مخازن تحت فشار

مخازن تحت فشار مخازن فلزی معمولاً استوانه‌ای یا کروی برای نگه داری یا انجام فرایندهای شیمیایی مایعات یا گازها می‌باشند که توانایی مقاومت در برابر بارگذاری‌های مختلف (فشار داخلی، یا فشار خارجی و خلأ در داخل) را دارا می‌باشند.

استاندارد اصلی برای طراحی این مخازن ASME Section VIII می‌باشد که توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکا تدوین شده و هر چهار سال یکبار مورد بازنگری قرار می‌گیرد. کاربرد عمده این مخازن در صنایع نفت و گاز می‌باشد.

مخزن تحت فشار محفظه ای است که برای نگه داشتن گازها یا مایعات در فشاری بطور اساسی متفاوت از فشار محیط طراحی شده است.

روش ها و مصالح ساختمانی ممکن است متناسب با کاربرد انتخاب شوند و بستگی به اندازه ظرف ، محتویات ، فشار کار ، محدودیت های جرمی و تعداد اقلام مورد نیاز دارد.

شناورهای تحت فشار می توانند خطرناک باشند و تصادفات مهلکی در تاریخ توسعه و عملکرد آنها رخ داده است. در نتیجه ، طراحی ، ساخت و بهره برداری از مخازن تحت فشار توسط مقامات مهندسی و با حمایت قانون تنظیم می شود. به همین دلایل ، تعریف مخزن تحت فشار در کشورهای مختلف متفاوت است.

طراحی شامل پارامترهایی مانند حداکثر فشار و دمای کارکرد ایمن ، ضریب ایمنی ، میزان خوردگی و حداقل دمای طراحی (برای شکستن شکننده) است. ساخت و ساز با استفاده از آزمایشات غیر مخرب مانند آزمایش اولتراسونیک ، رادیوگرافی و فشار آزمایش می شود. آزمایش های فشار هیدرواستاتیک معمولاً از آب استفاده می کنند ، اما در آزمایش های پنوماتیک از هوا یا گاز دیگری استفاده می شود. آزمایش هیدرواستاتیک ترجیح داده می شود ، زیرا این روش ایمن تر است ، زیرا در صورت ایجاد شکستگی در حین آزمایش ، انرژی بسیار کمتری آزاد می شود (بر خلاف گازهایی که به طور انفجاری منبسط می شوند ، آب در زمان کاهش سریع فشار حجم زیادی افزایش نمی دهد). محصولات تولید انبوه یا دسته ای اغلب دارای یک نمونه نمایشی هستند که در شرایط کنترل شده برای تضمین کیفیت آزمایش می شوند. اگر ایمنی کلی سیستم به اندازه کافی افزایش یافته باشد ، ممکن است دستگاه های کاهش فشار نصب شوند.

در اکثر کشورها ، کشتی هایی با اندازه و فشار مشخص باید با یک کد رسمی ساخته شوند. در ایالات متحده ، کد ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) است. در اروپا کد دستورالعمل تجهیزات فشار است. اطلاعات موجود در این صفحه بیشتر فقط در ASME معتبر است. [نیاز به توضیح] این کشتی ها همچنین به بازرس مجاز احتیاج دارند که هر کشتی جدیدی که ساخته شده است را امضا کند و هر کشتی دارای یک پلاک با اطلاعات مربوط به کشتی ، مانند حداکثر فشار مجاز مجاز ، حداکثر دما ، حداقل دمای فلز طراحی ، شرکت تولید کننده آن ، تاریخ ، شماره ثبت آن (از طریق هیئت ملی) و مهر رسمی انجمن مهندسان مکانیک آمریکا برای مخازن تحت فشار (U-stamp). پلاک نام ، رگ را قابل ردیابی می کند و رسماً یک کشتی ASME Code است.

یک کاربرد ویژه مخازن تحت فشار برای سکونت انسان است که قوانین ایمنی دقیق تری برای آنها اعمال می شود.

