산소 탱크

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배경

산소(원자 번호 8, 원자량 16)는 모든 생물에 필수적이며 거의 모든 다른 요소와 결합할 수 있습니다. 원소가 산소와 융합하면 산화된 것으로 표시됩니다. 산소는 물의 약 90%(수소가 나머지 10%)와 지각의 46%(실리콘 28%, 알루미늄 8%, 철 5%)로 구성된 세계에서 가장 풍부한 원소입니다. 기타). 산소의 녹는점은 -360°F(-218°C)이고 끓는점은 -297°F(-183°C)입니다. 자유 상태에서 산소는 무취, 무색, 무미입니다. -297°F(183°C) 미만의 온도에서 산소는 옅은 파란색 액체 형태를 취합니다.

인체의 3분의 2는 산소로 구성되어 있습니다. 인간의 경우 산소는 폐를 통해 흡수되어 혈류를 통해 세포로 분배됩니다. 세포에서 산소는 다른 화학 물질과 결합하여 산화됩니다. 산화된 세포는 필요한 곳에 분포되어 신체에 에너지를 제공합니다. 호흡의 부산물은 폐를 통해 제거되는 물과 이산화탄소입니다.

가압산소 요법은 폐기종, 천식, 폐렴과 같은 수많은 의학적 질병을 치료하는 데 사용됩니다. 이 의약 형태의 산소는 일반적으로 압력 조절기와 방출 밸브가 장착된 중간 크기의 알루미늄 용기에 보관됩니다. 대량의 산소는 2,000lb/in ² 의 압력을 가하는 대형 단열 강철 탱크에 보관됩니다. (141kg/cm ² ).

연혁

산소의 발견은 일반적으로 영국의 화학자 Joseph Priestley에 기인합니다. 1767년에 Priestly는 탄소와 혼합된 공기가 전기를 생산할 수 있다고 믿었습니다. 그는 이 탄화된 공기를 mephitic air라고 불렀습니다. Priestly는 계속해서 공기에 관한 실험을 수행했으며 1774년에 그는 불타는 유리와 태양열을 사용하여 산화수은을 가열했습니다. 이 작업을 하는 동안 그는 산화수은이 극한의 온도에서 분해되어 원소 수은의 구슬을 형성한다는 것을 알아차렸습니다. 또한 산화수은은 화염을 촉진하고 기도를 열어 흡입할 때 호흡을 쉽게 하는 이상한 가스를 방출했습니다. 이 가스는 물질이 연소하는 데 플로지스톤이 필요하다는 일반적인 생각에 기초하여 Priestley에 의해 플로지스톤 제거된 공기라고 명명되었습니다. 플로지스톤 이론은 프랑스 화학자 Antoine-Laurent Lavoisier에 의해 거짓으로 간주되었습니다.

Lavoisier는 18세기 중후반에 연소와 공기에 대한 실험을 진행했습니다. 1774년에 그는 Lavoisier에게 dephlogisticated air의 발견에 대해 말한 Priestley를 만났습니다. Lavoisier는 Priestley의 순수한 공기 형태에 대한 자신의 실험을 시작했습니다. 그는 원소가 여러 산의 일부임을 관찰하고 모든 산을 형성하는 데 필요하다고 가정했습니다. 이러한 잘못된 생각을 바탕으로 Lavoisier는 그리스어 oxy 를 사용했습니다. (산) 및 유전자 (형성) 1779년경에 프랑스어로 oxygene(영어로 산소로 번역됨)를 만들었습니다.

약 1771년경에 산소 발견에 관여한 것으로 알려진 세 번째 사람이 있습니다. 스웨덴의 약사이자 화학자인 Carl Wilhelm Scheele는 특정 원소(Scheele도 그것이 플로지스톤이라고 생각했습니다)가 다음을 위해 필요하다는 것을 발견했습니다. 태울 물질. Scheele는 이 원소를 연소에 필요하기 때문에 "화기 공기"라고 불렀습니다. 불의 공기에 대한 이러한 실험 동안 Scheele은 현재 질소로 알려진 "더러운 공기"도 발견했습니다. Scheele가 Priestley 이전에 산소를 분리했다는 사실에도 불구하고 Priestley는 그의 발견을 먼저 발표했습니다.

