مخزن تحت فشار مخزنی بسته است که مایعات و گازها را تحت فشاری متفاوت با فشار اتمسفر در خود نگه می‌دارد.این مخازن کاربردهای زیاد و متنوعی در صنعت و بخش خصوصی دارند؛ اما در کنار فواید و کاربردهایشان بسیار خطرناک نیز هستند و امکان انفجار یا تخریب آنها وجود دارد.
در نتیجه قوانین و مقررات سخت گیرانه‌ای در طراحی و ساخت آنها وجود دارد. این مخازن معمولا از جنس انواع فولاد به صورت کربن استیل یا فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند. اولین طراحی از مخزن تحت فشار در سال ۱۴۹۵ در کتاب لئوناردو داوینچی، که در آن ظروف هوای تحت فشار به منظور افزایش وزنه‌های سنگین زیر آب مورد آزمایش قرار گرفت، شرح داده شد. همچنان مخازنی که شبیه به آنهایی که امروزه استفاده می‌شود، تا سال‌های ۱۸۰۰ شناخته نشده بود.
امروزه در راستای پیشرفت‌های روزافزون در زمینه مهندسی مخازن تحت فشار، عملیاتی ازجمله تست‌های مختلف اولتراسونیک و رادیوگرافی، گریدهای مواد جدید، جوشکاری اصطحکاکی، نظریه‌های پیشرفته و استفاده از ابزار دقیق بکار گرفته می‌شود. این عوامل اجازه می‌دهد که مخازن تحت فشار ایمن و کارآمدتر ساخته شوند.امروزه سازندگان مخازن تحت فشار در ایالات متحده نیاز به نصب علامت استاندارد BPVC بر روی خود دارند. این کد به‌عنوان کد استاندارد داخلی استفاده نمی‌شود. بسیاری از دیگر کشورها این کد را به‌عنوان کد رسمی خود پذیرفته‌اند. البته کشورهایی چون ژاپن، استرالیا، کانادا، انگلیس و اروپا دارای کدهای خود هستند.
اجزای اصلی مخازن تحت فشار
به‌صورت کلی اجزای مخازن تحت فشار، در دسته‌بندی‌های مختلفی قرار می‌گیرند که به شرح زیر است:
- پوسته
پوسته درواقع همان بدنه مخزن را دربرمی‌گیرد. این پوسته باتوجه به فضای مورد استفاده در اشکال مختلف و با جنس‌های متفاوت، ازجمله موارد زیر طراحی می‌شوند. مهم‌ترین آنها کربن استیل و فولاد ضدزنگ می‌باشد.
- کربن استیل
- فولاد ضدزنگ
- آلومینیوم
- گالوانیزه
- پلاستیک
- پلی‌اتیلن
- عدسی
عدسی همان قسمت منحنی شکل است که در دوطرف مخزن قرار می‌گیرد. جنس عدسی همان جنس پوسته مخزن است. کلاهک‌ها در اشکال مختلفی چون کروی، بیضوی، مخروطی، بشقابی و تخت وجود دارند که به پوسته مخزن متصل می‌شوند.
- دریچه بازدید
این بخش در مخازن تحت فشار برای بازدید، بررسی و یا انجام تعمیرات درنظر گرفته می‌شود. در مخازن بزرگ این بخش آدم‌رو بوده و اما در مخازن کوچک این بخش را دریچه دست‌رو تشکیل می‌دهد.
- لوله و اتصالات
این لوله‌ها جهت ورود و خروج و همچنین جابجایی سیال در مخزن قرار می‌گیرند. این لوله‌ها بسته به حالت قرارگیری مخزن، ممکن است در هرجای مخزن نصب شوند. بخش دیگری بنام استند پایپ لوله‌ای وجود دارد که به حالت ایستاده در کنار مخزن متصل می‌شود. سیال موجود در مخزن در این لوله‌هم نیز جریان دارد و از همین‌رو تمام خصوصیات و ویژگی‌های سیال مخزن
را این بخش نیز دارد. درنتیجه برای اینکه پارامترهای موردنظر را از خود مخزن اندازه‌گیری کنند، از استند پایپ بررسی می‌کنند.
