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潛水技術發展簡史 主動從水面灣入水下，再從水下上升出水的過程，稱為潛水。過控灣水器和水下機器人灣水，風無人 潛水：潛水員潛水，則為有人潛水。有人潛水可按潛水員機體是否派受商壓，分為常壓潛水和承壓潛水。 有人潛水又可按潛水員機體組織內的情性氣體足香達到飽和，分為常規潛水和飽和潛水。隨著潛水技術不 斷進步，潛水方式愈來愈多，因此，有人潛水還有多種分類方法。 例如，按潛水員的呼吸氣體種類可分為 空氣潛水、氧氣潛水和混合氣潛水；按呼吸氣體來源，可分為自攜式潛水和水面供氣式潛水：按呼吸氣體 供氣方式，可分為通風式 （即連續供氣式）潛水、需供式《即按需供氣式） 潛水：按呼吸氣體回路，可分 為開式、半閉式和閉式潛水，等等， 潛水根據其目的不同，可以分為產業潛水、娛樂潛水、科教潛水和軍事潛水。灣水作為人類進入水下 環境的一種手段，在人類原始時代即己開始。如今，潛水己成為經濟建設、國防建設和科學研究中不可缺 少的一個特殊的技術工種。潛水在軍事上主要用于水下偵察、水下 、投潛救生和水下兵器的打撈等， 在民用上主要用于水產和礦產資源拗察和開發、水下施工、沉船打撈、清掃航道、水庫檢修、水產養殖和 海洋考察研宄等方面。 潛水技術是指以不同方式潛水所采用的技術。近幾十年來，人類為了向海洋進軍，潛水技術得到了迅 速的發展。本章旨在簡略地回顧潛水各階段的發展情況和當今潛水技術的發展趨勢。 第 節 早期的潛水活動 人類早潛水的確切年代己無法考證，但可以推斷是遠在有歷史記教之前。據《下海半英里》一書中 介紹，早在公元前 4500 年進行的一次考古發據中，就發現了鎮聯珍珠母的珍寶。在中國，有文字記教的 可以追湖到公元前 2250 年，夏朝皇帝禹曾接收了由部落進貢的牡蠣珍珠貢 品。這些人工制品是先由潛水者采集，然后由工匠制作而成的。 這是人類 在海中屏氣潛水作業的早例證。 在與大自然的斗爭中，我們的祖先也創造了 不少涉泅水的方法。如流 傳于民間的 “狗刨式” “寒鴨浮水”、“扎猛子”等。“扎猛子〞實際上就是 今天的屏氣潛水。潛水者屏氣潛水時，先吸足一口氣，然后潛入水下，在 耐受極限時間之內再急速上升出水（圖 1-1）。由于潛水時人的身體直接承 受水下的環境水壓，因此，屏氣潛水是一種原始的承壓潛水技術。屏氣 潛水不需要任何器具，所以，在一定條件下仍不失為一種有用的潛水方法。 迄今，世界上屏氣潛水的深記錄于 2000 年1月18日由一名古巴潛水員 弗朗西斯科創造，他下潛深度達 162m，屏氣時間為 3min 12s 屏氣潛水有一定的危險性，而且因為屏氣時間很短，在產業潛水方面 價值有限，所以為了延長水下時間，必須解決水下呼吸問題。簡易的水 下呼吸器是一根潛水呼吸管。采用潛水呼吸管進行水下呼吸的方法，在我 國明朝史料中就有記載。采集珍珠的潛水者用錫制的彎管在水下進行呼吸， 圖1-1 屏氣潛水 見圖 1-2。 這種潛水技術因潛水者肺內氣體是常壓，故吸氣比較費力，只能 下潛很淺的深度。如今，經過改進的潛水呼吸管，在娛樂潛水場所仍在廣泛使用。 為了減小水下的呼吸阻力，人們設想出了由潛水者自攜氣爽進行潛水的方法。氣囊潛水是呼吸氣體來 白潛水者白攜氣囊的一種潛水技術。它是現代自攜式水下呼吸器的前驅。潛水者在水下，肺內外壓力基本 平衡，潛水深度可以不受限制，但是皮質氣囊容積有限，可用的氣體太少，所以，潛水深度和時間的增加 都很有限。 早期的鐘式潛水技術，在公元前 300 多年就有記載，真正應用則在 16 世紀 30 年代。原始的潛水鐘為 一只倒扣的木質桶狀容器，鐘內氣體供潛水者呼吸。隨著潛水深度增加，氣體容積變小，使潛水者動作范圖1-2 呼吸管落水 圖1-3 原始的潛水鐘潛水 圍受限，而且鐘內氣體不能更新，終因缺氧和二氧化碳增高而發生呼吸困難。直到 18 世紀末，鼓風箱 與鐘的配合使用，使潛水技術有了新的突破，解決了對水下不能連續供氣的問題(圖 1-3)。用潛水鐘潛水 比用呼吸管或氣爽潛水有較多的優點，但鐘的本身龐大、笨重，移動操作很不方 便，潛水作業效率低下， 因此，早期的鐘式潛水在 19 世紀初葉就告結束。