원자재

산소 탱크를 만드는 원료는 액체 공기와 알루미늄입니다. 알루미늄 출발 스톡은 주조 6061입니다. 액체 공기는 응축되고 순수한 산소가 남아 있을 때까지 가열되어 알루미늄 탱크에 분배됩니다. 압축 가능한 테플론 링은 O-링을 형성하는 데 사용되며 O-글랜드에 배치되어 밸브와 실린더 사이의 밀봉을 형성합니다. O-링 글랜드는 실린더 상단에 가공된 정밀 함몰부입니다. 밸브가 실린더에 나사로 고정되고 완전히 안착되면 O-링을 압축하고 밸브와 실린더 사이의 기밀 밀봉을 완료합니다.

디자인

산소 탱크는 크기, 무게 및 기능이 다양하지만 제조 공정은 매우 유사합니다. 전형적인 의약용 산소 탱크는 순수한 산소를 포함하고 브러시 처리된 강철 몸체가 있는 녹색 상단을 가지고 있습니다.

제조
프로세스

실린더의 형성

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1 산소 탱크는 6061 알루미늄의 단일 시트로 제조됩니다. 출발 물질은 캐스트 빌렛(cast billet)이라고 하며 길이가 약 5.5m이고 통나무 모양입니다.

2 주조된 빌렛을 컨베이어 벨트에 올려놓고 자동화 톱으로 원하는 크기로 자른다. 톱질한 조각을 슬러그라고 하며 완제품과 무게와 지름이 거의 같습니다.

3 그런 다음 슬러그를 역방향 압출 프레스의 다이 내부에 넣습니다. 언론은 슬러그에 펀치를 강요합니다. 슬러그의 금속은 펀치 주위로 역류하여 쉘이라고 하는 크고 속이 빈 컵 모양의 제품을 형성합니다.

4 그런 다음 쉘에 결함이 있는지 검사하고 측정합니다.

5 다음으로 쉘은 스웨이징이라는 과정을 거칩니다. 쉘의 열린 끝은 가열되고 컵의 열린 끝을 닫기 위해 닫히는 다이로 강제됩니다. 이제 심리스 실린더의 일반적인 모양이 완성되었습니다.

실린더 열처리

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6 실린더는 용체화 열처리와 인공 시효라는 2단계 열처리를 통해 운반됩니다.

7 첫 번째 열처리인 용체화 열처리는 실린더를 용체로에 넣으면 시작된다. 이 과정에서 알루미늄의 합금 원소가 용액에 투입됩니다. 실린더는 약 1,000°F(538°C)로 가열됩니다. 이 열처리를 거친 실린더는 T-4 템퍼에 있는 것으로 표시됩니다.

8 두 번째 열 사이클인 인공 노화는 약 350°F(177°C)로 가열되는 숙성 오븐을 통해 실린더를 운반하는 것으로 구성됩니다. 이것은 합금 원소가 용액 밖으로 침전되어 결정립계로 들어가도록 하여 실린더를 강화시킵니다. 두 열처리를 모두 완료한 실린더는 T-6 템퍼에 있는 것으로 표시됩니다.

넥 구성

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9 나사산, O-링 글랜드 및 상단 표면은 밀봉 표면이며 실린더에 가공됩니다. 실린더는 밀링 머신(3방향으로 이동할 수 있는 드릴 프레스)에 배치됩니다. Computer-Aided Design(AutoCAD) 소프트웨어의 지시에 따라 실린더 넥 중앙에 구멍이 밀링됩니다.

10 상단 표면, O-링 글랜드 및 나사산(순서대로)은 폼 도구를 사용하여 실린더에 가공됩니다. 폼 도구는 실린더 상단의 형태를 가지며 O-링 글랜드와 나사 릴리프는 O-링 아래에 있습니다. 폼 도구는 드릴 비트처럼 회전하고 실린더 넥에 폼을 가공하는 실린더로 내려갑니다.

