مخزن تحت فشار هوا
مخزن تحت فشار هوا (مخزن هوای فشرده) یا Pressure vessel سازه ای فلزی به شکل استوانه ای یا کروی می باشد که در بخش های صنعتی و خانگی به منظور نگهداری از سیالات مختلف در فشاری به جز فشار اتمسفر هوا استفاده می گردد. کاربرد مخزن تحت فشار با توجه به محل نصب آن متفاوت می باشد، به طوریکه در سیستم های آبرسانی خانگی به عنوان منبع آب عمل کرده و در پالایشگاه های نفت و گاز برای نگهداری از سیال یا انجام واکنش های شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد. گروه صنعتی هفت تولید کننده مخزان تحت فشار هوا در اندازه و شکل های مختلف می باشد که این گروه از محصولات خود را برای پالایشگاه های نفت و پتروشیمی و در واحدهای صنعتی کوچکتر ارائه می دهد. با توجه به حساسیت بسیار بالا در طراحی ، تولید و ساخت مخزن تحت فشار هوا، گروه استیل صنعت استانداردهای متعددی را در تمام گام ها در نظر میگیرد.
مخزن تحت فشار هوا چیست
مخزان تحت فشار هوا که با نام های Pressure vessel ، مخزن هوای فشرده و منبع تحت فشار هوا نیز شناخته شده می باشد، یکی از کاربردی ترین انواع مخازن تحت فشار می باشد که در واحدهای بزرگ صنعتی و نیمه صنعتی و سیستم های آبرسانی شهری و خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع از منبع در واقع دارای مخزن فلزی بسیار مقاوم با اندازه و ابعاد متناسب با محل نصب آن و مقدار سیال ورودی و خروجی به آن می باشد که در مسیر انتقال سیال و بعد از پمپ قرار میگیرد. با روشن شدن پمپ سیال وارد مخزن شده و در آن ذخیره می گردد. با باز شدن شیر مخزن تحت فشار، هوای فشرده شده در داخل مخزن به تیوپ داخل منبع که سیال در آن ذخیره شده است فشار وارد نموده و باعث انتقال آن به لوله های خروجی می گردد. پس از کاهش مقدار سیال در مخزن، پمپ مجدد روشن شده و عملیات انتقال را به داخل مخزن انجام می دهد.
با توجه به اینکه سیال در این نوع مخازن ذخیره شده و تا زمان مصرف آن نیاز به روشن شدن پمپ نمی باشد، در نتیجه می توان گفت یکی از مهم ترین مزایای این نوع مخزن، افزایش طول عمر پمپ و کاهش مصرف انرژی برق با جلوگیری از روشن و خاموش شدن های متوالی پمپ خواهد بود.
انواع مخزن تحت فشار
مخزان تحت فشار (مخزن هوای فشرده) با توجه به اندازه، ساختار، اجزای تشکیل دهنده درونی و روال کار و میزان مقاومت بدنه به گروه های مختلفی تقسیم بندی می گردند. به عبارت دیگر، در انتخاب مخزن تحت فشار هوا با توجه به نوع سیال، مقدار آن و هدف از استفاده از این نوع مخازن نوع مناسب انتخاب می گردد. انواع مخزن که هر یک دارای ویژگی های منحصر به فردی می باشند شامل موارد زیر هستند:
مخزن استوانه ای و کروی
شکل این نوع از منبع به صورت استوانه ای و کروی طراحی می گردد که این ساختار با توجه به محل نصب منبع و نوع سیال و شرایط محیط تعیین می گردد. مخازن استوانه ای به صورت افقی و عمودی قابل نصب بوده و در بالاترین نقطه از آنها کلاهک های نیم دایره ای نصب می گردد. لازم به ذکر است که ساختار کلی منبع و شکل کلاهک ها بر اساس محاسبات مختلف و استانداردهای ASME توسط مهندسین و تکنسین های حرفه ای انجام می گردد.
