مراحل ساخت مخازن کرایوژنیک
ساخت مخزن کرایوژنیک
مراحل ساخت مخازن کرایوژنیک، نقشی حیاتی در ذخیره‌سازی ایمن و کارآمد سیالاتی با دماهای فوق‌العاده پایین ایفا می‌کنند. از ذخیره گازهای صنعتی و آزمایشگاهی همچون اکسیژن، نیتروژن، آرگون، دی اکسید کربن و LNG Liquid) Natural Gas) تا هلیوم در تحقیقات فضایی، این مخازن در قلب صنایع مختلف و بیمارستان‌ها حضور دارند. اما ساخت این مخازن براساس چه استاندارد و با چه کیفیتی انجام می‌شود؟
در ادامه، برخی اصول و روش‌های مهم در طراحی و ساخت مخزن کرایوژنیک را به اختصار توضیح می‌دهیم:
1- انتخاب متریال مناسب:
انتخاب متریال مناسب برای دیواره مخزن در ساخت مخازن کرایوژنیک بسیار حائز اهمیت است. باید جنسی با مقاومت بالا در برابر فشار و نیروی برشی انتخاب شود. برای این منظور، باید در انتخاب جنس دیواره مخزن، عواملی از قبیل دما، جریان، اسیدیته و غیره را مد نظر قرار داد.
2- رعایت استانداردهای لحیم‌کاری و جوشکاری:
لحیم‌کاری و جوشکاری اجزای مخزن یکی از مهمترین مراحل در کیفیت و ساخت مخزن کرایوژنیک است. برای این منظور، باید به استانداردهایی مانند ASME SEC VIII DIV 1 و API 650 توجه کرد.
3- طراحی بهینه‌ی دیواره مخزن:
ضخامت دیواره مخزن یکی از مهمترین عوامل در استحکام سازه مخزن است. با استفاده از روش‌های بهینه‌سازی و استانداردهای ساخت مخازن تحت فشار، می‌توان به شکل بهینه‌ای در زمینه تعیین جنس و ضخامت دیواره مخزن و همچنین ابعاد مخزن اقدام کرد.
4- استفاده از تکنولوژی‌های جدید:
با توجه به پیشرفت تکنولوژی، می‌توان از روش‌های مدرن‌تر و جدیدتر در طراحی و ساخت مخزن کرایوژنیک استفاده کرد. برای مثال، استفاده از روش‌های بیسیمی، نانوتکنولوژی و هوش مصنوعی در طراحی و ساخت این مخازن می‌تواند به بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌های مربوط به آنها کمک کند.
مراحل اصلی ساخت مخزن کرایوژنیک:
۱. طراحی و محاسبات اولیه دقیق
در این مرحله، ابتدا نیازمندی‌های مخزن شامل حجم، فشار کاری، نوع مواد و دما مشخص می‌شود. بعد از انتخاب نوع مناسب مخزن کرایوژنیک با در نظر گرفتن نوع سیال، حجم مورد نیاز، فشار کاری و الزامات ایمنی، طراحی و نقشه‌کشی مخزن شروع می‌شود. طراحی مخزن باید به گونه‌ای باشد که بتواند فشارهای بالای داخلی را تحمل کند و همچنین خطر شکست در دماهای پایین را به حداقل برساند.
- محاسبات مهندسی: در این مرحله، با کمک نرم افزارهای مهندسی محاسبات دقیق برای تعیین ضخامت جداره‌های مخزن، ابعاد مخزن، نوع متریال و سایر الزامات فنی با توجه به مشخصات فوق انجام می‌شود.
- طراحی جزئیات: در مرحله بعد جزئیات طراحی از جمله اتصالات، شیرآلات، سیستم‌های عایق‌بندی و تجهیزات کنترلی ترسیم و مشخص می‌شوند.
در شرکت آریل صنعت سپاهان با بهره مندی از مهندسین با تجربه و همچنین نرم افزارهای پیشرفته این مرحله با دقت بالا انجام می‌گیرد.
۲. انتخاب متریال:
بعد از طراحی و محاسبات اولیه متریال مورد نیاز با توجه به حجم و فشار مخزن انتخاب می‌شوند. مواد و متریال مورد استفاده برای ساخت مخزن کرایوژنیک باید قابلیت تحمل دماهای بسیار پایین و تنش‌های ناشی از فرآیندهای مختلف و همچنین فشارهای بالا را داشته باشد.
- بدنه مخزن: فولاد ضد زنگ آستنیتی مانند AISI 304 یا AISI 316 به دلیل مقاومت بالا در برابر دماهای پایین و خوردگی، ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت بدنه مخزن کرایوژنیک است.
- عایق حرارتی: عایق‌های پودری مانند پرلیت و عایق‌های چندلایه با خلاء برای به حداقل رساندن انتقال حرارت به داخل مخزن و حفظ دمای سیال کرایوژنیک استفاده می‌شوند.
شرکت فنی مهندسی آریل صنعت سپاهان با بهره مندی از روابط بین الملل و همکاری با تامین کنندگان داخلی و خارجی افتخار این را دارد که بهترین، با کیفیت‌ترین و معتبرترین برندهای داخلی و خارجی مواد اولیه در ساخت مخازن کرایوژنیک را تهیه و در ساخت مخازن استفاده کند.
۳. روند ساخت مخزن کرایوژنیک:
- برش‌دهی و فرم‌دهی: قطعات بدنه مخزن از ورق‌های فولاد ضد زنگ با استفاده از روش‌های برش لیزری یا واترجت با دقت بالا برش داده شده و سپس با ظرافت کامل فرم‌دهی می‌شوند.