تاریخچه:

اولین طرح مستند مخازن تحت فشار در سال 1495 در کتاب لئوناردو داوینچی ، Codex Madrid I شرح داده شد ، که در آن ظروف هوای تحت فشار برای بلند کردن وزنه های سنگین در زیر آب تئوریزه شده بودند.

با این حال ، کشتی هایی شبیه به کشتی های امروزی تا سال 1800 به وجود نیامد ، زمانی که بخار در دیگهای بخار تولید شد و به تحریک انقلاب صنعتی کمک کرد.
با این حال ، با کیفیت پایین مواد و تکنیک های ساخت همراه با دانش نادرست در زمینه طراحی ، بهره برداری و تعمیر و نگهداری ، تعداد زیادی انفجار مخرب و اغلب کشنده در ارتباط با این دیگهای بخار و مخازن تحت فشار وجود داشت که تقریباً هر روز در ایالات متحده مرگ و میر رخ می داد. ایالات.پس از آنکه برخی از خرابی های مخرب کشتی باعث کشته شدن ده ها نفر در یک زمان شد ، استان ها و ایالت های آمریکا در ایالات متحده قوانین مربوط به ساخت این شناورها را آغاز کردند ، که این امر باعث شد سازندگان نتوانند قوانین مختلف را از مکانی به مکان دیگر رعایت کنند.
اولین کد مخزن تحت فشار در سال 1911 توسعه یافت و در سال 1914 منتشر شد و کد ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) را آغاز کرد. در تلاش اولیه برای طراحی مخزنی با قابلیت تحمل فشار تا 10000 psi (69 مگاپاسکال) ، یک مخزن با قطر 6 اینچ (150 میلی متر) در سال 1919 ساخته شد که با دو لایه سیم فولادی با مقاومت کششی بالا پیچ خورده بود. از پارگی دیواره جانبی جلوگیری کرده و سرپوش های انتهایی به صورت طولی با میله های کششی طولی تقویت می شوند.
نیاز به مخازن تحت فشار و درجه حرارت بالا برای پالایشگاههای نفتی و کارخانه های شیمیایی باعث ظروف متصل به جوش به جای پرچ (که برای فشارها و دمای مورد نیاز نامناسب است) شد و در دهه 1920 و 1930 BPVC شامل جوشکاری به عنوان وسیله ای قابل قبول بود. ساخت و ساز؛ جوشکاری امروزه وسیله اصلی اتصال ظروف فلزی است.
پیشرفت های زیادی در زمینه مهندسی مخازن تحت فشار از جمله آزمایشات غیر مخرب پیشرفته ، آزمایش التراسونیک آرایه مرحله ای و رادیوگرافی ، نمرات مواد جدید با افزایش مقاومت در برابر خوردگی و مواد قوی تر و روشهای جدید برای اتصال مواد مانند جوشکاری انفجاری ، اصطکاک جوشکاری با همزن ، نظریه های پیشرفته و ابزارهای دقیق تر برای ارزیابی تنش های موجود در کشتی ها مانند استفاده از تجزیه و تحلیل اجزای محدود ، به کشتی ها اجازه می دهد ایمن تر و کارآمدتر ساخته شوند.
امروزه کشتی های ایالات متحده نیاز به مهر BPVC دارند اما BPVC فقط یک کد داخلی نیست ، بسیاری از کشورها BPVC را به عنوان کد رسمی خود پذیرفته اند. با این حال ، کدهای رسمی دیگری در برخی از کشورها مانند ژاپن ، استرالیا ، کانادا ، بریتانیا و اروپا وجود دارد.
صرف نظر از کشور ، تقریباً همه خطرات احتمالی ذاتی مخازن تحت فشار و نیاز به استانداردها و کدهای تنظیم کننده طراحی و ساخت آنها را تشخیص می دهند.

قبلی
بعدی