مخازن تحت فشار: انواع، ویژگی ها و ساخت آن در ایران

استفاده از تجهیزات صنعتی مطابق با استانداردهای جهانی، نقش مهمی در تولید محصولات با کیفیت و جلوگیری از هدر رفت منابع دارد. شرکت صنعتی دمیرچی با تکیه بر دانش و تخصص مهندسان جوان ایرانی، در سال‌های اخیر با وجود تحریم‌ها، توانسته است در زمینه ساخت و تولید تجهیزات صنعتی با استانداردهای جهانی، افق تازه‌ای در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، دارویی، نفت و گاز و پتروشیمی ایجاد کند.

در سبد محصولات شرکت دانش بنیان دمیرچی، ماشین‌آلات و خطوط تولید صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، صنایع دارویی، صنایع پتروشیمی و نفت و گاز قرار دارد. در این مطلب، به بررسی مخازن تحت فشار که در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارند، خواهیم پرداخت.

تعریف مخازن تحت فشار

مخازن تحت فشار، محفظه‌های بسته‌ای هستند که مایعات، بخار یا گاز را در فشاری بالاتر یا پایین‌تر از فشار محیط نگه می‌دارند. این مخازن کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، دارویی، غذایی و… دارند. مهم‌ترین نکته در طراحی و ساخت مخازن تحت فشار، توجه به استانداردهای مربوطه است. مخازن تحت فشار باید طبق استانداردهای بین‌المللی مانند استاندارد انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME) طراحی و ساخته شوند تا از خطرات احتمالی مانند نشتی، انفجار یا خرابی مکانیکی جلوگیری شود. مخازن تحت فشار معمولاً از موادی مانند فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای غیرآهنی ساخته می‌شوند. همچنین، برخی از مخازن تحت فشار ممکن است دارای ویژگی‌های جانبی خاصی مانند عایق حرارتی یا پوشش‌های مقاوم به خوردگی باشند. توجه به طراحی صحیح و ساخت مخازن تحت فشار به منظور جلوگیری از خطرات احتمالی از جمله نشتی، انفجار یا خرابی های مکانیکی بسیار حیاتی است. مخازن تحت فشار معمولاً با استفاده از موادی نظیر (کربن استیل) فولاد کربنی، (استیل ضد زنگ) فولاد ضد زنگ، یا آلیاژهای غیرآهنی ساخته می‌شوند. همچنین، برخی از مخازن تحت فشار ممکن است دارای ویژگی‌های جانبی خاصی باشند که به عنوان ایزوله حرارتی یا پوشش‌های مقاوم به خوردگی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برای کسب اطلاعات بیشتر و سفارش ساخت مخازن تحت فشار نمایید.

انواع مخازن تحت فشار

انواع مختلفی از مخازن تحت فشار وجود دارد که سه مورد از رایج ترین آنها مخازن ذخیره، مبدل های حرارتی و مخازن فرآیندی هستند که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

مخازن ذخیره‌سازی تحت فشار

مخازن ذخیره‌سازی برای نگهداری مایعات و گازها استفاده می‌شوند. محصولات زیادی وجود دارند که برای نگهداری مناسب نیاز به فشار محیطی مختلفی دارند. مخازن تحت فشار ذخیره سازی این نیاز را برآورده می کنند و هر مخزن باید به گونه ای منحصر به فرد طراحی شود که نوع و دمای خاصی از محصول را در فشار خاص، در خود جای دهد.

مخازن ذخیره‌سازی بر اساس شکل ظاهری به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:

مخازن استوانه‌ای تحت فشار

مخازن استوانه‌ای یکی از رایج‌ترین انواع مخازن ذخیره‌سازی هستند. این مخازن به دلیل شکل ساده و استحکام بالایی که دارند، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مخازن کروی تحت فشار

مخازن کروی برای نگهداری موادی که به شکل مایع یا جامد جریان‌دار هستند، مناسب هستند. این مخازن به دلیل شکل کروی خود، جریان مواد را تسهیل می‌کنند.

مبدل حرارتی

مبدل حرارتی تجهیزی می‌باشد که برای انتقال حرارت از یک محیط به محیط دیگر استفاده می‌شوند. مبدل حرارتی معمولاً شامل لوله‌ها یا صفحاتی است که مایع گرما یا سرد را منتقل می‌کنند و با مایع دیگری در مخزن در تماس هستند. این نوع تجهیز در صنایع گرمایش و سرمایش، پتروشیمی، و فرآیندهای صنعتی دیگر استفاده می‌شوند. هر یک از این انواع مخازن دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود هستند و بر اساس نیازها و شرایط فرآیندی، انتخاب می‌شوند.

