مخزن تحت فشار
مخزن تحت فشار چیست و چرا اهمیت دارد
مخزن تحت فشار وسیله ای است که از دو مخزن داخلی و خارجی تشکیل شده و برای نگهداری از مایعات فوق سرد کرایوژنیک به کار می‌رود. اهمیت مخازن تحت فشار به این دلیل میباشد که دمای داخل مخزن داخلی بسیار سرد (حدود منفی 196) می باشد و دمای خارج مخزن خارجی برابر با دمای محیط (تا حدود 50 درجه) است و این مخازن با کمترین تبادل حرارتی از این مایع نگهداری می نمایند.
برای درک بهتر این موضوع لازم است بدانید اگر این مخزن را با یخ پر نماییم 14 سال بعد هنوز آب داخل مخزن سرد می باشد. تفاوت فشار داخل و خارج مخزن باعث میشود طراحی و ساخت آنها نیاز به دقت و استانداردهای سخت‌گیرانه داشته باشد.
مخزن داخلی مخازن تحت فشار از جنس استینلس استیل و مخزن خارجی آنها از فولاد کربن تهیه شده است. این دستگاه‌ها با کمترین تبادل حرارتی با محیط اطراف، قابلیت نگهداری از مایعات فوق سرد را دارند.
یکی از ویژگی‌های مهم مخزن تحت فشار این است که برای نگهداری از مایع کرایوژنیک، به برق نیازی ندارد. این فرایند به دلیل این است که در اینگونه سیستم ها، فرآیند نگهداری، با فریز کردن مایع کرایوژنیک انجام میشود. به این ترتیب، هزینه‌های سیستم کاهش یافته و در مصرف انرژی صرفه جویی میشود.
در صورتی که قصد استعلام لیست قیمت مخازن تحت فشار و یا قصد خرید مخزن تحت فشار را دارید می توانید با کارشناسان شرکت مهندسی توسعه فرجاد تماس حاصل فرمایید و به صورت رایگان از خدمات مشاوره استفاده نمایید.
تلفن همراه : 09136432383
کاربردهای مخازن تحت فشار (مخازن کرایوژنیک)
مخازن تحت فشار در طیف وسیعی از صنایع، از پالایشگاه‌های نفت تا بیمارستان‌ها، استفاده می‌شوند. در پلنت‌های LNG، این مخازن برای ذخیره گاز طبیعی مایع به کار می‌روند، در حالی که در سیستم‌های آبرسانی، فشار آب را تنظیم می‌کنند. تنوع کاربردهایشان آنها را به یکی از مهم‌ترین تجهیزات صنعتی تبدیل کرده است. مثلاً در یک بیمارستان، مخازن کرایوژنیک اکسیژن مایع را برای استفاده در بخش‌های درمانی ذخیره می‌کنند.
کاربرد مخزن تحت فشار در حوزه سلامت
استفاده از مخزن تحت فشار (مخزن کرایوژنیک) برای تامین اکسیژن در مراکز بیمارستانی و درمانی یک گزینه مناسب است. به دلیل خصوصیات مکانیکی خاص این مخازن، آنها می‌توانند فشار بالایی را در داخل خود حفظ کنند، که باعث ایمنی، پایداری و تأمین اکسیژن میشود.
همچنین استفاده از مخازن تحت فشار و مخازن کرایوژنیک باعث میشود که اکسیژن با خلوص بالایی (حدود 99 درصد) تأمین شود. همچنین، به علت عدم وابستگی به برق، این مخازن همیشه آماده تأمین اکسیژن هستند و مشکلی برای تأمین اکسیژن در صورت قطعی برق وجود نخواهد داشت.
به طور کلی، استفاده از مخازن تحت‌فشار به دلیل خصوصیات فیزیکی و مکانیکی، تأمین خلوص بالای اکسیژن و صرفه اقتصادی، یک گزینه مناسب برای بیمارستان‌ها و مراکز درمانی است.
کاربرد مخزن تحت فشار در صنعت
مخزن تحت فشار به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارد، قادر به نگهداری گازهای صنعتی مانند نیتروژن، آرگون و دی اکسید کربن میباشد. این گازها در صنایع مختلف مانند جوش و برش، صنایع غذایی و … کاربرد دارند.
در این صنایع نگهداری گاز به صورت مایع به دلیل هزینه های کمتر می‌تواند بهترین روش باشد. همچنین با استفاده از مخازن تحت فشار یا همان مخازن کرایوژنیک می‌توان گازهای صنعتی نظیر نیتروژن، آرگون و دی اکسید کربن را با خلوص بالا ذخیره کرد.
