مخزن استوانه ای اتمسفریک
مخزن استوانه ای چیست؟
مخزن تحت فشار استوانه ای بخشی از تجهیزات ثابت در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی می باشد. این مخزن ، ساختاری است که برای ذخیره و حمل و نقل مایعات و گازها تحت فشار استفاده میشود. این مخازن دارای شکل استوانه ای هستند که به دلیل سازگاری بالا با فشار داخلی و استحکام ساختاری مناسب، برای این منظور استفاده میشوند.
مخزن استوانه ای تحت فشار دارای دو سر (کف) بسته هستند که به طور عمومی یک سر آن به صورت مسطح یا کمانه شکل و سر دیگر به صورت کروی یا کاسه ای شکل است. این ساختار به مخزن اجازه میدهد تا فشار داخلی را تحمل کند و از نشتی جلوگیری کند.
مخزن استوانه ای اتمسفریک
مخازن ذخیره اتمسفریک (Atmospheric Tank) برای نگهداری نفت خام، فرآورده های نفتی و سایر سیالات در فشار اتمسفریک کاربرد دارد.
این مخازن در واحدهای تولیدی و فرایندی جهت ذخیره سازی سیالات در زمان کوتاه و با حجم مشخص بعنوان واسطه مورد استفاده قرار می گیرد.
مخازن ذخیره بدون سقف، سقف ثابت، سقف شناور، سقف گنبدی انواع مخزن استوانه ای می باشد.
مخازن استوانه ای اجرا شده
مزایا
با توجه به قیمت مناسب مخازن ذخیره اتمسفریک به نسبت مخازن تحت فشار و کارایی آن ها جهت ذخیره سیالات برای مدت کوتاه یا طولانی، به بخش جدایی ناپذیر از پالایشگاه ها یا کارخانه های تولید محصولات شیمیایی، تبدیل شده اند.
معایب
دو نکته بسیار مهم در زمان بهره برداری این نوع مخازن جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار درون مخازن اتمسفریک و همچنین جلوگیری از کاهش بیش از حد فشار درون مخازن و توجه به الزامات ایمنی می باشد.
ویژگیهای مخزن استوانه ای
-
ساختار فیزیکی مخزن استوانه ای
مخزن استوانه ای تحت فشار دارای دو سر (کف) بسته هستند که به طور عمومی یک سر آن به صورت مسطح یا کمانه شکل و سر دیگر به صورت کروی یا کاسه ای شکل است. این ساختار به مخزن اجازه میدهد تا فشار داخلی را تحمل کند و از نشتی جلوگیری کند.
مخزن استوانه ای معمولاً از جنس فلزی مانند فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ استوانه ای ساخته میشوند. این فلزها به دلیل خصوصیات مکانیکی و مقاومت در برابر فشار، به عنوان مواد ساختاری اصلی مورد استفاده قرار میگیرند.
محدوده فشار و دمای مجاز در مخزن استوانه ای ، به عوامل مختلفی مانند اندازه، شکل و جنس مخزن، نوع مایع یا گازی که درون مخزن قرار دارد، و نیز نوع کاربری مخزن بستگی دارد. با این حال، برای ایمنی و عملکرد بهینه مخزن استوانه ای، حداقل و حداکثر مقادیری برای فشار و دما تعیین شدهاند.
به طور کلی، برای مخزن استوانه ای حداکثر فشار مجاز معمولاً در حدود ۱۰۰۰۰ پوند بر اینچ مربع (PSI) است. این حداکثر فشار در برخی موارد ممکن است بالاتر یا پایین تر باشد، به عنوان مثال در صنایع نفت و گاز که فشار بالاتری نسبت به صنایع دیگر وجود دارد.
همچنین، محدوده دمایی مجاز در مخزن استوانهای به طور کلی بین منفی ۲۰ درجه سانتیگراد تا ۱۲۰ درجه سانتیگراد است. با این حال، در برخی موارد، نظیر صنایع پتروشیمی، دمای مجاز بالاتر از این مقدار است.
