مقدمه
مخازن تحت فشار سازه‌های مهم و حیاتی به خصوص در صنعت نفت و گاز هستند. این مخازن به شکل استوانه‌ای یا کروی طراحی شده‌اند و برخلاف مخازن معمولی، می‌توانند فشارهای بسیار بالا را تحمل کنند. مخازن تحت فشار برای نگهداری موادی که دارای ماهیتی مایع یا گازی هستند کاربرد دارند. این ویژگی باعث می‌شود که مخزن تحت فشار از مخازن معمولی ایمن‌تر باشد، چرا که مخازن معمولی قادر به تحمل فشار ناشی از مواد فشرده شده نیستند و در صورت افزایش فشار، ممکن است منفجر شوند. در این فرصت قصد داریم بیشتر با انواع مخازن تحت فشار و کاربرد آن‌ها آشنا شویم.
مخازن تحت فشار
تعریف مخزن تحت فشار چیست
مخزن تحت فشار چیست؟ این مخازن محفظه‌‌ای هستند که برای نگهداری مایعات یا گازها در فشاری بالاتر از فشار اتمسفر طراحی شده‌اند. مخازن تحت فشار به طور معمول از جنس فلز، پلاستیک یا فایبرگلاس ساخته می‌شوند. فلزاتی مانند فولاد، آلومینیوم و مس، به دلیل استحکام و مقاومت بالای خود، از رایج‌ترین مواد مورد استفاده در ساخت مخزن تحت فشار هستند. پلاستیک‌های تقویت‌شده با الیاف، مانند پلی‌اتیلن تقویت‌شده با شیشه (FRP)، نیز به دلیل وزن کم و مقاومت بالای خود، در ساخت این نوع مخازن نیز کاربرد دارند.
مخازن تحت فشار اشکال مختلفی دارند، اما متداول‌ترین آن‌ها استوانه‌ای یا کروی است. مخازن کروی، نسبت سطح به حجم کمتری در قیاس با مخازن کروی دارند. بنابراین، برای نگهداری مایعات یا گازهای با چگالی بالا، مانند نفت خام، گاز طبیعی یا مایعات خورنده، مناسب‌تر هستند. از سوی دیگر مخازن کروی، دارای نسبت سطح به حجم بیشتری در قیاس مخازن استوانه‌ای می‌باشند. از این رو برای نگهداری مایعات یا گازهای با چگالی کم، مانند هوا یا بخار فشرده مناسبند.
استانداردهای ایمنی مخازن تحت فشار
برای طراحی، ساخت و بهره‌برداری از مخازن تحت فشار، استانداردهای ایمنی مختلفی وجود دارند.
- استاندارد ASME Section VIII Div. 1 (مخازن فلزی)
- استاندارد ASME Section VIII Div. 2 (مخازن فلزی با ضخامت کم)
- استاندارد ASME Section VIII Div. 3 (مخازن پلاستیکی)
- استاندارد API 650 (مخازن استوانه‌ای فلزی برای ذخیره گاز طبیعی مایع)
- استاندارد API 620 (مخازن کروی فلزی برای ذخیره گاز طبیعی مایع
با وجود اینکه مخازن تحت فشار در فرآیندهای صنعتی اساسی مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما این سازه‌ها به دلیل خطرات جدی که ممکن است به همراه داشته باشند، نیازمند طراحی دقیق و استانداردهای ایمنی فراگیری هستند. استانداردهای ایمنی مخازن تحت فشار به عنوان راهنمایی برای طراحی، ساخت و بهره‌برداری از این مخازن تدوین شده‌اند. به عنوان مثال، استاندارد ASME Section VIII توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکا تدوین شده، و به عنوان معیاری برای ساخت و تست مخزن تحت فشار شناخته می‌شود.
مخازن تحت فشار در فرآیندهای صنعتی اساسی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در فرآیند طراحی مخازن تحت فشار، پارامترهای زیر به عنوان عوامل کلیدی در نظر گرفته می‌شوند.