برای اینکه گازهای صنعتی در شرایط ایزوله باقی بمانند و آلوده نشوند، نیاز به ذخیره‌سازی در شرایط خاصی دارند. مخازن تحت‌فشار با قابلیت حفظ فشار بالا و دمای پایین، به عنوان یکی از روش‌های مطمئن برای ذخیره‌سازی گازهای صنعتی با خلوص بالا شناخته شده‌اند.
کاربرد مخزن تحت فشار در آبزی پروری
یکی از انواع مخازن تحت فشار، مخازن اکسیژن مایع میباشند که در آبزی پروری جزء تجهیزات ثابت به شمار می‌روند. این مخازن به صورت دائمی در حال کار میباشند و بدون نیاز به برق و اپراتور قادر به تأمین اکسیژن مورد نیاز آبزی‌ها هستند.
نحوه کار این مخازن به این صورت است که در هنگام ساخت مجموعه آبزی‌پروری داخل زمین نصب شده و با استفاده از ماشین‌های حمل اکسیژن، مایع اکسیژن در داخل مخزن تحت فشار شارژ می‌گردد. هنگام باز کردن شیر، جریان اکسیژن با فشار در خط لوله به سمت مخروط‌ها جریان پیدا کرده و از این طریق به بخش حوضچه‌های آبزیان منتقل میشود.
تأمین اکسیژن، یکی از عوامل اصلی در افزایش بهره‌وری و رشد بهتر آبزی‌ها است و در صورت تامین اکسیژن با روش درست و با خلوص بالا، می‌توان بهره‌وری مجموعه را تا دو برابر افزایش داد.
اجزای اصلی مخزن تحت فشار
مخزن تحت فشار به سه بخش اصلی تقسیم میشود:
- محفظه داخلی: فولاد ضد زنگ حاوی نیکل، کروم و مولیبدن است که آن را مقاوم در برابر خوردگی و زنگ زدگی میکند. استفاده از فولاد ضد زنگ در جداره مخزن تحت فشار از آنجاست که این مواد با دمای پایین همچون 50- تغییری در ساختار کریستالی خود نمی‌دهند. همچنین طراحی جداره ها به گونه‌ای است که فشار کاری مجاز را حفظ کند. البته با توجه به ضخامت و فشار مورد نیاز، می‌توان جداره هایی با طراحی‌های مختلف و برای فشار کاری متفاوت ساخت.
- محفظه بیرونی: طبق استانداردهای موجود در صنعت، جداره‌ی بیرونی مخزن تحت فشار نباید در معرض دمای بسیار پایینی که در گاز کرایوژنیک وجود دارد، قرار گیرد. بنابراین می‌تواند از موادی با دمای کاری مناسب، مثل فولاد ضد زنگ یا فولاد کربنی، ساخته شود که این مواد در شرایط عادی فشار اطراف را به خوبی تحمل میکند.
- عایق حرارتی: فضای بین ظرف داخلی و بیرونی مخازن تحت فشار با مواد عایق پر شده است تا از انتقال حرارت در اثر تماس مستقیم میان ظرف داخلی و بیرونی جلوگیری کند. همچنین خلاء موجود در این فضا، به کاهش انتقال حرارت به صورت هدایتی و تابشی کمک میکند. این امر به دلیل این است که گازی که در خلاء موجود است، تقریباً ماده‌ای بدون حرارت است و بنابراین، تبادل حرارت در بین آن و سطوح ظرف‌ها کاهش می‌یابد. با توجه به عدم وجود هوا در فضای بین ظرف داخلی و بیرونی، این فضا به عنوان یک عایق حرارتی بسیار خوب عمل میکند و باعث کاهش انرژی لازم برای حفظ دمای مایعات برودتی و گازهای ذخیره شده میشود.
مزایای استفاده از مخازن تحت فشار
همانطور که بیان شد، مخازن تحت فشار نوعی مخزن ذخیره سازی صنعتی هستند که نقاط قوت بسیار زیادی در رابطه با بارگیری، توزیع داخلی و ایمنی دارند. در زیر به برخی از این نقاط قوت اشاره خواهیم کرد:
توزیع داخلی بهتر و بهینه سازی منابع
با استفاده از مخازن تحت فشار امکان نگهداری گازها در حجم بزرگ و با فشار بالا وجود دارد، که این امر به شرکت‌ها کمک میکند تا نیازهای خود را در زمینه گازهای صنعتی تأمین کنند. همچنین تنوع موجود در شکل و اندازه به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا به صورت بهینه گازهای صنعتی مختلف را ذخیره و توزیع کنند. با این روش، از هدر رفت گازهای صنعتی جلوگیری میشود و بهینه سازی هزینه‌های تولید و توزیع گازها امکان پذیر میشود.