- جوشکاری: قطعات برشکاری شده به وسیله جوشکاری به یکدیگر متصل می‌شوند. این فرآیند نیازمند مهارت و تخصص بالا برای ایجاد اتصالی بی‌نقص است زیرا هرگونه نقص در جوشکاری می‌تواند منجر به نشت یا خرابی در آینده می‌شود. در پایان هر مرحله از جوشکاری تست رادیوگرافی برای اطمینان و کیفیت جوش انجام می‌شود.
- مونتاژ: در این مرحله، اجزای مختلف مخزن مانند بدنه، عایق‌بندی، اتصالات و تجهیزات کنترلی با دقت و ظرافت بالا مونتاژ می‌شوندتا از نفوذ گاز یا مایع در نواحی غیرمجاز جلوگیری شود.
گروه صنعتی آریل با بهره‌مندی از تیم متخصص و با تجربه در خط تولید و ساخت مخازن و همچنین ارائه تست رادیوگرافی کیفیت و ایمنی مخازن کرایوژنیک تولید شده در این شرکت را تضمین می‌کند.
۴. عایق‌کاری:
یکی از مراحل کلیدی در ساخت مخازن کرایوژنیک، عایق کاری می٬باشد که بعد از جایگذاری مخزن داخلی در مخزن بیرونی انجام می‌شود. برای حفظ دمای پایین داخل مخزن، عایق‌بندی مناسب بسیار حیاتی می٬باشد و باعث جلوگیری از انتقال حرارت از داخل مخزن به محیط بیرونی می‌شود. عایق حرارت از طریق پر شدن محفظه‌ی بین دو ظرف با استفاده از مواد عایق و خلا زیاد (حدود 0.3 میلی بار) تأمین می‌شود. همچنین از مواد جاذب رطوبت برای ثبات بیشتر خلا نیز استفاده می‌شود. عایق حرارتی موثر، اتلاف حرارت را به حداقل رسانده و مدت زمان نگهداری گازهای مایع در دمای پایین را افزایش می‌دهد.
۵. تست و بازرسی:
پس از اتمام ساخت، مخزن باید تحت آزمایش و تست‌های مختلفی قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که می‌تواند به درستی در شرایط کاری مورد نظر عمل کند. به طور کلی این آزمایش‌ها شامل تست فشار، تست نشتی و تست عایق‌بندی می‌باشد. در این قسمت انواع تست‌ها به اختصار مطرح شده است:
- تست‌های غیرمخرب: از روش‌های تست التراسونیک و پرتو ایکس برای بررسی کیفیت جوش‌ها و عیوب احتمالی بدنه که می‌تواند منجر به نشت یا انفجار مخزن شود، استفاده می‌شود.
- تست‌های هیدرواستاتیک: مخازن، تحت فشار هیدرواستاتیک بالاتر از فشار کاری قرار داده می‌شود تا از نشتی و استحکام آن در برابر فشارهای بالا اطمینان حاصل شود.
- تست‌های خلاء: برای اطمینان از کیفیت عایق‌بندی و خلاء داخل مخزن که برای حفظ دمای سیال کرایوژنیک ضروری است، تست‌های خلاء با دقت بالا انجام می‌شود.
در شرکت آریل صنعت سپاهان کلیه مراحل ساخت و همچنین انواع تست‌ها مطرح شده زیر نظر بازرسین متخصص از شرکت‌های معتبر بازرسی ثالث انجام می‌پذیرد.
۶. نهایی سازی:
- رنگ‌آمیزی: سطح بیرونی مخزن خارجی با یک لایه سندبلاست و سه لایه رنگ مخصوص پوشانده می‌شود. انتخاب رنگ با کیفیت بالا و مخصوص برای مخازن کرایوژنیک بسیار اهمیت دارد. رنگ علاوه بر خاصیت ضد خوردگی باید در برابر دماهای بسیار پایین مقاومت نیز داشته باشد تا از مخزن در برابر عوامل محیطی محافظت کند.
- نصب تجهیزات: تجهیزات جانبی مانند سیستم‌های کنترل دما، شیرهای اطمینان و نشانگرهای سطح که برای عملکرد صحیح و ایمن مخزن ضروری هستند، نصب می‌شوند.
نهایتاً پس از تایید کیفیت و عملکرد مخزن، آماده‌سازی آن برای نگهداری و استفاده آغاز می‌شود. این شامل عملیات پاک‌کردن، بسته‌بندی و حمل و نقل مخزن به مقصد نهایی می‌شود. به دلیل اهمیت دمای پایین در کرایوژنیک، همه مراحل تولید مخازن با دقت بالا و استفاده از تجهیزات و مواد باکیفیت انجام می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که مخازن بتوانند نیازهای نگهداری مواد در دماهای کمتر از منفی ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد را برآورده کنند.
کلیه مدارک و مستندات مربوط به طراحی، ساخت، تست و بازرسی مخزن برای مراجع ذیصلاح تهیه و بایگانی می‌شوند.
رعایت دقیق استانداردها: کلیه مراحل ساخت مخازن کرایوژنیک باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی مانند ASME، EN و ISO انجام شود تا از ایمنی و کیفیت آنها اطمینان حاصل شود.
متخصصان ما در شرکت آریل صنعت سپاهان آماده پاسخ گویی و مشاوره های لازم به شما عزیزان در خصوص مخزن کرایوژنیک هستند، همین حالا با ما تماس بگیرید و از مشاوره های رایگان متخصصان ما در جهت تکمیل اطلاعات و خرید بهره‌مند شوید.
