مخازن تحت فشار

مخازن ذخیره به انواع مخازن هوایی و زمینی جهت ذخیره آب و مواد سوختی و صنعتی در پالایشگاهها، نیروگاه‌ها، پتروشیمی‌ها و سایر مکانهای صنعتی اتلاق می‌شود. مخازن تحت فشار نیز جهت انجام امور فرآیندی در صنایع اعم از پالایشگاه، نیروگاه، پتروشیمی، صنایع غذایی، صنایع هوای فشرده و حتی به عنوان ضربه گیر در سیستمهای آبرسانی شهری کاربرد داشته و مورد مصرف قرار می‌گیرد. این مخازن به دو گروه مخازن تحت فشار ثابت و سیار تقسیم می‌شوند. مخازن سیار جهت حمل محصولات نفتی و گازی و مواد مضر سمی و آتش‌زا مورد استفاده قرار می‌گیرد. مخازن ثابت از لحاظ شکل ظاهری خود به دو نوع عمودی و افقی تقسیم می‌شوند که هر نوع با توجه به کاربرد و شرایط مکان و موارد مصرف خاص انتخاب می‌گردند. 

مشخصات عمودی مخازن تحت فشار

شکل اکثر مخازن تحت فشار استوانه‌ای یا کروی بوده که فرم استوانه‌ای آن معمولا با کلگیهای کروی یا بیضوی قابل ساخت و مونتاژ می‌باشد و این کلگیها به دو حالت نورد گرم یا سرد تولید می‌شود.

مخازن تحت فشاری که معمولا در صنایع آذرآب ساخته می‌شود شامل:

·        درامها

·        مبدلهای حرارتی

·        برجها

·        پیش گرمکنهای نیروگاهی

·        راکتورهای شیمیایی

 می‌شود که عموما مورد استفاده در صنایع نفت و گاز و نیروگاهی می‌باشند.

        خصوصیات فنی مخزن تحت فشار

        طراحی و ساخت مخازن تحت فشار براساس پارامترهای مختلف فنی از قبیل فشار عملیاتی، درجه حرارت عملیاتی، نوع فولاد مصرفی، اندازه، امکانات کارگاهی، اثرات محیطی و عوامل جوی نظیر باد و زلزله، عمر مفید، مقاومت در برابر خوردگی به گونه ای که در ذیل شرح می‌شود، طراحی می‌گردد:

·   فشار مخازن با توجه به استانداردهای طراحی مخازن تحت فشار از جمله استانداردهای ASME و BS با ضخامت، تنش مجاز مواد اولیه و امکانات جوشکاری مرتبط بوده که استفاده از منابع و نرم افرارهای موجود محاسبات اولیه طراحی صورت می‌گیرد.

·   درجه حرارت طراحی همچون فشار طراحی دارای اهمیت خاص بوده و تاثیر مستقیم با تنش مجاز بدنه و ضخامت پیشنهادی برای مخزن دارد.

·   مواد اولیه در مخازن تحت فشار از جنس فولاد کربن استیل یا فولاد زد زنگ و در موارد خاص آلومینیوم، مس و برنج می‌باشد. اخیرا نیز در صنایعی که بطور مستقیم با آب دریا در ارتباط هستند تیتانیوم در ساخت تجهیزات مزبور به شکل گسترده‌ای عمومیت یافته است. انتخاب مواد بر اساس استاندارهایی نظیر ASME، ASTM، BS و یا DIN با توجه به تنش مجاز، درجه حرارت عملیاتی، میزان خوردگی، فرم پذیری و قابلیتهای جوشکاری آن انجام می‌شود.

·   اندازه مخزن که مستقیما مرتبط با قطر و ارتفاع آن است، معمولا براساس فرایند مخزن تثبیت می‌شود و عامل وارد شونده در محاسبه برخی پارامترهای استقامتی مخزن خصوصا ضخامت بدنه و میزان استقامت نگهدارنده‌ها است.

·   پارامترهای ناشی از عوامل محیطی (مانند باد و زلزله) بصورت بار اضافی (افقی و عمودی) در شرایط مختلف محاسبه و در طراحی مخازن دخالت داده می‌شود.

·        تعیین ضخامت نهایی بدنه مخازن با توجه به مقاومت آن در برابر خوردگی محاسبه می‌شود.

·   کلیه مراحل مختلف ساخت اعم از انتخاب مواد، رنگ زدایی، برشکاری، تستهای مکانیکی، نورد، جوشکاری و نیز ساخت و مونتاژ قطعات تحت نظارت دقیق مسئولین کنترل کیفی و همین طور بازرسان کارفرما انجام می‌پذیرد.

 استاندادها و روشهای طراحی استانداردهای موجود در طراحی مخازن تحت فشار، استاندارد آمریکایی ASME، انگلیسی BS5500 و سایر استانداردها از جمله استانداردهای آلمانی و ایتالیایی هستند، طبق استانداردهای موجود براساس محاسبات انجام شده بعد از مشخص شدن پارامترهای استقامتی لازم نظیر ضخامت بدنه، ابعاد نگهدارنده‌ها، مشخصات پیچهای نگهدارنده (از نظر تعداد و اندازه)، مشخصات هندسی قطعات، نحوه جوشکاری و جنس مواد با نظر گرفتن امکانات کارگاه نقشه‌های طراحی و اجرائی تهیه و در نهایت جزئیات آن ترسیم می‌گردد.اتصالات مختلفی از قبیل نازلهای ورودی و خروجی سیالات، دریچه‌های دست رو و آدم رو و همچنین حفره‌های نصب فشار سنجها، سنسورهای دما، تعیین کننده‌های سطح مایع، شیرهای تخلیه اضطراری، کلیپهای لوله‌ها و راه پله‌ها و سکوها ، ادوات و وسایل داخلی از جمله مه‌گیرها، سینی‌ها، پخش کننده‌ها، نگهدانده‌های آکنه‌ها و ... خارج و داخل مخرن نصب می‌گردد، که نقشه‌های تمامی آنها جهت ساخت و مونتاژ در واحد طراحی تهیه و برای ساخت به کارگاه ارسال می‌گردد. جزئیات نحوه ساخت و اشکالات حین ساخت توسط کارشناسان واحد مهندسی ساخت همواره بررسی و برطرف می‌شود.

انجام تستهای نهاییبعد از اتمام مراحل ساخت ، محصول را بوسیله آب با فشار تعیین شده طبق استاندارد، تست هیدرواستاتیکی می‌نمایند. جهت حذف تنشهای پس‌ماند که در اثر فرم دادن و جوشکاری و عوامل دیگر بوجود آمده است، مخزن را در کوره تنشگیری در درجه حرارت و زمان تعیین شده در استاندارد قرار می‌دهند. از تستهای مراحل نهایی تستهای جوش نظیر تست آلتراسونیک، نفوذ و رادیگرافی است که براساس نظرات کارفرما و واحد طراحی و با نظارت واحدکنترل کیفیت انجام می‌شود.