مخزن تحت فشار

مخزن های تحت فشار (Pressure vessel) گونه ای از مخازن ذخیره سازی گازها یا مایع‌ها هستند. با این تفاوت که در انواع مخزن تحت فشار، فشارهایی فارغ از فشارهای جو (اتمسفری) مدنظر است. فرم این مخازن غالباَ بصورت کره یا استوانه می باشد. نکته جالب اینکه در اینگونه مخازن میتوان طیف وسیعی از اسیدها، سیالات شیمیایی، محلولهای الکلی، روغنهای صنعتی یا گیاهی، مواد آلی، انواع سیالات گازی و… را نگهداری نمود. به‌همین خاطر بر اساس پارامترهای مختلف زیر میتوان این منابع را دسته بندی کرد:

• ضخامت بدنه خارجی و البته جداره‌های داخلی. (کم ضخامت و پرضخامت)
• نحوه قرارگیری عمودی (ایستاده) و افقی (خوابیده)
• مواد ذخیره سازی شده در تانکرها. (سیالات گازی یا مایعات)
• فرم و شکل مخزن تحت فشار. (شکل استوانه‌ای، مخروط یا بصورت کره)

جنس تانکرها نیز دیگر گزینه‌ی بسیار مهم در جهت انتخاب و مقاومت این تجهیزات می باشد. برخی از مباحث این مقاله در ادامه، مربوط به بررسی جنس همین مخازن است.

کاربردهای مخزن تحت فشار

کاربردهای متعدد و گسترده ای را میتوان برای ویژگی های مختلف انواع مخزن تحت فشار برشمرد. همین ویژگیهای قابل توجه موجب شده تا چشم های زیادی از صنایع خصوصی و دولتی جهان، بر روی خرید و انتخاب بهترین مدل این مخازن (از جنس های مختلف بدنه مانند مخزن اف آر پی تحت فشار و…) خیره بماند.

برخی از مهمترین کاربردهای این تجهیزات عبارتست از:

• پالایشگاه های نفت و پتروشیمی. (نگهداری سیالات و مواد نفتی و مشتقات آن)
• برج های تقطیری
• راکتورهای هسته ای
• عملیاتهای استخراج کوچک و بزرگ از معادن
• استیشن های فضایی
• کابینهای هواپیماهای مسافری. (بالانس فشار هوای درون کابین‌ها)
• قابلیت نصب برای ذخیره سازی و تنظیم فشار پمپ های آبرسانی ساختمان ها
• تنظیم فشار زیردریایی و ذخیره سازی آب آتها
• امکان ذخیره سازی آب برای دیگ های بخار
• پشتیبانی از اتاقکهای صنعتی تحت فشار
• نگهداری و ذخیره سازی باکیفیت، استاندارد و مناسب انواع مواد و سیالات شیمیایی. (اسیدها، اسیدهای آلی، ترکیبات آلی، الکل ها، هیدروکسیدها، چربیها و روغنهای صنعتی، گیاهی و حیوانی، فاضلاب، آمونیاک، مواد شوینده، مواد معدنی و آبهای اسیدی و…)
• استفاده در محفظه‌های بسته‌. (با فشاری افزون بر یک اتمسفر)
• مخازن نگهداری و حمل و فشرده سازی دی اکسید مایع.

خطرات مخازن تحت فشار

در بسیاری از موارد، بدلیل تراکم پذیری بیشتر، گازها در مخزن تحت فشار ذخیره میشوند. همین مسئله امکان انفجار اینگونه مخازن در هنگام انباشت گازها را افزایش میدهد. عامل «جنس بدنه»، در جلوگیری از این امر میتواند شدیداَ موثر باشد. بعنوان مثال انواع مخزن FRP دارای بدنه قدرتمند و ضدضربه ای می باشند. اما چنانچه بدنه تانکرها قابل آسیب باشند، دو احتمال مواجه خواهیم بود:

1. اگر آبها در مخزن تحت فشار ذخیره شوند و مخزن دچار نشتی و آسیب شود، سیال به سرعت منبسط نمیگردد. بنابراین شاهد ترکیدگی نخواهیم بود. (اتفاق آسیب زننده‌ی قابل توجهی رخ نمی دهد)
2. درصورت ذخیره‌ی گازها در این منابع، بدلیل تراکم‌پذیری بالای گاز و در حالت آسیب به منابع، احتمال انفجار افزایش می‌یابد.

