مقالات آموزشی

مخزن تحت فشار چیست؟

طبق استاندارد ASME SEC VIII مخزن تحت فشار به مخازنی میگویند که فشار طراحی داخل آن ها بیشتر از 15psi و کمتر از 3000psi باشد. این مخازن معمولا استوانه ای یا کروی هستند و کار آن ها نگهداری و یا انجام فرآبند های شیمیایی است. این مخازن فلزی می بایست توانایی مقاومت در برابر بارگذاری های مختلف، مانند فشار های داخلی و خارجی و خلا را داشته باشند. استاندارد اصلی برای این طراحی ASME SECTION VIII است که انجمن مهندسین آمریکا آن را تدوین نموده اند و هر 4 سال یکبار بازنگری می شود. این مخازن بیشترین کاربرد را در صنایع نفت و گاز دارند.در ادامه با ساخت مخزن تحت فشار بیشتر اشنا بشوید.

این مخازن برای اینکه کارکرد ایمنی داشته باشند، باید طبق استاندارد ها و در دمای ویژه طراحی گردند که به این دما “فشار طراحی” و “دمای طراحی” گفته می شود. در صورت رعایت نکردن استاندارد ها و اصول طراحی، ممکن است خطرات و حادثه های جبران ناپذیری رخ دهد.

روش ساخت مخزن تحت فشار

طبق استاندارد ASMEVlll Division1 روش ساخت مخزن تحت فشار به سه دسته تقسیم می شوند که در ادامه به آن ها می پردازیم.

• فورجینگ
• لحیم کاری سخت
• جوشکاری

ساخت مخازن تحت فشار

جوشکاری

در ساخت مخزن تحت فشار به روش جوشکاری بسته به متریال فلز پایه، نوع کاربری، میزان حساسیت در ساخت مخازن و تجهیزات کارگاه، از روش های مختلفی می توان استفاده نمود. از جمله روش هایی که می توان به آن اشاره کرد جوشکاری میگ، جوشکاری زیر پودری ، جوشکاری تیگ و الکترود دستی است. در روش جوشکاری بعد از رول کردن مخزن و اضافه کردن کلاهک آن، اجزا را به یکدیگر جوش می دهند.

فورجینگ

این روش فقط برای مخازنی قابل اجرا است که جوش های طولانی ندارد. همچنین روش فورجینگ، قابل اجرا در فولاد های کم کربن و فولاد های کم آلیاژ می باشد.

مواد مورد استفاده در ساخت مخزن تحت فشار

استاندارد های ساخت ASME BPVC SECTION II یک لیست از بهترین متریال ها و محدودیت دما و فشار را مشخص کرده اند. اکثر منابع تحت فشار از آهن ساخته شده اند. به این صورت که ورق های آهنی به شکل رول درآمده و عدسی ها را به یکدیگر جوش داده اند. علاوه بر استحکام مناسب، استاندارد ها شرکت ها را موظف می کنند که از آهن هایی با مفاومت بالا در مقابل ضربه استفاده نمایند. همچنین در محیط هایی که ممکن است باعث خوردگی کربن اسیل شود، لازم است از موادی با مقاوت بالا در برابر خوردگی استفاده شود. بعضی از منابع تحت فشار از کمپوزیت ها ساخته شده اند، مثل فیبر های کربن، که بسیار سبک هستند ولی ساخت آنها بسیار سخت می باشد.

منابع تحت فشار برای جلوگیری از خرابی می توانند با سرامیک ها یا پلیمر ها محافظت شوند، علاوه بر این، این پوشش می تواند میزان زیادی از فشار را متحمل شوند.

کاربرد مخزن تحت فشار

یکی از نیاز های اساسی تمام صنایع، ذخیره و نگهداری سیال در شرایط متفاوت است. بر همین اساس مخازن تحت فشار طراحی و توسعه پیدا کردند. مخزن تحت فشار ، محفظه بسته ای جهت نگه داری سیال در فشار های اتمسفریک و غیر اتمسفریک است. مخزن تحت فشار نه تنها جهت ذخیره سازی سیالات بلکه به عنوان بدنه اصلی سایر تجهیزات نیز استفاده می شوند.

به عنوان مثال فیلتر شنی، که قالب اصلی شامل یک مخزن تحت فشار است که سایر قطعات و روی آن نصب می شود. به عبارتی می توان گفت عمده تجهیزات پالایشگاهی، پتروشیمی و یا صنایع مشابه برای طراحی قالب کلی احتیاج به یک مخزن تحت فشار دارند.

کاربرد صنعتی مخزن تحت فشار

• ساخت بویلر
• منبع ذخیره آب
• اتاقک تحت فشار
• ساخت برج های تقطیر
• مخازن راکتور هسته ای
• مخازن هوای زیردریایی
• نگه دارنده هوای فشرده
• مخازن هوای فضاپیما ها
• مخزن هیدرولیک تحت فشار
• استفاده برای مقاصد تصفیه آب
• ذخیره سازی انواع گاز ها (مانند CNG، متان و …)
• ذخیره سازی انواع گاز های مایع (مانند آمونیاک، کلر، پروپان، بوتان و LPG )

ساخت مخازن تحت فشار

کاربرد غیرصنعتی مخازن تحت فشار

• کپسول های اکسیژن
• تانک های ذخیره آبگرم خانگی

بیشترین کاربرد مخزن تحت فشار در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی است. با توجه به گستردگی نیاز به این مخازن انواع مختلفی از مخازن طراحی شده است.

دسته بندی مخازن تحت فشار

الف – مخازن استوانه ای

اغلب به صورت یک استوانه ای با دو سر عدسی تولید می شوند. این نوع مخازن رایج ترین نوع مخازن هستند. مخازن استوانه ای بلند ممکن است عمودی یا افقی باشند. اصولا نیاز عملیاتی یک برج تعیین کننده نوع افقی یا عمودی بودن آن هست. برای مثال برج ها که نیاز به ثقل جهت جداسازی فازها دارند به صورت عمودی نصب می شوند در حالیکه مبدل های حرارتی هم می توانند به صورت افقی و هم عمودی نصب شوند.در مورد مبدل های حرارتی این انتخاب عموما بوسیله روش انتقال گرما وسیر سیال صورت می گیرد.در مخازن ذخیره محل نصب عمدتا عامل انتخاب می باشد.