我國潛水技術現狀和發展趨勢 我因解放前僅有少數幾個潛水單位，潛水員不過百余人，沒有專門從事這方面的研究人員，所有的清 水器材都從國外進口，潛水裝具只有簡易裝具和少量的通風式重潛裝具，或不用裝具潛水，潛水設備和作 業條件極差，潛水事故屢見不鮮。新中國成立后，成立了專業的技術機構，開始培訓潛水技術人員，研創 和更新了潛水裝具、加壓艙等潛水設各系統。目前，我國己建立了一支潛水技術人員和裝備比較齊全的專 業隊伍，具備了可以采用各種潛水技術在海上進行潛水作業的能力。 1979 年春至 1980 年秋，在福建海區打撈 “阿波丸”工程是我國 次遠海深水作業。在海上施工共 965 天，500 多名港水員在 57~63 水下 作業總數13 064 人次，撈貨5418t，圓滿地完成沉船的勘測打撈任務。當今，就潛水員關系密切的承 壓潛水來說，在空氣常規潛水方面，作業深度、潛水裝具及醫務保障上均與國際水平相當。傳統的通風式 重裝漸趨淘汰，采用水面供氣需供式輕裝與開式鐘配套使用將成為發展趨勢。在氫氧常規港水方面，使用 國產的裝具和設備，己可滿足海上進行潛水作業的要求。 由于氦氣昂費，采用新型的半閉式裝具，并配以 常規潛水系統己引起重視。目前，我國僅有少數單位學握混合氣潛水技術，所以實際應用還不夠普追。在 飽和潛水方面，我國起步較遲，但進展較快。氮氧飽和一空氣巡回潛水技術，在飽和深度和時間方面己跨 入世界先進行列。氦氧飽和潛水己完成實驗室 350m 飽和-370m 巡回潛水。在海上進行了 150m 飽和-182m 巡回潛水。 這些成績與國外模擬潛水 701m 及海中直接潛水 535m 的世界記錄相比，還有很大的差距。而且， 飽和潛水作業在國外海洋開發中己大規模實際應用，而國內盡管有了國產的 300m 飽和潛水系統及大循環 的閉路呼吸系統，但都有待于海上實際應用。 潛水作業不是一項單純的潛水任務，還需要潛水員在水下完成各種技術性工作。潛水技術僅僅解決下 潛和上升的問題，而潛水作業技術則指使用水下工具（包括機械手）完成水下作業任務所采用的技術，是 解決水下能否干活的問題。所以，如今對一名專職潛水員的要求是很高的。他除了要了解水下物理、工程、 醫學等知識和會熟練操作各種潛水裝具、設各和載人潛水器之外，還需要懂得多種水下工具和新型儀器的 使用。 21 世紀是海洋經濟時代。 從世界范圍總體來說，現在大約總數 1/3 的潛水員是專為海洋石油開發服務 的。據有關方面預測，我國近海石油開發總投資估算需200 億美元。所以，當前在我國培養和建立一支可 以滿足海上作業的潛水隊伍是非常迫切和需要的。
大氣的概念 地球表面被一層厚達幾千公里的空氣包團者。包國地球的空氣層就叫大氣層。 空氣是無色、無味、透明、易壓縮的氣體。密度為 1.2~1.3g/L. 空氣可溶解于液體，人體中含有大量的水份，空氣會以一定的比例溶解在人體中。 空氣主要由無氣、氧氣、二氧化碳、灰生、水然汽及梅性氣體組成。除氮氣外，情性氣體還包括：氨、 怎、氫、無、飯和氣，它們化學性質相當穩定，在空氣中含量非常稀少。 除此之外，空氣中還含有少量化 學性質活沒的氫和一氧化碳等。空氣中幾種成份含見表 2-2。 潛水中會過到各種氣體，其中主要有氧、氮、氮、然、氛、二氧化氮、一氧化碳和水然汽等八種，它 們以不同的含量存在于空氣之中， 空氣中幾種成份含量及密度 * 2-2 氣體名絡 分子式 終歌面分比(%） 告度 (g/cm) Ne 78 1.25X 10-3 氧 21 1.43x 10-3 二氧化碳 Co, 0.033 1.97 × 10-3 気 He 0.000 S 1.8×10-4 在常規潛水作業時，所使用的氣體，常用的是空氣，空氣是一種天然的潛水混合氣體。在某些潛水 作業時，也可以將空氣中菜些成份的氣體與氧氣泥合，組成特殊的混合氣體。