модель достойнее других ведет себя в холодной воде.
Человеческий фактор можно было принимать во внимание, но в этом своеобразном эксперименте принимали участие одни и те же люди. Все участники были довольно опытными и активными дайверами, поэтому сказать, что их физическое состояние за несколько дней претерпело значительные изменения, было довольно затруднительно. Использованные модели не слишком активно использовались на протяжении теплого сезона и прошли регулярное годовое обслуживание перед зимним погружением. Таким образом, сказать, что они были значительно изношены или как-то повреждены, также не представлялось возможным. Среди регуляторов, показавших низкие характеристики, практически все модели прошли регулярное годовое обслуживание. Это показалось очень интересным. К тому же весьма странной показалась устойчивая работа таких же моделей в первом погружении.
Профессиональные водолазы, работающие на добыче морепродуктов, которые иногда заходили в дайв-центр за оборудованием, также смогли поделиться с нами интересной информацией. Несмотря на то, что они использовали различное водолазное оборудование, они отмечали, что характеристики зимнего регулятора могут измениться после его сервисного обслуживания. Опыт использования подводной техники у них был достаточно велик, поэтому их мнению можно было вполне доверять.
Таким образом, все указывало на то, что какие-то изменения происходили на этапе сервисного обслуживания.
В сервисном центре все было в порядке – чисто и аккуратно, все регуляторы тщательно обслуживались. Но обнаружился один нюанс, который мог объяснить все эти изменения работы регуляторов в холодной воде. Дело в том, что, во-первых, уплотнительные кольца менялись не на фирменные из специализированных комплектов, а на подходящие по характеристикам кольца из больших ремонтных наборов, которые производят некоторые фирмы дайв-снаряжения. Во-вторых, для смазки уплотнительных колец использовалась обычная консистентная силиконовая смазка. В этом не было ничего противозаконного, да и что еще можно сделать, когда фирма-производитель регуляторов не предоставляет стандартных ремонтных комплектов, а также не предъявляет каких-либо жестких требований к силиконовой смазке. Но между тем, это оказывается не так безобидно для погружений в холодную воду, как может показаться на первый взгляд.
При понижении температуры обычная силиконовая смазка может загустеть и стать препятствием для правильного хода внутренних деталей первой ступени регулятора. К тому же при охлаждении может измениться и эластичность самих уплотнительных колец, что приведет к аналогичным последствиям. Таким образом, у регулятора, прошедшего подобное сервисное обслуживание, устойчивость к обмерзанию значительно уменьшается.
В результате можно сделать вывод, который будет полезным для всех любителей подводного плавания. Если планируется погружение в холодной воде, то необходимо со всей тщательностью отнестись к выбору основного элемента жизнеобеспечения – регулятора. Конечно, можно взять в поездку и два, и три запасных регулятора, но если они все будут вести себя в условиях холодной воды неадекватно, то такая страховка абсолютно не оправдает себя. Необходимо с большей тщательностью отнестись к подготовке регулятора к предстоящим условиям погружения. Нужно не только проследить за самим процессом очистки, смены расходных деталей и смазки, но и лишний раз напомнить мастеру о том, что вы планируете провести погружения в холодной воде, поэтому эластичность колец и консистентные свойства смазки в отсутствии фирменных должны подходить к условиям эксплуатации при пониженной температуре.
Надеюсь, что эти рекомендации позволят многим дайверам насладиться всеми красотами подводной жизни морей умеренных широт и избежать неприятностей, связанных с отказом регулятора на глубине.
Текст: Сергей Гуляев
Рубрики: 2(44)2006, Архив, Снаряжение
Метки: Снаряжение и оборудование...
