مخازن تحت فشار یا همان مخازن فشار قوی در صنایع مختلف از جمله تولید مواد شیمیایی، فرآیندهای تحت حرارت بالا، صنعت انرژی، نفت و گاز و … برای ذخیره سیالات در مواردی که تحت فشار بالا قرار دارند، استفاده می شوند. این مخازن تحت فشار، الزامات معمولی دارند، اما به اندازه ای مهم هستند که ایمنی کل یک صنعت را تضمین می کنند. برای طراحی و ساخت مخازن تحت فشار باید از صفحات فولادی با گریدهای تجاری ویژه استفاده کرد. تولید مخازن تحت فشار، نیاز به تلاش بیشتر و تخصص و اجرای برنامه مهندسی ویژه دارند. در ادامه به بررسی گریدها و استانداردهای آن ها می پردازیم.
ویژگی مخازن تحت فشار
بهترین تولید کنندگان مخازن تحت فشار، از معروف ترین استانداردهای جهانی صفحات فولادی یعنی، استاندارد ASME و استاندارد ASTM استفاده می کنند. مخازن تحت فشار در شرایط ویژه عملیاتی کاربرد دارند؛ به همین دلیل ورق فولادی یا صفحات فولادی برای ساخت آن ها باید ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی فوق العاده ای داشته باشند.
دوام و استحکام بالا، پایداری حرارتی عالی و مقاومت در برابر خوردگی از مهم ترین این ویژگی ها هستند که باید مورد توجه قرار گیرند. به طور مثال برای کاربرد ورق سیاه برای مخازن تحت فشار باید از گریدی استفاده شود که مقاومت قابل قبولی داشته باشد. قیمت ورق گرم بسته به گریدی که دارد، متغیر می باشد.
همچنین برای مطاله بیشتر به مقاله ورق سیاه چیست مراجعه کنید.
کاربردهای مخازن تحت فشار چیست؟
به طور کلی، مخازن تحت فشار، بسته به شرایط فشار در صنعت، برای ذخیره، نگهداری یا انتقال برخی سیالات به کار می روند. همچنین آن ها برای جداسازی مایع و گاز، استخراج سیالات فوق بحرانی، مطالعات ویژگی های استاتیک، الکتروشیمیایی و خوردگی و … نیز به کار گرفته می شوند؛ به همین علت از اهمیت فراوانی در بین تولید دیگر تجهیزات صنایع برخوردار می باشند.
با این حال برای استفاده از آن ها در موارد ذکر شده گریدهایی که در ادامه توضیح داده می شود، باید به کار برده شود. درست است که قیمت ورق روغنی و استانداردهای آن به علت داشتن ظاهر زیبا از ورق سیاه بیشتر است، اما از لحاظ مقاومت گرید های محصولات گرم در اولویت هستند.
استانداردهای ASTM برای صفحات فولادی در مخازن تحت فشار
طراحی استاندارد A20-85، گروهی از الزامات رایج را برای ساخت مخازن تحت فشار پوشش می دهد؛ مگر این که در مشخصات جدول مواد جداگانه ای درج شده باشد. در مورد صفحات فولادی و مخازن تحت فشار، هر یک از مشخصات ارائه شده در زیر، توسط مرجع استاندارد ASTM ارائه شده است. این کدهای استاندارد در تمامی مراحل طراحی و تولید، ساخت، کنترل و بازرسی مخازن تحت فشار به کار می روند.
در حال حاضر، بهترین استانداردهای ورق فولادی برای ساخت مخازن تحت فشار، شامل سه گرید زیر می باشند:
- ورق فولادی گرید A516، ASTM A516
- ورق فولادی A537، ASTM A537
- ورق فولادی A285، ASTM A285
بهتر است به این نکته توجه داشته باشید که تمامی گریدهای فولاد آلیاژی و کم آلیاژ که در ادامه توضیح داده می شود، برای ساخت مخازن تحت فشار مناسب هستند. همچنین برای مواردی مانند عملیات جوشکاری و ذوب حرارتی نیز کاربرد دارند. لازم به ذکر است در صورت نیاز به استفاده از ورق های فولادی در ساخت مخازن تحت فشار، بهتر است ابتدا در مورد گرید مورد استفاده، نحوه عملیاتی که باید برای آن ها انجام شود و میزان استفاده اطلاعاتی را جمع آوری کنید.
توجه داشته باشید تمامی گریدهای فولادی مانند استانداردهای ورق روغنی که سبب تولید محصولات گالوانیزه و شیروانی می شوند، برای تولید مخازن مناسب نمی باشد. با این حال امروزه قیمت ورق شیروانی ۶ متری در بازار آهن آلات خصوصاً به دلیل داشتن کیفیت ظاهری بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
معرفی استانداردهای مورد استفاده برای مخازن تحت فشار
همان طور که اشاره کردیم برای تولید مخازن تحت فشار باید از گرید های مناسب محصولات گرم استفاده کنید. این محصولات بر خلاف ظاهر که مانند ورق گرم کدر و مات می باشد، دارای عناصر آلیاژی در ترکیبات خود می باشند که سبب مقاومت بیشتر آن ها می شود. با این حال هر سه گرید دارای ویژگی های مشخصی می باشند و قبل از خرید باید بدانید برای انجام چه عملیاتی قرار است مورد استفاده قرار گیرد؛ به همین علت در ادامه به معرفی آن ها پرداخته شده است. لازم به ذکر است در صورت نیاز به گریدهایی با کیفیت ظاهری بالا و در عین حال همراه با خواص ورق سیاه، باید انواع شیت های اسیدشویی را خریداری کنید. البته به این نکته توجه داشته باشید که قیمت ورق اسیدشویی از شیت سیاه بالاتر است.
