آیا سیلندرهای گاز آلومینیومی سبکتر از سیلندرهای گاز فولادی هستند؟

وزن آلومینیوم حدود 2.7 گرم بر سانتی متر مکعب است، در حالی که وزن فولاد تقریباً 7.85 گرم در سانتی متر مکعب است که باعث می شود آلومینیوم کمتر از یک سوم چگالی فولاد باشد. در شرایط واقعی، یک سیلندر آلومینیومی که حجم گاز یکسانی را در یک درجه فشار قابل مقایسه نگه می‌دارد، معمولاً وزن دارد. 30 تا 45 درصد کمتر نسبت به همتای فولادی خود این تفاوت وزن جزییات ساخت جزئی نیست. مستقیماً مشخص می‌کند که کدام صنایع آلومینیوم را انتخاب می‌کنند، سیلندرها چگونه کار می‌شوند و حتی نحوه تنظیم آنها برای حمل و نقل و استفاده روزانه.

چرا تفاوت چگالی بسیار مهم است

وزن در یک مخزن تحت فشار صرفاً به چگالی فلز بستگی ندارد. همچنین به ضخامت دیوار بستگی دارد که بر اساس استحکام آلیاژ مورد استفاده مهندسی شده است. فولاد نسبت به اکثر آلیاژهای آلومینیوم دارای استحکام کششی بالاتری در واحد ضخامت است، اما سیلندرهای آلومینیوم از طریق انتخاب آلیاژ و عملیات حرارتی، معمولاً آلیاژ آلومینیوم 6061-T6، که نسبت استحکام به وزن قوی را بدون نیاز به ضخامت بیش از حد دیواره ارائه می‌کند، جبران می‌شود.

سیلندرهای گاز آلومینیومی

نتیجه این است که اگرچه دیوارهای آلومینیومی اغلب تا حدودی ضخیم‌تر از دیوارهای فولادی در درجه‌بندی فشار معادل هستند، صرفه‌جویی در وزن کلی ناشی از چگالی پایه پایین‌تر همچنان برنده است. به همین دلیل است که یک سیلندر اسکوبای آلومینیومی استاندارد 80 فوت مکعبی تقریباً 32 تا 35 پوند وزن دارد، در حالی که یک سیلندر فولادی با ظرفیت مشابه می تواند 28 تا 30 پوند وزن داشته باشد - اما سیلندر فولادی معمولاً فشار کاری بالاتری دارد، بنابراین مقایسه واقعی سیب به سیب به شدت به رتبه بندی دقیق حجم داخلی و تطبیق فشار داخلی بستگی دارد.

مقایسه وزن در دنیای واقعی بر اساس نوع سیلندر

تفاوت وزن هنگام مقایسه دسته های سیلندر خاص در کنار هم واضح تر می شود. در زیر یک مقایسه کلی بین اندازه سیلندرهای رایج مورد استفاده در کاربردهای پزشکی، صنعتی و تفریحی وجود دارد.

توجه داشته باشید که در کاربردهای غواصی، سیلندرهای آلومینیومی به دلیل فشار کاری کمتر، گاهی به ابعاد فیزیکی کمی بزرگتر برای رسیدن به ظرفیت گاز یکسان نیاز دارند، به همین دلیل است که مقایسه وزن باید همیشه به جای اندازه به تنهایی، هم حجم و هم رتبه فشار را در نظر بگیرد.

چرا وزن در استفاده روزمره اهمیت دارد؟

تاثیر عملی یک سیلندر سبک تر بسیار فراتر از راحتی ساده است. وزن به طور مستقیم بر ایمنی، کارایی و هزینه تقریباً در هر برنامه ای که در آن سیلندر گاز استفاده می شود تأثیر می گذارد.

کاهش خطر آسیب ناشی از جابجایی دستی - کارگرانی که سیلندرها را چندین بار در هر شیفت بلند می کنند، حمل می کنند یا تغییر مکان می دهند با خطر آسیب تجمعی ناشی از فشارهای مکرر مواجه می شوند. استوانه ای که حتی 10 تا 15 پوند سبک تر باشد، می تواند بار فیزیکی روی کمر و شانه ها را به میزان قابل توجهی طی صدها بار تکرار در ماه کاهش دهد.