طراحی مخزن استوانه ای
ابعاد و شکل مخزن استوانه ای، بسته به نوع کاربری و نیازهای مورد نظر، متفاوت است. در اینجا به برخی از ابعاد و شکلهای رایج مخزن استوانهای اشاره خواهیم کرد:
۱. قطر و ارتفاع: دو ابعاد اصلی در مخازن تحت فشار استوانه ای، قطر و ارتفاع هستند. قطر مخزن، فاصله بین دو کف مخزن در نقطه افقی است که بیشترین عرض مخزن را دارد و ارتفاع، فاصله بین دو کف مخزن در نقطه عمودی که بیشترین طول مخزن را دارد است.
۲. شکل کف: شکل کف مخزن نیز میتواند در بسته به نیازهای کاربردی مخزن متفاوت باشد. برخی از شکلهای کف مخازن شامل کف مسطح، کف کاسه ای و کف کمانی هستند.
۳. شکل سر: شکل سر یا بخش بالایی مخزن نیز به شکل و ابعاد مخزن بستگی دارد. شکل های سر مخزن نیز مانند کف مخزن شامل سر مسطح، سر کاسه ای و سر کمانی می باشد.
۴. ضخامت دیواره: ضخامت دیواره مخزن نیز بسته به فشار داخلی مخزن و جنس مواد ساختاری آن تعیین میشود. در برخی موارد، مخازن با ضخامت دیواره بالاتر نیز ساخته میشوند تا احتمال شکست و نشتی در شرایط نامطلوب را کاهش دهند.
جوشکاری و اتصالات در مخزن استوانه ای بسیار مهم هستند و نقش مهمی در ایمنی و عملکرد مخزن ایفا میکنند. در ادامه به برخی از نکات و مسائل مربوط به جوشکاری و اتصالات در مخزن استوانهای اشاره خواهیم کرد:
۱. نوع جوش: نوع جوش باید با توجه به جنس مواد ساختاری مخزن و نوع کاربری آن تعیین شود. برای مثال، در صورت استفاده از فولاد کربنی برای ساخت مخزن، جوشکاری با الکترود روتیلی یا جوشکاری MIG/MAG مناسب است.
۲. تستهای غیرمخرب: پس از جوشکاری، تستهای غیرمخرب برای بررسی کیفیت جوشها و حذف هرگونه نقص احتمالی باید صورت گیرد. این تستها شامل تست رادیوگرافی، تست اولتراسونیک و تست مغناطیسی هستند.
۳. لحیم کاری: در برخی موارد، به جای جوشکاری، از لحیم کاری برای اتصال قطعات مخزن استفاده میشود. لحیم کاری به دلیل داشتن تأثیر کمتر بر خصوصیات مکانیکی مواد ساختاری مخزن، در برخورداری از استحکام ساختاری بالاتر نسبت به جوشکاری بهتر عمل می کند.
پوشش دهی ضد زنگ در مخزن استوانه ای بسیار اهمیت دارد، زیرا این پوشش به مخزن در برابر خوردگی و زنگ زدگی محافظت میکند و عمر مفید مخزن را افزایش میدهد. در ادامه به برخی از روشهای پوشش دهی ضد زنگ در مخزن استوانه ای اشاره خواهیم کرد:
۱. رنگ آمیزی: استفاده از رنگ های ضد زنگ مناسب بر روی سطح داخلی و خارجی مخازن، به عنوان پوشش ضدزنگ، از روشهای شائع است. این رنگها باید دارای خصوصیات مقاومت در برابر فشار، حرارت و مواد شیمیایی باشند.
۲. روش های آلایش الکتروشیمیایی: در این روش، با استفاده از جریان الکتریکی و محلولهای شیمیایی مناسب، لایههای ضدزنگ بر روی سطح مخزن تشکیل میشود. این روش به عنوان یک روش پوششدهی ضدزنگ پایه استفاده میشود.
۳. استفاده از پوششهای فلزی: استفاده از پوششهای فلزی نظیر استیل ضدزنگ بر روی سطح داخلی و خارجی مخازن، به عنوان یک پوشش مقاوم در برابر زنگ زدگی و خوردگی، مورد استفاده قرار میگیرد.
