Manufaktur Tabung Oksigen: Dari Bahan Baku hingga Jaminan Kualitas
Latar Belakang
Oksigen (nomor atom 8, bobot atom 16) esensial untuk semua organisme hidup dan bereaksi dengan hampir setiap unsur lain. Sebuah zat yang berikatan dengan oksigen dikatakan teroksidasi. Ia merupakan unsur yang melimpah di alam semesta, menyusun sekitar 90 % air dan 46 % kerak Bumi (silikon 28 %, aluminium 8 %, besi 5 %). Dalam keadaan murni, oksigen tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Pada suhu di bawah –183 °C (–297 °F) ia cair menjadi cairan biru pucat.
Sekitar dua pertiga tubuh manusia adalah oksigen. Ia dihirup ke dalam paru, diangkut melalui aliran darah ke sel, di mana ia bereaksi dengan molekul lain untuk menghasilkan energi. Produk sisa respirasi adalah air dan dioksida karbon, yang diusir melalui paru.
Terapi oksigen medis, digunakan untuk kondisi seperti emfisema, asma, dan pneumonia, menyediakan oksigen tekanan dari kalium aluminium dengan regulator tekanan atau dari tangki baja isolasi besar yang bertekanan 2.000 lb/in² (141 kg/cm²).
Sejarah
Penemuan oksigen dikreditkan pada beberapa ilmuwan. Pada tahun 1774, Joseph Priestley mengamati gas yang mendukung pembakaran, yang disebutnya “udara diflogistikan.” Antoine‑Laurent Lavoisier kemudian mengganti namanya menjadi oksigen (dari Yunani oxy “asam” dan gene “membentuk”) dan menunjukkan perannya dalam pembakaran dan pembentukan asam. Carl Wilhelm Scheele, seorang ahli kimia Swedia, telah mengisolasi gas lebih awal pada tahun 1771 tetapi tidak menerbitkan temuan-nya hingga kemudian.
Bahan Baku
Tabung oksigen terbuat dari aluminium 6061-grade dan udara cair. Bilian aluminium dicetak sebagai kayu panjang dan kemudian dipotong menjadi slug yang ukurannya mendekati dimensi produk akhir. Udara cair dikondensasi dan dipanaskan hingga nitrogen dan impuritas lain didihkan, meninggalkan oksigen hampir murni (97–100 %) sebelum didistribusikan ke dalam tangki.
Desain
Tabung oksigen medis biasanya memiliki tubuh baja yang digosok dan tutup atas hijau. Desain menyeimbangkan kekuatan, berat, dan resistensi korosi untuk memenuhi standar keselamatan yang ketat.
Proses Manufaktur
Pembentukan Silinder
- 1. Sebuah bilian aluminium 6061 tunggal dipotong pada konveyor menjadi slug.
- 2. Setiap slug ditempatkan dalam cetakan dan dikecualikan ekstrusi belakang, menciptakan cangkir kosong berukuran besar.
- 3. Cangkir melalui pemeriksaan visual dan pengukuran dimensi.
- 4. Swaging menutup ujung terbuka cangkir, membentuk silinder tanpa sambungan.
Pemanasan
- 5. Silinder ditratasi dalam tungku pada ~1.000 °F (538 °C), mencapai temper T‑4.
- 6. Kemudian ia ditangani secara buatan dalam oven pada ~350 °F (177 °C) untuk mendampatkan unsur pelingkungan, menghasilkan temper T‑6 yang lebih kuat.
Konfigurasi Leher
- 7. Pemesinan berbantu komputer membuat lubang pusat di leher.
- 8. Alat bentuk memoles permukaan atas, gland o‑ring, dan utas secara berurutan, menciptakan segel yang andal.
Penyelesaian
- 9. Pengujian hidrostatik menekan tangki hingga lima pertiga tekanan pelayanannya; ekspansi berlebihan menghasilkan penolakan.
- 10. Tanda identifikasi (spesifikasi, nomor seri, produsen, tanggal) dicetak dengan stamper pneumatik.
- 11. Tabung medis menerima finishing digosok, diputar pada konveyor, dan secara otomatis digerus.
- 12. Cat hijau ditapkan secara manual, diikuti dengan lapisan bubuk bening yang dikuring dalam oven.
- 13. Tangki yang selesai ditutup atau dilengkapi dengan katup sesuai kebutuhan pelanggan.
Mengisi Tangki
- 1. Oksigen tekanan komersial disaring dari udara cair, yang cair pada –183 °C.
- 2. Udara dikompresi dan diperluas melalui mesin piston, mendinginkannya dan mengurangi tekanan.
- 3. Beberapa tahap ekspirasi mencairkan udara, yang kemudian disimpan dalam tangki terisolasi.
- 4. Didihkan menghapus nitrogen (titik didih –320 °F), menghasilkan 97–100 % oksigen murni untuk mengisi silinder.
Kontrol Kualitas
Selama produksi, silinder melalui pemeriksaan dan pembersihan berulang kali. Setelah penjualan, setiap tangki harus lulus pengujian hidrostatik dan visual ulang setiap lima tahun, sesuai pedoman Compressed Gas Association. Silinder dengan keausan minimal dapat memiliki umur pelayanan yang tidak terbatas.
Tanda DOT‑3AL menunjukkan kepatuhan dengan peraturan Departemen Transportasi untuk pengangkutan gas terkompresi.
Sampingan & Limbah
Hampir 93 % dari bilian yang dicetak direkuperi dalam produk akhir, meninggalkan kurang dari 7 % sisa. Silinder yang dihukumi didepressurisasi, katup dilepaskan, dan dipotong dua untuk daur ulang, memastikan limbah minimal.
Masa Depan
Kemajuan dalam terapi oksigen medis telah menghasilkan tangki yang lebih kecil dan lebih mudah manuver. Tabung E standar menampung 680 L dan dapat menyampaikan hingga 11,3 jam pada 1 L/min, berat hanya 7,9 lb (3,6 kg) kosong. Tabung M9, pada 240 L, menawarkan empat jam pada 1 L/min atau dua jam aliran berkelanjutan. Aksesori seperti keranjang atau tas memungkinkan transportasi mudah.
Di Mana Mempelajari Lebih Lanjut
Sumber Daya Lainnya
Catalina Cylinders Web Page. 8 November 2001. https://www.catalinacylinders.com.
Tri‑Med, Inc. Web Page. 8 November 2001. https://www.trimed.freeservers.com.
Deirdre S. Blanchfield