هزینه های حمل و نقل و حمل و نقل کمتر - برای مشاغلی که به طور منظم سیلندرها را ارسال می کنند، مانند تامین کنندگان کربنات نوشابه یا توزیع کنندگان گاز پزشکی، صرفه جویی در وزن تجمعی از تعویض به آلومینیوم می تواند به کاهش قابل اندازه گیری هزینه حمل و نقل تبدیل شود، به ویژه در هنگام حمل دسته های بزرگ سیلندرهای کوچک تا متوسط مانند یک سیلندر آلومینیوم CO2 در سیستم های توزیع نوشیدنی استفاده می شود.

قابلیت حمل بهبود یافته برای استفاده میدانی و موبایل - تکنسین هایی که سیلندرها را به میدان حمل می کنند، مانند جوشکارها، ارائه دهندگان خدمات HVAC یا کارکنان آزمایشگاهی که یک مخزن نیتروژن آلومینیومی بین سایت های آزمایش، به طور مستقیم از کاهش خستگی و جابجایی آسان تر یک نفره در مقایسه با یک سیلندر فولادی معادل بهره مند شوید.

معاوضه هایی که با وزن کمتر همراه هستند

انتخاب آلومینیوم برای وزن سبک تر آن شامل برخی معاوضه است که خریداران باید قبل از تصمیم گیری بدانند.

• سیلندرهای آلومینیومی معمولاً در مقایسه با فولاد مستعد فرورفتگی در اثر ضربه هستند، زیرا آلومینیوم دارای سختی سطح پایین تری است.
• برای کاربردهای فشار بالا و بالای 3000 psi، فولاد اغلب به دلیل الزامات ضخامت دیواره، انتخاب عملی‌تر و مقرون به صرفه‌تر است.
• سیلندرهای آلومینیومی معمولاً به ازای هر واحد ظرفیت گاز هزینه بیشتری نسبت به سیلندرهای فولادی مشابه دارند، اگرچه این هزینه اغلب با صرفه جویی در حمل و نقل طولانی مدت و حمل و نقل جبران می شود.
• برخی از کاربردهای صنعتی با ظرفیت بالا به سادگی نیاز به سقف فشار بالاتری دارند که ساختمان فولادی به راحتی فراهم می کند.

چگونه شناوری و حجم بر وزن درک شده در غواصی تأثیر می گذارد

یک مخزن آلومینیومی با مصرف گاز در حین غواصی شناور مثبت می شود، در حالی که مخازن فولادی تمایل به شناور بودن منفی در سراسر آن دارند.

به طور خاص در غواصی، مقایسه وزن نسبت به بسیاری از کاربردهای دیگر ظریف تر است. از آنجایی که آلومینیوم در فشار کاری کمتری نسبت به فولاد برای همان رتبه ظرفیت کار می کند، مخازن آلومینیومی از نظر فیزیکی بزرگتر هستند تا حجم معادل گاز تنفسی را در خود جای دهند. این بدان معناست که یک مخزن آلومینیومی 80 فوت مکعبی در واقع می تواند کمی بیشتر از یک مخزن فولادی 80 فوت مکعبی از آب خارج شود. غواصان بین این دو نه صرفاً بر اساس وزن خام، بلکه بر اساس نحوه رفتار آن وزن در زیر آب و تأثیر آن بر روی تریم و شناور بودن انتخاب می‌کنند.

صنایعی که سیلندرهای آلومینیومی سبک‌تر استاندارد هستند

نحوه مقایسه وزن هنگام انتخاب سیلندر

هنگام ارزیابی سیلندرها برای یک مورد خاص، وزن به تنهایی هرگز نباید تنها عامل باشد. خریداران باید وزن خالی (تار)، ظرفیت گاز، رتبه فشار کاری و ابعاد فیزیکی را با هم مقایسه کنند تا تصویری دقیق از قابلیت استفاده عملی بدست آورند.