مخازن و مبدلها

مخازن تحت فشار و مخازن ذخیره (تجهیزات ثابت صنایع نیروگاهی، پتروشیمی و پالایشگاهی)

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.

 

مخازن تحت فشار

مشخصات عمودی مخازن تحت فشار

شکل اکثر مخازن تحت فشار استوانه‌ای یا کروی بوده که فرم استوانه‌ای آن معمولا با کلگی های کروی یا بیضوی قابل ساخت و مونتاژ می‌باشد و این کلگی ها به دو حالت نورد گرم یا سرد تولید می‌شود.
مخازن تحت فشاری که معمولا شامل موارد:
درامها
مبدلهای حرارتی
برجها
پیش گرمکنهای نیروگاهی
راکتورهای شیمیایی
می‌شود که عموماً 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 کربن استیل یا استنلس استیل و در موارد خاص آلومینیوم، مس و برنج می‌باشد. اخیرا نیز در صنایعی که بطور مستقیم با آب دریا در ارتباط هستند تیتانیم 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، شکل پذیری و قابلیت های 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 خصوصاً ضخامت بدنه و میزان استقامت نگهدارنده ‌ها می باشد.
پارامترهای ناشی از عوامل محیطی (مانند باد و زلزله) بصورت فشار 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 می‌ گردد.
کلیه مراحل مختلف ساخت شامل 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 می‌شود.

استاندادها و روش های طراحی

استانداردهای موجود در طراحی مخازن تحت فشار، استاندارد آمریکایی ASME، انگلیسی BS5500 و سایر استانداردها از جمله استانداردهای آلمانی و ایتالیایی هستند، که در این شرکت برای طـراحـی و سـاخــت مخـــازن تحت فـشار بیشـتر نـــوع آمــریـکایـی آن یعنــی ASME Sec. VIII, Div. I and II  استفاده می گردد.
طبق استاندارد های موجود براساس محاسبات انجام شده بعد از مشخص شدن پارامتر های استقامتی لازم نظیر ضخامت بدنه، ابعاد نگهدارنده ‌ها، مشخصات پیچ های نگهدارنده (از نظر تعداد و اندازه)، مشخصات هندسی قطعات، نحوه جوشکاری و جنس مواد با نظر گرفتن امکانات کارگاه نقشه ‌های طراحی و اجرائی تهیه و در نهایت جزئیات آن ترسیم می‌گردد.
نرم افزارهایی که برای طراحی مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند، شامل نرم‌ افزارهای PV elite، Aspen B-Jack،Nozzle Pro ، Compress، Nastran و Ansys می‌باشد، که مرتباً براساس آخرین تغییرات بوجود آمده در استانداردها جهانی به‌روز می‌شوند.
اتصالات مختلفی از قبیل نازلهای ورودی و خروجی سیالات، دریچه ‌های دست رو و آدم رو و همچنین حفره‌های نصب فشار سنجها، سنسورهای دما، تعیین کننده‌های سطح مایع، شیرهای تخلیه اضطراری، کلیپهای لوله ‌ها و راه پله‌ ها و سکو ها ، ادوات و وسایل داخلی از جمله مه‌ گیرها، سینی ‌ها، پخش کننده‌ ها، نگهدانده ‌های آکنه ‌ها و . . . خارج و داخل مخرن نصب می‌گردد، که نقشه‌ های 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 می گردد.

انجام تستهای نهایی

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

مخازن ذخیره

مخازن ذخیره عموماً شامل مخازن ذخیره مواد سوختی و شیمیایی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی و نیروگاه تا ظرفیت گنجایش 300000 متر مکعب و ابعاد به قطر 150 متر و ارتفاع 24 متر است که طبق استانداردهای API 620 و API 650 طراحی و ساخته می‌شود. پروژه‌های طراحی و ساخت مخازن ذخیره به صورت EPC علاوه بر اجرای طراحی مکانیکی و ساخت بخش فلزی تجهیز، شامل فعالیتهای گسترده دیگری نظیر بخشهای عمرانی (مانند خاکبرداری، زیرسازی و ساختمانی)، برق، کنترل، ابزار دقیق و ... می‌باشد.