استفاده از استنلس استیل در ساخت مخازن تحت فشار و سیلندرهای گاز

از جمله پرکاربردترین تجهیزاتی که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد، سیلندرها و یا مخازن تحت فشار هستند. این سیلندرها برای اینکه بهترین و مناسب‌ترین عملکرد را داشته باشند نیاز است تا از مقاوم‌ترین و مستحکم‌ترین فلزات تولید شوند. انواع فولاد و بخصوص فولادهای ضدزنگ یا استیل نیز به دلیل مقاومت و استحکام بالایی که دارند، گزینه‌های بسیار مناسبی برای ساخت انواع سیلندرها به شمار می‌روند. در این مطلب از بلاگ استیل رخ قصد داریم درباره کاربردها و مزایای سیلندرهای استنلس استیل که استفاده از آن‌ها را تا به این اندازه محبوب کرده است، صحبت کنیم.

 

مخازن تحت فشار استیل

مخازن تحت فشار استیل یا سیلندرهای استنلس استیل، مخزن‌های بسته‌ای هستند که در آن‌ها گازها و یا مایعات تحت فشار نگهداری می‌شود. از آن جایی که سیال موجود در این مخازن تحت فشار بوده، نیاز است تا از باکیفیت‌ترین و مقاوم‌ترین آلیاژها برای کاهش خطرات استفاده شود. مقاومت سیلندر استیل به اندازه‌ای است که می‌توان گازها و یا مایعات تحت فشار مختلفی را در آن قرار داد. مزایای مخازن استیل در مقایسه با سایر مخازن موجود در بازار به قدری است که بخش قابل توجهی از نیازهای فنی را پوشش داده و به انتخاب اول بسیاری از کاربردهای صنعتی تبدیل شده است.

برای این که کارایی سیلندرهای استنلس استیل در صنعت افزایش پیدا کند، آن‌ها را در سایزها و اندازه‌های مختلفی تولید و روانه بازار می‌کنند. برخی از مهمترین و پرکاربردترین شکل‌های سیلندرهای استنلس استیل عبارت‌اند از: سیلندرها مخروطی، سیلندرهای استوانه‌ای و سیلندرهای کروی. همچنین مخازن استیل تحت فشار می‌تواند دمای عملیاتی متفاوت‌تری نسبت به سایر مخازن داشته باشند.

برای این که مخازن تحت فشار بتوانند فشارهای بالا را تحمل کنند، دریچه‌ها و گیج‌هایی تحت عنوان دریچه‌هایی رهاسازی برای آن‌ها تعبیه می‌شود. فشار ایجاد شده در این مخازن می‌تواند به صورت مستقیم از طریق این دریچه‌ها کنترل شده و یا از طریق غیرمستقیم و کنترل دما آن را کاهش دهد. یک مخزن استنلس استیل این قابلیت را دارد تا ظرفیتی بیش از چندین هزار لیتر داشته باشد.

 

کاربردهای مخازن تحت فشار

کاربرد سیلندر استیل به دلیل وجود مزیت‌های بسیار زیاد این تجهیزات است. یک سیلندر استیل می‌تواند به خوبی فشارهای بسیار بالا را تاب آورد. همچنین می‌تواند در برابر خوردگی، زنگ زدگی و ساییدگی نیز مقاومت بالایی داشته باشد. تحمل دماهای برودتی و همچنین دماهای بالا و حرارت نیز از دیگر مزایای سیلندر استیل به شمار می‌رود. جمع تمامی این مزایا موجب شده تا سیلندرهای استنلس استیل در صنایع بسیار مختلفی کاربرد پیدا کنند.

هر کجا که نیاز به نگهداری گازها و یا مایعات با فشار بالا وجود داشته باشد، می‌توان از انواع سیلندرهای استنلس استیل استفاده کرد. امروزه طیف وسیعی از مواد تحت فشار در این تجهیزات نگهداری می‌شوند. از مهمترین صنایعی که به وفور از سیلندرها و مخازن تحت فشار استیل استفاده می‌کنند، می‌توان به صنایع پتروشیمی، صنایع نفت و گاز و صنایع شیمایی اشاره کرد. مقاومت سیلندر استیل در برابر انواع واکنش‌های شیمیایی مثال زدنی است. این مقاومت در حدی است که برخی استنلس استیل را به عنوان یک فلز بی‌اثر می‌شناسند.