یک مبدل حرارتی یک دستگاهی است که گرما را از یک سیال به سیال دیگر منتقل می کند. از مبدل های حرارتی در صنایع مختلف برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شود.

• در صنایع پتروشیمی و نفت، از مبدل های حرارتی برای خنک کردن و گرم کردن مواد استفاده می شود.
• در صنایع غذایی و آشامیدنی، از مبدل های حرارتی برای تولید، پردازش و بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود.
• در صنایع شیمیایی، از مبدل های حرارتی برای تولید محصولات شیمیایی استفاده می شود.

مبدل حرارتی لوله به لوله (Shell and Tube Heat Exchanger)

– این نوع مبدل حرارتی شامل یک لوله داخلی و یک محفظه خارجی (شل) می‌شود. گرما از مایع درون لوله به مایع درون محفظه منتقل می‌شود. این مبدل در بسیاری از صنایع از جمله نفت و گاز، پتروشیمی و تولید برق استفاده می‌شود.

مبدل حرارتی صفحه‌ای (Plate Heat Exchanger)

– این مبدل حرارتی شامل صفحات فلزی تاشو می‌شود که میان آن‌ها مایعات جاری می‌شوند. این ساختار به انتقال حرارت با کارایی بالا و ابعاد کم کمک می‌کند. برخی از کاربردها در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی ساختمان‌ها و صنایع غذایی می‌باشد.

مبدل حرارتی لوله و لوله با پوسته مستطیل (Double Pipe Heat Exchanger)

– این مبدل حرارتی از یک لوله داخلی و یک لوله خارجی با شکل مستطیل تشکیل شده است. مناسب برای کاربردهای کوچک و ظرفیت محدود می‌باشد.

هر یک از این انواع مبدل‌ حرارتی ویژگی‌ها و کاربردهای خود را دارند و بر اساس نیازهای خاص صنعتی یا فرآیندی انتخاب می‌شوند.

مخازن فرایندی

مخازن فرایندی برای انجام فرایندهایی صنعتی مانند تخلیه، تقطیر، جداسازی جرم، واکنش شیمیایی، مخلوط‌کردن و هم زدن استفاده می‌شوند. فشار داخلی این مخازن بسته به نوع فرآیند صنعتی و تغییرات مواد درگیر می‌تواند تغییر کند.

مخازن فرایندی خود به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:

برج تقطیر

برج تقطیر مخازن تحت فشاری هستند که برای جداسازی مواد مختلف از یکدیگر بر اساس تفاوت نقطه جوش آن‌ها استفاده می‌شوند. برج تقطیر در صنایع پتروشیمی، نفت و گاز، شیمیایی و داروسازی کاربرد فراوانی دارد.

میکسرهای صنعتی

میکسرهای صنعتی مخازن تحت فشاری هستند که برای مخلوط‌کردن دو یا چند ماده مختلف استفاده می‌شوند. میکسرهای صنعتی در صنایع غذایی، شیمیایی، داروسازی و آرایشی و بهداشتی کاربرد فراوانی دارند.

راکتورهای شیمیایی

راکتورهای شیمیایی مخازن تحت فشاری هستند که برای انجام واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شوند. راکتورهای شیمیایی در صنایع شیمیایی، داروسازی و پتروشیمی کاربرد فراوانی دارند.

متریال استفاده شده در ساخت مخازن تحت فشار

مواد ساخت مخازن تحت فشار بر اساس خواص مکانیکی، مقاومت شیمیایی، میزان دما ، فشار قابل تحمل و دیگر ویژگی‌های براساس نوع محصول و صنعت، مورد انتخاب قرار می‌گیرند. برخی از مهم‌ترین موادی که برای ساخت مخازن تحت فشار استفاده می‌شوند عبارتند از:

کربن استیل (Carbon Steel)

– کربن استیل به دلیل قیمت مناسب، قابلیت ساختاری، و مقاومت مناسب در برابر فشار و حرارت، یکی از مواد پرکاربرد در ساخت مخازن تحت فشار است.

