وبلاگ و اخبار

سرج تانک (منبع ضربه گیر)

سرج تانک surge tank یا منبع ضربه گیر یکی از مهم ترین تجهیزات در خطوط انتقال آب، نفت و سیستم های پمپاژ می باشد که سعی در به حداقل رساندن اثرات کاهش یا افزایش فشار در خطوط لوله تحت فشار و رخ ندادن پدیده ضربه قوچی دارد. به عبارت دیگر، سرج تانک surge tank در مسیر خطوط انتقال سیال تحت فشار قرار می گیرد تا در در صورت افزایش فشار در نقش مخزن ذخیره و با کاهش فشار به عنوان مخزن و منبع تغذیه عمل کند. گروه صنعتی هفت تولید کننده سرج تانک (تانک ضربه گیر) و انواع مخازن تحت فشار می باشد که طراحی ، تولید و ساخت مخزن ضربه گیر را با رعایت استانداردهای متعدد ارائه می دهد. قیمت سرج تانک، انواع آن و نکات و استانداردهای مهم در طراحی و تولید و ساخت سرج تانک را در ادامه شرح خواهیم داد.

سرج تانک Surge Tank چیست

افزایش یا کاهش فشار در خطوط لوله انتقل آب، نفت و غیره که سیال درون آنها تحت فشار در جریان می باشد باعث ایجاد موج های ناگهانی می گردد که اصطلاحا به ضربه قوچی شناخته شده هستند. ایجاد پدیده ضربه قوچی به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد که تغییرات دبی و فشار و سرعت انتقال سیال از جمله این موارد می باشد. با توجه به خطرات و آسیب های جدی که پدیده ضربه قوچی به بدنه لوله ها و تاسیسات انتقال سیال ایجاد می کند، با قرار دادن سرج تانک یا تانک ضربه گیر سعی در حذف این پدیده میشود.

سرج تانک surge tank به مخازن فلزی با بدنه بسیار مقاوم گفته میشود که در مسیر انتقال سیال در خطوط لوله تحت فشار نصب شده و با افزایش فشار در لوله بخشی از سیال را به درون خود جذب می کند. به عبارت دیگر با افزایش فشار لوله به عنوان مخزن ذخیره عمل می کند. در مقابل، با کاهش بیش از حد فشار در لوله ها و 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. در ساختار کلی این مخازن، هوا در قسمت بالایی منبع و آب در لایه پایینی قرار خواهد گرفت.

انواع منبع ضربه گیر

با توجه به فشار موجود در خطوط لوله و سایر فاکتورها در حالت کلی می توان یکی از دو نوع سرج تانک را برای کنترل و تنظیم فشار درون خطوط انتقال انتخاب نمود که عبارتند از:

سرج تانک یک طرفه

مخزن ضربه گیر یک طرفه یا surge tank یک طرفه با قرار گرفتن در مسیر خطوط لوله به عنوان منبع تغذیه عمل میکند. این نوع منبع ضربه گیر در واقع با کاهش فشار در خطوط لوله، بخشی از سیال که از قبل از منبع ذخیره شده است را به مسیر انتقال سیال تزریق میکند. این مسائله باعث میشود تا از پدیده جداسازی سیال از ستون و ضربه قوچی که در نهایت منجر به ایجاد ترک در لوله ها و تاسیسات می گردد جلوگیری گردد. این منبع در بالاتر از سطح مسیر خطوط انتقال نصب شده و هزینه نگهداری از آن بخاطر فاصله زیاد منبع تا ایستگاه پمپاژ نسبتا بالا می باشد.

