وبلاگ در باره طراحی سر مخزن تحت فشار، ایمنی و هزینه را متعادل می‌کند.

تصور کنید در مقابل یک مخزن تحت فشار عظیم ایستاده‌اید - یک غول فولادی که بی‌صدا از فرآیندهای صنعتی پیچیده محافظت می‌کند. "کلاه" مخزن، که از نظر فنی به عنوان سر یا درپوش انتهایی شناخته می‌شود، بسیار فراتر از یک درپوش ساده است. شکل، جنس و طراحی آن مستقیماً بر ایمنی، کارایی و هزینه مخزن تأثیر می‌گذارد. چه رازهای مهندسی در زیر این گنبدهای به ظاهر ساده نهفته است؟

سرها، که به عنوان درپوش‌های انتهایی یا کلاهک نیز نامیده می‌شوند، به عنوان اجزای اصلی آب‌بندی مخازن تحت فشار عمل می‌کنند. این عناصر ساختاری انتهای مخزن را آب‌بندی می‌کنند و در عین حال فشارهای داخلی را تحمل می‌کنند. مهندسان از بین چندین نوع سر بر اساس الزامات کاربردی انتخاب می‌کنند:

• سرهای بشقابی
• سرهای تخت
• سرهای مخروطی
• سرهای کروی
• سرهای نیمکره‌ای

سرهای بشقابی رایج‌ترین نوع بست مخازن تحت فشار هستند که از طریق فرآیندهای مهر زنی یا چرخشی شکل می‌گیرند که صفحات فولادی را به هندسه‌های منحنی شکل می‌دهند. انواع مختلفی وجود دارد:

سرهای GRC (فرانسوی: Grand Rayon de Carre) دارای ویژگی‌های زیر هستند:

• شعاع تاج مطابق با قطر سر
• شعاع انتقال برابر با 10٪ قطر

این ویژگی‌ها انحنای ملایم و توزیع تنش بهینه را ایجاد می‌کنند و سرهای GRC را برای کاربردهای فشار بالا ایده‌آل می‌سازند.

سرهای PRC (فرانسوی: Petit Rayon de Carre) دارای ویژگی‌های زیر هستند:

• شعاع تاج بیش از قطر سر
• شعاع‌های انتقال کوچکتر (30-50 میلی‌متر)

انحنای شیب‌دارتر آنها باعث می‌شود که برای کاربردهای غیرفشاری مقرون به صرفه باشند، اما برای محیط‌های پر استرس مناسب نیستند.

سرهای نیمه بیضوی ارائه می‌دهند:

• 0.8 × شعاع تاج قطر
• 0.154 × شعاع انتقال قطر

این طراحی تعادل ظرفیت فشار با راندمان فضا را ایجاد می‌کند و آنها را برای مخازن فشار بالا محبوب می‌کند.

سرهای MRC (فرانسوی: Moyen Rayon de Carre) دارای انحنای متوسط بین انواع GRC و PRC هستند که معمولاً برای کاربردهای خاص سفارشی می‌شوند.

ساخت سرها از استانداردهای بین‌المللی سختگیرانه پیروی می‌کند:

• GB/T 25198 (چین)
• سری NFE 81-100 (فرانسه)
• DIN 28011 (آلمان)
• ASME BPVC (ایالات متحده)

این سرها به شکل گنبدی، توزیع تنش یکنواختی را برای کاربردهای فشار شدید مانند رآکتورهای هسته‌ای ارائه می‌دهند، اگرچه ساخت پیچیده آنها هزینه‌ها را افزایش می‌دهد.

صفحات تخت ساده با شعاع‌های انتقال، کاربردهای فشار کم مانند مخازن فرآوری مواد غذایی را ارائه می‌دهند و راه‌حل‌های اقتصادی را با وجود تمرکز تنش بالاتر ارائه می‌دهند.

این قطعات انتقالی بخش‌های با قطرهای مختلف را در سیستم‌های لوله‌کشی به هم متصل می‌کنند که در کاربردهای پتروشیمی رایج هستند.

انتخاب سر تعادل ایجاد می‌کند:

• ظرفیت فشار: کروی > بیضوی > GRC > PRC > تخت
• ملاحظات قطر: مخازن بزرگتر به طراحی سر قوی‌تری نیاز دارند
• سازگاری مواد: مقاومت در برابر خوردگی برای محیط‌های تهاجمی
• عوامل دما: انتخاب مواد با دمای بالا
• عوامل اقتصادی: بهینه‌سازی هزینه بدون به خطر انداختن ایمنی

تولید مدرن سر از موارد زیر استفاده می‌کند:

• مهر زنی: تولید با حجم بالا
• چرخش: تولید سر بزرگ با دقت بالا
• شکل‌دهی داغ: ساخت هندسه پیچیده

پروتکل‌های آزمایش دقیق، قابلیت اطمینان سر را تضمین می‌کنند:

• بازرسی بصری
• تأیید ابعادی
• آزمایش غیر مخرب (اولتراسونیک/رادیوگرافی)
• آزمایش فشار

فناوری‌های نوظهور سر بر موارد زیر متمرکز هستند:

• ساخت سبک وزن
• ادغام تولید هوشمند
• بازرسی دیجیتال پیشرفته
• روش‌های تولید پایدار

این اجزای مخازن تحت فشار همچنان در حال تکامل هستند تا نیازهای صنعتی فزاینده را برآورده کنند و در عین حال نقش ایمنی حیاتی خود را حفظ کنند.