استنلس استیل (Stainless Steel)

– فولادهای ضد زنگ، مخصوصاً انواع آستنیتیک نظیر ۳۰۴ و ۳۱۶، به دلیل مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون، در بخش‌هایی که مایعات خورنده یا خورنده به حساب می‌آیند، یا در شرایط محیطی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.

طراحی و ساخت مخازن تحت فشار

طراحی و ساخت مخازن تحت فشار یک فرآیند مهندسی پیچیده و حساس است که باید با دقت و توجه ویژه به اصول فنی، استانداردها، و مقررات صنعتی انجام شود. این فرآیند شامل پنج مرحله اصلی زیر است:

• تعیین نیازها و پارامترهای فنی: در این مرحله، نوع مایع یا گاز، دما و فشار عملیاتی، حجم مخزن، و مواد ساختاری مورد نیاز تعیین می‌شود.
• طراحی مخزن: در این مرحله، نوع مخزن، ابعاد و شکل‌دهی، و محاسبات مهندسی برای اطمینان از ایمنی مخزن انجام می‌شود.
• انتخاب مواد: در این مرحله، مواد ساختاری و پوشش‌ها و عایق‌ها (در صورت لزوم) بر اساس خصوصیات مورد نیاز انتخاب می‌شوند.
• تأیید نقشه‌ها و مجوزها: در این مرحله، نقشه‌های ساختاری و مهندسی باید توسط مهندسان متخصص تأیید شوند و ساخت مخزن باید با استانداردهای صنعتی و مقررات محلی و بین‌المللی هماهنگ باشد.
• ساخت: در این مرحله، مواد برش می‌شوند و به شکل‌های مورد نیاز تبدیل می‌شوند و عملیات جوشکاری با تکیه بر نوع مواد انجام می‌شود.

این فرآیند باید توسط مهندسان متخصص با تجربه انجام شود تا از ایمنی و عملکرد صحیح مخازن تحت فشار اطمینان حاصل شود.

استانداردهای مخازن تحت فشار

استانداردهای مخازن تحت فشار توسط سازمان‌ها و انجمن‌های مهندسی تعیین می‌شوند. یکی از معروف‌ترین استانداردها در این زمینه، کدهای انجمن مهندسین مکانینک امریکا ASME (American Society of Mechanical Engineers) هستند. این کدها برای طراحی، ساخت، و آزمایش مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. دو کد ASME مهم در این زمینه عبارتند از:

ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC)

این کد، که به عنوان BPVC نیز شناخته می‌شود، شامل تمامی قوانین و مقررات مربوط به طراحی، ساخت، نصب، و آزمایش مخازن تحت فشار است. BPVC در چندین بخش تقسیم شده است که هر بخش به نوع خاصی از تجهیزات فشاری اختصاص دارد. مثلاً Section VIII که به مخازن تحت فشار اختصاص دارد.

ASME Section VIII – Pressure Vessel Code

این بخش از کد ASME BPVC به صورت خاص به طراحی و ساخت مخازن تحت فشار اختصاص دارد. در این بخش، مقررات مربوط به مواد ساختاری، ضخامت دیواره، جوشکاری، آزمایشات غیرمخرب، و دیگر جنبه‌های مهندسی مخازن تحت فشار ذکر شده است.

هر کدام از این استانداردها دارای الزامات خاص خود برای طراحی، مواد، ساخت و آزمایش مخازن تحت فشار هستند. در هر مورد، استفاده از استاندارد مناسب با نوع و کاربرد مخزن بسیار حیاتی است تا ایمنی و کیفیت مطلوب حاصل شود. گروه صنعتی دمیرچی مخازن تحت فشار خود را با توجه به استاندارد ASMEVlll Division1 با دو روش مختلف انجام دهد. مخازن تحت‌فشار و به‌طورکلی مخزن استنلس‌استیل با دو روش مختلف جوشکاری و فورجینگ انجام می‌شود و با استفاده از استاندارد ASMEVlll Division1 ساخته شود. جوشکاری اولین مرحله ساخت مخازن تحت‌فشار است. قطعات مخازن تحت فشار توسط جوشکاری به‌صورت جداگانه ساخته شده و سپس به یکدیگر متصل می‌شوند. روش دوم برای مخازن تحت فشاری مورد استفاده قرار می‌گیرد که نیاز به جوشکاری زیادی ندارند. این روش اصطلاحاً فورجینگ نام دارد. معمولاً از روش فورجینگ برای ساخت مخازن کربنی و با فولادهای کم‌آلیاژ استفاده می‌شود.

