وعاء ضغط عال

أنواع الأوعية ذات الضغط العالي

تأتي آلات الأوعية ذات الضغط العالي بأنواع مختلفة وفقًا لاستخدامها في مختلف الصناعات. فيما يلي أشهرها:

• الغلاية الصناعية:

  تُستخدم الغلاية الصناعية كوعاء إنتاج عالي الضغط لتطوير البخار في المنشآت الصناعية. تم تصميم الغلايات الصناعية لتحمل مستويات ضغط عالية ولديها أنظمة تحكم معقدة. مثل الأنواع الأخرى من الأوعية ذات الضغط العالي، تحتوي الغلايات الصناعية على صمامات تخفيف الضغط، وأجهزة إنذار مستويات الضغط العالي، وأقفال أمان لمنع وقوع الحوادث. تُنتج الغلايات الصناعية البخار لتوليد الطاقة وتسخين العمليات والتطبيقات الأخرى.

• وعاء الضغط المُبرد:

  تم تصميم وعاء الضغط المُبرد لحمل السوائل شديدة البرودة (المُبردة). تتمتع السوائل المُبردة بدرجة حرارة منخفضة للغاية تبلغ حوالي -150 درجة مئوية إلى -269 درجة مئوية. من الأمثلة على السوائل المُبردة غاز الميثان السائل، والنيتروجين السائل، والهيليوم السائل. يمكن أن يأتي وعاء الضغط العالي على شكل أسطواني أو كروي أو على شكل صندوق. وعادةً ما يتم تصنيعه من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الكربوني. هناك نوعان رئيسيان من أوعية الضغط المُبرد - جدار واحد وجدار مزدوج. بينما يحتوي الجدار الواحد على طبقة واحدة فقط، يتميز الجدار المزدوج بوجود طبقة داخلية وخارجية. تُستخدم أوعية الضغط المُبرد لتخزين الغازات مثل الغاز الطبيعي والأكسجين والنيتروجين في حالتها السائلة.

• الوعاء المُعقم:

  يُستخدم وعاء الضغط المُعقم لتطبيق بخار عالي الضغط لفترات طويلة. يكون الوعاء المُعقم عادةً أسطوانيًا ويأتي بأحجام مختلفة، من خزانات صغيرة إلى حاويات صناعية كبيرة. مثل معظم أوعية الضغط، يتم تصنيع الوعاء المُعقم من مواد قوية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ الكربوني، أو الفولاذ المُسبك. يحتوي الوعاء المُعقم على رأس قفل متين لضمان قفل آمن وفك الضغط. يتم أيضًا تركيب صمامات تخفيف الضغط داخل الوعاء لمنع ارتفاع الضغط وضمان أمان الوعاء للاستخدام. يُستخدم الوعاء المُعقم عالي الضغط بشكل شائع في علاج المواد المركبة من الألياف الزجاجية، والبوليمرات، وتوليف الأمونيا في الصناعات الكيميائية، وتعقيم المعدات والمواد الطبية.

مواصفات وصيانة الأوعية ذات الضغط العالي

تتضمن بعض المواصفات الأساسية التي يجب أن يعرفها المشترون من الشركات عند شراء أوعية ذات ضغط عالي ما يلي:

• رمز التصميم: كما تمت مناقشته، يجب تصميم الأوعية ذات الضغط العالي باستخدام رموز الصناعة المطبقة. رمز التصميم هو مواصفة أساسية يجب أن يعرفها المشترون عند شراء أوعية الضغط.
• المادة: ستؤثر مادة الأوعية ذات الضغط العالي أيضًا على أداء الأوعية وعمرها الافتراضي. يمكن للمشترين اختيار مواد أوعية الضغط العالي بناءً على تطبيقات الأوعية وضغوطها. على سبيل المثال، يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة ممتازة للتآكل، مما يجعله مناسبًا للأوعية التي تخزن مواد متفاعلة أو أكالة.
• الأبعاد: يشير هذا إلى طول وعرض وارتفاع الأوعية ذات الضغط العالي. ستشغل أوعية الضغط العالي ذات الأبعاد معينة مساحة أكبر وستتمكن من تخزين المزيد من السوائل أو الغازات.
• التصنيف: يشير تصنيف وعاء الضغط العالي إلى الحد الأقصى للضغط الذي يمكنه تحمله. يجب على المشترين اختيار الأوعية ذات التصنيفات المناسبة التي تناسب التطبيقات المحددة لضمان السلامة وتجنب تلف المعدات.
• الملحقات: الملحقات هي ملحقات أو إضافات لأوعية الضغط العالي. وعادةً ما يكون لها وظائف مختلفة، مثل صمامات تخفيف الضغط، أو مقاييس الضغط، أو طبقات العزل. يمكن أن تلبي الملحقات المختلفة متطلبات معالجة متنوعة.

الصيانة

تُعد صيانة الأوعية ذات الضغط العالي طريقة مهمة لضمان السلامة والأداء الأمثل. سيوفر هذا القسم بعض أساليب الصيانة العامة للأوعية ذات الضغط العالي.

• الفحوصات الدورية: يجب على المشترين والمستخدمين تحديد فحوصات دورية وفقًا لظروف الوعاء ومتطلبات التشغيل. يجب عليهم التحقق من مظهر الوعاء، والصمامات، ومقاييس الضغط، والمكونات الأخرى لضمان عدم وجود علامات على التلف، أو التسرب، أو الشذوذ. أيضًا، يجب عليهم معايرة وضبط مقاييس ضغط وعاء الضغط العالي لضمان عرضها للقيم الصحيحة للضغط. ستساعد الفحوصات والمعايرة الدورية في العثور على المشكلات المحتملة مبكرًا وتجنب المخاطر.
• التنظيف والصيانة: يجب على المستخدمين تنظيف داخل وخارج الأوعية ذات الضغط العالي. يمكن أن يمنع ذلك تراكم التلوث ويضمن نقاء المواد المخزنة. علاوة على ذلك، يجب على المستخدمين الانتباه إلى تزييت وصيانة صمامات وعاء الضغط العالي وضمان إمكانية فتحها وإغلاقها بمرونة وموثوقية. أيضًا، يجب على المستخدمين عزل وحماية الأوعية ذات الضغط العالي حسب الحاجة، وتجنب تأثيرات البيئات الخارجية على أداء التشغيل للأوعية، مثل تغيرات درجة الحرارة.
• اتبع إرشادات التشغيل: يجب على المستخدمين اتباع إرشادات تشغيل الأوعية ذات الضغط العالي وصيانتها. يجب عليهم استخدام الأدوات والمواد الصحيحة أثناء الصيانة، وضمان اتباع إجراءات صيانة مناسبة ومعيارية. بالإضافة إلى ذلك، إذا تضررت الأوعية ذات الضغط العالي أو حدثت لها أعطال، فيجب على المستخدمين إصلاحها أو استبدالها على الفور. يجب عليهم عدم محاولة إصلاحها بمفردهم باستخدام تصليحات مؤقتة غير ضرورية، مما قد يشكل مخاطر على السلامة.

سيناريوهات الصناعة حيث تكون الأوعية ذات الضغط العالي مفيدة

• تستخدم صناعة النفط والغاز أوعية ذات ضغط عالي لاستخراج النفط الخام وإنتاج الغاز.