سرج تانک دو طرفه

همان طور که از نام این نوع از منبع ضربه گیر مشخص است، با توجه به شرایط موجود در داخل لوله های انتقال می تواند نقش منبع تغذیه و ذخیره را ایفا کند. به عبارت دیگر، با افزایش فشار در خطوط انتقال و به منظور جلوگیری از رخ دادن پدیده ضربه قوچی بخشی از سیال به درون منبع انتقال پیدا می کند. در شرایطی که فشار خطوط کاهش پیدا میکند، مانند منبع یکطرفه عمل خواهد کرد و بخشی از سیال موجود در منبع به درون خطوط لوله تزریق می گردد. با ورود یا خروج سیال به درون منبع یا خطوط لوله، هوای درونی مخزن منقبض و منبسط شده و تاثیر افزایش یا کاهش فشار تا حد معقولی کاهش پیدا خواهد کرد.

در دسته بندی دیگر و با توجه به شیوه نصب این مخازن می توان آنها را در گروه های مخزن ضربه گیر ایستاده، سرج تانک افقی و مایل تقسیم بندی نمود. همان طور که از نام هر گروه مشخص است، در نوع ایستاده منبع به صورت عمودی در مسیر خطوط انتقال آب یا نفت نصب شده و با توجه به نقاط قوت آن بیشتر از دو نوع دیگر کاربرد دارد. نوع مایل این مخازن از نظر نحوه ثابت کردن آن و جلوگیری از حرکت و تکان خوردن دارای محدودیت هایی می باشد و در نهایت در سرج تانک های افقی با مشکل و محدودیت افزایش حجم فضای بدون استفاده آب مواجه خواهیم بود. البته لازم به ذکر است که با توجه به شرایط محیطی که مخزن در آن نصب می گردد و ویژگی های مثبت و منفی هر نوع از این مخازن، گزینه مناسب انتخاب میگردد.

طراحی سرج تانک

با توجه به اهمیت بسیار زیاد سرج تانک و تاثیر مثبت آنها در جلوگیری از ترکیدگی لوله ها بخاطر رخ دادن پدیده ضربه قوچی، لازم است در طراحی مخزن ضربه گیر استانداردهای متعدد مد نظر قرار گیرد. از مهم ترین نکاتی که در طراحی سرج تانک باید به آن توجه داشت می توان به گزینه های زیر اشاره نمود:

تمام طراحی ها و محاسبات صورت گرفته برای تعیین اندازه و ابعاد و سایر فاکتورهای منبع ضربه گیر بر اساس استاندارد ASME انجام میشود. ASME استاندارد انجمن مهندسین مکانیک آمریکا می باشد که تمام طراحان و مهندسان لازم است در تمام فرآیندهای طراحی انواع منبع ضربه گیر و غیره به آن عمل کنند.

اندازه منبع یا مخزن و نسبت هوا و آب موجود در آن با توجه به نوع سیال، میزان فشار موجود در خطوط لوله و غیره تعیین می گردد

جنس به کار رفته برای بدنه مخزن، شیوه نصب آن (افقی، عمودی و مایل) با توجه به شرایط محیط و فشار موجود در خطوط لوله تعیین می گردد. بر اساس استاندارد ASME برای اغلب مخازن ضربه گیر از ورق های فولادی استفاده می شود تا مقاومت خوبی را در برابر ضربه و فشار داشته باشند.

به منظور افزایش قدرت تانک در برابر مواد شیمیایی و جلوگیری از خوردگی بدنه، لایه های داخلی منبع با چند لایه اپوکسی پوشانده میشوند.

ساخت سرج تانک Surge Tank

گروه صنعتی هفت به عنوان تولیدکننده تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و مخازن تحت فشار طراحی و ساخت سرج تانک در ابعاد و اندازه های مختلف را در مجموعه فعالیت های خود قرار داده است. لازم به ذکر است که هر یک از پروژه های ساخت و تولید تانک ضربه گیر در این مجموعه با توجه به شرایط خطوط لوله انتقال و میزان فشار موجود در آنها و تغییرات دبی و غیره و کاملا منحصر به فرد صورت می گیرد. لذا، کارشناسان و مهندسین گروه صنعتی هفت برای ارائه اطلاعات و معرفی هر یک از ویژگی های به کار رفته در ساخت سرج تانک آماده ارائه مشاوره رایگان می باشند.