انواع مخازن تحت فشار ساخت شرکت صنعتی دمیرچی

براساس موارد ذکر شده در بالا در ادامه به تشریح انواع مخازن تحت فشار ساخت گروه صنعتی دمیرچی خواهیم پرداخت که عبارت‌اند از: مخزن ایزوتانک و مخزن اسپتیک .

مخزن ایزوتانک؛ بهره‌گیری از ایزوتانک در بهبود فرایندهای ذخیره‌سازی و انتقال مواد

مخزن ایزوتانک (ISO Tank) یک مدل از مخازن تحت فشار می‌باشد که برای حمل و نقل ایمن و مقرون‌به‌صرفه انواع مایعات و گازها در سراسر جهان طراحی شده است. ایزوتانک یک مخزن فلزی از جنس فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای خاص ساخته است که برای حمل و نگهداری مواد خطرناک و غیر خطرناک مانند مایعات و گازها استفاده می شود. این مخازن مطابق با استانداردهای بین‌المللی طراحی و ساخته می‌شوند و دارای ویژگی‌های ایمنی متعددی هستند که از نشت و انفجار آنها جلوگیری می‌کند. ایزوتانک‌ها معمولاً در کانتینرهای فلزی یا کامیون های حمل استفاده می شوند. ایزوتانک‌ها در صنایع حمل و نقل، پتروشیمی، و شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مشاهده و سفارش ساخت ایزوتانک کنید.

راکتور استیل

راکتورهای استیل مخازن بزرگی هستند که برای انجام واکنش های شیمیایی، پلیمریزاسیون و سنتز ترکیبات مختلف در صنایع شیمیایی، دارویی و غذایی استفاده می شوند. این مخازن معمولاً از استیل ساخته می شوند تا در برابر فشارها و دماهای بالا و همچنین مواد خورنده یا خطرناک مقاوم باشند. طراحی یک راکتور استیل به الزامات خاص فرآیندی که برای آن در نظر گرفته شده است، بستگی دارد. عواملی مانند دما، فشار، هم زدن و سازگاری مواد باید در نظر گرفته شوند. بسته به نیازهای فرآیند، انواع مختلف استیل، مانند استنلس استیل یا استیل کربنی، ممکن است مورد استفاده قرار گیرد. ایمنی یک عامل مهم در طراحی و بهره برداری از راکتورهای استیل است. این مخازن تحت فشار هستند و در صورت خرابی می توانند خطرناک باشند. اقدامات ایمنی مختلفی برای کاهش خطر حوادث در نظر گرفته شده است. این اقدامات شامل طراحی و ساخت مخازن با استانداردهای ایمنی، آموزش کارکنان و برنامه های تعمیر و نگهداری منظم است. راکتورهای استیل ابزارهای ضروری برای تولید محصولات شیمیایی، دارویی و غذایی هستند. آنها با طراحی و عملکرد صحیح، می توانند به طور ایمن و موثر کار کنند و به تولید محصولات با کیفیت کمک کنند.

کاربرد راکتور استیل

راکتور استیل یک مخزن بزرگ است که برای انجام واکنش های شیمیایی، پلیمریزاسیون و سنتز ترکیبات مختلف در صنایع مختلف استفاده می شود. این مخازن معمولاً از استیل ساخته می شوند تا در برابر فشارها و دماهای بالا و همچنین مواد خورنده یا خطرناک مقاوم باشند.

راکتورهای استیل کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارند. برخی از کاربردهای رایج راکتور استیل عبارتند از:

• ساخت مواد شیمیایی: راکتورهای استیل در صنایع شیمیایی برای فرآیندهای مختلفی از جمله پلیمریزاسیون، سنتز شیمیایی و استخراج استفاده می شوند. آنها را می توان برای واکنش هایی که به دمای بالا، فشار بالا یا هر دو نیاز دارند استفاده کرد. به عنوان مثال، راکتور استیل می تواند برای تولید پلاستیک، داروها و مواد شیمیایی صنعتی استفاده شود.
• صنعت پتروشیمی: در صنعت پتروشیمی از راکتورهای استیل برای پالایش نفت خام، فرآوری گاز طبیعی و ساخت محصولات مختلف پتروشیمی استفاده می شود. به عنوان مثال، راکتور استیل می تواند برای تولید بنزین، گازوئیل و پلاستیک استفاده شود.
• صنعت داروسازی: از راکتورهای استیل در صنعت داروسازی برای تولید داروها، واکسن ها و سایر محصولات پزشکی استفاده می شود. آنها را می توان برای فرآیندهایی مانند تخمیر، سنتز و خالص سازی استفاده کرد. به عنوان مثال، راکتور استیل می تواند برای تولید آنتی بیوتیک ها، واکسن ها و داروهای ضد سرطان استفاده شود.
• صنایع غذایی و آشامیدنی: از راکتورهای استیل در صنایع غذایی و آشامیدنی برای تولید محصولات غذایی مختلف از جمله آبجو، شراب و لبنیات استفاده می شود. آنها همچنین می توانند برای فرآیندهایی مانند استریلیزاسیون و پاستوریزاسیون استفاده شوند. به عنوان مثال، راکتور استیل می تواند برای تولید آبجو، شراب و شیر پاستوریزه استفاده شود.
• تصفیه آب: راکتورهای استیل در صنعت تصفیه آب برای فرآیندهایی مانند کلرزنی، ازن زنی و گندزدایی UV استفاده می شود. به عنوان مثال، راکتور استیل می تواند برای تصفیه آب آشامیدنی یا آب استخر استفاده شود.
• اصلاح محیطی: راکتورهای استیل را می توان در فرآیندهای اصلاح محیطی، مانند تصفیه خاک یا آب آلوده استفاده کرد. به عنوان مثال، راکتور استیل می تواند برای تصفیه آب آلوده یا خاک آلوده استفاده شود.

کاربرد خاص یک راکتور استیل به الزامات فرآیندی که برای آن در نظر گرفته شده است بستگی دارد. راکتورهای استیل را می توان به گونه ای طراحی کرد که طیف وسیعی از شرایط فرآیند را در خود جای دهد و آنها را به گزینه ای همه کاره برای بسیاری از صنایع تبدیل می کند.

مخزن اسپتیک

در فرآیند تولید محصولات با ماندگاری طولانی، واژه اسپتیک به معنای”عدم ارتباط با محیط اطراف“ است. این ویژگی در مخزن اسپتیک با اعمال هوای استریل پرفشار به وجود می‌آید. این تجهیز به عنوان یک تانک بافر بین استریلایزر و پرکن‌ها قرار می‌گیرد تا نوسانات جریان خروجی از استریلایزر و ورودی به دستگاه پرکن را حذف کند مخزن اسپتیک  با استفاده از جنس استنلس استیل با کیفیت بالا ساخته می‌شوند و اطمینان از حفظ کیفیت محصولات غذایی در فرآیند تولید را به مشتریان می‌دهند. مخزن اسپتیک از جنس استنلس استیل با کیفیت بالا ساخته می‌شوند و از خاصیت ضدزنگ و ایمنی بالا برخوردارند. طراحی بهداشتی آن‌ها اجازه می‌دهد محصولات غذایی به شکل بهداشتی‌تر و با کیفیت به مقصد نهایی برسند.

در اینجا موارد از استفاده از مخازن اسپتیک صنایع لبنی آورده شده است:

• برای نگهداری شیر استریل
• برای نگهداری محصولات لبنی مانند پنیر، ماست و خامه
• برای نگهداری تجهیزات و ابزار استریل

مشاوره در زمینه ساخت تجهیزات و ماشین‌آلات

گروه صنعتی دمیرچی با تکیه بر تجربه، تخصص و فناوری‌های نوین، و شعار تکنولوژی جهانی و تخصص بومی، به عنوان یک کارخانه صنعتی سازنده خطوط تولید و ماشین‌آلات صنایع غذایی، دارویی، نفت و گاز و پتروشیمی نقش بسیار مهمی در توسعه و پیشرفت صنایع در ایران ایفا می‌کند. خطوط تولید و ماشین آلات شرکت صنعتی دمیرچی بهترین گزینه برای تولید محصولات نهایی با کیفیت می‌باشند. برای کسب اطلاعات بیشتر، آشنایی و دریافت مشاوره در رابطه با هریک از محصولات می‌توانید به وب سایت شرکت صنعتی دمیرچی مراجعه فرمایید.