- نردبان
در بسیاری از مخازن تحت فشار که ارتفاع زیادی دارند، از نردبان استفاده می‌شود تا دسترسی به قسمت بالای مخزن فراهم شود.
- پایه
مخازن تحت فشار برای اتصال و قرارگیری‌شان بر روی زمین نیاز به پایه دارند. حال این پایه‌ها باتوجه به نوع مخزن متفاوت خواهند بود.
سایر اجزای مخازن تحت فشار شامل خروجی هوا، شیر اطمینان، لوله تخلیه و مخلوط‌کننده می‌باشند. هرکدام از اجزای بکار گرفته در مخازن تحت فشار یک وظیفه را برعده دارد که باید به نحو احسن عملی شوند. پس هنگام انتخاب مخازن تحت فشار به وجود هر یک از اجزای تشکیل‌دهنده در آن دقت کنید و از کارکرد و عملکرد صحیح هرکدام اطمینان حاصل کنید. دیگر اجزای مخازن تحت فشار شامل موارد زیر است :
- خروجی هوا
خروجی هوا برای خروج گازهای اضافی یا در مواقع افزایش فشار برای خروج هوا جهت کم شدن فشار در بالای مخازن نصب می‌شود.
- شیر اطمینان
در صورت افزایش فشار از حد تعیین شده، شیر اطمینان باعث خروج مقداری از سیال اضافی درون مخزن شده و فشار کاهش می‌یابد.
- لوله تخلیه
لوله تخلیه در پایین مخزن تحت فشار قرار می‌گیرد تا برای خروج مواد اضافی از مخزن استفاده شود.
- مخلوط کننده
در بعضی از مخازن که در آنها نیاز به مخلوط کردن مواد داخل مخزن وجود دارد، یک همزن در بالای مخزن نصب می‌شود.
سایر اجزای مخازن تحت فشار
طراحي يك مخزن تحت فشار بدون طراحي و انتخاب تكيه گاه مناسب و نيز آزمايش اثر تكيه گاه كامل نمي شود. مخازن با توجه به الزامات فرآيندي ممكن است به‌صورت عمودي يا افقي قرارگيرند. براي مخازن عمودي تكيه گاههاي زير رايج هستند:
- Skirt support
- Bracket or lug support
- Leg support
- Ring support
براي مخازن افقي تكيه گاههاي رايج عبارتند از:
- Saddle support
- Leg support
- Ring support
انتخاب نوع خاصي از تكيه گاهها درمخازن افقي وعمودي بستگي به اندازه ، شكل و وزن مخزن،دما و فشار طراحي، موقعيت اتصالات مختلف به مخزن و آرايش ساختمان داخلي وخارجي مخزن دارد. هنگام انتخاب تكيه گاهها بايد توجه شود كه تكيه گاهها بتوانند در برابر نيروها مقاومت كنند بدون اينكه باعث تغيير شكل ديواره مخزن شوند و يا تنش هاي موضعي را بيش از حد افزايش داده و باعث عدم ثبات مخزن شوند.
طراحي تكيه گاهها بايد مطابق با كدي باشد كه مخزن طبق آن طراحي مي شود. تكيه گاهها بايد اجازه حركت مخزن در اثر تغييرات دمايي را بدهند و طوري طراحي شوند كه از انباشت آب درزير مخزن جلوگيري شود. مخزن و تكيه گاه بايد بر فونداسيون محكم نصب شوند.
تكيه گاه skirt
يكي از رايج‌ترين روش‌هاي نگهداري مخازن عمودي توسط يك پوسته رول شده به شكل استوانه يا مخروط ناقص است كه skirt ناميده مي شود.
تكيه گاه lug
اين نوع تكيه گاه يكي از كم خرج‌ترين راه‌هاي نگهداري يك مخزن عمودي است كه با حداقل مقدار جوش به مخزن متصل مي‌شود.