下面介紹潛水中常見的幾 種氣體： （一）氣氣 氧氣在空氣中含量居第二位，但它是空氣中對人類重要的氣體。氧氣在空氣中約占體積 21%。無色、 無噢、無味，化學性質活潑，易與其它元素結合。氧不能燃燒，但能助燃。 我們在呼吸空氣時，人體所必需的其實只有氧氣，它是人類及其它生物款以生存的氣體。 （二）氮氣氮氣是空氣中含量多的氣體，約占空氣體積中 78%。氮氣無色、無嗅、無味。它是所有生命的組成 部分。但它與氧氣不同，不能支持生命，也不能助燃。氮氣化學性質較穩定，在高壓下易溶解于人體。 空 氣中的氮對空氣潛水來說，可視作氧氣的稀釋劑。當然氮氣并非是可用做稀釋氧氣的 氣體。在高壓環 境下，呼吸含有高比例氮氣的混合氣體（比如空氣）時因氮的分壓過高，氮氣會引發氮麻醉，使潛水員的 定向能力和判斷能力減弱。 （三）氦氣 氦氣是無色、無味、無嗅的惰性氣體，不能溶于水。氫氣在空氣中含量極少，在高壓環境下不會對人 體產生氮麻醉。故在潛水中，經常用氫氣和氧氣按一定比例配制成氫氧混合氣，用于深潛水作業。 氦與氮比較，雖有不會發生氮麻醉的優點，但其也有語言失真和散熱性強等缺點。 （四）二氧化碳 當空氣中二氧化碳含量較小時，它是一種無色、無嗅、無味的氣體、但當二氧化碳含量較大時，它具 有酸味和臭味。二氧化碳比較重，常做泡沫滅火器中的滅火劑。 二氧化碳極易溶于水，是機體呼吸和燃燒 的產物。如果通風不良，人體排出的二氧化碳會在潛水員頭盔或加壓艙內積聚，當其濃度過高時，會發生 二氧化碳中毒， （五）水蒸汽 水蒸汽是空氣中所含的水，它以氣態形式出現。水蒸汽在空氣中的含量與溫度和濕度以及氣體壓強等 因素有關。水蒸汽含量過大，會使潛水面窗模糊，寒冷環境下供氣軟管內結冰或身體寒冷。水蒸汽含量過 低，會使呼吸道干燥難受。
潛水器的發展情況 港水器是各種水下運行器的統稱。通花分為執人潛水器和無人灣水器兩大類。 數人灣水器是在水下有人探縱，并可提帶源貿的一種灣水器。根據胎室壓力的不同，可分為路壓數人 潛水器、閘式潛水器和濕式潛水器三種。濕 式潛水器，其艙室是非耐壓的，駕駛員和乘 員需戴水下呼吸器，主要用于潛水觀光和運 送潛水員。閘式潛水器是一種組合式（常壓 ，高壓）載人潛水器，可在水面及水下航行 （圖 1-8)。早的一艘閘式潛水器于 1895 年是根據 “沉箱”的氣閘原理制成的。 閘式 潛水器首部的駕駛艙內為常壓，駕駛員可利 用儀器設備對舷外目標物進行水下觀察和 Gof 00: 錄像，可監視舷外潛水員的活動，并能及時 營救。潛水器中部為一可調壓的潛水艙。當 艙室內外壓力平衡時，打開底門，潛水員可 出潛作業。作業結束，返回艙室。潛水員可 在高壓下與母船上的甲板減壓艙對接后，進 圖1-8 閘式潛水器 入甲板減壓艙再實施減壓。閘式潛水器在水下有很大的靈活性，是一種新型的多功能的潛水器，但它的投 資和使用費用均較高。我國在20 世紀 80 年代曾從法國進口過 SM358 和 SM360 兩種閘式潛水器，其 潛 水深度為 300 m。 常壓潛水是人在潛水過程中始終處于常壓環境下的一種潛水技術。人在水中直接潛水的 深度在 500~600口范國，而人在窗南的第達村達龍體中，時以到忑灣計的取休短。 人港水器創造了深灣 10 911. S4 四 的世界紀錄。 諾壓潛水版，是近年*才發展起來的一種作業型潛水器，主要由堅固耐壓的輕顧合金數光、機城手和 生金支持系統每部分組成。操作者時吸滿壓空氣，因而沒有年語音失真及保暖問題，潛水作業后也無需發 壓。20 世紀70 年代初的產品型號有“吉姆” 和“山婚”，外形權人， 四肢有活動關節，水下活動不夠靈活。后來的“黃蜂”、 “蜘蛛”和“蟺 婷。型，下肢改為桶形，設 6~8個小型推進器，可上下、左右、路后 移動，也可懸停作業，潛水深度達 610四。因不再星人形，故改稱為單 人常壓潛水器，英文縮寫名仍為 OMAS(圖 1-9)。 OMAS 的主要優點是操 作使用方便、可靠，尤其是在緊愈情況下可迅速投入使用，不足 的是在水中停留時間受到海況和人的耐受力限制。