کاهش بهای تمام شده گاز مصرفی
استفاده از مخزن تحت فشار به دلیل برخی مزایایی که پیش‌تر ذکر شد، می‌تواند باعث کاهش هزینه‌های تمام شده گاز مصرفی شود. به عنوان مثال، استفاده از مخازن تحت‌فشار به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا گازهای صنعتی را در حجم بزرگتری و با فشار بالاتر ذخیره کنند، که باعث میشود هزینه فرایند شارژ و سربار شارژ سیلندرهای گاز تحت فشار کاهش یابد.
علاوه براین، استفاده از مخزن تحت فشار به شرکت‌ها این امکان را می‌دهد که گازهای صنعتی را به صورت مستقیم به خطوط انتقال دهند، که باعث کاهش هزینه‌های حمل و نقل میشود. همچنین، با کاهش نیاز به سیلندرهای گاز تحت فشار و هزینه‌های مربوط به نگهداری و حفظ این سیلندرها، هزینه تولید و توزیع گازهای صنعتی کاهش خواهد یافت. بنابراین، استفاده از مخازن تحت فشار باعث کاهش هزینه‌های تمام شده گاز مصرفی خواهد شد و شرکت‌ها را قادر می‌سازد تا از این طریق هزینه‌های جانبی بسیاری را کاهش دهند.
بهبود فرآیند شارژ ومصرف
شارژ گازها در مخازن تحت فشار با استفاده از موتور پمپ های کرایوژنیک و یا مبدل های حرارتی انجام میشود. مزیت عمده این سیستم این است که گاز مایع با فشار بسیار زیاد به طور مستقیم از محل تولید به محل مصرف منتقل شده و باعث ثبات بیشتر در کیفیت گازها می گردد و همچنین استفاده از این مخازن به ایمنی مجموعه و کارکنان نیز کمک میکند.
خلوص بالاتر
یکی از مزایای ذخیره‌سازی گازها و مایعات برودتی در مخازن تحت فشار، سطح خلوص بالاتری است که در این نوع ذخیره سازی دیده میشود. به عنوان مثال، در صورت استفاده از مخزن تحت فشار برای ذخیره‌سازی هیدروژن، سطح خلوص هیدروژن به حدود 99.99 درصد می‌رسد.
در صورتی که از روش‌های دیگری برای ذخیره‌سازی گازها و مایعات برودتی استفاده شود، ممکن است با مسئله جابجایی این مواد روبرو شویم که منجر به کاهش سطح خلوص آنها شود. همچنین، با انتقال مستقیم این مواد از محل تولید به مخزن تحت فشار، احتمال ورود ناخالصی و کاهش خلوص گاز به حداقل می‌رسد. به همین دلیل، استفاده از مخازن تحت‌فشار برای ذخیره‌سازی گازها و مایعات برودتی به طور گسترده در صنایع نفت و گاز، صنایع خودروسازی و صنایع الکترونیکی و … به عنوان روشی مطمئن و با کیفیت برای ذخیره‌سازی این مواد گسترش یافته است.
افزایش ایمنی
یکی از مزایای استفاده از مخزن تحت‌فشار، داشتن فشار پایین خارجی نسبت به سایر سیستم‌های ذخیره‌سازی گازها و مایعات برودتی است. این باعث میشود خطرات احتمالی ناشی از فشار بالا روی مخازن تحت فشار، کاهش یابد. همچنین، با استفاده از سیستم انتقال مرکزی گاز در مجموعه ها و کاهش تردد سیلندرهای تحت فشار، احتمال وقوع حوادث ناشی از نشت گاز از سیلندرهای تحت فشار کاهش می‌یابد. این در حالیست که در صورت استفاده از سیلندرهای تحت‌فشار برای انتقال گاز، احتمال وقوع حوادث ناشی از نشت گاز از سیلندرها بسیار زیاد است.
