كيفية تصنيع خرطوم الماء

مفهوم الخرطوم:

يشير مصطلح خرطوم إلى عدة أنواع مختلفة من الخراطيم المصممة، مثل استخدام الخرطوم في مكافحة الحرائق أو من أجل استعمال الماء، تتكون الطبقة الأكثر شيوعاً من طبقة خارجية أو أكثر من القماش المنسوج مع طبقة داخلية من المطاط، عادة ما يتم تصنيعها بطول 50 قدم مع وصلات معدنية ملولبة على كل طرف، أما النوع الأقل فيتم تخزينها بشكل مسطح لتقليل المساحة المطلوبة.

تاريخ صناعة خرطوم الماء:

كان أول استعمال تمّ تسجيله للخرطوم في اليونان حسب المؤلف اليوناني أبولودوروس، كانت نهايات أمعاء الثور تتصل بمثانة فيها ماء، وعندما ضُغط على المثانة، تمّ دفع الماء خلال القناة الهضمية الطويلة، وتم توجيهه إلى الأماكن المرتفعة التي تتعرض للسهام النارية، اخترع نيكولاس وجان فان دير هايدن رائد خرطوم إطفاء الحرائق الحديث في عام 1672 في أمستردام بهولندا.

كان خرطوم تصريفهم مصنوع من الجلد مع طبقات مُحكمة بإحكام، تم تثبيت تركيبات نحاسية على كل طرف للسماح بربط عدة أقسام معاً، وفي عام 1698 صنعوا خرطوم شفط من قماش الشراع الثقيل المطلي بالطلاء أو الأسمنت لجعله مانع لتسرب المياه، كما تم تقوية الخرطوم بحلقات معدنية داخلية لمنعه من الانهيار بفعل الفراغ.

تسربت خراطيم الجلد المبكرة بشكل سيئ، وكانت طبقاتها المخيطة عرضة للتمزق تحت الضغط، حيث تم تطوير أول خرطوم جلدي برشام في عام 1808 في فيلادلفيا من قبل مجموعة من رجال الإطفاء المتطوعين، كان لخرطومهم طبقات مثبتة معاً بواسطة 20-30 برشام معدني لكل قدم؛ وللتخلص من التسربات، حصل عضوان من المجموعة على براءة اختراع لهذا التصميم في عام 1817 وبدأ في تصنيعه.

على الرغم من إدخال خراطيم منسوجة من القطن والكتان في أوائل القرن التاسع عشر، كما تم إدخال خراطيم مطاطية في عام 1827، ولم يتم تطوير أي من هذه التصميمات بما يكفي؛ لتحل محل خرطوم الجلد المبرشم حتى حوالي سبعينيات القرن التاسع عشر، كما تستخدم خراطيم إطفاء الحريق الجديدة مجموعة من الأقمشة واللدائن الطبيعية والصناعية في بنائها.

مواد أولية خاصة بصناعة خرطوم الماء:

قديماً كان القطن يُصنع من الألياف الطبيعية التي تستخدم في صناعة خراطيم المياه، لكن أغلب الخراطيم الجديدة تعمل على استعمال الألياف الاصطناعية مثل البوليستر والنايلون، تقوم الألياف الاصطناعية بتوفير قوة أفضل وتقاوم التآكل، يمكن صباغة خيوط الألياف بألوان متعددة أو تركها كما هي.

تشتمل الطلاءات والبطانات على المطاط الصناعي، مثل ستيرين بوتادين وبروبيلين وكلوروبرين وبولي يوريثين ونتريل بوتادين، توفر هذه المركبات درجات عالية من المقاومة لجميع المواد ودرجات الحرارة والأشعة فوق البنفسجية والتآكل والتعفّن، يتم اختيار طلاء وبطانية لتطبيقات محددة.

يمكن تصنيع وصلات الخراطيم من النحاس، على الرغم من أنّ وصلات الألمنيوم يتم تحديدها بشكل متكرر بسبب وزنها الخفيف، يحتوي خرطوم الماء المغطى بالقماش على طبقة أو أكثر من القماش المنسوج كمواد تقوية، يُطلق على الخرطوم ذو الطبقة الواحدة اسم خرطوم الغلاف المفرد، ويستخدم في الأماكن التي يكون فيها الوزن الخفيف مهم، أو حيث يُتوقع أن يكون للخرطوم خدمة غير متكررة.

كيفية تصنيع خرطوم الماء:

تحضير الغزل:

هناك نوعان من خيوط الألياف التي يتم نسجها معاً لتشكيل سترة خرطوم، يُطلق على الخيوط التي تمتد طولياً أسفل الخرطوم اسم خيوط الاعوجاج، وعادةً ما تكون مصنوعة من البوليستر المغزول أو خيوط النايلون، حيث إنّها تكوّن الأسطح الداخلية والخارجية للغطاء وتتقوم بتوفير تقاوم التآكل، وقد تسمى الخيوط التي تُلف حول الخرطوم بخيوط الحشو التي تُصنع من خيوط البوليستر.

