مخزن تحت فشار چیست؟ اصول طراحی، انواع و کاربردها

پاسخ به سوال اصلی:مخزن تحت فشار چیست و چرا طراحی آن تابع کدهای مهندسی سختگیرانه است؟مخزن تحت فشار یک ظرف بسته مهندسی شده برای نگهداری گازها یا مایعات در فشارهایی به طور قابل توجهی بالاتر از فشار اتمسفر است - معمولاً بالاتر از 15 psi (1.03 بار)، آستانه قضایی کد دیگ بخار و مخزن تحت فشار ASME. از آنجایی که انرژی فشار ذخیره شده در صورت خرابی می تواند به شدت آزاد شود، مخازن تحت بخش VIII ASME یا PED اروپایی طراحی می شوند، از مواد صفحه گواهی شده ساخته می شوند و قبل از ورود به سرویس با آزمایش هیدرواستاتیک در 1.3 برابر فشار طراحی تأیید می شوند.

1. اصول طراحی اصلی مخازن تحت فشار

مهندسی مخزن تحت فشار حول تجزیه و تحلیل تنش، انطباق با کد و یکپارچگی مواد می چرخد:

· تجزیه و تحلیل تنش و ضخامت دیواره:فشار داخلی تنش محیطی (محیطی) ایجاد می کند - بار غالب در پوسته های استوانه ای - به علاوه تنش طولی و تنش های ناپیوستگی در نازل ها و کلاهک ها. فرمول های کد حداقل ضخامت دیواره را با مقادیر تنش مجاز و فاکتورهای راندمان اتصال محاسبه می کنند.

· انطباق با کد طراحی:بخش VIII ASME BPVC (بخش 1 برای طراحی معمولی، بخش 2 برای تجزیه و تحلیل تنش بالاتر، بخش 3 برای فشار فوق العاده بالا) و PED اروپایی 2014/68/EU قوانین طراحی، صلاحیت مواد، رویه های جوشکاری و بازرسی اجباری شخص ثالث را تعریف می کنند.

· انتخاب مواد و تلرانس خوردگی:مخازن از فولاد کربن (SA-516)، فولادهای ضد زنگ (304/316L) یا صفحات روکش دار و آلیاژ نیکل برای رسانه های خورنده ساخته می شوند. طراحان یک تلرانس خوردگی - معمولاً 1.5 تا 3 میلی متر - اضافه می کنند تا مخزن ضخامت کد را در طول عمر طراحی 20 تا 30+ ساله خود حفظ کند.

2. انواع اصلی مخازن تحت فشار

عملیات صنعتی دسته بندی های مختلف مخزن را بر اساس عملکرد و هندسه مستقر می کنند:

· مخازن ذخیره و بافر:درام های افقی یا عمودی و کره هایی که هوا فشرده، گازهای فرآیندی، محصولات مایع شده یا مایعات ناگهانی را ذخیره می کنند و عرضه بالادستی را از تقاضای پایین دستی جدا می کنند.

· مخازن انتقال حرارت:مبدل های پوسته و لوله، ریبویلرها، کندانسورها و مخازن راکتور ژاکت دار که در آن نگهداری فشار به عنوان یک پوشش تبادل حرارت با کویل های داخلی یا ژاکت های خارجی عمل می کند.

· مخازن واکنش:راکتورهای شیمیایی و اتوکلاوها که واکنش ها را تحت فشار و دمای بالا نگه می دارند و اختلاط، ابزار دقیق و حفاظت از تخلیه را ادغام می کنند و در عین حال مرزهای فشار کد را حفظ می کنند.

ماتریس مقایسه انواع مخازن تحت فشار

سوالات متداول (FAQ)

س: در چه فشاری یک مخزن به یک مخزن تحت فشار تحت نظارت کد تبدیل می شود؟

پاسخ: در حوزه قضایی ASME، مخازن با فشار طراحی بالاتر از 15 psi (تقریباً 1 بار) به طور کلی تحت کد دیگ بخار و مخزن تحت فشار قرار می گیرند؛ در اتحادیه اروپا، PED بر اساس دسته بندی فشار و حجم اعمال می شود. مقررات محلی بسته به کشور و سرویس متفاوت است.

س: مهر ASME در واقع چه چیزی را گواهی می کند؟

پاسخ: مهر U ASME گواهی می دهد که طراحی، مواد، جوشکاری و آزمایش مخزن همگی با بخش VIII کد ASME مطابقت دارند، با مستنداتی که توسط یک بازرس مجاز بررسی شده است - در سراسر جهان به عنوان اثبات ساخت ایمن پذیرفته شده است.

س: کدام مواد برای ساخت مخزن تحت فشار استاندارد هستند؟

پاسخ: فولاد کربن SA-516 برای سرویس عمومی، فولاد ضد زنگ 304/316L برای وظایف خورنده و بهداشتی، در حالی که فولاد ضد زنگ دوبلکس و آلیاژهای نیکل مانند هاستلوی برای رسانه های غنی از کلرید و بسیار اسیدی استفاده می شوند.

س: مخازن تحت فشار قبل از ورود به سرویس چگونه آزمایش می شوند؟

پاسخ: هر مخزن کد تحت آزمایش هیدرواستاتیک قرار می گیرد - معمولاً در 1.3 برابر فشار طراحی - به علاوه معاینه کامل غیر مخرب جوش ها (رادیوگرافی یا تست اولتراسونیک) و تأیید ضخامت مستند پوسته و کلاهک ها.