ذکر این نکته الزامیست که:

برای تست استاندارد کیفیت و ایمنی محصول، بایستی هر دو «تست penumatic (با استفاده از عنصر گازی)» و «تست هیدرو استاتیک (استفاده از آب)» بر روی مخزن frp تحت فشار، پیاده سازی شود.

نکته: یکی از عوامل موثر دیگر در ترکیدگی مخازن تحت فشار، تغییرات شدید فشار در آنها است.

انواع مخازن تحت فشار

بلحاظ عملکردی میتوان انواع مخزن تحت فشار را به دسته‌های مختلفی نظیر:

• سیلندرهای غواصی در عمق آب
• مخازن pneumatic
• اتوکلاوی
• تانکرهای تحت فشار هیدرولیکی
• تانکرهای تحت فشار معمولی نگهدارنده آب ساختمان (ساپورتر پمپ های ساختمانها)
• مخزنهای حرفه ای و تخصصصی فشرده سازی هوا
• انواع مخزن تحت فشار اف آر پی برای ذخیره و نگهداری گازهای مایع lpg، بوتان و propan و…

تقسیم بندی نمود. اما در این مقاله، تمرکزمان بر روی انواع جنس بدنه این مخازن و چگونگی تأثیر متریالها بر کارایی و توانمندی مخزن تحت فشار، معطوف است. چنانکه به بررسی اجمالی انواع منبع فلزی معمولی، frp، استیل، فولاد کربن و… خواهیم پرداخت.

1. مخازن تحت فشار فلزی بدون روکش

بهتر است در همین ابتدا آب پاکی را روی دستتان بریزیم و بگوییم که تولید این نوع مخازن، بطور کامل منسوخ شده است. زیرا علاوه بر ویژگیهای منفی متعددی نظیر:

• حمل و نقل سخت
• عدم مقاومت گرمایی مناسب
• و سنگینی این نوع مخازن،

انواع مخزن تحت فشار فلزی بدون روکش، سریعاَ دچار زنگ زدگی نیز میشوند. بنابراین درگذشته چنین تانکرهایی بطور مداوم نیاز به تعمیر و نگهداری و تعویض داشته و حجم هزینه های زیادی را به پروژه ها و کارفرمایان تحمیل می‌کردند!!.

2. مخزن تحت فشار گالوانیزه گرم

پیش از معرفی مخازن اف آر پی (و یا جی آر پی) به بازار، استفاده از مخزن تحت فشار فولاد کربنی بهترین راه حل برای تولید:

• سختی گیر رزینی و
• سیستم های فیلتراسیون آب

بود. زیرا مخازن گالوانیزه گرم در برابر آب نمک عبوری و محیط های خورنده ای که در آن قرار دارند، مقاوم هستند. در مکان هایی که یون Cl به وفور وجود دارد، قسمت بیرونی این نوع تانکر خورده نمی شود. بخاطر داشته باشید که:

مخزن تحت فشار گالوانیزه غوطه ور برای آب هایی با PH زیر 7.0 مناسب نیست. زیرا در PH پایین، گالوانیزه محافظ مخزن حل می شود. درنتیجه فولاد کربنی لخت و بدون اپوکسی خیلی سریع دچار خوردگی می شود.

3. مخازن فولاد کربنی با روکش اپوکسی

بلحاظ تئوری این مخازن در اکثر:

• محیط‌های دارای pH قابل توجه و
• محیط‌ های حاوی آب شور،

دچار خوردگی نمی‌شوند. زیرا فلز کاملاً با مواد مصنوعی پوشانده شده است و آب با فلز تماسی نخواهد داشت. در گذشته که از تجهیزات فلزی بدون لایه‌های پوششی استفاده می شد، مکرراَ شاهد زنگ زدگی آنها بودیم. یافتن مخزن فلزی تحت فشار با روکش اپوکسی که با استانداردهای ملی و بین المللی مطابقت داشته باشد، دشوار شده است. زیرا پیمانکاران در سال های اخیر، همواره به سراغ رویکرد خرید ارزان ترین محصول در بازار رفته اند!!.