برای مطالعه بیشتر درباره گرید های وقر اسیدشویی به مقاله معرفی کامل ورق اسیدشوییst33 و st37 و sw22 مراجعه کنید.
ورق های فولادی A516 ASTM A516 :
یکی از بهترین ورق های فولادی برای ساخت مخازن تحت فشار با گرید A516 معرفی می شود که بر اساس استاندارد ASTM A516 تولید می شود. از ویژگی های قابل توجه این محصول می توان به خاصیت چقرمگی بسیار عالی اشاره کرد که سبب تبدیل آن به بهترین گزینه برای ساخت مخازن تحت فشار شده است. در حال حاضر، چهار گرید اصلی از این ورق فولادی با توان کششی متفاوت در بازار موجود است. خریداران می توانند متناسب با نیازهای صنعتی خود از آن ها استفاده کنند.
گریدهای ورق های ASTM A516 شامل 60، 65 و 70 می باشد که دارای توان کششی فوق العاده به خصوص برای کاربردهای صنعتی می باشند. گرید نوع 60 توان کششی کمتری در مقایسه با دیگر انواع این ورق ها داشته و برای فشار های معمولی مخازن مناسب می باشد. از سوی دیگر گرید 70 برای فشارهای بالا مناسب بوده و دارای توان کششی بالایی می باشد.
ورق های فولادی A537 ASTM A537 :
این گرید از محصولات فولادی نیز برای تولید مخازن تحت فشار با حرارت مناسب تنظیم شده اند و بیشتر برای مخازنی از آن ها استفاده می شود که برای جوشکاری ورق های فولادی کاربرد دارند. این محصول نیز به تنهایی دارای سه گرید در بازار آهن آلات می باشد که با نام های کلاس 1، 2 و 3 معرفی می شوند. لازم به ذکر است گرید 2 ورق های A537 دارای توان کششی بالاتری در مقایسه با دو استاندارد دیگر می باشد و ضخامت آن نیز بیشتر است؛ بنابراین برای مخازن مقاوم تر مناسب می باشد. لازم به ذکر است مخازن پالایشگاه ها و پتروشیمی ها از این نوع شیت های فولادی ساخته می شوند.
ورق های فولادی A285 ASTM A285 :
ورق های فولادی A285، پرکاربردترین محصولات فولادی برای ساخت انواع مخازن تحت فشار همراه با قابلیت جوشکاری می باشند. این شیت ها دارای ضخامت حداکثر 50 میلی متر می باشند و از آن ها برای تولید مخازن تحت فشار با فشار پایین و کنترل شده استفاده می شود. سه گرید از ورق های فولادی A285 در بازار ارائه می شود که گرید C آن از جمله رایج ترین استانداردها به شمار می رود.
جمع بندی
در پایان باید گفت مخازن تحت فشار یکی از اصلی ترین تجهیزات مورد استفاده در عملیات های فشاری و حرارتی هستند که برای نگهداری نفت، سیالات و جداسازی مایعات مختلف، استخراج سیالات فوق بحرانی، مطالعات ویژگی های استاتیک، الکتروشیمیایی و خوردگی مورد استفاده قرار می گیرند. با این وجود امنیت یک سیستم توسط آن ها تعیین می شود؛ در نتیجه از یک سری ورق های فولادی با استحکام بالا در برابر فشار و حرارت در ساخت آن ها استفاده می کنند.
این ورق ها معمولاً از جمله گرید های ورق سیاه هستند که با نام محصولات صنعتی، آلیاژی و آتش خوار تحت استانداردهای آمریکایی ASTM تولید می شوند. محصولاتی که برای این مخازن مورد استفاده قرار می گیرند، باید دارای استحکام کششی و فشاری بسیار بالا، مقاومت در برابر ضربه و فشارهای قوی، ضخامت های متنوع، مقاومت در برابر حرارت بالا و طول عمر مناسب باشند.
محصول صنعتی که با نام ورق سیاه ST52 شناخته شده و دارای سختی و استحکام بالایی در برابر فشارهای قوی می باشد، اما یک سری گرید اختصاصی محصولات گرم وجود دارند که برای ساخت مخازن حمل و تحت فشار مورد استفاده قرار می گیرند. همان طور که اشاره شد این گریدها با نام های اختصاری A516، A537 و A285 شهرت یافته اند.
هر کدام از این کیفیت ها به تنهایی بر اساس عناصری که در ترکیبات شیمیایی آن ها به کار می رود، دارای گریدهای مختلفی هستند. با این وجود باید گفت به طور کلی گرید A516 برای مخازن تحت فشار معمولی، گرید A537 برای مخازن تحت فشار با حرارت مناسب و نیاز به جوش کاری و گرید A285 در جهت ساخت مخازن تحت فشار با فشار پایین و جوشکاری به کار برده می شوند. برای خرید و استعلام قیمت هر گرید به همراه سایر ورق های فولادی می توانید با کارشناسان فروش آهن اینفو تماس بگیرید تا اطلاعات کافی در این زمینه را کسب کنید.
