الزامات طراحی و ساخت مخازن LPG – ایمنی و کارآیی

 

ساخت مخزن گاز مایع دربرگیرنده فرآیند تولید بدنه، ابعاد و ظرفیت مخزن است. استاندارد ساخت مخازن گاز مایع نیز در کیفیت آن تأثیر زیادی دارد. در اوایل سال ۱۸۶۰ اولین مخزن قابل حمل تولید شد. پس از چندی با محبوبیت گازهای مایع، استفاده از این تجهیزات در زمینه مصارف خانگی نیز گسترش یافت. بر اساس تحقیقات گراند ویو، در حال حاضر به عنوان جایگزینی پاک تر و سبزتر برای سایر منابع انرژی سوخت فسیلی در نظر گرفته می شود، دیدگاهی که باعث می شود اندازه بازار جهانی آن از سال 2020 تا 2027 با CAGR 4.4 درصد رشد کند.در این ارائه به صورت اجمالی در خصوص طراحی و ساخت و ایمنی این مخازن خواهیم پرداخت.

ال‌پی‌جی در پالایشگاه محصول فرعی تصفیه گاز طبیعی و پالایش نفت خام است. ارزش حرارتی گاز مایع ۴۶.۱ مگاژول/کیلوگرم است که بالاتر از بنزین و نفت کوره است و در وزن مساوی انرژی بالاتری تولید می‌کند اما ارزش حرارتی آن در حجم مساوی کمتر است چون گاز است و تراکم کمتری دارد. هر لیتر گاز مایع ۵۰۰ تا ۵۸۰ گرم و هر لیتر بنزین ۷۱۰ تا ۷۷۰ گرم وزن دارد. این گاز در دمای ۲۱ درجه سلسیوس تحت فشار حداکثر ۸ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع به مایع تبدیل می‌شود. و در زمان تولید فاقد رنگ و بو و حتی مزه است که برای ایمنی بیشتر به آن ترکیبات گوگرد دار به نام مرکاپتان (که شامل اتیل مرکاپتان و متیل مرکاپتان) اضافه می‌شود.

ال‌پی‌جی را نباید با ال‌ان‌جی (گاز طبیعی مایع‌شده) اشتباه گرفت. ال‌ان‌جی در واقع همان گاز طبیعی (عمدتاً متان و اتان) است که برای حمل‌ونقل راحت‌تر و مقرون به صرفه تر به صورت مایع درمی‌اید. سی‌ان‌جی نیز گاز طبیعی است که فشرده شده تا حجم کمتری را اشغال کند. گاز مایع به دلیل اینکه به سادگی قابل حمل و نقل است در بسیاری از مکانهایی که استفاده از منابع دیگر امکان پذیر نیست مورد استفاده قرار می گیرد. صدها میلیون نفر در حال حاضر از LPG استفاده می کنند و برای هزاران کاربرد در تجارت تجاری ، صنعت ، حمل و نقل ، کشاورزی ، تولید برق ، پخت و پز ، گرمایش و اهداف تفریحی به آن وابسته هستند. برای مصارف صنعتی از ال پی جی (LPG) در مخازن بزرگتری که در محل تولیدی صنعتی نصب شده‌است استفاده می‌شود. این مخازن به وسیله ماشین‌های حمل گاز مایع (گاز کش) مستقیم از پالایشگاه یا شرکت‌های توزیع گاز مایع پُر می‌شوند.

اهمیت استانداردهای طراحی :

تطابق با مقررات : پیروی از استانداردها، تضمین می‌کند که مخازن با الزامات قانونی و صنعتی مطابقت دارند.

بهینه‌سازی عملکرد : طراحی مناسب، کارآیی مخازن را افزایش داده و هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد.

ایمنی اولویت اصلی : استانداردهای دقیق طراحی، خطرات را به حداقل می‌رسانند و از ایمنی کارکنان و جامعه محافظت می‌کنند.

کاربردهای استاندارد ASME SECTION 8 :

استاندارد ASME Section 8 به طور اختصاصی به ارائه استاندارد در زمینه طراحی و ساخت مخازن تحت فشار ((Pressure Vessel) می پردازد. که کاربردهای فراوانی در صنایع سنگین، و علی الخصوص در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی دارد.

این استاندارد جامع، شامل 3 جلد مجزاست كه با Div1-Div2 -Div3 نامگذاری و مشخص مي شوند. (متداول ترين آنها Div1 است. Div2 بعنوان الزامات جايگزين و Div3 بعنوان الزامات جايگزين براي ساخت مخازن High Pressure و فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرد).

سه بخش مهم در این بخش:

زيربخش الف:  الزامات عمومی كه كدگذاری الزامات با UG شروع مي شود.

