مخزن

 
در ابتدای امر ، مخزن محفظه و ظرفی بسته است که مواد مختلف ( سیال ، گاز ، جامد) را در خود نگهداری میکند.
مخازن دارای گستره ی بزرگی است و تنوع بسیاری را در اغلب صنایع شامل می شود.
ساخت مخازن در بیشتر مواقع با صفحات فلزی و به ندرت غیر فلزی صورت میگیرد. با توجه به نوع کاربری از مخزن ، شکل و ساختار مخازن با یکدیگر متفاوت است و در قالب شکل هایی نظیر: مخزن مکعبی ، مخزن استوانه ای ، مخزن کروی ، مخزن بیضوی ، مخزن مخروطی ساخت و مورد بهره برداری قرار میگیرند.
مخازن با توجه به نوع استفاده و مواد نگهدارنده در خود، میتوانند کاملا بسته (رو بسته) و یا رو باز  باشند.

مخازن جدار نازک

هدف از بکاربردن جدار نازک ، نسبت ضخامت دیواره (جدار) مخزن به کل ساختار مخزن است به عنوان مثال مخزنی به قطر 50 متر و ارتفاع 10 متر که توسط صفحات فولادی به قطر 20 میلیمتر (2 سانتی متر) ساخته میشوند ، در نگاه اول ضخامت صفحات فولادی بسیار زیاد است و هم استحکام و هم وزن قابل توجهی دارند اما در کلیت ساختار ابعادی ( قطر و ارتفاع) جدار نازک تعریف میشوند.
طراحی مخازن جدار نازک
عملیات طراحی مخازن جدار نازک ، پروسه ای گسترده و توام با محاسبات عمرانی و مکانیکی می باشد. عواملی که در تخریب کخازن جدار نازک مورد بررسی قرار میگیرند نیروی باد ( متدوال ترین نیرو تخریب) ، بار مرده ( وزن مخزن) نوع مواد ( سیال ، گاز ، جامد) ، بخارات و فشار های وارد از موارد داخلی مخزن ، زلزله ، ضربه و عوامل غیر طبیعی مانند انفجار است. ایستافو
طراحی مخازن جدار نازک طبق قوانین مقاومت مصالح ، طراحی اجزا ماشین و مباحث ساختمان سازی ( عمران و مکانیک) بصورت دستی و نرم افزار صورت میگیرد.
در طراحی نرم افزاری شبیه سازی ساختمان مخازن جدار نازک تمامی بار های وارد مانند باد بشدت مورد بررسی قرار میگیرند. ایستافو

ساخت مخازن جدار نازک

بیشترین شیوه ساخت مخازن جدار نازک استفاده از صفحات فولادی با ضخامت های مختلف است.
در مخازن بزرگ پالایشگاهی ، ابتدا بعد از اجرای فنداسیون ، صفحات فولادی بصورت برگ های 6 یا 12 متری را بوسیله جوشکاری به یکدیگر اتصال داده و مانند یک نوار بزرگ بصورت استوانه  بر روی فنداسیون نصب میکنند. کلیه اتصالا بصورت جوشکاری سراسری می باشد از داخل و بیرون مخازن انجام میشود. در حین اجرای ساختمان مخزن از داربست های موقت و دائمی ( نگهدارنده های خرپایی از داخل مخزن) استفاده میشود که ساختمان مخزن جدار نازک پایداری خود را حفظ نماید.
در ساخت مخازن کوچک و متوسط ، شیوه عملیات مانند ساخت مخازن بزرگ پالایشگاهی استفاده از صفحات فولادی بزرگ است ، اما در این مخازن نسبت شعاع به ضخامت پلیت فولادی کمتر است به همین جهت باید صفحات فولادی قبل از مونتاژ نوردکاری (خمکاری ) شوند و شکل دوار بخود بگیرند.

