مجله

منبع تحت فشار – آنچه باید بدانید

مخزن‌های تحت فشار یا pressure vessel یکی از انواع مخزن‌های پرکاربر‌د در صنعت هستند که با توجه به طراحی پیچیده‌ای که دارند، باید استانداردهای لازم در تولید آن اجرا شود. مخزن تحت فشار با توجه به سیالی که در آن نگهداری می‌شود، در انواع مختلفی وجود دارد. به طور کلی مخزن تحت فشار مخزنی بسته است که می‌تواند سیالات و گازها را تحت فشارهای مختلفی با فشار اتمسفر در خود نگهداری کند. این مخازن علاوه بر کاربرد و مزایای زیاد ممکن است بسیار خطرناک هم باشند و انفجارهای خطرناکی را ایجاد کنند. در نتیجه هنگام کار کردن با آن باید مقررات سختگیرانه ای اعمال شود. در این مقاله قصد داریم بدانیم که منبع تحت فشار چیست و در چه صنایعی کاربرد دارد؟ پس تا انتهای مقاله همراه ما باشید.

 

با مخزن تحت فشار بیشتر آشنا شوید

مخزن‌های تحت فشار به آن دسته از مخزن‌هایی گفته می‌شود که به صورت بسته هستند و سطح بازی ندارند. فشار درون منبع پمپ آب از یک اتمسفر بیشتر است و به همین دلیل به این مخازن، مخازن تحت فشار می‌گویند. معمولا پایه ریزی منبع تحت فشار بر اساس فشار هوا است و چون با فشار هوای بالا سر و‌کار دارند، کمی خطرناک‌تر از دیگر مخازن است و ممکن است در اثر کوچک‌ترین اشتباه، انفجار رخ دهد.

نحوه اندازه گیری و ساخت مخزن تحت فشار اهمیت بسیار زیادی دارد و در ساخت آن باید از استانداردهای جهانی استفاده کرد. یکی از این استانداردها ASME نام دارد و باید به طور دقیق در این مخازن اجرا شود. مخزن‌های تحت فشار با توجه به فشار استاندارد و مایعی که در آن نگهداری می‌شود، کاربردهای مختلفی در صنعت دارند. در ادامه به بررسی کاربرد این مخازن می‌پردازیم. 

مخازن تحت فشار در صنعت چه کاربردی دارند؟

مخزن‌های تحت فشار در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. بیشترین صنایعی که از این مخزن استفاده می‌کنند، صنعت نفت و گاز، صنعت انرژی و صنایع شیمیایی است. این صنایع بیشتر از بازارهای دیگر از مخازن تحت فشار استفاده می‌کنند. در ادامه به بررسی هر یک از این صنایع می‌پردازیم.

  1. صنایع نفت و گاز: یکی از صنایعی که از مخزن‌های تحت فشار استفاده می‌کند، صنعت نفت و گاز است. در این صنایع از  مخزن ‌پمپ آب به عنوان گیرنده استفاده می‌شود که معمولا فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی در دما و فشار بالا در این مخزن صورت می‌گیرد.
  2. صنایع انرژی و تولید برق: در صنعت تولید برق نیز از منبع تحت فشار استفاده می‌کنند. یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از این مخزن در صنعت انرژی این است که گازهای مضر در تولید برق وجود دارد و ضروری است که از مخازن تحت فشار استفاده شود. همچنین در نیروگاه‌های هسته‌ای از یک مخزن تحت فشار ویژه‌ای به نام فشار راکتور استفاده می‌شود.
  3. صنایع شیمیایی: در صنایع شیمیایی هم از منبع پمپ آب استفاده می‌شود. معمولا درون این مخازن تحت فشار،  واکنش‌های شیمیایی اساسی رخ می‌دهد و موجب تغییر در محتوای ظرف می‌شود.

اجزای مختلف مخازن تحت فشار

در یک مخزن تحت فشار سه جز مختلف وجود دارد: پوسته مخزن، اتصالات و پایه. اجزای فرعی دیگری هم وجود دارد که شامل نازل و هد است. معمولا مخزن‌های افقی به شکل کروی و مخروطی ساخته می‌شوند که پوسته مهم‌ترین بخش هر مخزن است. پوسته‌ی مخزن به طریق مختلف به بدنه‌ی مخزن اتصال پیدا می‌کند. هر چه قدر که ضخامت پوسته مخزن بیشتر باشد، ایمنی مخزن هم بالاتر می‌رود. بنابراین در صنایع تولید برق یا شیمیایی که خطرناک‌تر هستند، بهتر است از مخزن‌هایی که پوسته کلفت‌تری دارند، استفاده شود. 

یکی دیگر از اجزای مخزن، هد بوده که انتهای مخزن با هد بسته می‌شود. هدها در انواع مختلفی وجود دارند که معمولا هدهای منحنی، وزن کمتر و استحکام بیشتری دارند و برای استفاده در مخزن تحت فشار مناسب‌تر هستند. نوع دیگری از هدها، هد نازل بوده که شکل استوانه‌ای دارد و به راحتی درون مخزن وارد می‌شود.