به همین دلیل است که مخازن استنلس استیل درخیلی از صنایع کاربرد دارد از جمله صنایع غذایی، دارویی، ساخت و ساز، حمل و نقل، صنایع دریایی، پزشکی، نظامی و…. این تجهیزات برای ذخیره مواد شیمیایی، مواد غذایی و بهداشتی، انواع سوخت و مواد پتروشیمی کاربرد دارند. همچنین امکان استفاده از سیلندرهای استنلس استیل برای محیط‌های مستعد خوردگی مثل محیط دریایی یا زیرزمینی نیز وجود دارد.

 

انواع مخازن تحت فشار

برای اینکه از نهایت ویژگی‌ها و کارایی مخازن تحت فشار استنلس استیل استفاده شود، آن‌ها را در انواع مختلفی تولید می‌کنند. هر کدام از این مخازن دارای مزایا و ویژگی‌های خاص خودشان هستند. برخی از مهمترین انواع مخازن تحت فشار استیل عبارت خواهند بود از:

مخازن فرایند

در صنعت اگر بخواهند که سیالات تحت فشار را نگهداری و ذخیره‌سازی کنند، از مخازن فرایندی استفاده می‌شود. این مخازن کاربرد گسترده‌ای در عملیات و فرایندهای صنایع پتروشیمی، پالایشگاه ها، صنعت نفت و گاز و… دارند. چنین مخازنی دارای مقاومت و استحکام بسیار بالا بوده و می‌توان از آن‌ها در شرایط سخت محیطی استفاده کرد.

اتوکلاوها

یکی دیگر از مخازن تحت فشار استیل که امکان استفاده در دماها و حرارت‌های بالا را دارد، اتوکلاوها هستند. امروزه این مدل از مخازن و محفظه‌های استنلس استیل را به شکل استوانه‌ای یا اشکال دیگر تولید می‌کنند. در طراحی اتوکلاو قابلیت تحمل فشار و دمای بالا و دسترسی به داخل مخزن از طریق دریچه‌ای بزرگ بسیار مهم است. همچنین سیلندرها و مخازن تحت فشار اتوکلاو لازم است ایمنی بسیار مناسبی داشته باشند. در صنعت از این تجهیزات برای استریل کردن وسایل و تجهیزاتی استفاده می‌شود که نیاز به استریل سازی مرتب و روزمره دارند.

مخازن پُرفشار

در بین تمامی مخازن تحت فشار، مخازن پُرفشار مستحکم ترین، مقاوم‌ترین و بادوام‌ترین آن‌ها به شمار می‌روند. این مخازن قابلیت استفاده در تمامی شرایط سخت محیطی را داشته و می‌توانند فشارهای بسیار بالا را تاب بیاورند. مخازن پُرفشار همچنین استحکام مثال زدنی در برابر دماهای بالا، فشارهای زیاد، خوردگی و ساییدگی دارند. از این رو طول عمر این مخازن نیز بیشتر خواهد بود.

این نوع از سیلندرهای استنلس استیل بیشتر از جنس آلیاژهای با مقاومت به خوردگی بالا تولید می‌شوند. از جمله اصلی‌ترین کاربردهای این مخازن ذخیره هوای فشرده در زیردریایی‌ها و ایستگاه‌های فضایی، راکتورهای شیمیایی و همچنین سیستم‌های ذخیره گاز مایع و بسیاری موارد دیگر است.

 

قوانین و استانداردهای حاکم بر طراحی و ساخت مخازن تحت فشار

این نوع از مخازن به دلایل ایمنی و شرایط بحرانی کاری باید طبق استانداردهای سختگیرانه‌ای طراحی و ساخته شوند. در غیر این صورت فقط با استفاده از ورق و لوله استیل نمی‌توان اطمینان داشت که به عملکرد و ایمنی مناسبی دست پیدا کنیم. امروزه استانداردها و قوانین فنی بسیاری برای این رده از مخازن وجود دارد که در اینجا به چند نمونه اشاره می‌کنیم.

شماره استاندارد	موضوع
EN 13445	استاندارد اروپایی طراحی مخازن که بر پایه استاندارد قدیمی BS 5500 تدوین شده
EN 286	استاندارد اروپایی ساخت مخازن هوا
ASME-BPVC Section VIII	استاندارد امریکایی ساخت مخازن تحت فشار
ASME PVHO	استاندارد آمریکایی ساخت مخازن
API 510	استاندارد بازرسی مخازن تحت فشار
AD 2000	قوانین ساخت مخازن تحت فشار آلمان
BS4994	استاندارد طراحی و ساخت مخازن پلاستیکی تقویت شده
CODAP	استاندارد فرانسوی طراحی و ساخت مخازن تحت فشار