انواع فرسودگی و تغییر شکل در بدنه مخازن تحت فشار

مخازن تحت فشار فولادی که در حال استفاده هستند، پس از مدتی استفاده دچار تغییر شکل هایی در بدنه خود میشوند. این تغییر شکل ها در اثر فرسودگی و تنش های وارده به بدنه میتواند ایجاد شود و یا در اثر کیفیت پایین ورق فولادی استفاده شده در بدنه مخزن به وجود می آید. منظور از کیفیت پایین ورق فولادی این هست که مهندسی که مخزن را طراحی کرده ورق فولادی برای مخزن انتخاب کرده که از لحاظ کیفیت مناسب آن مخزن نبوده است و توانایی تحمل تنش های وارده را نداشته.

ترک خوردگی بدنه مخزن

حرکات ورق فولادی باعث تغییر شکل هایی در بدنه میشود که پس از مدتی این تغییرات به ترک خوردگی منجر میشود. هر ورق فولادی با هر کیفیتی پس از مدتی که تحت تنش های مختلف از جمله فشار و تغییر دما قرار بگیرد خواص فیزیکی و شیمیایی اولیه خود را از دست خواهد داد. این نکته در خرید مخازن تحت فشار دست دوم بسیار اهمیت دارد زیرا مخازنی که سالهاست مورد استفاده قرار گرفته اند قطعا دچار ترک های ریزی روی بدنه شده اند. به این خاصیت خستگی ورق وفولادی میگویند.

طبق استاندارد ASTM و استاندارد ASME بعضی از ورق های فولادی دارای خواصی هستند که در برابر این تنش ها مقاومت بیشتری دارند. هرچه میزان چقرمگی فولاد بالاتر باشد مقاومت بدنه مخزنی که با آن نوع ورق فولادی ساخته شده باشد در برابر تنش ها بیشتر میشود. آلیاژ های فولادی که دارای مقدار بیشتری از عنصر نیکل باشند چقرمگی بهتری دارند و در برابر خستگی فولاد مقاومت بالاتری از خود نشان میدهند مثل آلیاژ های A203 و A353 که نسبت به سایر انواع ورق های فولادی خاصیت چقرمگی بهتری دارند.

ساییده شدن بدنه مخزن

ممکن است سیالی که داخل مخزن تحت فشار قرار دارد خاصیت ساینده داشته باشد مثل رآکتورهایی که در آن نوع خاصی از خاک ساینده با اسید مخلوط میشود تا محصولات فسفاته تولید شود. لذا در هنگام طراحی مخزن باید از متریالی استفاده شود که بیشترین مقاومت در برابر سایش را داشته باشد. ورق های فولادی با آلیاژ A537 و A202 و A738 با توجه به ترکیبات به کار رفته در تولید آن خاصیت ضد سایش دارند. لذا در صورتی که ورق مناسبی برای ساخت بدنه مخزن انتخاب شود قطعا این فرسایش در اثر ساییدگی بسیار دیرتر اتفاق خواهد افتاد.

خوردگی بدنه مخزن

در موارد که سیال داخل مخزن خاصیت اسیدی و یا قلیایی دارد باید از متریال استنلس استیل استفاده شود. ورق های استیل 304 و 316 با ترکیبات نیکل و کروم  در برابر خوردگی توسط اسیدها و بازها مقاومت بسیار بالایی دارند. باید توجه داشت که فشار و دمای داخل مخزن باعث میشود که خاصیت خورندگی داخل مخزن چند برابر شود لذا باید با محاصبات خاصی خورندگی نهایی محلول داخل مخزن در هنگام فرآیند و کار سنجیده شود و با توجه به آن بهترین نوع ورق انتخاب شود.

جمع شدگی رو به داخل بدنه مخزن

این حالت در زمان تخلیه مخزن از پایین اتفاق می افتد وقتی که دیواره مخزن به حدی نازک هست که تحمل فشار خارجی را ندارد لذا به سمت داخل فشرده میشود. قرار داشتن شیر خروجی و تخلیه مخزن در قسمت پایینی آن و نبود منفذی برای ورود هوا باعث میشود که در هنگام تخلیه سریع مخزن از بیرون به بدنه مخزن فشار وارد شود. اگر در قسمت کلگی مخزن یک دریچه در نظر گرفته شود که در هنگام تخلیه باز شود، این اتفاق رخ نخواهد داد. همچین ضخامت مناسب و کافی بدنه مخزن میتواند مانع از این تغییر شکل شود.