因內有代表性的 osz-11型常壓潛水服派有觀察和作業等功能，既是常壓執人潛水器， 又可作為簡單的過控潛水器，其 工作深度為 300m，水下巡航半徑 50m，生命支持力 80 h，可以在海況不大于4 級的海區進行作業。 遙控潛水器和水下機器人足兩種典型的無人潛水器。遛控潛水器 常按英文名縮寫稱其為 ROV，是一種依靠水面遙控而運行的潛水器。按 逼拉方式不同，ROV 可分為系纜和無纜兩種類型。前者通過電統可把水 下獲得的水深、水溫、航向、航速等各種參數傳回水面控制臺上。操 因1-9 單人常壓潛水器 縱人員可監視 ROV 的活動，并進行遙控指揮，指令它在水下完成一定 的任務。后者由水面通過聲波指令對 ROV 實現邏控。目前，ROV 的 深度已達 7000m，但其工作深度多半在600 m 以淺。ROV 由于不需要人員下海而無生命危險和可以不必自 行攜帶動力源等，因而尺寸小、重量輕、造價低，近年來國內外發展迅速。 我國 ROV 研制開發工作始于 20 世紀 70年代末。 臺 HR-I 型 ROv 屬水下觀察型 ROV，其 工作深度為 300 m，水下巡航半徑 120元, 航速 2.5 k。之后，國內又研制出 Yg2 型等幾種作業型的 ROV，具有水下搜素、水下觀察和水下作業等功 能。 水下機器人，又稱海洋機器人，是一種代替潛水員在水下作業的自控的潛水器。能在水下游動或行走, 能模仿人的手和臂運動，完成水下作業所需動作。國際上，水下機器人品種繁多。國內，1994年研制出落 一臺潛水深度為 1000 m 的探素者號水下機器人。1996年又研制成 6000 m 的 CR-01 型水下機器人。目煎， 我國在無纜智能型水下機器人的研究方面也取得了一定的成果。 潛水技術發展多元化的今天，有統計資料表明，ROV、OMAS 和飽和潛水 系統的初始投資費之比約為 1:1:10，苦運費約為 0.5:1:10，重量約為 1:1:12。所以，當今人們普追認為：在潛水作業深度超過 150 之后，盡管可采用飽和潛水進行作業，但是由于它的投資和營遠費用品貴及醫務保障的復雜性，因此都飯 向于選用 ROV 或 OMAS 以取代潛水員直接潛水。在水深 150n 以淺的水下作業，由于潛水員的手比機械手作 業效率高，可完成許多復雜的任務，因此，仍基本采用承壓潛水技術。具體地說，60m 以淺，水下作業貨 間短，主要采用水面供氣式輕裝空氣潛水，但在寒冷和/ 或海流較大的水城，也可采用新型的重裝空氣樓 水：水下作業時間及整個作業周期較長，宜采用空氣飽和潛水或氮氧飽和一空氣巡回潛水：60~120口道 圍，水下作業時間較短，可采用瓜氧常規潛水：60~150m 范圍，水下時間較長，則應采用氫氧飽和港本 當然如果需要，150~300m 范圍，也可采用飽和潛水技術。
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針對潛水員而言，水下焊接，切割有一套相互的標準，每一個潛水員的特點（電導率，精力，個子，心理素質）是不一樣的，造成具體操作方式不一樣，焊接電流尺寸，切割視角因人而異，僅有歷經長期的練習和磨合，才能尋找的水下切割方式。 把握水下焊接和水下切割必須附加的練習。，在陸上上練習切割和焊接，有一個理性的了解，隨后根據長期的水下練習，積累經驗。水下切割是工程潛水中一項關鍵而普遍的水下作業任務，也是水下工程中含量很大的工種。 那么我們工作中應當注意什么。搞好水下環境監測工作。水下環境對水下切割工作至關重要。水下環境的品質對我們的工作擁有關鍵的危害。假如水下環境不，在工作過程中會存有很多隱患。這對水下切割的順利完成有很大的危害。 水下切割工程關鍵有水下切割鋼筋籠、水下切割鋼圍堰、水下切割鋼管樁、水下切割形變護筒、水下切割灌注樁、水下切割等。水下切割工作的一個關鍵特性是：有很多、多方面的工作，一般包含以下好多個層面：(1)調查作業區氣象、水位、溫度、流速等環境情況。
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