ساخت مخازن نگهدارنده سیالات و مایعات ( آب ، بنزین ، رنگ ، نفت ، گازوئیل و ..) خصوصیت خود را دارا میباشد ، درز و سیستم های آب بندی در این مخازن باید مورد بررسی قرار بگیرند و عملیات جوشکاری بصورت خطی از داخل و خارج مخزن انجام شود.
با توجه به اینکه شاکله ی اصلی ساختمان مخازن جدار نازک را صفحات فولادی تشکیل میدهند انتخاب نوع ورق فولادی ( st37 , st52  ) با توجه به نوع کار و همچنین در مخازن نگهدارنده ی سیالات حساس ( اسید ) از صفحات فولادی استیلی استفاده میشود.
بعضی از مخازن با توجه به مواد داخل آنها نیازی به سقف و یا در پوش ندارند اما بعضی مواد مانند سیالات اسیدی و بخار دار ، سیالات حساس غذایی و شیمیایی ، غلات خشک و کنجاله ها نیاز به سقف ، سایبان و درپوش دارند .
درپوش مخازن جدار نازک در دو قالب ثابت و متحرک ساخته و نصب میشوند. درپوش های ثابت برای موادی که بخار تولید شده از آن کم و ناچیز باشد و یا مواد مورد نظر سمی ، آتش زا باشد.
مخازن جدار نازک سقف متحرک ، برای مصارفی چون نگهداری موادی که از خود تولید بخار کرده و نیاز به خرج آن دارند ، موادی که نباید در تماس با محیط هوایی بیرون قرار بگیرند.
همچنین برای بارگیری و یا تخلیه مواد مورد نظر نیاز است درب سقف آن متحرک باشد.
سقف مخازن جدار نازک را معمولا بصورت کروی ( گنبدی ) و یا مخروطی ( شیبدار) میسازند تا بتواند فضای بیشتری را شامل شود. ایستافو

مخازن کروی

ساخت مخازن کروی برای نگهداری مواد و یا سیالات با درجه حساسیت بالا انجام میشود.
مخازن کروی از لحاظ فیزیکی و ساختار دارای توزیع تنش یکنواخت در همه ی سطوح داخلی و وجهوات و دارای تقارن هندسی هستند. و عملا تمرکز تنش ( تجمیع نیرو در یک نقطه) اتفاق نمیافتد.
این مخازن برای نگهداری گاز های پر فشاری که بخار زیادی از خود تولید میکنند و در اصطلاح دارای جهش مولکولی بالایی هستند مورد بهره برداری قرار میگیرد.
مخازن کروی در مایسه با مخازن استوانه ای در نگهدای حجم یکنخوات ماده دارای 10 دردصد سطح کمتر است و این موضوع مصرف صفحات فولادی را کاهش میدهد.
این مخازن به علت بسته بودن در همه ی جهات و نبود درپوش برای نگهداری مواد حساس و سمی و گازها استفاده میشود.

مخازن استوانه ای

مخزن های استوانه ای متداول ترین نوع ظرف های نگهداری مواد مختلف هستند و در بیشتر صنایع مختلف سهولت کاربری دارند.
منابع آب شرب ، منابع حمل سوخت و نگهداری سوخت ، منابع حمل شیر و صنایع غذایی  از بیشترین استفاده های این نوع مخازن است.
مخزن استوانه ای با استفاده از صفحات فولادی بصورت نورد شده ( خمکاری ) و با درپوش های ساده و یا گروی ( عدسی شکل ) ساخته میشوند و میتوانند بصورت متحرک ( پرتابل ) سوار بر روی کشنده و خودرو و یا ثابت باشند. ایستافو

مخازن استوانه ای با درپوش عدسی در ساخت پمپ بنزین کاربرد دارد و از صفحات ضخیم تر برای ساخت آن استفاده میشود. این مخازن استوانه ای در اتاقی بتنی نصب میشوند تا ضریب امینیت بالاتری نیز داشته باشند.
مخازن استوانه ای در پالایشگاه ها نیز کاربرد زیادی دارند و در ابعاد مختلف بصورت عمودی و یا افقی مورد استفاده قرار میگیرند.

تنش ( توزیع نیرو ) در مخازن استوانه ای بصورت تقریبا یکنواخت است اما در قسمت دروپش ها تنش بیشتری را اعمال میکنند به همین جهت اگر استفاده از عدسی ( درپوش کروی ) برای آین مخزن عکس العمل بهتری را شامل میشود.
بعد از ساخت مخازن تمامی درزها و خط جوشکاری ها توسط عملیات تست غیر مخرب ( NDT ) مورد بررسی قرار میگیرند تا از نشت و نفوذ سیال و مواد جلوگیری شود و همچنین ساختمان مخازن جدار نازک بصورت یکنواخت اتصالات را حفظ نماید

تست های انجام شده برای بررسی مخازن به شرح ذیل است:

تست چشمی : توسط ناظر و بازرس بصورت چشمی مورد بازبینی قرار میگرد.
تست مایع نافذ : پاشیدن مایع مخصوص رنگی بر روی درز جوشکاری و انتظار برای نفوذ در نقاطی که جوشکاری بصورت کامل اجرا نشده است.
تست اولتراسونیک : توسط دستگاه ساطع کننده امواج بر روی سطح درز جوشکاری و نمایش نتیجه بر روی نمایشگر دستگاه بصورت نمودار خطی.
تست اعمال فشار: باردهی و اعمال فشار ( بصورت بخار ، هوا ) جهت تست جداره مخازن و نمایش نتیجه بر نمایشگر درجه بندی دستگاه هوادهی.
تست رادیوگرافی : اعمال امواج گاما و ایکس که قابلیت نفوذ بر سطح مواد مختلف را دارا میباشند

زیرسازی مخازن

تمامی مخازن جدار نازک بعد از ساخت باید بر روی یک سکو فلزی ویا بتنی نصب شوند و در جای خود فیکس بشوند.
اجرای پلتفرم فلزی بیشترین مورد استفاده را در زیرسازی مخازن دارا میباشد.سازه های فلزی عمدتا با مقاطع استاندارد تیرآهن و ناودانی با محاسبات وزن مخازن و لرزش و ارتعاشات ناشی از بارگیری  مواد داخل مخازن. ایستافو
جهت اتصال مخازن به پلتفرم و یا سکو فلزی نقاطی که قرار جدار مخزن را به ستون های زیرساخت نصب میکند باید توسط پلیت  فلزی تقویت شود و آن محدوده ضخامت بیشتری را در بر بگیرد.

پوشش مخازن

جداره مخازن صنعتی بعد از ساخت و نصب باید توسط پوشش مختلف با توجه به نوع کاربری عایقبندی شوند.
پوشش های مختلفی برای این کار وجود دارد و هر کدام برای مصارفی گوناگون مورد بهره برداری قرار میگیرد.
پوشش های ساده مانند انواع رنگ های صنعتی و ساختمانی ( رنگ روغنی ، زینک کرومات )
پوشش های رنگی خاص مانند رنگ های ضد رطوبت ، ضد گرما (پلی اورتان ، اپوکسی ، پلی استر)
پوشش الیافی مانند پشم شیشه ، فوم ، پشم سنگ ، ایزوگام
پوشش های بتنی و سیمانی

ایزولاسیون و اجرای پوشش بر جداره مخازن جهت جلوگیری از فرسودگی ، سرما و گرما زدگی ، اکسید شدن ، زنگ زدگی و افزاش مقاومت مکانیکی و عوامل شیمیایی دیگر انجام میشود.
با توجه به اینکه مخازن معمولا در فضای باز احداث و نصب میشوند در کاربری های حساس ساخت سایبان برا آنها نیز پیش بینی میشود تا از نور مستقیم آفتاب ( در مناطق کویری و شرجی ) بر سطح آنها و ایجاد گرمای مستمر در سطح جداره جلوگیری شود.
ساخت سایبان می تواند بصورت سوله و سقف های شیبدار انجام شود ، همچنین میتوان با ساخت لوور نیز سایبان را برای مخازن احداث کرد. ایستافو

تخریب مخازن جدار نازک

مخازن جدار نازک در ابعاد بزرگ ( پالایشگاهی ) همیشه در معرض خطرات گوناگونی هستند
عواملی مانند نیروی باد و طوفان که شایع ترین عامل تخریب هستند میتوانند با ایجاد فشار و مکش بر جداره مخازن آن را دچار لهیدگی و تخریب نمایند.
همچنین بار مرده ( وزن مخزن ) خود نیز عاملی در ناپایداری مخزن است و اگر در محاسبات فنی این موضوع پیش بینی نشود و سازه نگهبان و داربستی برای آن احداث نشود می تواند باعث تخریب شود.
زلزله نیرویی است که میتواند سیال و مواد داخل مخزن را بصورت ناگهانی و پر قدرت به حرکت دربیاورد و ضربات سنگینی را بر جداره مخزن وارد کند.
انفجار سیالات موجود در مخازن دیگر عاملی است که ایجاد حادثه مینماید. جهت جلوگیری از این موضوع باید بازرسی های دوره ای و همچنین موارد امنیتی بشدت رعایت شود.
نگهداری از مخازن جدار نازک در مرحله اول امری هزینه بر است اما می تواند از حوادث سنگین و هزینه های بعدی جلوگیری نماید.

نویسنده :امیر قاسم نژاد

منبع : واحد تولید محتوا ایستافو