مخازن تحت فشار (Pressure vessel)

مخازن تحت فشار (همانطور از اسم این تجهیز پیداست)، وظیفه نگهداری و ذخیره سازی را به عهده دارند. اما از چه چیزی؟ مایعات یا گازها در فشاری غیر از فشار اتمسفر (یا همان تحت فشار) مدنظر میباشد. این تجهیز بیشتر در صنایع مهم از جمله در صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه، به جزئیات بیشتری از این محصول میپردازیم.

طراحی و ساخت و استاندارد های بین المللی مخازن تحت فشار:

طراحی و تولید این نوع از مخازن شامل پارامترهایی مانند حداکثر فشار عملیاتی و درجه حرارت ایمن، ضریب ایمنی، میزان خوردگی مجاز و حداقل دمای طراحی (برای شکست ترد) می‌باشد. در گروه صنعتی هفت این مخازن با بهترین کیفیت تولید شده و سازه با استفاده از تست‌های غیر مخرب مانند تست اولتراسونیک، رادیوگرافی و آزمایش فشار انجام می‌شود.

از مهم ترین فاکتورها در طراحی این تجهیزات، جنس بدنه مخزن می باشد که باید متناسب با میزان فشار وارد شده از سیال درون آن و همچنین ضربه و فشارهای خارجی انتخاب شود. علاوه براین، در انتخاب مواد مورد نیاز برای ساخت این مخازن لازم است به فاکتورهایی مانند دمای کاری و طبیعت سیال، میزان مقاوم متریال در برابر برش و فرسایش و شکست و همچنین قیمت و طول عمر و همچنین قدرت کشسانی آنها توجه شود. مواد رایج مورد استفاده برای ساخت این مخازن فولاد کربنی کم آلیاژ با روکش فولاد ضد زنگ، نیکل و مس، آلومینیوم، تیتانیوم و همچنین در برخی از مواقع بتن می باشد.

اما این موارد به تنهایی بدون درنظر نگرفتن استاندارد های بین المللی برای استفاده از مخزن تحت فشار کافی نیست. از طرفی دیگر، با توجه به اهمیت بسیار زیاد این مخازن و خطراتی که ممکن است به همراه داشته باشند، میبایست استاندارد هایی مشخص شوند تا ایمنی را به کاربران ارائه دهد و رعایت هر یک از آنها الزامی باشد. حال، این استانداردها کدام اند؟

اصلی ترین آنها برای شروع به کار و طراحی مخزن، ASME Section VIII میباشد که توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکا تدوین شده و هر چهار سال یکبار مورد بازنگری قرار می‌گیرد.

تمامی این استاندارد ها در لیست ذکر شده اند:

ASME Section VIII
ASME boiler and pressure vessel code
API 620
Design and construction of large low- pressure strorge tanks
Welded steel tanks for oil storage
BS 5500
AD MERK BLLAT (DIN)

جهت سفارش و یا اطلاع از قیمت تجهیزات، با ما تماس بگیرید.

09154900048 – 05136900400

اجزای مخازن تحت فشار کدام اند؟

با توجه به اینکه مخزن مورد نظر چه کاربردی دارد، اجزای متعددی برای آن درنظر گرفته میشود. به طور کلی و در اغلب این مخازن، اجزای زیر در آنها به کار میرود:

عدسی یا کلاهک (عدسی فلنجی، بشقابی، بیضوی، بین کروی، مخروطی و نیم مخروطی)
دریچه
فلنج (integral or welding neck)، فلنج معکوس، رینگی و فلنج کور
رینگ های تقویتی
تکیه گاه (از جمله: skirt ، bracket، leg، ring، saddle )
دستگاه های حفاظتی (شیر ایمنی، شیر فشار شکن، صفحات انفجار)
لوله های ورودی و خروجی
سرریز
بازوی لنگری شکل

حال که با اجزای کلی مخزن تحت فشار آشنا شدیم، بهتر است انواع این تجهیز را مورد بررسی قرار دهیم. مخازن تحت فشار را معمولا میتوان بر اساس نوع کاربرد آنها ، ساختار و حتی نوع ظاهرشان به انواع مختلفی تقسیم کرد.

مخازن تحت فشار بر اساس کاربرد:

رسیور
سپراتور
روغن گیر
سرج تانک (منبع ضربه گیر)
آکومولاتور (مخزن جمع کننده)

مخازن تحت فشار بر اساس ساختار:

مخازن تحت فشار داخلی:

در این نوع از مخازن، میزان فشار سیال داخلی بسیار بالا بوده و این فشار از اتمسفر نیز بیشتر است.

مخازن تحت فشار خارجی:

برخلاف مخزن تحت فشار داخلی، در این نوع مخزن فشار محیط بیرونی آن بالا است. بنبابراین، بر همین اساس در طراحی آنها میبایست استاندارد های گوناگونی را رعایت کرد.

مخازن تحت فشار حرارتی:

برای تامین حرارت در این مخازن، از سوخت (به صورت مستقیم) استفاده میگردد.

مخازن تحت فشار غیر حرارتی:

حرارت این گروه از مخازن ،همانند اسمش، به صورت مستقیم تولید نمیشود. پس در اکثر موارد از گرمای الکتریکی و یا بخار برای این منظور(تامین حرارت) استفاده میشود.

مخازن تحت فشار بر اساس مشخصات ظاهری:

مخازن استوانه ای شکل:

قابل نصب به صورت افقی و عمودی میباشند و در ساخت انواع بویلر، فیلتر شنی، سختی گیر و همچنین نگهداری از مایعات نیز مورد استفاده قرار میگیرند.