بنابراین، استفاده از مخازن تحت فشار به همراه سیستم انتقال مرکزی گاز، علاوه بر افزایش ایمنی در ذخیره‌سازی و انتقال گازها، باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها و کاهش آلودگی محیط زیست ناشی از نشت گاز خواهد شد.
عوامل تاثیر گذار در قیمت مخازن تحت فشار
قیمت مخازن تحت فشار با توجه به عوامل مختلفی تعیین میشود. ما در این قسمت به برخی از آنها اشاره می‌کنیم:
-
حجم مخزن: حجم مخزن تحت فشار برای تعیین قیمت بسیار مهم است. مخازن با حجم بزرگتر معمولاً گران‌تر هستند.
-
فشار کاری: فشار کاری به مقدار فشاری اشاره دارد که مخزن تحت فشار می‌تواند آن را تحمل کند. این فشار معمولاً به واحد فشار (مانند پاسکال یا بار) اندازه گیری میشود و بر اساس آن، مخازن تحت فشار به دو دسته با فشار کاری بالا و پایین تقسیم می‌شوند. فشار کاری مخزن بر قیمت آن تأثیر می‌گذارد. مخازن با فشار کاری بالاتر معمولاً گران‌تر هستند.
-
جنس مواد ساختاری: جنس مواد ساختاری مخزن نیز بر قیمت آن تأثیرگذار است. مخازن ساخته شده از جنس‌های با کیفیت و مقاوم معمولاً گران‌تر هستند. به عنوان مثال، مخازن تحت فشاری که از جنس فولادی ساخته شده‌اند، معمولاً گران‌تر از مخازن ساخته شده از جنس پلی‌اتیلن هستند. اما مخازن فولادی به دلیل مقاومت بالاتر در برابر فشار و دما، برای مایعاتی با فشار بالا و در شرایطی که نیاز به ایمنی بیشتری دارند، مناسب‌تر هستند.
همچنین، مخازن تحت فشار ساخته شده از جنس‌هایی مانند آلومینیوم، تیتانیوم و استیل ضد زنگ نیز معمولاً گران‌تر از مخازن ساخته شده از جنس‌های دیگر هستند.
-
نوع مایع: نوع مایعی که درون مخزن قرار می‌گیرد نیز بر قیمت آن تأثیرگذار است. برخی از مایعات خطرناک و یا با ارزش بالا ممکن است باعث افزایش قیمت مخزن شوند.
-
استانداردهای ایمنی: این استانداردها شامل مواردی مانند طراحی، ساخت، نصب، بهره برداری، نگهداری و بازسازی مخزن تحت فشار هستند. هدف اصلی این استانداردها، حفظ ایمنی و سلامت کارکنان و جامعه در برابر خطرات و تهدیدات مرتبط با مخازن تحت فشار است. استانداردهای ایمنی مخزن نیز بر قیمت آن تأثیرگذار است. مخازنی که به استانداردهای ایمنی بالاتری مطابقت دارند، معمولاً گران‌تر هستند.
-
تکنولوژی ساخت: تکنولوژی ساخت مخزن نیز بر قیمت آن تأثیرگذار است. تکنولوژی ساخت مخازن تحت فشار شامل استفاده از مواد و فناوری هایی است که بتوانند مخازنی با اطمینان بالا و عمر طولانی تولید کنند.
فناوری هایی مانند جوشکاری، نورد، تراشکاری و حرارت دهی در ساخت مخازن تحت فشار به کار می روند و در کل، تکنولوژی ساخت مخازن تحت فشار باید بر اساس استانداردهای مربوطه و با رعایت اصول ایمنی و کیفیت، انجام شود. مخازنی که با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته‌تر ساخته شده‌اند، معمولاً گران‌تر هستند.
شما مخاطبان عزیز در صورتی که قصد استعلام قیمت انواع مخزن تحت فشار و یا قصد خرید مخازن تحت فشار را دارید می توانید با کارشناسان شرکت توسعه تجارت فرجاد تماس حاصل فرمایید و به صورت رایگان از خدمات مشاوره خرید استفاده نمایید.
تلفن ثابت : 03133808270 _ تلفن همراه : 09136432383
انواع مخازن تحت فشار و ویژگی‌های آنها
مخازن تحت فشار بر اساس شکل، جنس و کاربردشان به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. انتخاب نوع مناسب به نیاز پروژه، شرایط محیطی و بودجه بستگی دارد. برای مثال، مخازن استوانه‌ای به دلیل سادگی و هزینه کمتر در بسیاری از پروژه‌ها ترجیح داده می‌شوند، در حالی که مخازن کروی برای فشارهای بالا مناسب‌ترند. در ادامه، مهم‌ترین انواع این مخازن را بررسی می‌کنیم. برای اطلاعات بیشتر، به صفحه مخازن تحت فشار توسعه فرجاد سر بزنید.