کاربردها
مخزن استوانهای در ذخیرهسازی و حمل و نقل مواد مختلف نفت و گاز به کار میروند.
در تولید و ذخیره سازی مواد اولیه و فراوردههای شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرند.
در ذخیره سازی مواد غذایی و نیز در فرآیندهای تولید و بسته بندی محصولات غذایی مورد استفاده قرار میگیرند.
انواع مخازن اتمسفریک
مخزن استوانه ای اتمسفریک به منظور نگهداری مایعات و مواد شیمایی استفاده می شود که متناسب با نوع کاربرد در انواع مختلفی ساخته می شوند.
- مخزن باز اتمسفریک یا مخزن استوانه ای اتمسفریک بدون سقف: توجه این مخازن به دلیل هزینه طراحی و ساخت کمتر، مورد استقبال قرار گرفته اند و بیشتر برای نگهداری آب در آتش نشانی ها یا آبی که برای خنک سازی تجهیزات صنعتی استفاده می شود، کاربرد دارد.
- مخزن استوانه ای اتمسفریک سقف ثابت: مخازن اتمسفریک سقف ثابت، نوعی از مخازن استوانه ای هستند که سقف آنها جوش خورده است و اصطلاحا به آن ها سقف ثابت گفته می شود. سقف این نوع مخازن می تواند مسطح، گنبدی شکل یا مخروطی باشند.
- مخزن استوانه ای اتمسفریک گنبدی: مخازن استوانه ای سقف گنبدی نوعی از مخازن با سقف ثابت هستند. مخازن با سقف گنبدی میتوانند موادی را با فشار بخار بیشتر از اتمسفر اما کمتر از تراز مخزن کروی یا گلولهای شکل ذخیره کنند.
- مخزن اتمسفریک سقف شناور: نمونه ای از انواع مخازن استوانه ای هستند که توسط مجموعه پتروسازه بین الملل آرام طراحی، ساخت و نصب می شود. این نوع مخازن در دو نوع سقف شناور داخلی و خارجی تقسیم می شوند. در این نوع مخازن سقف به گونه ای تعبیه می شود که روی سطح مواد شناور مانده و با تغییر سطح مایع بالا و پایین برود.
طراحی و ساخت مخازن کروی
طراحی و ساخت مخازن ذخیره اتمسفریک به منظور ذخیرهسازی مواد گازی و مایعاتی که در فشارات جوی عادی (اتمسفریک) قرار دارند، کاربرد دارد. این نوع مخازن معمولاً برای ذخیرهسازی گازهایی مانند گازهای طبیعی، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و همچنین مایعاتی مانند نفت و گاز مورد استفاده قرار میگیرند. در طراحی و ساخت مخازن ذخیره اتمسفریک، نکات زیر باید مد نظر قرار گیرند:
1. انتخاب مواد:
برای ساخت مخازن ذخیره اتمسفریک، معمولاً از فولادهای مقاوم در برابر فشار و دما استفاده میشود. مواد باید دارای استحکام مکانیکی و مقاومت شیمیایی کافی در برابر مواد ذخیره شده باشند. همچنین، لازم است که مواد مورد استفاده دارای ویژگیهای ضدزنگ و ضدخوردگی مناسب باشند.
2. طراحی سازه:
طراحی سازه مخازن ذخیره اتمسفریک باید به گونهای باشد که تحمل فشار داخلی و خارجی را تضمین کند. این شامل انتخاب ابعاد مناسب برای قطر، ضخامت دیواره و ساختار کلی مخزن است. همچنین، سازه باید قادر به تحمل نیروهای جانبی مانند باد و زلزله باشد.
3. استانداردها و مقررات:
طراحی و ساخت مخازن ذخیره اتمسفریک باید با استانداردها و مقررات مربوطه سازگار باشد.
4. ایمنی:
در طراحی و ساخت مخازن ذخیره اتمسفریک، ایمنی بسیار مهم است. سیستمهای ایمنی مانند سیستمهای اطفاء حریق، سیستمهای خنککننده و سیستمهای تخلیه فشار باید در نظر گرفته شوند. همچنین، ایمنی در عملیات بارگیری، تخلیه و نگهداری مخزن نیز باید به دقت رعایت شود.
