مخزن تحت فشار: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
افزودن بخش استانداردها و کدهای طراحی |
افزودن بخش فشار کاری و منابع |
||
خط ۵:
مخازن تحت فشار می توانند بسیار خطرناک باشند و حادثه های منجر به مرگ زیادی در طول دوره توسعه و بهره برداری آنها رخ داده است. به همین دلیل، طراحی، ساخت و بهره برداری از مخازن تحت فشار توسط مقامات مهندسی و توسط قانون حمایت می شود. تعریف مخزن فشار از کشوری به کشور دیگر متفاوت است.
طراحی آن شامل پارامترهایی مانند حداکثر فشار عملیاتی و درجه حرارت ایمن، ضریب ایمنی، میزان خوردگی مجاز و حداقل دمای طراحی (برای شکست ترد) می باشد. سازه با استفاده از تست های غیر مخرب مانند تست اولتراسونیک، رادیوگرافی و آزمایش فشار انجام می شود. در آزمایش هیدرواستاتیک از آب استفاده می کنند، و در آزمایش پنوماتیکی از هوا یا گاز دیگری استفاده می کنند. معمولا تست هیدرواستاتیک ترجیح داده می شود، زیرا این روش یک روش ایمن تر است، در صورتی که شکست بدنه در طول آزمایش اتفاق بیفتد، حجم ناچیزی از انرژی آزاد می شود (آب به دلیل تراکم پذیری ناچیز برخلاف گازها در هنگام شکست بدنه سریعا منبسط نمی شود در حالیکه در گازها این اتفاق باعث انفجار می شود.)<ref name=":1">{{Cite journal|date=2019-03-02|title=Pressure vessel|url=https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pressure_vessel&oldid=885771998|journal=Wikipedia|language=en}}</ref>
<br />
خط ۱۸:
یک کاربرد منحصر به فرد از یک مخزن تحت فشار، کابین هواپیمای مسافربری است: پوسته بیرونی وظیفه حمل بارهای مانور هواپیما و همچنین تحمل فشار کابین را برعهده دارد.
<br />
== خصوصیات مخازن تحت فشار ==
==== شکل مخزن تحت فشار ====
به صورت تئوری، مخازن تحت فشار می توانند تقریبا هر شکلی داشته باشند، اما بیشتر به شکل بخش هایی از کره ها، سیلندرها و مخروط ها ساخته می شود. شکل متداول آن یک استوانه با دو عدسی یا کلاهک در دو انتها است. شکل این کلاهک ها معمولا یا به شکل نیمکره یا به شکل بشقابی (torispherical) است. تجزیه و تحلیل و ساخت شکل های پیچیده‌تر از گذشته تاکنون برای ساخت راحت و ایمن دشوار بوده است. در تئوری مخازن تحت فشار کروی با ضخامت جدار یکسان دوبرابر مخازن تحت فشار استوانه ای استحکام دارند و ایده‌آل‌ترین شکل برای ساخت مخازن تحت فشار هستند. ولی ساخت این مخازن دشوارتر و پرهزینه‌تر است به همین دلیل اکثر مخازن، شکل استوانه ای با کلاهک‌های نیمه-بیضوی با نسبت ۲:۱ دارند.<ref name=":1" /> مخازن کوچکتر را از یک لوله و دو کلاهک می‌سازند.
<br />
==== مواد ساخت ====
اکثر مخازن تحت فشار از فولاد ساخته می‌شوند. برای ساخت یک مخزن استوانه ای یا کروی، اجزای نوردشده و احتمالا فورج شده باید به هم جوشکاری شوند. خواص مکانیکی بدست آمده توسط نورد یا فورج ممکن است توسط فرآیند جوشکاری کاهش پیدا کند به همین دلیل باید اقدامات لازم جهت مقابله و رفع این پدیده در نظر گرفته شود. علاوه بر استحکام مکانیکی کافی، استانداردها استفاده از فولادی با مقاومت در برابر ضربه بالا را تعیین می کنند، مخصوصا برای مخازن با دماهای کاری پایین.<br />دیگر مواد رایج برای ساخت مخازن شامل پلیمرهایی مانند PET در ظروف نوشابه های گازدار و مس در تجهیزات لوله کشی می‌شود.
سطوح داخلی مخازن تحت فشار را می توان با مواد فلزی، سرامیکی و پلیمری برای محافظت در برابر سیال داخل محفظه پوشش داد. این پوشش می‌تواند همچنین درصد زیادی از فشار محفظه را تحمل کند.<ref>{{یادکرد وب|عنوان=Making a Metal-Lined Composite-Overwrapped Pressure Vessel|نشانی=https://www.techbriefs.com/component/content/article/tb/techbriefs/manufacturing-prototyping/747|وب‌گاه=www.techbriefs.com|بازبینی=2019-03-03|کد زبان=en|نام=Techbriefs Media|نام خانوادگی=Group}}</ref>
<br />
==== فشار کاری ====
سیلندرهای معمولی استوانه ای فشار بالا برای گازهای دائمی (گازهایی که در فشار ذخیره سازی، کندانس نمی‌شوند مانند هوا، اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن، آرگون، هلیوم ) با فرآیند فورج گرم دوران و پرس می‌شوند تا یک مخزن فولادی بدون‌درز ساخته شود.
تا سال ۱۹۵۰ در اروپا فشار کار سیلندرها برای استفاده در صنعت، صنایع دستی، غواصی و پزشکی تنها دارای 150 بار فشار کار استاندارد (WP) بود. از زمان 1975 تاکنون فشار استاندارد 200 بار است. آتش نشانان نیاز به سیلندرهای باریک (و سبک) برای حرکت در فضاهای محدود دارند، در حدود 1995 سیلندرهایی با فشار کاری ۳۰۰ بار بیرون آمد - ابتدا فقط با فولاد خالص.<ref name=":1" />
تلاش برای رسیدن به وزن های سبک‌تر منجر به تولید نسل‌های مختلفی از سیلندرهای کامپوزیتی (فیبر و ماتریس، بر روی یک لایه آستری) شد که توسط ضربه از بیرون راحت‌تر آسیب می بینند تا از داخل. برای مقابله با این آسیب‌پذیری ضخامت جدا را افزایش می‌دهند. سیلندرهای کامپوزیت - آتش نشانی یک بازار مهم است - که معمولا برای فشار کاری 300 بار ساخته می‌شوند.
فشار تست هیدرواستاتیک (مخزن پرشده از آب) تقریبا از همان ابتدا تا به امروز ۵۰٪ بیشتر از ماکزیمم فشار کاری بوده است.<ref>{{Cite journal|date=2019-03-02|title=Pressure vessel|url=https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pressure_vessel&oldid=885771998|journal=Wikipedia|language=en}}</ref>
==== دنده ها و رزوه در مخازن ====
<br />
== استانداردها و کدهای طراحی ==
'''لیست استانداردهای مورد استفاده در طراحی''' <span class="tlid-translation-gender-indicator translation-gender-indicator"></span>'''مخازن تحت فشار:'''
* EN 13445: استاندارد طراحی مخازن در اروپا
سطر ۲۸ ⟵ ۵۲:
* AD Merkblätter: استاندارد آلمانی ساخت مخازن
* EN 286(قسمت 1 تا 4): استاندارد اروپایی برای ساخت مخازن ساده(تانکر هوا)
* BS4994:
* ASME PVHO: استاندارد آمریکایی برای ساخت مخازن در تصرف انسان
* CODAP: استاندارد فرانسوی برای ساخت مخازن تحت فشار بدون آتش
| |||