마무리

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11 탱크는 수압 테스트를 거칩니다. 이 테스트 동안 탱크는 서비스 압력의 5/3에 해당하는 압력을 받습니다. 탱크가 다음보다 크게 팽창하는 경우 산소 탱크 제조. 30초 이내에 지정된 금액을 초과하면 거부됩니다.

12 식별 표시는 공압식 스탬퍼를 통해 탱크에 찍혀 있습니다. 이 표시는 실린더가 제조된 사양, 사용 압력, 일련 번호, 제조업체 이름 또는 번호, 탱크 제조 날짜를 식별합니다.

13 의료용으로 사용되는 탱크는 일반적으로 브러시 몸체를 가지고 있습니다. 탱크는 컨베이어 벨트에 수평으로 놓고 자동 샌더 아래에서 회전합니다.

14 탱크 상단을 수동으로 녹색으로 칠한 다음 전체 탱크에 투명 파우더 코트를 분사하고 오븐에서 경화시킵니다.

15 완성된 탱크는 고객 요구 사항에 따라 뚜껑이 있거나 밸브가 장착되어 있습니다.

탱크 채우기

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상업용 가압 산소는 액체 공기에서 대량으로 증류됩니다. 공기는 −183°C(−297°F)에서 액체가 됩니다. 공기 공급은 압축된 다음 피스톤이 장착된 구획을 통과합니다(팽창 엔진).

공기가 팽창함에 따라 피스톤이 움직여 구획의 부피가 증가하고 공기의 압력과 온도가 감소합니다.

공기는 액화될 때까지 여러 팽창 엔진을 통해 회전합니다. 그런 다음 액체 공기는 거대한 절연 저장 탱크로 이송됩니다.

질소는 끓는점이 더 낮기 때문에 액체 산소를 끓여 질소를 제거합니다(-320'F, 195°C). 액체 공기는 대부분 산소(97-100%)이며 산소 실린더에 분산될 때까지 대형 절연 탱크로 이송됩니다.

품질 관리

제조 과정에서 실린더는 여러 번 검사되고 청소됩니다. 탱크가 판매되어 서비스에 들어간 후에는 5년마다 수압 및 육안 재검사를 거쳐야 합니다. 테스트는 압축 가스 협회 요구 사항에 따라 수행됩니다. 탱크가 손상되지 않고 마모가 최소화되면 서비스 수명이 무제한입니다.

DOT-3AL은 실린더가 적합하게 제조된 사양을 나타내는 표시입니다. 교통부(DOT)는 모든 물품의 운송을 규제합니다. 압축 가스의 운송은 이 범주에 속합니다.

부산물/폐기물

제조 공정에서 출발 물질(주물 빌릿)의 거의 93%가 최종 제품에 사용됩니다. 출발 물질의 제조 스크랩은 7% 미만입니다. 생산이 완료된 후, 비난받을 정도로 손상된 실린더는 크라운에 "DOT-3AL" 표시가 찍혀 있습니다. 탱크에 압력이 가해지면 감압하고 밸브를 제거하고 실린더를 반으로 잘라 재활용합니다. 폐기되고 절단된 실린더는 재활용할 수 있고 재활용해야 합니다.

미래

산소 탱크의 의료 사용이 증가함에 따라 탱크는 점점 작아지고 기동성이 높아집니다. 표준 의료용 E 탱크는 680리터를 수용하며 분당 1리터(lpm)에서 최대 11.3시간을 제공할 수 있습니다. 이 탱크의 무게는 7.9lb(3.6kg) 비어 있습니다. 작은 산소 탱크 중 하나는 M9 탱크입니다. 이 탱크는 1 lpm 또는 2시간 연속 흐름에서 4시간 동안 지속되는 240 l의 산소를 보유합니다. 사용자가 전체 탱크를 쉽게 운반할 수 있도록 하는 카트 또는 가방과 같은 액세서리가 있습니다.

자세히 알아보기

기타

Catalina 실린더 웹 페이지. 2001년 11월 8일. .

Tri-Med, Inc. 웹 페이지. 2001년 11월 8일..

디어드레 에스 블랜치필드