انواع مخازن تحت فشار: طبقه بندی بر اساس هندسه، مواد و عملکرد صنعتی

جواب دادن به سوال اصلي:انواع مختلف ظرف های تحت فشار چیست؟ظروف تحت فشار بر اساس هندسه فیزیکی، مواد ساختمانی، روش های تقویت ساختاری و عملکردهای عملیاتی آنها به چندین کلاس متمایز طبقه بندی می شوند.از آنجایی که این ساختارهای محاصره ای بسته، گاز ها یا مایعات را در فشارهایی که به طور قابل توجهی با شرایط محیطی متفاوت است، نگه می دارند.، انتخاب نوع مناسب مخزن، آیا یک ستون پردازش عمودی، یک بطری ذخیره سازی افقی، یک حامل گازی کروی، یا یک بطری پیچیده کامپوزیت پیشرفته، برای ایمنی بسیار مهم است.کارایی، و انطباق با مقررات.

طرح فیزیکی یک ظرف تحت فشار، اثر فضایی، پویایی مایعات و پیکربندی اجزای داخلی آن را تعیین می کند:

• ظرف های فشار عمودی:طراحی شده با یک محور بالینی عمودی. آنها حداقل اثر گیاه را اشغال می کنند، که آنها را برای امکانات محدود فضایی ایده آل می کند. آنها به طور گسترده ای برای فرآیندهایی که نیاز به تخلیه مایع دارند، استفاده می شوند.ستون های تقطیر، پاک کننده های گاز و راکتورهای شیمیایی.

• ظرف های فشار افقی:طراحی شده با یک محور افقی بر روی صندلی های ساختاری نصب شده است. آنها ثبات استثنایی را تحت بار سنگین مایع فراهم می کنند و معمولاً به عنوان بشکه های فلش، مخازن تغذیه فرآیند،و جدا کننده های گاز مایع که نسبت بزرگتر سطح به حجم سودمند است.

• ظرف های فشاری کروی:کره ها به طور یکنواخت ترین توزیع استرس داخلی تحت فشار بالا را ارائه می دهند. از آنجا که یک کره نیاز به نازک ترین ضخامت دیوار برای یک حجم و فشار داده شده در مقایسه با سیلندر دارد،آنها انتخاب ترجیحی برای ذخیره سازی انبوه گازهای با فشار بالا مانند گاز نفتی مایع (LPG) و گاز طبیعی مایع (LNG) هستند..

برای بطری های گاز فشرده و مخازن حمل و نقل، ساخت و ساز به چهار نوع ساختاری اصلی طبقه بندی می شود:

• نوع 1 (تمام فلزی):ساخته شده به طور کامل از فولاد کربن، فولاد آلیاژ یا آلومینیوم. آنها دیوارهای سنگین و به طور گسترده ای در تاسیسات صنعتی ثابت استفاده می شود.

• نوع 2 (پوشیده به حلقه):دارای یک پوشش فلزی است که با یک فیبر کامپوزیت مستمر تقویت شده است که به طور انحصاری در اطراف بخش حلقه استوانه ای پیچیده شده است تا فشار شعاعی را کنترل کند.

• نوع 3 (پوش فلزی کاملاً پیچیده):از یک پوشش فلزی نازک (آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ) استفاده می کند که به طور کامل در یک پوشش کامپوزیت فیبر کربن با قدرت بالا احاطه شده است، که وزن را برای برنامه های تلفن همراه به شدت کاهش می دهد.

• نوع 4 (پلیمر پوشه ای کاملاً پیچیده):ساخته شده با یک پوشش پلاستیکی غیر تحمل کننده بار (HDPE یا نایلون) که به طور کامل در یک ماتریس فیبر کربن / اپوکسی پیچیده شده است، کمترین وزن ممکن را برای ذخیره هیدروژن و گاز با فشار بالا فراهم می کند.

ظرف های تحت فشار صنعتی نیز بر اساس نقش آنها در یک کارخانه فرآیند طبقه بندی می شوند:

• ظرف های ذخیره سازی / آمپولیاتورها:به طور عمده برای نگه داشتن حجم ذخایر گازهای یا مایعات تحت فشار برای تامین پایدار نیروگاه طراحی شده است.

• مبادلات گرما:ظرف های تخصصی که حاوی بسته های لوله ای هستند که انتقال انرژی حرارتی بین دو یا چند مایع تحت فشار را تسهیل می کنند.

• رآکتورهای شیمیایی:سفینه های سنگین طراحی شده برای تحمل فشار داخلی شدید، واکنش های شیمیایی خوردنی و دمای بالا همزمان.

• جداکننده ها / درام های ناک آئوت:در تولید نفت و گاز و پردازش شیمیایی برای جدا کردن قطرات مایع از جریان گاز استفاده می شود.

س: روش های اصلی طبقه بندی ظروف تحت فشار چیست؟

ج: ظرف های تحت فشار عمدتاً بر اساس هندسه فیزیکی (عمودی، افقی یا کروی) ، ساخت و ساز مواد و تقویت آنها طبقه بندی می شوند (نوع 1 تا 4) ،و نقش عملکردی آن ها در یک نیروگاه (اتوماتیک)، مبادلات گرما، ذخیره سازی یا جدا کننده ها).

س: چرا ظرف های فشاری کروی برای ذخیره سازی حجم گاز بزرگ استفاده می شوند؟

ج: کره ها در فشار داخلی بالا یکسانی ترین توزیع استرس را فراهم می کنند.این مزیت هندسی اجازه می دهد تا ضخامت دیواره نازکتر در مقایسه با ظروف استوانه ای با حجم معادل و درجه فشار، که باعث می شود آنها برای ذخیره سازی گاز عظیم ایده آل باشند.

س: تفاوت بین ظروف فشاری افقی و عمودی در طراحی کارخانه چیست؟

ج: ظروف عمودی دارای اثر فضایی کوچکتر هستند و برای فرآیندهای تخلیه گرانشی و سینی های داخلی چند مرحله ای (مانند ستون های تقطیر) مورد علاقه هستند.ظروف افقی ثبات ساختاری بیشتری را برای حجم مایع بزرگ ارائه می دهند و آسان تر در صندلی های متعدد پشتیبانی می شوند.

سوال: ظرف های فشاری کامپوزیت (نوع 3 و 4) از ظرف های نوع 1 چگونه متفاوت هستند؟

A: ظرف های نوع 1 کاملا فلزی و سنگین هستند، در حالی که ظرف های نوع 3 و نوع 4 از پوشش های فیبر کامپوزیت پیشرفته استفاده می کنند که بار فشار اولیه را تحمل می کنند.ارائه نسبت های استثنایی قدرت به وزن برای کاربردهای متحرک و فشار بالا.