  تُعد الفواصل في مصانع معالجة الغاز والمصافي أوعية ذات ضغط عالي. تقوم بفصل النفط الخام والغاز الطبيعي والماء إلى قنوات مميزة لتحسين التعامل معها. تشمل أوعية الضغط العالي في المصفاة أيضًا أعمدة التقطير التي تستخدم الضغط والحرارة لفصل مركبات الهيدروكربون المختلفة. تُستخدم أوعية الضغط العالي في صناعة النفط والغاز أيضًا في الأوعية المُعقمة التي تُجري ردود فعل التكسير. مثال على ذلك هو تكسير الزيت الثقيل لإنتاج منتجات أخف وأكثر قيمة مثل البنزين والديزل. يمر النفط الخام والغاز الطبيعي المُشبع من خلال خطوط الأنابيب التي تحتوي على أوعية ذات ضغط عالي تعمل كضواغط خطوط الأنابيب. تعمل هذه الضواغط على زيادة ضغط الغاز وكفاءة النقل، وضمان وصوله إلى المصافي ومصانع المعالجة. تُعد صناعات النفط والغاز من أكبر مستخدمي الأوعية ذات الضغط العالي باستخدام مواد التيتانيوم، والفولاذ الكربوني، والفولاذ المُسبك.

• تُعد الأوعية ذات الضغط العالي من أهم المفاعلات المستخدمة في الصناعة الكيميائية.

  تستخدم الصناعات الكيميائية أوعية ذات ضغط عالي في المفاعلات لإجراء التفاعلات الكيميائية عند ضغوط ودرجات حرارة عالية. تستخدم صناعة الأغذية والمشروبات أوعية الضغط، لكنها لا تُصنف على أنها أوعية غذائية ذات ضغط عالي. وذلك لأنها تعمل عند ضغط منخفض. ومع ذلك، فإن أوعية الضغط الغذائية المنخفضة والعالية متشابهة. تأتي مع مبادلات حرارية، ومعدات مزج، ومبردات. كما يجب عليها أن تلبي معايير النظافة الصارمة التي وضعتها أنظمة تنظيم الأغذية والمشروبات. في الواقع، العديد من أوعية الضغط العالي في صناعة الأغذية هي صيغية. وذلك لأنها يجب أن تكون كذلك لتلبية المعايير. ليس من غير المألوف استخدام الدورق وأنظمة التبريد في كل من أوعية الضغط العالي الكيميائية والغذائية. وبالتالي، يمكن للمشتري استخدام وعاء الضغط الغذائي عالي الضغط لمعالجة بعض المركبات الكيميائية أو العكس، اعتمادًا على النظام الذي لديه.

• تُستخدم الأوعية ذات الضغط العالي أيضًا في إنتاج الطاقة وصناعة الكهرباء.

  في إنتاج الطاقة الإيولية، تُعد الأوعية ذات الضغط العالي أنظمة تخزين الطاقة. تُخزن هذه الأنظمة الطاقة الزائدة المُنتجة خلال فترات ذروة الرياح عن طريق ضغط الهواء في أوعية ذات ضغط عالي. عندما يكون الطلب مرتفعًا أو يكون إنتاج طاقة الرياح منخفضًا، يتم إطلاق الهواء المضغوط، ويخلط وعاء الضغط العالي الهواء المضغوط مع الغاز الطبيعي في توربين غازي. ينتج توربين الغاز الكهرباء. في صناعة الطاقة النووية، تُستخدم الأوعية ذات الضغط العالي في المفاعلات لتوليد الضغط والحرارة أثناء التفاعلات الكيميائية التي تفصل الذرات (الانشطار). تُستخدم الأوعية ذات الضغط العالي أيضًا في محطات الطاقة البخارية. تُنقل مبادلات الحرارة في محطات الطاقة البخارية الحرارة من غازات الاحتراق إلى الماء لإنتاج البخار. ثم يدير البخار توربينًا ينتج الكهرباء. يُستخدم الغاز الطبيعي والفحم أحيانًا في أوعية ذات ضغط عالي بدلاً من أوعية ضغط البخار لإنتاج الضغط والحرارة.

كيفية اختيار أوعية الضغط العالي

قبل الاستثمار في معدات أوعية الضغط العالي، يجب مراعاة العوامل التالية:

• التطبيقات المقصودة:

  تأتي أوعية الضغط العالي بتصاميم مختلفة وتُستخدم لتطبيقات مختلفة. يحتاج مشتري الشركات إلى مراعاة التطبيق المطلوب والحصول على الوعاء المناسب للمطابقة.