قیمت منبع ضربه گیر

همان طور که در متن اشاره شد، مخزن ضربه گیر یا 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 سرج تانک نیز کاملا متغیر بوده و بر اساس ویژگی های مختلف آن تعیین می گردد. برای استعلام قیمت مخزن ضربه گیر می توانید از طریق راه های ارتباطی زیر با گروه صنعتی هفت در ارتباط باشید.

ضربه قوچ پدیده ایست که در خطوط لوله جریان تحت فشار اتفاق می افتد و بوضوح بر قوانین فشار، تغییرات دبی یا تغییرات سرعت جریان و شرایط زمانی و مکانی حرکت سیال استوار است. در بعضی از سیستم های هیدرولیکی تحت فشار، نظیر خطوط انتقال آب، نفت و یا شبکه های توزیع و لوله های انتقال آب، تونل های آبی، سیستمهای پمپاژ و جریان های ثقلی، پدیده ضربه قوچ با ایجاد موج های سریع، زودگذر و میرا موجب خطرات گوناگونی می شود. گاهی اوقات قدرت تخریبی این موج ها به حدی است که نتایج وخیمی به بار می آورد. ترکیدن لوله و خطوط لوله در سیستم های انتقال و شبکه های توزیع، خرابی و شکسته شدن شیرها، دریچه های کنترل و پمپ ها از نمونه‌های بارز تاثیر این پدیده می باشد برای مقابله با ضربه قوچ آب باید بتوان سیستم قابل ارتجاع پمپاژ و انتقال آب را به یک سیستم ارتجاعی تبدیل کرد، که قادر باشد فشار مثبت و منفی ایجاد شده در خط انتقال آب را در خود جذب کند. بهترین و کارآمدترین روش برای ایجاد این سیستم ارتجاعی استفاده از مخزن ضربه گیر می باشد. در ميان تجهيزات مقابله با ضربه قوچ مخزن ضربه گير تحت فشار بيش ترين امكانات را در مقابل پديده ضربه قوچ فراهم می کند. مخزن ضربه گير هم در فاز فشار منفي و هم در فاز فشار مثبت عمل مي كند بدين معني كه هم از گسيختگي ستون آب جلوگيري مي كند و هم افزايش فشار را جذب مي كند. مخزن ضربه گیر شامل یک مخزن تحت فشار می باشد كه تقريبا نصف آن آب و نصف آن هواي فشرده است. در مخزن ضربه گیر وقتي فشار كاهش مي يابد، هوا منبسط شده و آب را به داخل خط لوله مي فرستد و در فاز فشار مثبت آب از داخل خط لوله به مخزن جريان پيدا مي كند و هوايي را كه منبسط شده است مجددا فشرده مي كند و به اين ترتيب هم از كاهش و هم از افزايش غيرمجاز فشار در خط لوله جلوگيري مي كند. در مخزن ضربه گیر هواي متراكم در بالاي مخزن در طول زمان در آب حل و از فشار آن كاسته مي شود و كمپرسور كوچك نصب شده در اين سامانه مقدار هواي حل شدهدر آب داخل مخزن ضربه گیر را جبران مي كند تا نسبت حجم هوا به حجم آب در داخل مخزن مخزن ضربه گیر ثابت بماند. نسبت هوا به آب در داخل مخزن ضربه گير تحت فشار را صرفا محاسبات مربوط مي تواند مشخص كند. يكي از راهكارهاي مناسب براي محاسبه ضربه قوچ و تاک ضربه گیر در يك سامانه انتقال مايع و بررسي آثار آن استفاده از نرم افزارهاي رايج و مرتبط مي باشد، اين امر با توجه به اينكه معادلات حاكم بر پديده ضربه قوچ پيچيده و وابسته به زمان بوده و شرايط خاص هر پروفيل خط ميتواند آن را مشكل تر سازد، باعث اهميت بيش تر و روز افزون تر استفاده از نرم افزارهاي محاسباتي ميشود. گروه صنعتی کارپرن جهت محاسبات هیدرولیکی مربوط به