- حداکثر فشار عملیاتی
- درجه حرارت ایمن
- ضریب ایمنی
- میزان خوردگی مجاز
برای اطمینان از استحکام و ایمنی مخازن، از آزمایش‌های غیرمخرب مانند آزمایش اولتراسونیک، رادیوگرافی و تست فشار استفاده می‌شود. تست هیدرواستاتیک به عنوان یک روش ایمن‌تر برای ارزیابی عملکرد مخزن تحت فشار انتخاب می‌شود و از انفجار ناشی از انبساط سریع گازها جلوگیری میکند.
کار مخزن تحت فشار چیست
مخازن تحت فشار در بسیاری از فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، این مخازن برای ذخیره و انتقال نفت خام، گاز طبیعی و محصولات نفتی در پالایشگاه‌های نفت و گاز کاربرد دارند. علاوه بر این برای فرآیندهای تولید در صنایع مختلف، مانند صنایع غذایی، داروسازی و شیمیایی استفاده می‌شوند.
- ذخیره گاز طبیعی: گاز طبیعی، یک منبع انرژی مهم است که در بسیاری از صنایع به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این رو برای نگهداری از گاز طبیعی، از مخازن تحت فشارهای بالا در پالایشگاه‌های نفت و گاز، نیروگاه‌ها و سایر تاسیسات صنعتی استفاده می‌شود.
- ذخیره اکسیژن: مخزن تحت فشار برای ذخیره اکسیژن در فشارهای بالا نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد و در بیمارستان‌ها، مراکز پزشکی و سایر مکان‌هایی که به اکسیژن نیاز دارند، به کار گرفته می‌شوند.
- ذخیره بخار: از مخازن تحت فشار برای ذخیره بخار در فشارهای بالا استفاده می‌شود. این مخازن معمولا از فلز ساخته می‌شوند و در نیروگاه‌ها، کارخانه‌ها و سایر تاسیسات صنعتی کاربرد دارند.
- ذخیره مایعات تحت فشار: برخی از مایعات، مانند روغن هیدرولیک، باید در فشارهای بالا نگهداری شوند. از این رو تنها گزینه موجود برای نگهداری آن‌ها مخازن تحت فشار هستند.
این مخازن برای انجام واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شوند.
مخزن تحت فشار چگونه کار میکند
مخازن تحت فشار مایعات یا گازها را در فشاری بالاتر از فشار اتمسفر نگهداری می‌کنند. فشار اتمسفر، فشاری است که توسط هوا بر سطح زمین اعمال می‌شود و در حدود 101.325 کیلو پاسکال است. مخزن تحت فشار، از طریق یک سیستم کنترل فشار، میزان فشار داخل مخزن را در سطح مورد نظر نگه می‌دارد. این سیستم کنترل فشار، با استفاده از یک شیر میزان ورود یا خروج مایع یا گاز به مخزن را کنترل میکند. در مخازن تحت فشار، معمولا یک دیافراگم لاستیکی نیز وجود دارد که میان مایع یا گاز و بدنه مخزن قرار می‌گیرد. این دیافراگم، از بدنه مخزن در برابر فشار مایع یا گاز محافظت میکند.
انواع مخازن تحت فشار
مخازن تحت فشار از نظر عملکرد به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند.
- مخازن ذخیره‌سازی: این مخازن برای نگهداری مواد، مانند مایعات، گازها و جامدات با چگالی بالا، برای طولانی مدت استفاده می‌شوند.
- مخازن فرایندی: مخازن تحت فشار برای انجام فرآیندهای صنعتی، مانند واکنش‌های شیمیایی نیز کاربرد دارند.
مخازن تحت فشار ذخیره‌سازی
مخازن تحت فشار ذخیره‌سازی برای نگهداری مواد به مدت طولانی استفاده می‌شوند. این مخازن به طور معمول دارای ظرفیت بالایی هستند و برای نگهداری موادی که نیازی به انجام فرآیندهای صنعتی ندارند، کاربرد دارند.
- مخازن ذخیره‌سازی مایعات: این مخازن برای نگهداری مایعات، مانند نفت خام، گازوئیل، بنزین و آب، استفاده می‌شوند.
