انواع ظروف تحت فشار و کاربردهای صنعتی آنها

ظرف های تحت فشار در درجه اول بر اساس عملکرد آنها (کاری که انجام می دهند) و هندسه آنها (چگونه شکل می گیرند) طبقه بندی می شوند.آنها از واحدهای ذخیره سازی ساده طراحی شده برای نگه داشتن گاز های تحت فشار تا راکتورهای فرآیند پیچیده ای که واکنش های شیمیایی را تسهیل می کنند، تبادل گرما، یا جدایی فاز. انتخاب نوع مناسب ظرف برای بهره وری فرآیند، ایمنی،و انطباق با استانداردهای بین المللی مانند کد کتل و ظروف فشار ASME (BPVC).

درک نقش عملیاتی یک ظرف تحت فشار اولین گام در طراحی صنعتی است.

این دستگاه ها برای نگهداری مایعات (سیال یا گاز) در فشار های خاص طراحی شده اند. آنها به طور کلی ثابت هستند و در واکنش های شیمیایی شرکت نمی کنند.

• مخازن ذخیره افقی: برای ذخیره مایعات رایج است؛ حمل و نقل و پشتیبانی آسان تر است.

• مخازن کروی: ایده آل برای ذخیره گاز با فشار بالا (به عنوان مثال، LPG یا LNG) زیرا شکل کروی فشار را به طور مساوی توزیع می کند، اجازه می دهد تا دیواره های نازک نسبت به حجم باشد.

این ظرف ها تغییرات فیزیکی یا شیمیایی خاصی را در جریان فرآیند تسهیل می کنند.

• راکتورهای شیمیایی: برای شروع یا حفظ واکنش های شیمیایی طراحی شده اند، اغلب با سیستم های تحریک، ژاکت های گرمایش / خنک کننده و کویل های داخلی مجهز هستند.

• مبادله گرما: ظرف های تخصصی که انرژی حرارتی را بین دو مایع بدون مخلوط شدن منتقل می کنند.

• جدا کننده ها (فلاش/طبل های ناک آوتی): برای تقسیم جریان های فازی مخلوط (به عنوان مثال، گاز مایع) از طریق کاهش فشار سریع یا نیروی دور مرکزی استفاده می شود.

هندسه تعیین می کند که یک ظرف چگونه با فشار حلقه ای برخورد می کند. نیرویی که توسط فشار داخلی ایجاد می شود که سعی می کند دیواره های مخزن را شکاف دهد.

• ظرف های استوانه ای: استاندارد صنعت. تولید آنها آسان تر و مقرون به صرفه تر از کره ها است. آنها شامل یک پوسته و دو "سر" (پوش آخر) ،که به طور معمول بیضوی یا نیمه کره ای هستند تا غلظت استرس را کاهش دهند.

• ظروف کروی: کارآمدترین شکل تحت فشار.آنها به طور معمول برای ذخیره سازی با فشار بسیار بالا (مانند ذخیره سازی گازهای انبوه) استفاده می شوند که در آن نسبت سطح به حجم یک مزیت ساختاری مشخص را فراهم می کند.

• ظرف های جعبه / مستطیل: در کاربردهای فشار بالا نادر است. عمدتاً در خدمات فشار پایین یا سناریوهای صنعتی خاص مورد استفاده قرار می گیرد که در آن هندسه دیوارهای مسطح مورد نیاز است.با وجود چالش های قابل توجهی در مدیریت استرس.

در هنگام تهیه یا مشخص کردن ظروف تحت فشار، مهندسان باید سه متغیر اصلی را ارزیابی کنند:

1. محیط سرویس: آیا سرویس "سرد" است (که حاوی $H_2S$ است) ؟ در این صورت، انطباق مواد NACE MR0175/ISO 15156 برای جلوگیری از ترک خوردگی استرس (SSC) اجباری است.

2. مشخصات فشار/درجه حرارت: آیا فرآیند شامل دمای کریوجنیک (که نیاز به سختی خاص آلیاژ دارد) یا بخار با دمای بالا (که نیاز به فولاد مقاوم به خزیدن دارد) است؟

3. بارگذاری چرخه ای: آیا این فرآیند شامل چرخه فشار سریع است (به عنوان مثال، راکتورهای دسته ای) ؟ ظروف تحت بارگذاری چرخه ای نیاز به تجزیه و تحلیل خستگی دارند،اغلب منجر به جزئیات قوی تر جوش و درجه بازرسی بالاتر.

انتخاب نوع مناسب ظرف تحت فشار تعادل بین الزامات فرآیند، بهره وری ساختاری و هزینه است.این که آیا شما با ذخیره سازی گاز با فشار بالا یا راکتورهای شیمیایی پیچیده سروکار دارید، درک هدف عملیاتی و هندسه کلیدی برای قابلیت اطمینان دارایی در دراز مدت است.

آیا شما در مرحله اولیه طراحی یک کارخانه فرآیند جدید هستید یا به دنبال بهینه سازی عملکرد ظرف موجود برای یک برنامه صنعتی خاص هستید؟

آیا می خواهید در مورد الزامات خاص متالورژیک برای کشتی هایی که در محیط های خدمات بخار با دمای بالا و یا کریوژن کار می کنند بحث کنید؟