وعاء الضغط هو عبارة عن وعاء مغلق، مصمم لتخزين الغازات أو السوائل عند ضغط مختلف، بشكل جوهري عن الضغط المحيط.
يعد الضغط التفاضلي خطيرًا، وقد وقعت حوادث مميتة على مدى تاريخ تطوير وتشغيل وعاء الضغط. وبالتالي، يتم تنظيم عملية تصميم وعاء الضغط وتصنيعه وتشغيله من قبل السلطات المعنية بالشؤون الهندسية من خلال اللوائح والتشريعات. ولهذه الأسباب، يختلف تعريف وعاء الضغط من دولة لأخرى، ولكنه يتضمن ضوابط ثابتة، مثل الحد الأقصى لدرجة حرارة وضغط التشغيل الآمن.
الاستخدامات
تستخدم أوعية الضغط في مجموعة متنوعة من التطبيقات في كل من الصناعة والقطاع الخاص. وتستخدم في هذه القطاعات على أنها مستقبلات هواء مضغوط صناعية وخزانات تخزين مياه ساخنة منزلية. ومن الأمثلة الأخرى على أوعية الضغط أسطوانات الغوص وغرف إعادة الضغط وأبراج التقطير ومفاعلات الضغط وأجهزة التعقيم والعديد من الأوعية الأخرى المستخدمة في عمليات التعدين ومحطات تكرير النفط ومصانع البتروكيماويات وأوعية المفاعلات النووية وبيئات الغواصات والمركبات الفضائية وخزانات النيوماتيك وخزانات الهيدروليكا تحت الضغط وخزانات المكابح الهوائية بالقطارات وخزانات الفرملة بالهواء المضغوط بعربات السكك الحديدية وأوعية تخزين الغازات المسالة، مثل الأمونيا والكلور والبروبان والبيوتان والغاز النفطي المسال (LPG).
خصائص وعاء الضغط
شكل وعاء الضغط
يمكن نظريًا صناعة أوعية الضغط بأي شكل، ولكن يتم عادةً استخدام الأشكال المصنوعة من مقاطع كروية وأسطوانية ومخروطية. والتصميم الشائع هو أسطوانة ذات سدادات طرفية تسمى رؤوس. وكثيرًا ما تكون أشكال الرؤوس نصف كروية أو مقعرة (مستديرة كروية). وتعد الأشكال الأكثر تعقيدًا أكثر صعوبة في فحصها للتأكد من أنها تعمل بأمان، كما يكون تركيبها أصعب بكثير.
نظريًا، يتسم وعاء الضغط الكروي تقريبًا بضعف قوة وعاء الضغط الأسطواني بنفس سمك الجدار.[1] ومع ذلك، من الصعب تصنيع الشكل الكروي، وهو ما يجعله أغلى، لذلك معظم أوعية الضغط أسطوانية الشكل ذات 2:1 رؤوس أو سدادات طرفية شبه إهليلجية. وتتكون أوعية الضغط الأصغر حجمًا من أنبوب وغطاءين. وبالنسبة للأوعية الأسطوانية الشكل بقطر 600 مللي، يمكن استخدام أنبوب غير ملحوم في الجدار؛ وهكذا يمكن تجنب العديد من مشكلات الفحص والاختبار. وتتمثل أحد عيوب هذه الأوعية في أن العرض الأكبر يكون أغلى، وبالتالي، مثلاً قد يكون الشكل الاقتصادي أكثر لأنبوب الضغط سعة 1,000 لتر (35 قدم3) و250 بار (25,000 كـبا) بعرض 914.4 مليمتر (36 بوصة) واتساع 1,701.8 مليمتر (67 بوصة)، بالإضافة إلى 2:1 سدادات طرفية مقببة شبه إهليلجية.
معرض صور
مقالات ذات صلة
- الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME)
- غاز معبأ
- وعاء ضغط مركب مغلف خارجيًا
- غاز طبيعي مضغوط
- مزيل الرطوبة
- غلاية أنابيب اللهب
- أسطوانة غاز مضغوط
- حواشي الإحكام
- رأس (وعاء)
- درجة الحرارة الدنيا لتصميم المعادن (MDMT)
- قنبلة الضغط - أداة تستخدم لقياس جهد الماء مع ورقة نبات
- نظام الحصاد المائي
- صمام تنفيس
- صمام أمان
- المبادل الحراري للأنابيب والهيكل
- فاصل السائل عن بخاره أو وعاء فصل الغاز
- مانع الدوامة
- بئر
- غلاية أنابيب المياه
- مولد غاز
ملاحظات
- Hearn, E.J. (1997). Mechanics of Materials 1, An Introduction to the Mechanics of Elastic and Plastic Deformation of Solids and Structural Materials - Third Edition. Chapter 9: Butterworth-Heinemann. صفحات 199–203. .
المراجع
- A.C. Ugural, S.K. Fenster, Advanced Strength and Applied Elasticity, 4th ed.
- E.P. Popov, Engineering Mechanics of Solids, 1st ed.
- Megyesy, Eugene F. "Pressure Vessel Handbook, 14th Edition." PV Publishing, Inc. Oklahoma City, OK
كتابات أخرى
- Megyesy, Eugene F. (2008, 14th ed.) Pressure Vessel Handbook. PV Publishing, Inc.: Oklahoma City, Oklahoma, USA. www.pressurevesselhandbook.com Design handbook for pressure vessels based on the ASME code.
وصلات خارجية
- Use of pressure vessels in oil and gas industry
- Basic formulas for thin walled pressure vessels; with examples
- Educational Excel spreadsheets for ASME head, shell and nozzle designs
- ASME Boiler and Pressure Vessel website
- Journal of Pressure Vessel Technology
- EU Pressure Equipment Directive website
- EU Pressure Equipment Directive 97/23/EC categorization software
- EU Simple Pressure Vessel Directive
- EU Classification