5. نگهداری و بازرسی های دوره ای:
مخازن ذخیره اتمسفریک باید به صورت دورهای بررسی و نگهداری شوند تا از سالم بودن و عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل شود. این شامل بررسی و تعمیرات دورهای، بررسی لایههای ضدزنگ و ضدخوردگی، بررسی سیستمهای ایمنی و مانیتورینگ است.
مخازن ذخیره اتمسفریک برای ذخیرهسازی مواد گازی و مایعاتی که در فشارات جوی عادی قرار دارند، به عنوان یک راه حل پایدار و اقتصادی استفاده میشوند. همچنین، با توجه به نیازهای امنیتی و زیست محیطی، باید در طراحی و ساخت مخازن ذخیره اتمسفریک به استانداردها و مقررات مربوطه پایبند بود و از ایمنی و پایداری آنها اطمینان حاصل شود.
چرا نصب مخزن استوانه ای را به پتروسازه بسپاریم؟
با توجه به کاربرد زیاد این تجهیز در صنایع مختلف و نه تنها محدود به صنایع نفت و گاز؛ اجرای پروژه های مشابه با رعایت استاندارهای داخلی و بین المللی نفت و گاز در کیفیت و خروجی نهایی کار تاثیر بسزایی دارد.
شرکت مهندسی پتروسازه بین الملل آرام با رعایت کلیه استانداردهای مد نظر کارفرما، تعهد به اجرای به موقع پروژه با رعایت کامل اصول ایمنی و با تکیه بر دانش فنی و تخصص نیروی ماهر خود تا کنون پروژه های زیادی در راستای احداث مخازن استوانه ای سقف ثابت و سقف شناور اجرا نموده و موفق به کسب گواهی حسن انجام کار از کارفرمایان خود گردیده است.
ساخت دو دستگاه مخزن استوانه ای سقف شناور به ظرفیت 500.000 بشکه جهت پارس جنوبی، دو دستگاه مخزن استوانه ای سقف ثابت برای شرکت نفت پاسارگاد، نه دستگاه مخزن استوانه ای سقف ثابت و شناور جهت واحد تانکفارم واحد پالایشی پلدختر، سه دستگاه مخزن استوانه ای سقف ثابت و شناور پتروشیمی بیستون و غیره جز تجارب کاری این شرکت جهت ساخت این محصول به شمار می رود.
ساخت مخازن اتمسفریک
کشورهای زیادی امروزه در حوزه ساخت مخازن استوانه ای تحت فشار و در کل مخازن تحت فشار فعالیت دارد، اما برترین کشورهایی که در این زمینه فعالیت می کنند آمریکا، آلمان، چین و ژاپن می باشد. هند نیز اخیرا بسیار خوب در این زمینه فعالیت داشته است.
شرکت پتروسازه بین الملل آرام مجری انواع تجهیزات ثابت نفت و گاز مخازن ذخیره ای تحت فشار و اتمسفریک می باشد. این مجموعه با بهره گیری از نیروی متخصص و دانش روز دنیا بهترین مخازن ذخیره اتمسفریک را در منطقه اجرا می کند. برای مشاوره تخصصی جهت طراحی، ساخت و نصب مخزن ذخیره اتمسفریک تماس بگیرید.
تمام تلاش ما بر این امر بود که بتوانیم به طور کامل به بررسی ابعاد، شکل، جوشکاری و پوششدهی ضدزنگ ، کاربرد و ماهیت مخزن استوانه ای بپردازیم. مخزن استوانه ای به عنوان یکی از تجهیزات ثابت و مخازن تحت فشار نقطه اتصال انواع صنایع به سیستمهای فشاری و مایعات، نقش اساسی ایفا میکنند. توجه به جزئیات طراحی، مواد، استانداردها، و نیازهای کاربردی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تحقیقات و پیشرفتهای تکنولوژیکی به مراتب میتوانند کیفیت، ایمنی، و کارایی این مخازن را بهبود بخشند.