تصنيع خزانات تخزين السوائل

خزانات تخزين السوائل هي أكثر أنواع الأوعية شيوعًا في أي منشأة معالجة، وهي أيضًا الأكثر تنوعًا. وتحت الوصف العام نفسه (هيكل يحتفظ بسائل بين عمليات الملء والسحب) تندرج خزانات من الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم، مصنَّفة من فتحات تهوية جوية بسيطة إلى أكواد ضغط كاملة، ومزوَّدة بأي شيء من أنبوب غطس بسيط إلى خلاط وغلاف تسخين ونظام تغطية بالنيتروجين. وما يحدِّد أيًّا من هذه يحتاجه خزان معين هو السائل نفسه في معظم الأحيان.

اختيار المادة يتبع كيمياء السائل

الفولاذ الكربوني هو الخيار الافتراضي حيثما لا يكون السائل المخزَّن مسبِّبًا للتآكل بالنسبة له ولا تكون النقاوة مصدر قلق: الوقود، والماء للاستخدام غير الصالح للشرب، والعديد من سوائل العمليات الصناعية. وهو المادة الإنشائية الأرخص، وحيثما لا تكون هناك حاجة لبطانة واقية، الأسرع في التصنيع. ويُحدَّد الفولاذ المقاوم للصدأ حالما تعمل كيمياء السائل ضد الفولاذ الكربوني: انخفاض الأس الهيدروجيني، أو محتوى الكلوريد، أو أي طبيعة مؤكسدة أو خفيفة التآكل من شأنها أن تنقر أو تُرقِّق جدار الفولاذ الكربوني طوال عمر خدمة الخزان. وهو أيضًا الخيار الافتراضي أينما كان للسائل نفسه متطلب نقاوة (منتجات الأغذية والمشروبات والأدوية ومستحضرات التجميل)، إذ يمكن تشطيب السطح الداخلي المقاوم للصدأ وتنظيفه وفق معيار لا يستطيع الفولاذ الكربوني الحفاظ عليه بشكل موثوق. ويظهر الألومنيوم في مجموعة أضيق من المهام، أساسًا حيثما يكون الوزن مهمًا، مثل الخزانات المخصَّصة لمنصة نقالة متنقلة أو مركبة، أو حيثما يكون السائل المخزَّن متوافقًا مع طبقة أكسيد الألومنيوم لكن لا يتوافق مع الفولاذ الكربوني.

الفرق بين التصميم الجوي والتصميم المصنَّف للضغط

تعمل معظم خزانات التخزين عند الضغط الجوي أو قريبًا منه وتُصمَّم وتُبنى وفق كود خزانات تخزين مثل EN 14015, EN 12285 أو API 650، مع تحديد سماكة الهيكل وفق العمود الهيدروستاتيكي لا الضغط الداخلي. وحيثما تحتاج عملية ما فعليًا إلى أن يتحمَّل الخزان ضغطًا أو تفريغًا (كخزان يستقبل المنتج بنقل ضغطي، أو خزان يُنظَّف بالبخار بين الدفعات) ينتقل التصميم إلى كود أوعية ضغط مثل ASME القسم VIII أو EN 13445، مع حساب سماكة الجدار وهندسة الرأس وتقوية الفوهات وفق ذلك الضغط بدلًا من افتراضها من العمود السائل وحده. ومن المهم ضبط هذا التمييز بشكل صحيح في مرحلة المواصفات: فالهيكل المصنَّف للضغط لكن المبني وفق معيار خزان جوي غير آمن، والخزان الجوي المفرط في المواصفات وفق قواعد أوعية الضغط الكاملة مكلف بلا داعٍ.

التهوية والحماية من فرط الملء والاحتواء

يحتاج كل خزان تخزين سوائل إلى طريقة للتنفس. فمع سحب السائل، يجب أن يدخل الهواء أو غاز خامل لتجنُّب سحب الهيكل إلى تفريغ لم يُصمَّم من أجله قط، ومع ملء السائل، يجب أن يخرج البخار المزاح عبر فتحة تهوية بحجم مناسب أو، بالنسبة للمنتجات المتطايرة أو الخطرة، عبر نظام تهوية مغلق موجَّه إلى غسّالة أو مشعل. وتُعد الحماية من فرط الملء (مفاتيح مستوى عالٍ مترابطة مع مضخة الملء، أو إنذار عالٍ-عالٍ مستقل بسيط) ممارسة قياسية في أي خزان قد يكون فيضانه حدثًا أمنيًا أو بيئيًا لا مجرد إزعاج تدبيري. وبالنسبة للسوائل الخطرة أو الضارة بيئيًا، لا يمثِّل الخزان نفسه سوى نصف الاحتواء: فمنطقة محاطة بحاجز أو سد بحجم يكفي لاستيعاب حجم الخزان الكامل بالإضافة إلى هامش هي الطريقة المقبولة لمنع فشل الهيكل أو فرط الملء من الوصول إلى الأرض أو مصرف.

الملحقات الشائعة

بالإضافة إلى الهيكل، تحمل معظم خزانات تخزين السوائل مقياس مستوى أو جهاز إرسال، وتوصيل عينة أو غطس، وحيثما يترسَّب المنتج أو ينفصل أو يحتاج إلى البقاء معلَّقًا، خلاطًا ميكانيكيًا. وتُضاف أغلفة أو ملفات التسخين أو التبريد حيثما يجب الحفاظ على اللزوجة أو درجة حرارة العملية ضمن نطاق بدلًا من تركها لظروف الوسط المحيط.

تُصنِّع مكفن خزانات تخزين السوائل من الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم، مبنيَّة وفق التصنيف الجوي أو تصنيف الضغط الذي يتطلبه كل تطبيق، مع إصدار شهادات المواد وسجلات الاختبار لكل خزان.