اما با این حال مخزن فولاد کربنی اپوکسی‌شده، بهتر و مقرن به صرفه تر از مخزن استیل بشمار می‌رود. چراکه استنلس استیل با مقدار زیاد یون های Cl موجود در آب دچار خوردگی می شود. همچنین این مخازن توسط یون Cl اکسید و تیره می شوند. درحالی که مخزن فولاد کربنی اپوکسی شده دچار این مشکلات نمی گردد. روش ساخت مخزن فولاد کربنی با پوشش اپوکسی یا مصنوعی با کیفیت به شرح زیر است:

• بایستی بدانید که پس از اتمام فرآیندهای جوشکاری و سنگ زنی، مخزن تحت فشار فولاد کربنی، شرایط فرآوری نسبی را به دست می‌آورد.
• قبل از آبکاری فلز، مخزن به طور حرفه ای به خوبی سندبلاست می شود. سندبلاست در محیطی با رطوبت کم انجام می شود. (در اینجا به جزئیات سندبلاست نمی پردازیم)
• به‌محض اتمام فرآیند سندبلاست، سطح فلزی مخزن با رنگ ASTAR با کیفیت بالا بسیار سریع پوشیده می شود. درنتیجه از اکسیده شدن سطح فلز جلوگیری خواهد شد
• تمام سطوح فلزی با روکش اپوکسی یا فلز مصنوعی پوشانده می شود. (روش پرایمینگ نیز گاهاَ بعنوان لایه سازی پوششی، مورد استفاده قرار می‌گیرد)

4. مخازن تحت فشار استیل ضد زنگ

مخازن استیل با گریدهای 304 و 316، در زمره‌ی محبوب ترین و پرتقاضا ترین مخازن تحت فشار ایران و جهان قرار دارند. تانکرهایی که بطور بالقوه، نقش های چشمگیری را در سیستم های تصفیه آب ایفا می کنند. آلیاژ استنلس استیل تحت تأثیر بسیاری از مواد شیمیایی زنگ نمی‌زند. اما  اگر تحت تأثیر یون «Cl» قرار ‌گیرد، دچار اکسیداسیون و خوردگی می‌شود. به عنوان مثال:

• اگر یون «کلر» به میزان 130 میلی گرم در لیتر در آب وجود داشته باشد و
• دمای آب بالای 30 درجه سانتی گراد باشد،

مخزن استیل گرید 304 تحت فشار سوراخ می شود. همچنین اگر در محل این نوع مخزن نمک (NaCl)، اسید HCl یا هیپوکلریت سدیم (NaOCl) وجود داشته باشد، یون‌های «Cl» حاصل از این سه ماده وارد هوا شده و آلیاژ استنلس استیل دچار خوردگی خواهند شد. بطورکلی متریال استیل علاوه بر مقاومت مناسب در برابر اشعه های مضر فرابنفش خورشید، در برابر ذرات اسیدیته نزولات جوی نیز مقاوم عمل می کنند. دو عاملی که گاهاَ موجب عدم علاقه‌ی کارفرمایان به مخازن تحت فشار استیل می گردد عبارتست از:

• گرانی این نوع متریال
• و سنگینی نسبی استیل.

5. منبع تحت فشار FRP

مخزن تحت فشار اف ار پی (frp) را به جرئت میتوان در زمره‌ی مهمترین و کلیدی ترین تانکرهای نگهداری مواد و سیالات شیمیایی – اسیدی بشمار آورد. همانگونه که از نام این منابع پیداست، ماده اصلی تشکیل دهنده از کتمپوزیت مستحکم خواهد بود. اما این پایان کار این مخازن تحت فشار مستحکم نیست. چراکه از:

• رزین های صنعتی چند لایه
• و الیاف شیشه ای سوزنی

نیز در ساخت و مستحکم شدن این تانکرها بهره گرقته میشود. وجود همین عوامل تقویت‌کننده موجب شده تا ویژگیهای ساختاری متعددی برای اینگونه مخازن تحت فشار اف آر پی بدست آید:

• استحکام فوق العاده بدنه و مقاومت در برابر ضربات متوالی
• وزن نسبتاَ پایین
• ماندگاری قابل توجه
• مقاومت اسیدی بالا
• عدم واکنشدهی شیمیایی و عدم اکسیده شدن
• تنوع بالای شکل و رنگ پذیری
• مقاومت دمایی بالا و ایستادگی عالی در شرایط محیطی مختلف و تغییرات نابهنگام جوی و دمایی.
• سازگار با طبیعت.

