فرمول محاسبه ضخامت مخزن تحت فشار

“فرمول محاسبه ضخامت مخزن تحت فشار” به روشی اشاره دارد که براساس آن می‌توان ضخامت بدنه یک مخزن تحت فشار را محاسبه کرد. ضخامت بدنه مخزن تحت فشار یکی از عوامل مهم در طراحی و ساخت مخازن است و باید به گونه‌ای تعیین شود که بتواند فشار داخلی مخزن و همچنین شرایط محیطی را تحمل کند.

فرمول‌های محاسبه ضخامت بدنه مخازن تحت فشار معمولاً بر اساس استانداردها و مقررات صنعتی مختلفی تعیین می‌شوند. این فرمول‌ها براساس عواملی مانند فشار داخلی، قطر مخزن، جنس بدنه، مواد درجا و شرایط عملیاتی مخزن تعیین می‌شوند. فرمول‌های محاسبه ممکن است شامل متغیرهایی مانند فشار محاسبه شده، ضریب ایمنی، مقاومت مواد، جنس بدنه، ابعاد مخزن و شرایط عملیاتی باشد. با استفاده از این فرمول‌ها و با ورودی دقیق از این عوامل، می‌توان ضخامت مورد نیاز برای بدنه مخزن تحت فشار را محاسبه کرد و بر اساس آن طراحی و ساخت مخزن را انجام داد.

هر استاندارد و روش طراحی ممکن است دستورالعمل‌ها و فرمول‌های محاسبه ضخامت بدنه مخازن تحت فشار خود را داشته باشد. این فرمول‌ها و روش‌ها به طور کلی بر اساس تجربیات صنعتی و استانداردهای معتبر تعیین می‌شوند تا امنیت و عملکرد مخازن تحت فشار را تضمین کنند. اطلاعات بیشتر را میتوانید در اینجا پیدا کنید:

محاسبه ضخامت بدنه مخزن تحت فشار فولادی طبق استاندارد ASME

فرمول بارلو

فرمول محاسبه ضخامت مخزن تحت فشار به عوامل مختلفی، از جمله فشار داخلی مخزن، جنس مواد ساختاری مخزن، و معیارهای ایمنی مربوط به آن بستگی دارد. یکی از فرمول‌های معمول برای محاسبه ضخامت مخزن تحت فشار، فرمول بارلو است.

فرمول بارلو
t = (P * r) / (S * E – 0.6 * P)
t	ضخامت مورد نیاز برای مخزن	فاصله
P	فشار داخلی مخزن	فشار
r	شعاع داخلی مخزن	فاصله
S	مقاومت مواد ساختاری مخزن به تنش	فشار
E	ضریب استحکام جوانه‌زنی مواد ساختاری مخزن	مقدار ثابت عددی

این فرمول تنها یکی از فرمول‌های موجود برای محاسبه ضخامت مخزن تحت فشار است و در هر صنعت و بسته به شرایط خاص می‌توان از فرمول‌ها و استانداردهای دیگری استفاده کرد. در هر صورت، برای محاسبه دقیق ضخامت مخزن تحت فشار، بهتر است از مهندسان متخصص در این زمینه استعانت بگیرید و استانداردها و دستورالعمل‌های مربوطه را رعایت کنید.

یک مثال از فرمول بارلو

فرض کنید که می‌خواهیم ضخامت مورد نیاز برای مخزنی که فشار داخلی آن 10 بار (P = 10 بار) است را محاسبه کنیم. شعاع داخلی مخزن نیز 2 متر (r = 2 متر) و مقاومت مواد ساختاری مخزن به تنش 250 مگاپاسکال (S = 250 مگاپاسکال) است. همچنین، ضریب استحکام جوانه‌زنی مواد ساختاری مخزن E برابر با 0.85 است. با قرار دادن این مقادیر در فرمول بارکون، می‌توانیم ضخامت مورد نیاز را محاسبه کنیم:

t = (P * r) / (S * E – 0.6 * P)

t = (10 بار * 2 متر) / (250 مگاپاسکال * 0.85 – 0.6 * 10 بار)

حاصل محاسبه ضخامت مخزن (t) در این مثال به واحد فاصله خواهد بود. لازم است توجه داشته باشید که این مثال ساده‌ترین فرم از فرمول بارکون است و در موارد واقعی، اطلاعات بیشتری وارد می‌شود تا محاسبه دقیق‌تری انجام شود.

فرمول های دیگر

بله، علاوه بر فرمول بارکون، فرمول‌های دیگری نیز برای محاسبه ضخامت بدنه یک مخزن تحت فشار وجود دارند. این فرمول‌ها بسته به استانداردها، مواد ساختاری مخزن، نوع فشار و شرایط خاص دیگر ممکن است متفاوت باشند. در زیر، چند نمونه از فرمول‌های معروف برای محاسبه ضخامت بدنه مخزن تحت فشار آورده شده است:

• TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association)
  این فرمول برای محاسبه ضخامت لوله‌های مخزن‌های حرارتی (Heat Exchanger) استفاده می‌شود. این فرمول بر اساس استانداردهای مشخص شده توسط TEMA تعیین شده است.
• ASME (American Society of Mechanical Engineers)
  استاندارد ASME برای طراحی و ساخت مخازن تحت فشار استفاده می‌شود. این استاندارد شامل فرمول‌های مختلفی برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن است که بسته به نوع مخزن و شرایط طراحی متفاوت است.