زيربخش ب: روشهای ساخت مخازن تحت فشار (جوشكاري بصورت UW، فورجينگ بصورت UF و Brazing بصورت UB)

زيربخش ج:  مربوط به متريالهاي مورد استفاده در ساخت مخازن تحت فشار.

مهمترین استاندارد مورد استفاده در صنعت گاز مایع در ایران استاندارد 841 می باشد که هدف از تدوین آن،ارائه روش‌هایی برای محافظت افراد در تأسیسات گاز مایع در مقابل خطرات احتمالی است. افرادی که به نحوی با حمل ونقل و ذخیره سازی و توزیع گاز مایع سر وکار دارند باید به طور کامل به خصوصیات این گاز آشنائی داشته و روش‌های صحیح کار با آن را بیاموزند.

مواد ساخت مخازن LPG : 

پوشش‌های محافظ: استفاده از پوشش‌های ضد خوردگی برای افزایش طول عمر مخزن. این پوشش‌ها باید مقاوم در برابر مواد شیمیایی باشند.

فولاد با کیفیت بالا: استفاده از فولاد مخصوص با مقاومت بالا در برابر خوردگی و فشار. این فولاد باید استانداردهای خاصی را برآورده کند.

طراحی ساختاری مخازن :

1- محاسبات دقیق فشار- تعیین ضخامت دیواره مخزن بر اساس فشار عملیاتی و حجم مورد نیاز

2- طراحی اتصالات – اطمینان از استحکام و ایمنی اتصالات برای جلوگیری از نشت گاز.

3- سیستم‌های تهویه – طراحی سیستم‌های تهویه مناسب برای کنترل فشار داخلی مخزن.

سیستم‌های ایمنی ضروری :

1- سنسورهای نشت – استفاده از سنسورهای پیشرفته برای تشخیص سریع هرگونه نشت احتمالی گاز

2- شیرهای اطمینان فشار – نصب شیرهای اطمینان برای جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار داخل مخزن

3- سیستم‌های اطفاء حریق – نصب سیستم‌های خودکار اطفاء حریق برای مقابله سریع با آتش‌سوزی‌های احتمالی

تست و بازرسی مخازن :

تست‌های اولیه – انجام تست‌های فشار و نشتی قبل از راه‌اندازی مخزن. این مرحله برای اطمینان از عملکرد صحیح ضروری است

بازرسی‌های دوره‌ای – انجام بازرسی‌های منظم برای اطمینان از سلامت مخزن. این بازرسی‌ها شامل بررسی خوردگی و آسیب‌های احتمالی است

تعمیرات و نگهداری – انجام تعمیرات لازم بر اساس نتایج بازرسی‌ها. نگهداری مناسب، طول عمر مخزن را افزایش می‌دهد

آموزش و صلاحیت کارکنان :

1- آموزش اولیه – آشنایی با اصول اولیه کار با مخازن LPG

2- آموزش تخصصی – یادگیری جزئیات فنی و عملیاتی مخازن

3- آموزش ایمنی پیشرفته – تسلط بر پروتکل‌های ایمنی و واکنش در شرایط اضطراری

4- گواهینامه‌های تخصصی – کسب مدارک لازم برای کار با مخازن LPG

• آموزش مداوم و به‌روزرسانی دانش کارکنان، کلید حفظ ایمنی و کارآیی در صنعت LPG است

مدیریت ریسک و برنامه‌ریزی اضطراری :

برنامه‌های واکنش اضطراری – تدوین و به‌روزرسانی برنامه‌های دقیق برای مقابله با شرایط اضطراری. این برنامه‌ها باید به طور منظم تمرین شوند.

ارزیابی ریسک – شناسایی و ارزیابی مداوم خطرات احتمالی مرتبط با مخازن.LPG این فرآیند باید به طور منظم انجام شود.

همکاری با نهادهای محلی – برقراری ارتباط و همکاری نزدیک با آتش‌نشانی و سایر نهادهای امدادی محلی. این همکاری برای واکنش سریع ضروری است.

آینده صنعت مخازن LPG :

فناوری‌های هوشمند – استفاده از هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء برای مدیریت بهتر مخازن

مواد پیشرفته – توسعه مواد جدید با مقاومت بالاتر و وزن کمتر

بهینه‌سازی انرژی – طراحی مخازن با کارآیی انرژی بالاتر و تأثیر زیست‌محیطی کمتر

یکپارچه‌سازی با انرژی‌های تجدیدپذیر – ادغام سیستم‌های LPG با منابع انرژی پاک

• با پیشرفت فناوری، آینده صنعت مخازن LPG امن‌تر، کارآمدتر و سازگارتر با محیط زیست خواهد بود.

 

تهیه و تدوین : مجید رعایایی