ذخیره سازی مواد در مخزن frp اسید

انواع مخزن اسید frp تحت فشار بدلیل ویژگیهای جذاب و متعدد خود، قابلیت ذخیره سازی مواد و سیالات شیمیایی و متعددی را دارند. ازجمله‌ی مهمترین مواد و سیالات صنعتی که امکان ذخیره سازی درون انواع مخزن اسید اف آر پی را دارند، می توان به:

• انواع اسیدهای معدنی
• اسید های عالی
• عناصر قلیایی و هیدروکسید
• گازها، عناصر و ترکیبات معدنی
• الکل ها و هیدرو کربن‌ها
• فرآورده های نفتی مختلف
• روغن های صنعتی و سیالات شوینده و شیمیایی
• ترکیبات آلی متنوع با ماهیت های شیمیایی مختلف
• سرکه ها و مخمرها و…

اشاره نمود. هریک از دسته های فوق دارای زیرمجموعه‌های متعددی می باشند که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.

ذخیره اسیدهای معدنی در مخازن تحت فشار

اسیدهای معدنی از جمله سیالاتی هستند که در انواع مخزن تحت فشار اف آر پی قابلیت ذخیره دارند. مهمترین اسیدهای صنعتی قابل ذخیره در اینگونه تانکرها عبارتند از:

• اسید نیتریک و کلریدریک
• ACID SULFURIC
• سیالات پروپیونیک اسیدی
• CARBONIC ACID
• اسید فسفریک
• هیپوکلروس ها
• مدلهای اسیدهای هیدروفلریک
• اسیدهای سیلیسیک و فلوئور اسید سیلیسیک
• فلوروبوریک ACID
• هیدرو برمیک اسیدها
• سوکسینیک اسیدها و مالیک اسیدها و…

1. اسیدهای آلی در مخزن تحت فشار

مخزن اف آر پی تحت فشار، برای نگهداری انواع سیالات با ماهیت اسیدهای آلی نیز مناسبند. مهمترین اسیدهای آلی نگهداری شونده در مخازن تحت فشار FRP به شرح زیر می باشد:

• کروتونیک اسیدها
• FURMIC ACID
• پراستیک
• پروپیونیک اسیدها
• اسید مالئیک
• اسیدهای از نوع مالیک آلی
• اگزالیک و سوکسینیک های آلی
• تارتاریک اسیدها
• استیک ACIDها
• بوتیریک و لوریک های اسیدی
• گلیکولیک
• فنیل استیک اسیدهای آلی
• فتالیک ها و…

2. نگهداری عناصر قلیایی و هیدروکسید در مخزن تحت فشار

قدرت بدنه مناسب و مقاومت در برابر خوردگی های رایج، موجب شده تا عناصر و سیالات قلیایی و هیدروکسید را بتوان به خوبی در انواع مخزن تحت فشار اف ار پی ذخیره نمود. برخی از مهمترین عناصر هیدروکسیدی و قلیایی قابل نگهداری در مخزن اف آر پی تحت فشار عبارتند از:

• هیدروکسید سدیم و هیدروکسیدهای پتاسیم
• هیدروکسید آمونیاک
• عناصر هیدروکسیدی کلسیم
• منیزیم و باریم هیدروکسیدها
• آلومینیوم های هیدروکسیدی (AL)
• هیدروکسیدهای آهن و آمونیوم
• سولفات آمونیوم
• نیترات و کربنات آمونیوم
• آمونیوم نیتراتهای کلرید آمونیوم
• سیلیکات سدیم
• هیپوکلریت پتاسیم
• کربنات آلومینیوم
• استات پتاسیم
• فرمت پتاسیم
• سولفات مس و مس های نیتراتیده
• کربنات کلسیم و…

3. ذخیره ترکیبات معدنی در مخزن تحت فشار

طیف گسترده ای از عناصر، گازها و سایر ترکیبات معدنی نیز در مخازن تحت فشار قابلیت ذخیره سازی دارند. درحقیقت یکی از بهترین گزینه ها برای ذخیره سازی مواد معدنی، خرید مخزن FRP می باشد. مواد معدنی متعددی که میتوانند در انواع فرآیندهای فیلتراسیون آب مانند: فیلتر شنی و…، بکار روند. اصلی ترین مواد معدنی نگهداری شونده در اینگونه تانکرهای تحت فشار عبارتند از:

• گوگرد،
• کلوئید گوگرد،
• فسفرها و جیوه،
• پراکسید هیدروژن،
• آمونیاک، کربن و دی اکسید کربن،
• دی اکسید گوگرد،
• کلرید هیدروژن ها،
• برومید هیدروژن،
• سولفیدهای هیدروژن،
• فسفین،
• بورون فلوئورون،
• اکسیدهای کلسیم،
• اکسید روی و غیره.