• توافق المواد:

  يجب أن تتناسب مادة بناء الوعاء مع خصائص المادة. كما يجب أن يكون الوعاء قادرًا على مقاومة أي تفاعلات قد تحدث عند التعامل مع محتويات عالية الضغط.

• تصنيف الضغط ودرجة الحرارة:

  من الضروري الحصول على أوعية لها تصنيف الضغط ودرجة الحرارة المطلوب للتطبيقات المحددة. يجب على المشترين التأكد من أن الأوعية مصممة للعمل عند مستويات الضغط ودرجة الحرارة المطلوبة.

• التفتيش والصيانة:

  تتطلب أوعية الضغط العالي فحصًا وصيانة روتينيين لضمان السلامة والأداء السليم. يجب على المشترين مراعاة تصميمات الأوعية التي توفر سهولة الوصول لموظفي التفتيش والصيانة. ابحث عن منافذ التفتيش، ولوحات الوصول، والمكونات المُصممة سهولة الصيانة.

• الأبعاد العامة:

  يجب أن تكون الأبعاد العامة للأوعية ذات الضغط العالي التي سيتم استخدامها في خطوط إنتاج معينة من النوع الذي يمكن أن يتناسب بسهولة. أيضًا، هناك حاجة إلى مراعاة خيارات التركيب والتكامل المتاحة لخط إنتاج موجود.

• التكلفة والميزانية:

  تُعد أوعية الضغط العالي باهظة الثمن إلى حد ما بسبب المواد القوية والتكنولوجيا المتقدمة المطلوبة لبنائها. يحتاج المشترون إلى مراعاة الميزانية والحصول على المعدات التي تناسب احتياجات العمل ونتائج عملاء الشركة.

• سمعة المورد:

  من المهم لمستقبل العمل الحصول على أوعية ذات ضغط عالي من موردين لديهم معرفة صناعية وسمعة قوية. اختر الموردين الذين يقدمون خطوط دعم عملاء جيدة، وخيارات تسليم مرنة، وتغطية ضمان قوية.

أسئلة وأجوبة عن وعاء الضغط العالي

س1: ما هو الفرق بين أوعية الضغط وأوعية الضغط العالي؟

ج1: تتعامل أوعية الضغط مع ضغوط متغيرة من القوى الخارجية والداخلية. تُصنع هذه الأوعية وفقًا للرموز واللوائح القياسية. من ناحية أخرى، تم تصميم أوعية الضغط العالي لتحمل ومقاومة الضغوط والقوى العالية. تُصنع هذه الأوعية بجدران سميكة وتصاميم فريدة لتجنب الفشل.

س2: ما هي استخدامات أوعية الضغط؟

ج2: تتمثل الوظيفة الأساسية لأوعية الضغط العالي في التعامل مع الغازات والسوائل وتخزينها تحت الضغط. في صناعة النفط والغاز، تُخزن أوعية الضغط الغاز الطبيعي والنفط الخام. في الصناعة الكيميائية، تُعد المفاعلات والفواصل أوعية ضغط. تُستخدم أوعية الضغط العالي أيضًا في مبادلات الحرارة.

س3: ما هي متطلبات وعاء الضغط؟

ج3: يجب أن يمتثل وعاء الضغط لرموز ومعايير محددة. يجب أن يكون له هيكل محدد جيدًا ويجب بناؤه باستخدام مواد يمكنها تحمل ومقاومة الضغط ودرجة الحرارة المقصودين. علاوة على ذلك، يجب أن يكون الوعاء مجهزًا بسمات السلامة ومنع الحوادث مثل صمامات تخفيف الضغط.

س4: هل جميع أوعية الضغط ملحومة؟

ج4: ليست جميع أوعية الضغط العالي ملحومة. يتم تصنيع بعضها باستخدام وصلات مقفلة أو مزيج من الوصلات الملحومة والمقفلة. ومع ذلك، فإن الوصلات الملحومة أكثر شيوعًا في أوعية الضغط العالي.