مخازن استوانه‌ای
مخازن استوانه‌ای رایج‌ترین نوع مخازن تحت فشار هستند که به دلیل سادگی ساخت و استحکام بالا در صنایع مختلف مثل پتروشیمی و ذخیره‌سازی گاز استفاده می‌شوند. کلاهک‌های نیم‌کره‌ای یا بشقابی در دو سر آنها باعث توزیع یکنواخت فشار میشود. برای مثال، در یک پالایشگاه، این مخازن برای ذخیره پروپان یا بوتان به کار می‌روند. طراحی استوانه‌ای نه تنها هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد، بلکه امکان نصب و نگهداری آسان‌تر را نیز فراهم میکند.
مخازن کروی
مخازن کروی به دلیل استحکام بالاتر نسبت به مدل‌های استوانه‌ای، برای ذخیره‌سازی گازها در فشارهای بسیار بالا مناسب‌اند. این مخازن معمولاً در صنایع پتروشیمی و برای ذخیره هیدروژن یا CNG استفاده می‌شوند. اگرچه ساخت آنها پیچیده‌تر و گران‌تر است، اما توزیع تنش یکنواخت‌تری دارند. برای مثال، در پروژه‌های ذخیره‌سازی هیدروژن برای خودروهای سبز، این مخازن به دلیل ایمنی بالا انتخاب اول هستند.
مخازن کرایوژنیک
مخازن کرایوژنیک برای ذخیره مایعات در دماهای بسیار پایین، مثل اکسیژن یا نیتروژن مایع، طراحی شده‌اند. این مخازن دوجداره‌اند و بین لایه‌ها با موادی مثل پرلیت عایق‌بندی می‌شوند تا از اتلاف دما جلوگیری شود. در بیمارستان‌ها برای ذخیره اکسیژن مایع یا در پلنت‌های LNG از این نوع مخازن استفاده میشود. کیفیت عایق‌بندی و انتخاب جنس مناسب در این مخازن حیاتی است تا عملکرد بهینه داشته باشند.
سوالات متداول
مخزن تحت فشار یا مخزن کرایوژنیک، دستگاه‌ای است که از دو مخزن داخلی و خارجی تشکیل شده و برای نگهداری از گاز کرایوژنیک به کار می‌رود. این نوع مخازن در واقع سازه‌هایی هستند که برای نگهداری مایعات یا گازها تحت فشار بالا استفاده می‌شوند. این فشار می‌تواند به صورت استاتیک (ثابت) یا دینامیک (جریانی) باشد.
مخزن تحت فشار صنعتی معمولاً از جنس‌های فلزی مانند فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، و فولاد آلیاژی ساخته می‌شوند.
مخزن تحت فشار در صنایع مختلفی از جمله صنعت نفت و گاز، صنعت شیمیایی، برق، آب و فاضلاب، صنعت خودروسازی و غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربردهای آنها شامل ذخیره و حمل مایعات و گازها تحت فشار (گاز کرایوژنیک)، استفاده در فرآیندهای صنعتی و انتقال مواد خطرناک میشود.
میزان فشار مجاز در مخازن تحت فشار با توجه به استانداردها، طراحی مخزن و نوع مایع یا گاز مورد نگهداری می‌تواند متفاوت باشد. در طراحی مخازن، بعد از تست های مختلف فشار گاز و فشار قابل تحمل مشخص می‌شوند.
برخی از تجهیزات استاندارد برای ایمنی مخزن تحت‌فشار عبارت است از: سیستم هشدارهای ایمنی، واحدهای سرد کننده، شیرهای ایمنی فشار، روسازی شیرها با فشار کم و ناپایدار، و تجهیزات انطباق با استانداردها و مقررات بهداشت و ایمنی.
در طراحی صحیح و ایمن مخازن تحت فشار، عواملی همچون شکل و ابعاد مناسب، ضخامت دیواره، خدمات مورد نیاز برای نگهداری و تعمیرات، استانداردها و مقررات بازرسی، نوع مایع یا گاز مورد نگهداری و محل قرارگیری مخزن باید مد نظر قرار گیرند.