4. مخازن تحت فشار فرآورده های نفتی

بدون شک اصلی ترین انتخاب برای ذخیره سازی فرآورده های نفتی، انواع مخزن تحت فشار اف آر پی می باشد. فرآورده های نفتی میتوانند شامل مدلهای ماهیتی مختلف عناصر الکلی، آلدئیدها، کتون ها، استرها، هیدروکربن ها و… باشند. علاوه بر اینها، فرآورده‌های نفتی مشتقاتی دیگر نیز به‌خوبی در مخزن تحت فشار frp قابل ذخیره سازی هستند. ساختارهای شیمیایی زیر در تانکرهای اف آر پی نگهداری می گردند:

• متانول،
• اتانول،
• n-پروپانول،
• ایزوپروپانول و آلیل الکل ها،
• بوتانول،
• بوتانول های ثانویه با ساختار متفاوت،
• تی بوتانول‌ها،
• ان – اتانول،
• تی – اتانول،
• فرمالدئید استالدهید،
• بوتیرآلدئید،
• آسفالت و غیره.

5. ذخیره مواد شوینده و روغنی

بسیاری از انواع مخزن تحت فشار، قابلیت نگهداری استاندارد و مناسب مواد شوینده و صنعتی را ندارند. این در حالیست که مدلهای مختلف مخزن اف ار پی به خوبی قابلیت نگهداری از چنین مواد و سیالاتی را دارند. ضمن اینکه سیالات روغنی و چربیها نیز بطور استاندارد در این تانکرها ذخیره میشوند. بدون اینکه ذره‌ای از ماهیت اینگونه مواد در مخازن frp، دچار تغییر و دگرگونی ساختاری و شیمیایی شود.

از مهمترین عناصر افزودنی، مایعات و محصولات صنعتی، مواد غذایی و روغن های گیاهی، آبهای شیمیایی و… که در این تانکرها قابلیت ذخیره سازی استاندارد دارند، میتوان به نمونه های زیر اشاره نمود:

• انواع مواد صابونی،
• طیف گسترده ای از مواد و سیالات شوینده،
• گوگرد آهک،
• سفید کننده،
• جوهر های اسیدی،
• لاتکس،
• نشاسته،
• ژلاتین ها،
• چربی حیوانی،
• چربی های صنعتی،
• کلوفون ها،
• نگهداری نیکوتین های طبیعی و صنعتی،
• ذخیره سازی سرکه ها و مخمرها
• شراب،
• آب دریا،
• آب نمک،
• آب با خلوص بالا،
• آب معدنی دارای مواد اسیدیته و…

نکته: نمونه FRP اینگونه مخازن تحت فشار میتوانند فاضلاب ها و انواع خاک را نیز بطور کاملاَ استاندارد در خود نگهداری نمایند.

6. نگهداری ترکیبات آلی

نهایتاَ بایستی به انواع ترکیبات آلی در این بحث اشاره نماییم. ترکیبات آلی حاوی هالوژن، آمین ها، فنل ها و سایر سیالات آلی از حساسیتهای نگهداری بالایی برخوردارند. چه در بحث ذخیره سازی ایمن، چه در انتقال مناسب و چه برای حفظ کیفیت ماده و سیالات. مدل های مختلف مخروطی، کروی و استوانه‌ای مخزن تحت فشار اف ار پی (frp Pressure vessel) قادر هستند تا انواع ترکیبات آلی را بطور استاندارد در خود نگه دارند:

• کلروپروپانول ها،
• کلرامین ها،
• مواد و سیالات حاوی هگزاکلروبنزن،
• گاز فریون (که بعنوان سیال گازی چرخنده در سیستم های تبرید بخصوص یخساز صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد)،
• دی متیل فرمامید،
• رزورسینول ها،
• سیال های هیدروکینون،
• ماده سدیم فنولات،
• ماده‌ی مورفین (مناسب برای صنایع پزشکی و دارویی،
• نیکوتین و…

خرید مخزن تحت فشار از سازآب

کیفیت تولید بالا، استفاده از متریالهای تقویت کننده، ارائه ضمانت نامه، خدمات پس از فروش طولانی مدت، ماندگاری بینظیر، استحکام مثال زدنی، امکان تولید در ظرفیتها و اشکال مختلف و…، همه و همه از جمله ویژگیهای انواع مخزن اف آر پی تحت فشار تولید شرکت سازآب محسوب می شود.

بدین منظور چنانچه به دنبال دریافت اطلاعات تکمیلی در رابطه با مخزن های تحت فشار بودید، میتوانید با کارشناسان مجموعه معتبر ساز آب تماس بگیرید.