طراي سايت

مخزن تحت فشار چيست؟

طبق استاندارد ASME SEC VIII مخزن تحت فشار به مخازني ميگويند كه فشار طراحي داخل آن ها بيشتر از 15psi و كمتر از 3000psi باشد. اين مخازن معمولا استوانه اي يا كروي هستند و كار آن ها نگهداري و يا انجام فرآبند هاي شيميايي است. اين مخازن فلزي مي بايست توانايي مقاومت در برابر بارگذاري هاي مختلف، مانند فشار هاي داخلي و خارجي و خلا را داشته باشند. استاندارد اصلي براي اين طراحي ASME SECTION VIII است كه انجمن مهندسين آمريكا آن را تدوين نموده اند و هر 4 سال يكبار بازنگري مي شود. اين مخازن بيشترين كاربرد را در صنايع نفت و گاز دارند.در ادامه با ساخت مخزن تحت فشار بيشتر اشنا بشويد.

اين مخازن براي اينكه كاركرد ايمني داشته باشند، بايد طبق استاندارد ها و در دماي ويژه طراحي گردند كه به اين دما “فشار طراحي” و “دماي طراحي” گفته مي شود. در صورت رعايت نكردن استاندارد ها و اصول طراحي، ممكن است خطرات و حادثه هاي جبران ناپذيري رخ دهد.

روش ساخت مخزن تحت فشار

طبق استاندارد ASMEVlll Division1 روش ساخت مخزن تحت فشار به سه دسته تقسيم مي شوند كه در ادامه به آن ها مي پردازيم.

• فورجينگ
• لحيم كاري سخت
• جوشكاري

ساخت مخازن تحت فشار

جوشكاري

در ساخت مخزن تحت فشار به روش جوشكاري بسته به متريال فلز پايه، نوع كاربري، ميزان حساسيت در ساخت مخازن و تجهيزات كارگاه، از روش هاي مختلفي مي توان استفاده نمود. از جمله روش هايي كه مي توان به آن اشاره كرد جوشكاري ميگ، جوشكاري زير پودري ، جوشكاري تيگ و الكترود دستي است. در روش جوشكاري بعد از رول كردن مخزن و اضافه كردن كلاهك آن، اجزا را به يكديگر جوش مي دهند.

فورجينگ

اين روش فقط براي مخازني قابل اجرا است كه جوش هاي طولاني ندارد. همچنين روش فورجينگ، قابل اجرا در فولاد هاي كم كربن و فولاد هاي كم آلياژ مي باشد.

مواد مورد استفاده در ساخت مخزن تحت فشار

استاندارد هاي ساخت ASME BPVC SECTION II يك ليست از بهترين متريال ها و محدوديت دما و فشار را مشخص كرده اند. اكثر منابع تحت فشار از آهن ساخته شده اند. به اين صورت كه ورق هاي آهني به شكل رول درآمده و عدسي ها را به يكديگر جوش داده اند. علاوه بر استحكام مناسب، استاندارد ها شركت ها را موظف مي كنند كه از آهن هايي با مفاومت بالا در مقابل ضربه استفاده نمايند. همچنين در محيط هايي كه ممكن است باعث خوردگي كربن اسيل شود، لازم است از موادي با مقاوت بالا در برابر خوردگي استفاده شود. بعضي از منابع تحت فشار از كمپوزيت ها ساخته شده اند، مثل فيبر هاي كربن، كه بسيار سبك هستند ولي ساخت آنها بسيار سخت مي باشد.

منابع تحت فشار براي جلوگيري از خرابي مي توانند با سراميك ها يا پليمر ها محافظت شوند، علاوه بر اين، اين پوشش مي تواند ميزان زيادي از فشار را متحمل شوند.

كاربرد مخزن تحت فشار

يكي از نياز هاي اساسي تمام صنايع، ذخيره و نگهداري سيال در شرايط متفاوت است. بر همين اساس مخازن تحت فشار طراحي و توسعه پيدا كردند. مخزن تحت فشار ، محفظه بسته اي جهت نگه داري سيال در فشار هاي اتمسفريك و غير اتمسفريك است. مخزن تحت فشار نه تنها جهت ذخيره سازي سيالات بلكه به عنوان بدنه اصلي ساير تجهيزات نيز استفاده مي شوند.

به عنوان مثال فيلتر شني، كه قالب اصلي شامل يك مخزن تحت فشار است كه ساير قطعات و روي آن نصب مي شود. به عبارتي مي توان گفت عمده تجهيزات پالايشگاهي، پتروشيمي و يا صنايع مشابه براي طراحي قالب كلي احتياج به يك مخزن تحت فشار دارند.

كاربرد صنعتي مخزن تحت فشار

• ساخت بويلر
• منبع ذخيره آب
• اتاقك تحت فشار
• ساخت برج هاي تقطير
• مخازن راكتور هسته اي
• مخازن هواي زيردريايي
• نگه دارنده هواي فشرده
• مخازن هواي فضاپيما ها
• مخزن هيدروليك تحت فشار
• استفاده براي مقاصد تصفيه آب
• ذخيره سازي انواع گاز ها (مانند CNG، متان و …)
• ذخيره سازي انواع گاز هاي مايع (مانند آمونياك، كلر، پروپان، بوتان و LPG )

ساخت مخازن تحت فشار

كاربرد غيرصنعتي مخازن تحت فشار

• كپسول هاي اكسيژن
• تانك هاي ذخيره آبگرم خانگي

بيشترين كاربرد مخزن تحت فشار در صنعت نفت، گاز و پتروشيمي است. با توجه به گستردگي نياز به اين مخازن انواع مختلفي از مخازن طراحي شده است.

دسته بندي مخازن تحت فشار

الف – مخازن استوانه اي

اغلب به صورت يك استوانه اي با دو سر عدسي توليد مي شوند. اين نوع مخازن رايج ترين نوع مخازن هستند. مخازن استوانه اي بلند ممكن است عمودي يا افقي باشند. اصولا نياز عملياتي يك برج تعيين كننده نوع افقي يا عمودي بودن آن هست. براي مثال برج ها كه نياز به ثقل جهت جداسازي فازها دارند به صورت عمودي نصب مي شوند در حاليكه مبدل هاي حرارتي هم مي توانند به صورت افقي و هم عمودي نصب شوند.در مورد مبدل هاي حرارتي اين انتخاب عموما بوسيله روش انتقال گرما وسير سيال صورت مي گيرد.در مخازن ذخيره محل نصب عمدتا عامل انتخاب مي باشد.

ب – مخازن كروي

به علت استحكام ذاتي شكل كروي اين مخازن اصولا براي فشارهاي بالا بكار مي روند.مخازن ذخيره بزرگ كه تحت فشار متوسط قرار دارند معمولا شكل كروي يا شبه كروي دارند

طبقه بندي بر اساس فشار

1. مخازن تحت فشار داخلي: در اين نوع مخزن معمولا سيالي با فشار بالاتر از فشار اتمسفر وجود دارد.
2. مخازن تحت فشار خارجي: مخزن تحت فشاري كه با شرايط خلاء مرتبط هستند بايد براي فشار خارجي طراحي شوند در غير اين صورت متلاشي خواهند شد.

طبقه بندي بر اساس ضخامت جداره

1. مخازن جدار نازك: يكي از متداولترين انواع مخازن است.در اين مخازن نسبت ضخامت پوسته به قطر كمتر از 11 % است.
2. مخازن جدار ضخيم: در اين نوع مخازن نسبت ضخامت پوسته به قطر بيشتر از 11 % است.