همچنین، در برخی صنایع خاص مانند صنعت نفت و گاز، استانداردها و فرمول‌های خاصی برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن تحت فشار وجود دارد که بر اساس نیازهای خاص و شرایط عملیاتی آن صنعت تعیین می‌شود. با توجه به تنوع فرمول‌ها و استانداردهای موجود، برای محاسبه دقیق ضخامت بدنه یک مخزن تحت فشار، بهتر است از مهندسان متخصص در زمینه طراحی و ساخت مخازن تحت فشار استعانت بگیرید و استانداردها و دستورالعمل‌های معتبر را رعایت کنید.

استاندارد ASME

استاندارد ASME شامل چندین فرمول برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن تحت فشار است. برخی از فرمول‌های مورد تایید استاندارد ASME عبارتند از:

1. UG-27
   برای مخزن‌های استوانه‌ای با سری دو کاپ (Two:1 Elliptical Head) استفاده می‌شود
2. UG-28
   برای مخزن‌های استوانه‌ای با سری کروی (Spherical Head) استفاده می‌شود
3. UG-29
   برای مخزن‌های استوانه‌ای با سری مخروطی (Conical Head) استفاده می‌شود
4. UG-30
   برای مخزن‌های با سری همگن (Hemispherical Head) استفاده می‌شود
5. UG-32
   برای مخزن‌های استوانه‌ای با سری محدب (Torispherical Head) استفاده می‌شود

این فرمول‌ها و بخش‌های مربوطه از استاندارد ASME (به طور دقیقتر قسمت UG) جزء استانداردهای شناخته شده و مورد تایید استاندارد ASME قرار دارند. با استفاده از این فرمول‌ها و با رعایت دستورالعمل‌های استاندارد، می‌توانید ضخامت بدنه مخازن تحت فشار را به طور دقیق محاسبه کنید.

دانلود استاندارد ASME

استاندارد API

مجموعه دستوالعمل های API (American Petroleum Institute) نیز دارای فرمول‌های خاصی برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن تحت فشار است. استاندارد API 650 برای طراحی و ساخت مخازن بزرگ و بی‌فشار استفاده می‌شود. این استاندارد شامل فرمول‌های مختلفی برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن است که بسته به نوع مخزن و شرایط طراحی متفاوت است. برای مثال، فرمول 650-3.1.1 برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن استوانه‌ای و فرمول 650-3.1.5 برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن دیواره‌ای استفاده می‌شود.

در هر صورت، استفاده از فرمول‌های استاندارد API برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن بایستی با رعایت دقیق دستورالعمل‌ها و شرایط استاندارد انجام شود. همچنین، در صورت لزوم و بر اساس نیاز خاص، می‌توانید به استاندارد API مربوطه مراجعه کنید تا با فرمول‌ها و دستورالعمل‌های دقیق‌تر آشنا شوید.

دانلود استاندارد API

استاندارد های دیگر

استانداردهای دیگر ساخت مخازن نیز فرمول‌های خاص خود را برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن دارند. در زیر، نمونه‌هایی از استانداردها و فرمول‌های معروف برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن آمده است:

• EN 14015
  این استاندارد برای طراحی و ساخت مخازن بزرگ تحت فشار استفاده می‌شود. برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن در این استاندارد از فرمول‌های خاصی مانند فرمول F.5 و F.6 استفاده می‌شود.
• BS 5500
  این استاندارد برای مخازن تحت فشار و تجهیزات مرتبط استفاده می‌شود. برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن در این استاندارد از فرمول‌های خاصی مانند فرمول PD 5500 Annex G استفاده می‌شود.
• DIN 4119
  این استاندارد برای مخازن فلزی تحت فشار استفاده می‌شود. برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن در این استاندارد از فرمول‌های خاصی مانند فرمول 4.2 استفاده می‌شود.
• JIS B 8265
  این استاندارد ژاپنی برای مخازن تحت فشار استفاده می‌شود. برای محاسبه ضخامت بدنه مخازن در این استاندارد از فرمول‌های خاصی مانند فرمول 7.4 استفاده می‌شود.

لطفا توجه داشته باشید که فرمول‌ها و استانداردهای مربوط به محاسبه ضخامت بدنه مخازن ممکن است در قالب بخش‌های مختلف استاندارد ذکر شده و ممکن است با شماره بخش‌ها و آیتم‌های مربوطه مشخص شوند. برای دقت بیشتر، به استاندارد مربوطه مراجعه کرده و فصل‌های و بخش‌های مرتبط را مطالعه کنید.