مخازن تحت فشار مخازن فلزی معمولاً استوانه‌ای یا کروی برای نگه داری و یا انجام فرآیند های شیمیایی مایعات و یا گازها می‌باشند که توانایی مقاومت در برابر بارگذاری‌های مختلف (فشار داخلی، و یا فشار خارجی و خلا در داخل) را دارا می‌باشند. استاندارد اصلی برای طراحی این مخازن ASME Section VIII می‌باشد که توسط انجمن مهندسان‫ مکانیک آمریکا تدوین شده و هر چهار سال یکبار مورد بازنگری قرار می‌گیرد. کاربرد عمده این مخازن در صنایع نفت و گاز می‌باشد.

منابع تحت فشار

منابعی می باشند که برای نگهداری گاز ومایع (سیالات) در فشاری بالا تر از فشار محیط مورد استفاده قرار می گیرد.
تغییر و افزایش فشار بسیار خطرناک میباشد و ممکن است باعث رخداد های مهلکی شود که این موضوع در تاریخ عملکرد منابع تحت فشاربه وضوح مشخص می باشد.
در طی مدت زمان زیادی ٬مهندسین با بهینه سازی ،طراحی و نحوه ساخت منابع تحت فشار ، استاندارد هایی را در این زمینه ارائه کرده اند .هم چنین باید دانست که این استاندارد ها بر اساس ماکزیمم فشار و دمای قابل تحمل و مورد استفاده در این منابع طراحی می شوند .
منابع تحت فشار در زمینه های متفاوتی همچون صنعتی و خانگی استفاده دارند .برای مثال در صنعت ،این منابع برای ذخیره هوای متراکم و در مصارف خانگی برای مخازن آب در آبگرم کن ها استفاده می شود.دیگر مثال هایی برای منابع تحت فشار ،کپسول های اکسیژن، منبع ذخیره ی گاز شهری، منابع ذخیره گاز در ماشین ، مخازن تحت فشار برای جدا سازی اجزای یک ماده شیمیایی و بسیار مثال های دیگر ، مثلا" در پتروشیمی و پالایشگاه ها و در معدن و راکتور های هسته ای ٬در فضا پیما ها ، ذخیره روغن های هیدرولیکی و ذخیره ی گاز هایی همچون آمونیاک و بوتان و گاز طبیعی .

طراحی مخازن تحت فشار

مخازن تحت فشار در کل میتوانند به هر شکلی ساخته شوند اما این فقط در تئوری میباشد اما در عمل بیشتر این مخازن به صورت کره ، استوانه و مخروط میباشد. معمول ترین روش ساخت منابع تحت فشار، ساخت آن به صورت استوانه با دو سر عدسی میباشد ،این شکل ساده ترین نوع برای آنالیز کردن مخازن را در اختیار ما قرار میدهد .در تئوری ساختن مخازن تحت فشار به صورت کره بهترین راه حل برای تحمل فشار می باشد اما متاسفانه در حین ساخت ،ساختن یک منبع به شکل کره بسیار سخت و در عین حال پر هزینه می باشد.بنابر این بیشتر مخازن تحت فشار استوانه ای با دو عدد عدسی به شکل بیضی در دو انتهای آن می باشد .
هر چه عرض این استوانه بیشتر باشد هزینه ساخت آن بالا می رود برای مثال برای یک مخزن تحت فشار 1000 لیتری در 250 BAR فشار عرض حدود یک متر و طول 1.70 ٬ با دو سر عدسی بهترین گزینه می باشد.

مواد مورد استفاده در ساخت مخازن

در تئوری هر ماده ای با تحمل تنش کششی بالا وخاصیت های کششی مناسب میتواند در ساخت مخازن به کار گرفته شود اما استاندارد های ساخت(ASME BPVC section II )لیستی از بهترین مواد و محدودیت دما و فشار آن ها را مشخص کرده است.
بسیاری از منابع تحت فشار از آهن تشکیل شده اند که ورق های آهنی به صورت رول در آمده و به عدسی ها و به همدیگر جوش داده میشوند. اما این جوش ممکن است بر بسیاری از خواص آ هن رول شده تاثیر منفی بگذارد مگر اینکه توجه هایی قبل از جوش کاری صورت بگیرد.
علاوه بر استحکام مکانیکی مناسب ،استاندارد های حال حاضر دنیا ، شرکت ها را موظف میکند تا از آهنی با مقاومت بالایی در مقابل ضربه (به خصوص برای منابعی که با پایین تر سروکار دارند) استفاده شود و همچنین برای محیطها و سیالاتی که موجب خوردگی کربن استیل می شوند لازم است که از موادی با قابلیت مقاومت در برابر خوردگی استفاده کرد.
برخی از منابع تحت فشار از کمپوزیت ها ساخته شده اند مانند فیبر های کربن .با توجه به استحکام بالای فیبر کربن در برابر کشش، این نوع از مخازن تحت فشار میتوانند بسیار سبک باشند اما ساخت آن ها بسیار بسیار سخت میبا شد .
برخی مواد رایج دیگر در ساخت مخازن تحت فشار پلیمر هایی مانندPET که در کانتینر های مواد آشامیدنی استفاده میشود ، یا مس در لوله کشی های خانگی .
منابع تحت فشار برای جلوگیری از خرابی می توانند با پلیمر ها یا سرامیک ها محافظت بشوند، علاوه بر این ، این پوشش خودش میتواند میزان زیادی از فشار را تحمل کند و یک پشتیبان خوب برای لایه ی اصلی میباشد .

جرم مخازن

جرم مخازن با توجه به فشار و حجم مورد نظر و دمای سیال  ، می تواند تغییر کند میزان نیرو وارد بر سطح بر اساس چگالی مواد تا زمانی که این جسم بشکند یا ترک بردارد را نسبت استحکام به وزن ماده می گویند،که نسبت مهمی در تعیین نوع ماده مورد استفاده در مخازن دارد چون بالا رفتن ورن یک مخزن یک نکته اساسی در طراحی آن میباشد.

بررسی تنش در دیواره های مخزن

مخازن تحت فشار در مقابل فشار گاز درون آن بنا به استحکام کششی دیواره ها مقابله میکند
استرس وارد شده تعیین کننده ی قطر مخزن و ضخامت ورق استفاده شده درآن می باشد.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: