공기통 안전할까?

공기통 안전할까?

 

스쿠바 잠수에 사용되고 있는 공기통은 모두 강철 또는 알미늄 합금으로 만들어 진다.

공기통의 강도를 높이기 위해 여러 가지 금속이 합금되어 사용된다.

합금은 사용 용도에 따라 그 합성 비율이 달라지며 필요한 특성을 위해 합금은 그에 맞는 합금을 사용한다.

그러나 합금에도 잠재적인 문제점이 있다.

합금 내에서 합성이 잘 안된 금속은 부식되는 입계를 만들 수 있고, 이것이 내부 부식을 일으킬 수 있다.

 

부식은 여러 형태로 나타난다.

강철 공기통에서 가장 흔한 부식은 공기통 안이 녹쓰는 것이다.

물이나 특히 바닷물이 강철 공기통 안에 들어가면 전해 작용에 의해 부식이 되며,

이런 부식은 금속내부로 깊은 들어가서 급기야는 구멍이 생길 수 있다.

 

알루미늄 그 자체는 하나의 화학원소이며 특별히 강하지도 안정돼 있지도 않다.

그러나 다른 원소와 적절히 혼합하면,

예를 들어 소량의 실리콘, 망간 또 마그네슘과 혼합하면,

알미늄 합금은 매우 안정되고 매우 강해진다.

이런 특성들은 스쿠바 용기에서 알미늄 사용의 이점이다.

 

알루미늄은 강철처럼 녹이 나지는 않는다.

그러나 알루미늄 합금은 녹에는 저항이 있지만 부식은 한다.

그 부식은 보통 알루미늄이 공기와 접하면 산화 피막이 형성되기 때문에 계속 진행하지는 않는다.

그러나 알루미늄은 다른 해로운 형태의 부식이 있을 수 있다.

모든 스쿠바용 공기통은 강철이든 알루미늄이든 용접을 하지 않는 씸레스(Seamless)용기이다.

 

 

공기통은 단조 방법에 의해 만들어지며 그 결과 금속에 심한 스트레스가 가해진다.

공기통은 금속 덩어리에서 시작된다.

적당한 길이로 잘려진 금속은 거친 표면을 매끄럽게 기계로 가공한 후,

윤활유를 바른 후 단조 과정을 통해 이음새 없는 공기통 껍질로 만들어 진다.

이 껍질의 벽과 바닥의 두께를 검사한 후 적당한 길이로 자른 후 특수한 목형성 프레스 가공에 들어간다.

그후 목구멍에 공기통 벨브를 꽂을 나사 구멍을 낸다.

이런 제작과정을 통해 공기통은 선천적이고 지속적인 스트레스를 가지게 된다.

 

지난 50년간의 스포츠 스쿠바 다이빙 역사상 공기통으로 인한 비극적 사고는 매우 적었다.

첫 사고는 강철통에서 생겼다.

이런 사고는 심한 내부 부식에 의해 생겼고, 적절한 검사나 취급주의 부족에서 일어났다.

세월이 지남에 따라 전문가들이 검사방법, 취급방법, 시험방법들을 개발했고 이것들이 공기통 사고를 줄였다.

1970년대 후반 알루미늄 공기통이 대중화 되었다.

그 이유 중 하나는 이런 새 공기통은 부식이 안 되므로 보다 안전할 것이라는 생각 때문이었다.

그러나 이것은 사실이 아니다.

 

1985년 한 다이버는 하와이에서 2개의 알미늄 공기통에서 바늘 구멍만한 구멍으로 공기가 새는 것을 조사했다.

하나는 목 부근에서 새었고 또 하나는 바닥에서 새었다.

이 두 공기통은 수압 검사 유효기간 이내에 있었고 그 가는 구멍들은 수압 검사시 발견되지 않았다.

 

공기통의 파열은 대개 사용자의 부주의에서 생긴다.

공기통의 잠재적인 위험 때문에 다이빙 숍에서 공기통 충전에 관여하는 사람들은 기본적으로 금속의 스트레스, 금속의 피로현상, 부식 등에 이해를 할 필요가 있다.

 

스쿠바 공기통 장력, 압축, 자르려는 힘 등으로부터 스트레스를 받는다.

이런 스트레스가 커지면 공기통은 파열되어 비극적 사고를 일으킬 수도 있다.

그러나 금속이 약해지는 현상은 사고를 일으키기 전 검사돼 사고를 예방할 수 있다.

 

인장력이란 용어는 공기통 안전을 나타내는데 중요하다.

이것은 반복적인 팽창과 수축에 안전하게 견딜 수 있음을 말하고 또 다른 공기통 안전성에 중요한 용어는 금속의 신축성이다.

금속이나 플라스틱에 생긴 스트레스 균열은 표면에서 보일 수도 있고 보이지 않을 수도 있다.

스트레스 부식 균열은 계속적인 인장 스트레스에 의해 생긴 금속 파열이고,

스트레스 부식은 스트레스에 의해 생긴 모든 부식을 말한다.

부식 피로 한계는 부식된 금속이 파열되지 않고 견딜 수 있는 최대 스트레스를 말한다.

 

1971년부터 1988년 사이 생산된 대부분의 알루미늄 공기통은 6351 합금이 사용됐고 그 이후에는 6061 합금이 사용됐다.

1982년과 83년에 생산된 6351 합금을 사용한 공기통 일부는 잠재적인 위험을 내포하고 있다고 지적되었다.

6351 합금으로 만들어진 알미늄 공기통에서 생긴 문제는 가는 구멍과 균열이다.

가는 구멍은 보통 목 부근과 바닥 부근에서 생긴다.

이 두 군데는 스트레스를 많이 받았던 장소이다.

균열은 공기통 목의 나사나 나사 부근에서 나타난다.

가는 구멍은 부식에 원인이 있고 균열은 스트레스에 원인이 있는 것 같다.

 

알루미늄 공기통의 가는 구멍은 합금의 최초 형성에서부터 시작하는 것 같다.

제련소에서 알루미늄합금을 만들 때 어느 한 부분은 정상보다 많은 납을 함유할 수 있다.

가령 작은 양의 초과된 납은 부식되어 없어질 수 있으며, 스트레스는 모든 부식을 가속 시킨다.

그러나 가는 구멍으로 탱크가 파열되지 않았던 것은 흥미롭다.

 

공기통 사용자들의 주기적인 검사 불이행과 부주의한 취급은 문제를 일으킬 수 있다.

그중 가장 위험한 것은 초과 충전이다.

어떤 다이빙 가게에서는 잠수 시간을 늘리려고 3000psi 짜리 공기통에 3400psi 또는 심지어 4000psi 까지 충전하는 것도 목격되고 있다.

 

강철 공기통은 새 것일 때에 한해 3년간 10% 초과 충진할 수 있으나,

알루미늄 공기통은 절대로 충진해서는 안된다.

 

알루미늄 공기통의 목 부근의 균열과 파열로 이미 몇 건의 사고가 미국에서 일어났다.

공기통 안전에 대한 과신은 금물이며,

정기적인 육안 검사 및 수압검사를 꼭 해야 하며,

절대로 상용 압력 이상으로 잠시도 충진하면 안된다.

 

<1995년 3/4월호 수중세계 수록내용 발췌>