مخازن کروی:

از نمونه های بسیار کاربردی و معتبر این مخازن می توان به مخازن گلبرگی و انفجاری اشاره کرد. همچنین شایان به ذکر است که میزان تحمل فشار در آنها 10 تا 200 پوند میباشد.

مخازن با جداره نازک:

ضخامت و قطر مخزن 10 برابر بیشتر از ضخامت پوسته می باشد.

مخازن با جداره ضخیم:

ضخامت و قطر مخزن 10 برابر کمتر از ضخامت پوسته می باشد.

کدام عوامل بر قیمت مخزن تحت فشار تاثیرگذار اند؟

با توجه به اینکه تنوع در این مخازن بسیار زیاد می باشد، به همین دلیل قیمت آنها نیز ثابت نبوده و نرخ های متعددی برای این تجهیزات ارائه می گردد. در نرخ گذری و تعیین قیمت مخزن تحت فشار فاکتورهای مختلفی دست به دست هم داده اند. از مهم ترین آنها میتوان موارد زیر را نام برد:

نوع مخزن از نظر کاربرد
نوع مخزن از نظر ساختار
نوع مخزن از نظر شکل هندسی
ظرفیت مخزن
ضخامت بدنه و پوسته مخزن
مواد و متریال به کار رفته در بدنه و سایر اجزای آن

مخزن رسیور

این مخزن برای حبس مبرد به کار می رود. رسیور ،مایع مبرد ناشی از تغییرات بار سیستم را در خود ذخیره می کند. بنابراین، این مایع در داخل کندانسور جمع نمیشود و باعث کاهش ظرفیت کندانسور نخواهد شد.

مخزن سپراتور مایع

یک مخزن تحت فشار در سیستم تبرید Liquid overfeet میباشد. وظایف اصلی سپراتور موارد ذیل میباشند:

جداسازی فاز بخار از مایع جلوگیری از ورود مایع مبرد به کمپرسور
تناسب فشار در مدار سیستم
تغذیه اواپراتورها با پمپاژ مایع
پایین آوردن دما گاز خروجی کمپرسور ( low-stage در سیکل دو مداره) به منظور جلوگیری از گرم شدن بیش از حد گاز ورودی بر کمپرسور فشار بالا (High-stage)

مخزن روغن گیر

این مخزن روغن روغن را حبس میکند تا روغن به داخل کوئل وارد نشود. وجود مخرن روغن گیر بسیار اهمیت دارد و نبود آن باعث کاهش راندمان سیستم و افت میزان سرمادهی دستگاه می شود. قابل به ذکر است، آمونیاکبا روغن قابل امتزاج نمیباشد. در سیستم، اواپراتورها به صورت سیلابی تغذیه میشوند و برای جلوگیری از ورود روغن به کوئل اواپراتور باید روغن را از مبرد جدا کرد. پس در زیر سپراتورها مخزنی نصب میگردد که وظیفه آن جمع آوری روغن باشد.

سرج تانک (surge tank) :

سرج تانک یا منبع ضربه گیر یکی از مهمترین تجهیزات در خطوط انتقال آب، نفت و سیستم های پمپاژ میباشد. این تجهیز مهم سعی در به حداقل رساندن اثرات کاهش یا افزایش فشار در خطوط لوله تحت فشار میشود.

گاهی در این خطوط که سیال درون آنها تحت فشار در جریان می باشد، افزایش یا کاهش فشار باعث ایجاد موج های ناگهانی میگردد که اصطلاحا به ضربه قوچی شناخته شده اند. وقوع این پدیده به عوامل مختلفی از جمله (تغییرات دبی و فشار و سرعت انتقال سیال و …) بستگی دارد. با توجه به این آسیب های جدی که بدنه لوله ها و تاسیسات انتقال سیال وارد میشود، به کارگیری سرج تانک این معضل را برطرف میکند.

همچنین، برای جلوگیری از رخ دادن پدیده جداسازی آب از ستون، بخشی از سیال موجود در مخزن و تانک ضربه گیر به درون خطوط لوله منتقل شده و در واقع نقش منبع تغذیه را ایفا می کند.

نکات حیاتی سرج تانک

با توجه به اهمیت بالا این تجهیز، میبایست در طراحی آن استانداردهای خاصی اعمال شود. تمام طراحی ها و محاسبات برای تعیین اندازه، ابعاد و سایر فاکتورهای منبع ضربه گیر باید اساس استاندارد ASME انجام شود. در این مخازن، هوا در قسمت بالایی منبع و آب در لایه پایینی قرار میگیرند و باید نسبت آن (با توجه به نوع سیال) رعایت شود.

اندازه منبع یا مخزن نیز بر اساس سیال به کار رفته، میزان فشار موجود در خطوط لوله و غیره را تعیین میکند. جنس بدنه سرج تانک، شیوه نصب آن (افقی، عمودی و مایل) و انواع آن (یک طرفه /دو طرفه) با توجه به شرایط محیط و فشار موجود در خطوط لوله متغیر است. اکثرا جنس بدنه از فولاد انتخاب میشود؛ زیرا . بر اساس استاندارد ASME فولاد مقاومت مطلوبی را در برابر ضربه و فشار داراست.

در ضمن، برای افزایش قدرت تانک در برابر مواد شیمیایی و جلوگیری از خوردگی بدنه، میتوان لایه های داخلی منبع با چند لایه اپوکسی پوشانده شود.

قیمت منبع ضربه گیر

سرج تانک از نظر ابعاد، اندازه، جنس بدنه و ضخامت ورق های به کار رفته در آن و نوع نصب و سایر عوامل با هم متفاوت هستند. در نتیجه قیمت آن نیز کاملا متغیر خواهد بود. برای استعلام قیمت مخزن ضربه گیر میتوانید از طریق راه های ارتباطی زیر با ما در ارتباط باشید.