ضربه قوچ و مخزن ضربه گیر از نرم افزار های WATER HAMMER, PIPENET, HYTRAN, AFT IMPULSE استفاده می کند. گروه صنعتی کارپرن برای طراحی و محاسبات مخزن ضربه گیر از دو روش دستی و کامپیوتری بهره می گیرد و با مقایسه این دو روش، طراحی و محاسبات خود را بر اساس شرایط واقعی هر پروژه تنظیم و تضمین می نماید. یکی از نرم افزارهای مهم برای طراحی مخازن تحت فشار PV ELIT می باشد که این شرکت از آن استفاده می کند. طراحی مکانیکی مخزن ضربه گیر از نوع مخازن تحت فشار می باشد. عمده ترین هدف یک مخزن تحت فشار جدا کردن دو یا چند ناحیه با فشارهای متفاوت است. در مخزن ضربه گیر، مخزن تحت فشار داخلی قرار می گیرد که این فشار از فشار اتمسفر که بر بدنه خارجی مخزن وارد می شود، بیشتر می باشد. اختلاف فشار بین داخل و خارج مخزن ضربه گیر باعث بوجود آمدن تنشهایی در مخزن مخزن ضربه گیر می شود (تنشهای طولی و مماسی). با تحلیل این تنشها در دو جهت افقی و قائم و با بکار بستن روابط بین فشار، تنش، ضخامت و تنش مجاز و لحاظ نمودن ضرایب طراحی ما قادر خواهیم بود محاسبات مربوط به انتخاب مواد و تعیین ضخامت مخزن مخزن ضربه گیر را انجام دهیم. در مورد محاسبات مربوط به ضخامت جداره مخزن ضربه گیر مقداری ضخامت اضافی بنام ضریب خوردگی یا پوسیدگی باید در نظر گرفت و به ضخامت حاصل از محاسبات اضافه کرد تا در طول دوره بهره برداری مشکلی از این بابت بوجود نیاید. طراحی مخزن ضربه گیر بر اساس استانداردهای روز دنیا در زمینه ساخت مخازن تحت فشار و به کار بردن تجهیزات جوشکاری اتوماتیک و تنش زدایی مخازن تحت فشار جهت یکسان سازی ساختار میکروسکوپی و از بین بردن تنشهای پسماند حاصل از فرآیند تولید و همچنین طراحی و اجرای سیستم های کنترل ابزار دقیق و مانیتورینگ مخزن ضربه گیر مطابق با نیاز و خواست مشتری مواردی هستند که گروه صنعتی کارپرن را در این صنعت متمایز می کنند. استاندادها و روشهای طراحی مخازن تحت فشار و مخزن ضربه گیر، استاندارد آمریکاییASME ، انگلیسی BS5500 و سایر استانداردها از جمله استاندارد آلمانی DIN می باشند. در گروه صنعتی کارپرن برای طـراحـی و سـاخــت مخزن ضربه گیر بیشـتر نـــوع آمــریـکایـی آن یعنــی ASME Sec. VIII, Div. I and IIاستفاده می‌شود. 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. نرم‌افرارهایی که در گروه صنعتی کارپرن برای طراحی مخزن ضربه گیر مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل نرم‌افزارهایPV Elite ، Aspen B-Jack، Nozzle Pro، Compress، Nastran و Ansys می‌باشد که مرتبا براساس آخرین تغییرات بوجود آمده در استانداردها جهانی به‌روز می‌شوند. در مخزن ضربه گیر 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 و … خارج و داخل مخزن ضربه گیر نصب می‌گردد، که نقشه‌های تمامی آنها جهت ساخت و مونتاژ در واحد طراحی تهیه و برای ساخت مخزن ضربه گیر به کارخانه ارسال می‌گردد. جزئیات نحوه ساخت مخزن ضربه گیر و اشکالات حین ساخت مخزن ضربه گیر توسط کارشناسان واحد مهندسی ساخت همواره بررسی و برطرف می‌شود.