- مخازن ذخیره‌سازی گازها: این مخازن برای نگهداری گازها، مانند گاز طبیعی، اکسیژن و نیتروژن کاربرد دارند.
- مخازن ذخیره‌سازی جامدات: از این مخازن برای نگهداری جامدات، مانند غلات، مواد معدنی و مواد شیمیایی استفاده می‌شود.
مخازن فرایندی
مخازن تحت فشار فرایندی برای انجام فرآیندهای صنعتی، مانند واکنش‌های شیمیایی، کاربرد دارند. این مخازن معمولا دارای ظرفیت کمتری نسبت به مخازن ذخیره‌سازی هستند و برای نگهداری موادی استفاده می‌شوند که نیاز به انجام فرآیندهای صنعتی دارند.
- مخازن واکنشی: این مخازن برای انجام واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شوند.
- مخازن اختلاط: این مخازن برای مخلوط کردن مواد کاربرد دارند.
- مخازن استخراج: از این مخازن برای جداسازی مواد مختلف از یکدیگر استفاده می‌شود.
مخازن تحت فشار مایعات یا گازها را در فشاری بالاتر از فشار اتمسفر نگهداری می‌کنند.
انواع مخازن از نظر طراحی
- مخازن استوانه‌ای: مخازن استوانه‌ای، رایج‌ترین نوع مخازن هستند. این مخازن دارای ظاهری استوانه‌ای شکل می‌باشند و از جنس فلز، پلاستیک یا فایبرگلاس ساخته می‌شوند.
- مخازن کروی: مخازن کروی، نسبت سطح به حجم کمتری نسبت به مخازن استوانه‌ای دارند و بنابراین، برای نگهداری مایعات یا گازهای با چگالی بالا، مانند نفت خام، گاز طبیعی یا مایعات خورنده، مناسب‌تر هستند.
- مخازن مخروطی: مخازن مخروطی، برای نگهداری موادی که احتمال رسوب آن‌ها زیاد است، مانند روغن‌ها، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- مخازن دو جداره: مخازن دو جداره، برای اطمینان از عدم نشت مایع یا گاز، ساخته می‌شوند.
- مخازن تحتانی: مخازن تحتانی، برای نگهداری موادی که برای تخلیه از بخش پایینی استفاده می‌شود، مناسب هستند.
علاوه بر انواع ذکر شده، انواع دیگری از مخازن نیز وجود دارند. برخی از این مخازن عبارتند از:
- مخازن سیار
- مخازن زیرزمینی
- مخازن فوق فشار بالا
سازندگان مخازن تحت فشار در اصفهان
در اصفهان، شرکت‌های مختلفی در زمینه طراحی و ساخت مخازن تحت فشار فعالیت می‌کنند. این شرکت‌ها، مخازن تحت فشار را در انواع مختلف تولید می‌کنند. این مخازن، برای کاربردهای مختلفی، از جمله نگهداری مایعات، گازها و جامدات، استفاده می‌شوند. برخی از این شرکت‌ها عبارتند از:
- شرکت مدیریت توسعه صنایع پتروشیمی (پیدمکو)
- شرکت سازه‌های فلزی و صنعتی اصفهان (سیف)
- شرکت صنایع فلزی سپاهان (سپاهان)
- شرکت سازه‌های فلزی و صنعتی کاشان (صفا)
- شرکت صنایع فلزی و صنعتی نیکان (نیکان)
علاوه بر این شرکت‌ها، شرکت‌های دیگری نیز در زمینه طراحی و ساخت مخازن تحت فشار در اصفهان فعالیت می‌کنند. این شرکت‌ها، معمولا مخازن تحت فشار با ظرفیت‌های کوچک‌تر را تولید می‌کنند.
فروشگاه هشت بهشت با تعهد به ارائه محصولات با کیفیت برتر و خدمات حرفه‌ای، به عنوان یکی از پیشروها در زمینه عرضه انواع مخازن تحت فشار شناخته می‌شود. برای کسب اطلاع بیشتر، مشاوره و راهنمایی خرید می‌توانید با واحد پشتیبانی فروشگاه تماس حاصل نمایید.