 بخش بالایی و سر مخازن تحت فشار به شکل خمیده است. زیرا سرهای خمیده نسبت به سر مسطح مقاومت بیشتری دارند و می‌توان راحت‌تر هد را جا‌به‌جا کرد. نازل‌های مخزن هم به صورت استوانه‌ای هستند که وظیفه‌ آن‌ها هدایت جریان به سمت داخل مخزن است. از نازل‌ها در ساخت وسایل دیگری همچون ترموول، فشارسنج و دیگر دستگاه‌های اندازه گیری استفاده می‌شود.

مخزن تحت فشار  از نوع سرد چیست؟

 مخزن تحت فشار سرد، یکی از رایج‌ترین مخزن‌های تحت فشار بوده که در مواقعی استفاده می‌شود که گازها تحت فشار بالا یا کاهش دمای زیاد قرار می‌گیرند و به مایع تبدیل می‌شوند. در اینصورت باید از منبع تحت فشار سرد استفاده کرد. برای نگهداری و ذخیره گازهایی همچون پروپان، بوتان و … از مخزن تحت فشار از نوع سرد استفاده می‌شود. در این مخازن دما بسیار پایین بوده و شرایط برای نگهداری این گازها بسیار مناسب است.   

یکی از مشکلاتی که ممکن است برای مخازن تحت فشار سرد اتفاق بیفتد، این است که خاک‌ها و زمین‌های اطراف این مخزن به دلیل دمای بسیار پایین یخ بزند. بنابراین این مخزن‌ها باید در مکانی قرار بگیرد که میزان تخلخل خاک کم بوده یا کمتر دچار یخ زدگی شوند.

مخزن‌های تحت فشار از چه جنسی ساخته می‌شود؟

مخزن‌های تحت فشار معمولا از جنس فولاد مقاوم یا پلی‌اتیلن‌های فشرده ساخته می‌شوند. در شرایط مختلف می‌توان از مواد دیگر هم برای ساخت منبع تحت فشار استفاده کرد. در لایه‌های مخزن از کامپوزیت و الیاف کربن استفاده می‌شود تا در برابر فشار بالا، مقاومت بالایی از خود نشان دهند.

مخزن‌هایی که به شکل استوانه یا کروی هستند، می‌توانند فشاری حدود ۱۰۰ پوند بر اینچ را تحمل کنند. مخزن‌های تحت فشاری که در صنایع نفت ‌و گاز استفاده می‌شوند، احتمال آتش سوزی آنان زیاد است. بنابراین ضروری است که در ساختار آن از مواد ضد حریق استفاده شود. این مواد ضد حریق شامل پودر خشک و فوم می‌باشد.

نحوه کار با مخزن تحت فشار چگونه است؟

  1. ابتدا پمپ شروع به پر کردن مخزن می‌کند.
  2. پمپ آب به کار خود ادامه می‌دهد تا زمانی که فشار مخزن به حد کافی برسد.
  3. زمانی که پمپ خاموش شد، می‌توان از آب مخزن استفا‌ده کرد.
  4. در مرحله بعدی شیر آب باز شده و مخزن شروع به تامین آب منزل می‌کند. این عمل تا زمانی ادامه می‌یابد که فشار به صفر برسد.
  5. زمانی که فشار به صفر درجه رسید، پمپ بار دیگر شروع به کار کردن می‌کند و چون شیر آب همچنان باز است، پمپ مستقیم آب مورد نیاز را تامین می‌کند.
  6. در این مرحله شیر بسته می‌شود و منبع تحت فشار، ظرفیت مورد نیاز خود را بارگیری می‌کند. 
  7. سپس پمپ خاموش شده و فشار مخزن دوباره افزایش پیدا می‌کند و آماده آب رسانی می‌شود.

مخزن‌های تحت فشار چگونه ساخته می شوند؟

مخزن‌های تحت فشار دارای سه قسمت پوسته، تیوب و فلنچ بوده که هر کدام کارایی مختلفی دارند. پوسته خارجی منبع پمپ آب حدود ۱،۵ میلی‌متر ضخامت دارد و پس از قرار گرفتن در زیر دستگاه‌های پرس، به صورت دو عدسی متقارن در می‌آید. این دو عدسی به وسیله یک ربات جوشکاری متصل می‌شود. پس از این مرحله محل اتصالات و جوش‌ها تست شده و سپس تیوب و فلنچ بر روی مخزن تحت فشار  متصل می‌شوند.

سخن پایانی در خصوص منبع تحت فشار

در این مقاله در خصوص مخزن‌های تحت فشار صحبت کردیم. همچنین گفتیم که مخزن‌های تحت فشار، مخزن‌های بسته‌ای هستند که در صنایع گوناگونی همچون صنایع انرژی و تولید برق، صنعت شیمیایی و … مورد استفاده قرار می‌گیرند. معمولا بهتر است که ضخامت این مخزن‌ها زیاد باشد تا در صورت انفجار، خطرات زیادی را به همراه نداشته باشند.

 

بازگشت به لیست