تكيه گاه saddle
يكي از روش‌هاي رايج نگهداري مخازن افقي با ابزاري زيني شكل بنام saddle است. بيشتر مخازن استوانه‌اي بزرگ توسط دو تكيه گاه نگهداري مي‌شوند كه زاويه تماس در آنها ترجيحاً ۱۲۰تا۱۵۰ درجه است.
رينگ‌هاي تقويتي
رينگ‌هاي تقويتي از پروفيل‌هاي استاندارد ساختماني يا از ورق كه به‌صورت يك رينگ در مي‌آيد ساخته مي‌شود. اين اجزا براي جلوگيري از كمانش مخزن تحت فشار اضافه مي‌شوند. اتصال آنها مي‌تواند هم در داخل پوسته استوانه‌اي و هم در خارج ان باشد ولي اتصال خارجي اين رينگ‌ها معمول‌تر است. همچنين اين رينگ‌ها مي‌توانند به عنوان تقويت براي تكيه گاههاي مخازن افقي نيز مورد استفاده قرار گيرند.
فلنج‌ها
فلنج‌ها در اتصالات مخازن بكار رفته و امكان جدا كردن قطعات از يكديگر به منظور تعمير ،تعويض و تغييرات در سيستم را مي‌دهند. همچنين فلنج‌ها باعث تسهيل در عمليات مونتاژمجموعه مي‌گردند.
انواع فلنج ها
- فلنج‌های (integral or welding neck)
- فلنج‌های (loose type or slip-on)
- فلنج‌های معكوس (reverse flanges)
- فلنج‌های رينگي(ring flanges)
- فلنج‌های كور(blind flanges)
دستگاه‌هاي حفاظتي
تمام مخازن تحت فشار بايد مجهز به ابزارهاي فشار شكن باشند كه اجازه بالارفتن فشار بيشتر از۱۰۰ درصد فشار طراحي را ندهد. در مورد مخازن حرارتي، دستگاه‌هاي فشار شكن نبايد اجازه بالا رفتن فشار بيشتر از۱۲۱ درصد فشار طراحي را بدهند.
انواع رايج دستگاه‌هاي فشار شكن در زير آمده اند:
شير ايمني
شير ايمني هنگامي كه فشار از فشار تعيين شده بالاتر رود سيال را به جو تخليه مي‌كند و بعد ازرسيدن به شرايط نرمال بسته مي‌شود. اين شير براي سيال هاي تراكم پذير كه نياز به پائين آوردن سريع فشار اضافي دارند، بكار مي‌رود.
شير فشار شكن
اين شير سيال را به‌صورت اتوماتيك به داخل جو تخليه مي‌كند با اين تفاوت كه براي مايعات بكار مي‌رود.
صفحات انفجار
در جايي بكار مي‌روند كه افزايش فشار خيلي سريع است.
Fusible Plugs
از فلزات با نقطه ذوب پائين ساخته مي‌شود و ممكن است در شيرهاي ايمني ، فشار شكن يا صفحات انفجاري نيز بكار رود. كاربرد Fusible Plug اين است كه اگر مخزن در معرض آتش قرار گيرد و افزايش فشار ناگهاني پيدا كند، عمل كند.
جمع بندی
طبق این مطلب دانستید که انواع مخازن تحت فشار، دارای اجزای اصلی و فرعی می‌باشند. هرکدام از اجزای مخازن تحت فشار ویژگی‌های منحصر بفرد خود را دارد و نقش موثری در کاربرد مخازن تحت فشار دارند. پس توجه شود هنگام خرید این مخازن، حتما و الزاما به بخش اجزای مخازن تحت فشار دقت فرمایید. زیرا کیفیت در این مورد جز اصول و دستورالعمل‌های استاندارد می‌باشد.
ارتباط با ما
جهت برقراری ارتباط با مشاورین و کارشناسان ما در حوزه مخازن تحت فشار و همچنین آشنایی با اجزای مخازن تحت فشار و چگونگی استفاده آنها در مخازن، می‌توانید ازطریق راه‌های ارتباطی موجود در سایت با ما همراه باشید.