مخزان تحت فشار با توجه به محل نصب آنها و سیال ورودی به منبع برای ذخیره سازی گاز و مایع طراحی می گردند. به عنوان مثال، برای ذخیره سازی گاز در پالایشگاه ها می توان از مخازن تحت فشار هوا با شرایط مخصوص استفاده نمود که در محیطی کاملا مقاوم و ایمن گازهای مورد نظر ذخیره سازی و در شرایط لزوم از آن تخلیه می گردند. از مخازن تحت فشار مایع می توان در پالایشگاه ها و سیستم های آبرسانی و حتی در مسیر پمپ های آب خانگی استفاده نمود و تا حد زیادی فشار وارد شده به پمپ ها را کاهش و در مصرف انرژی صرفه جویی نمود.
منبع تحت فشار هوا دیافراگمی
یکی از مهم ترین ویژگی های به کار رفته در طراحی و ساخت مخازن تحت فشار دیافراگمی وجود دارد، استفاده از تیوپ های مقاوم با اندازه های متناسب با ظرفیت مخزن و میزان مقاومت آن در برابر فشار هوا اشاره نمود. در این نوع مخزن، با روشن شدن پمپ سیال وارد تیوپ شده و تا حد مشخصی دیواره های آن باز میشود. با باز شدن شیر تخلیه منبع، گاز فشرده شده در بالای منبع به تیوپ فشار وارد نموده و باعث انتقال و هدایت سیال به لوله های خروجی می گردد. این نوع مخزن به مخزن تحت فشار هوا تیوپی نیز شناخته شده می باشد.
مخزن کمپرسور
کمپرسورها باید دارای مخزن هوای فشرده استاندارد باشند. این مخازن باید به گونه ای ساخته شوند که مقاومت بالای داشته و فشارهای ناشی از هوای فشرده را کنترل کنند. مخازن هوای استاندارد از واحدهای بسیار مهم در صنعت می‌باشند که باید نسبت به کمپرسور تهیه شوند. در انتخاب مخزن باید به فشار کاری، ظرفیت کمپرسور و ضخامت بدنه توجه داشت. هیچ گونه افت فشاری نباید مشاهده شود. همچنین ورق استفاده شده در ساخت مخزن هوای استاندارد باید مقاوم باشد. مخازن هوای استاندارد با ارائه گواهی جوش و با فشارکاری مختلف بوده و شرکت های حفاری و نفت و اکثریت شرکت گازی از این نوع مخازن استفاده می‌نمایند.
مخازن استاندارد موجود در بادرو کمپرسور منطبق بر استاندارد ASME Sec. III تولید و طراحی شده است و همه‌ی مراحل اجرایی از انتخاب مواد و طراحی گرفته تا پروسه‌ی تولیدی که منطبق بر این استانداردها است. بعضی از جزییات اجرا و ویژگیهای فنی و یا اندازه و ابعاد مخازن استاندارد ذکر شده است :
ساخت و طراحی مخزنهای استاندارد مطابق کد ASME Sec. III DIV.1 است.
جنس ورق و کله‌گی مخزنها از فولاد SA 516 Gr. 70 فلنجها A105 و نازلها A106 Gr.B هستند.
کله‌گی مخزنها از نوع Elliptical 2:1 هستند.
بر روی همه‌ی مخزنهای استاندارد تولیدی، عمل بازرسی که شامل تست کردن مواد نافذ (PT) و رادیوگرافی (RT) و یا هیدرواستاتیک (HT) طبق استاندارد ASME انجام میگیرد.
مخزنهای استاندارد روتین طبق فشارات کاری 10 [barg]، فشارات طراحی 12 [barg] و فشارات تست 15/6 [barg] تولید می‌شوند.
مخزن کمپرسور استاندارد سفارشی طبق فشارات کاری 13 [barg]، فشارات طراحی 15/6 [barg] و فشارات تست 20/3 [barg] تولید می‌شوند.
همه‌ی مخزنهای استاندارد نسبت به سایز، مجهز به Manhole یا Handhole مناسب با استاندارد ASME هستند.
همه‌ی نازلهای 2 و بالاتر و همینطور ManHole یا HandHole ها که دارای ورقه‌ی تقویتی از نوع جنس SA516 Gr.70 و اندازه و اجرای مورد تایید استاندارد ASME هستند.