حيث تكون محصورة بين خيوط السداة المتقاطعة وبمجرد طلاء الغلاف الخارجي، فيمر عبر فرن، حيث يتم تجفيف الطلاء ومعالجته، كما تكون البطانة المطاطية مبثوقة، حيث يتم ربط السترات والبطانة لإنشاء الخرطوم، وبمجرد طلاء الغلاف الخارجي فسيمر عبر فرن، حيث يتم تجفيف الطلاء ومعالجته، تكون البطانة المطاطية مبثوقة، بحيث يتم ربط السترات والبطانة لإنشاء الخرطوم.

تقوم قوة المقاومة بتوفير ضغط المياه الداخلي، تُحضّر خيوط السداة التي تصنع من البوليستر المغزول من قبل الشركة التي تصنع الغزل، ويتم شحنها إلى مصنع الخراطيم ولا حاجة لمزيد من التحضير، تُجمع ألياف البوليستر التي تحتوي على الفتيل المستمر معاً في حزمة من 7-15 ألياف، حيث تُلف على إطار ملفوف من أجل تشكيل خيوط حشو، ثم يتم لف الخيط المطوي والملفوف على بكرة تسمى بكرة الحشو.

حياكة السترات:

تنظّم خيوط السداة على كريل، والتي تقوم بتغذيتها بالطول لأسفل عن طريق نول دائري، يوضع اثنين من بكرات الحشو مع خيوط الحشو في المكان المناسب في النول، وعندما يبدأ النول تلف بكرات الحشو خيوط الحشو في دائرة خلال خيوط السداة، وعند مرور البكرات يقوم النول بالتقاطع مع كل زوج من خيوط السداة التي تجاوره ليصيد خيوط الحشو بينهما.

تدوم عملية النسيج بشكل سريع، حيث يسحب الطرف السفلي بشكل بطيء عن طريق النول وتلف البكرات خيوط الحشو حول محيط الغلاف في مكان ضيق، تُلف السترة المنسوجة بصورة مسطحة على بكرة سحب.

كما تُنسج السترات الداخلية والخارجية بشكل منفصل، حيث إن الغلاف الداخلي ينسج بقطر أصغر بحيث يتلاءم مع الغلاف الخارجي، وإذا دُهن الغلاف الخارجي فإنّه يُسحب عن طريق خزان مليء بمادة الطلاء، ثم يُمرر عبر فرن، حيث يتم تجفيف الطلاء ومعالجته.

بثق البطانة:

يتم تغذية 7 كتل من المطاط الملين واللزج غير المخمر في الطارد، يقوم الطارد بتسخين المطاط وضغطه للخارج من خلال فتحة بين قطعة دائرية صلبة داخلية وخارجية لتشكيل بطانة أنبوبية، ثم تسخّن البطانة المطاطية في فرن ويتم إخضاعها لتفاعل كيميائي يسمى الفلكنة أو المعالجة، وهذا يساهم في جعل المطاط قوي ومرن.

تشكيل الخرطوم:

تقطع السترات والبطانة حسب الطول المطلوب، كما يدخل الغلاف الداخلي في الغلاف الخارجي وتتبعه البطانة، توصل وصلة بخار بكل جهة من طرفي الخرطوم المجمع ويحقن بخار مضغوط في الخرطوم، هذا ينفخ البطانة بعكس الغلاف الداخلي ويؤدي في فلكنة الطبقة الرقيقة من المطاط خلال المعالج وربط البطانة بالغطاء الداخلي.

ضغط اختبار الخرطوم:

المعايير التي وضعتها الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق تتطلب أن يتم اختبار ضغط كل طول من الجاكيت المزدوج الجديد، خرطوم الهجوم المبطن بالمطاط حتى 600 رطل لكل بوصة مربعة، لكن معظم الشركات المصنعة تختبر 800 رطل، بعد أن تتم عملية التسليم يُختار الخرطوم سنوياً حتى 400 رطل، وفي أثناء تعرُّض الخرطوم للضغط فإنه يتم البحث عن أي تسريبات وللتأكُّد من أنّ الوصلات مثبتة بإحكام.

مراقبة الجودة:

بعد أن يتم اختبار الضغط النهائي، يعود كل خرطوم مرة أخرى ويخضع لمجموعة من عمليات الفحص والاختبارات في كافة المراحل الخاصة بالتصنيع، كما تشمل العدبد من عمليات الفحص والاختبارات عمليات الفحص البصري واختبارات مقاومة الأوزون، كذلك الاختبارات المتسارعة واختبارات الالتصاق بين البطانة والسترة الداخلية، مع تحديد مقدار التواء الخرطوم تحت الضغط وفحوصات الأبعاد وغير ذلك الكثير.