در مهندسی ظروف تحت فشار و مخازن ذخیره سازی صنعتی، ضخامت دیوار پارامتر اصلی است که یکپارچگی ساختاری، عمر و ایمنی عملیاتی تجهیزات را تعیین می کند.محاسبه ضخامت علمی نه تنها باید نیازهای اساسی ذخیره مایعات را برآورده کند بلکه همچنین باید به دقت با مشخصات طراحی سطح صنعت (مانند استانداردهای API 650 یا ASME BPVC) مطابقت داشته باشد.در زیر تجزیه و تحلیل عوامل کلیدی فنی که بر طراحی ضخامت دیواره مخزن تاثیر می گذارند، ارائه شده است.
خواص شیمیایی محیط مایع به طور مستقیم انتخاب مواد و جبران ضخامت را تعیین می کند.نرخ خوردگی مایعات یا گاز های مختلف بر روی مواد پایه مخزن به طور قابل توجهی متفاوت است.
مشخصات فنی:هنگامی که برای ذخیره اسیدهای قوی، قلیات قوی یا رسانه هایی با محتوای بالای یون کلورید طراحی می شود، افزایش ضخامت پایه تنها راه حل مطلوب نیست.یک اجازه خوردگی (CA) از 1.5mm تا 3.0mm باید بر اساس سرعت خوردگی محیط تعیین شود.
حمایت مادی:برای اطمینان از ثبات و قابلیت اطمینان تجهیزات در طول زندگی طراحی 10-20 سال در شرایط بسیار خوردگی، استفاده از فولاد ضد زنگ 316L، فولاد دوگانه (به عنوان مثال 2205) توصیه می شود.یا استفاده از پوشش های ضد خوردگی تخصصی بر روی فولاد کربن (به عنوان مثال، Q345R) ، به جای افزایش کورکورانه ضخامت.
ابعاد فیزیکی مخزن ذخیره (قطر و ارتفاع) متغیرهای تعیین کننده در مدل حمل پایه هستند.مایع اعمال حداکثر فشار هیدروستاتیک در پایین دیوار مخزنبنابراین، مخازن بزرگ به طور معمول از طراحی ضخامت دیواره متغیر استفاده می کنند (گرده تر در پایین، نازک تر در بالا).
مشخصات فنی:برای مخازن بزرگ ذخیره سازی جو، صنعت به طور گسترده ای "طریقه 1 فوت" یا "طریقه نقطه طراحی متغیر" از استاندارد API 650 را برای محاسبه ضخامت هر دوره پوسته اتخاذ می کند.با افزایش قطر و سطح مایع، فشار حلقه ای که توسط صفحه های پوسته پایین تحمل می شود به صورت خطی افزایش می یابد. مقادیر شدید باید با دقت از طریق فرمول های ثابت محاسبه شود تا از قدرت ساختاری کلی اطمینان حاصل شود.
فشار عملیاتی و دمای طراحی پارامترهای مرکزی ترمودینامیک و مکانیکی تعیین کننده ضخامت دیواره ظرف هستند.مشخصات فنی:حتی یک افزایش اندک فشار کاری (MPa) ضخامت دیوار مورد نیاز را به طور نمایی افزایش می دهد. با توجه به کد های ASME، ضخامت دیوار باید با استفاده از فرمول هایی مانند:
(که در آن P فشار طراحی، S حداکثر فشار مجاز و E بهره وری مشترک است) علاوه بر این، در شرایط دمای بالا،فشار مجاز مواد فلزی به طور قابل توجهی کاهش می یابدیک عامل کاهش دما باید در طول محاسبات برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان در شرایط عملیاتی شدید اعمال شود.
بارگذاری های محیطی خارجی (بادها، برف و امواج لرزه ای) تأثیر قاطعی بر ثبات مخازن بزرگ در فضای باز دارند.
مشخصات فنی:در مناطق مستعد زلزله یا مناطق ساحلی طوفان،بررسی های ضد سرنگونی و ضد بی ثباتی باید مطابق با API 650 Appendix E (Seismic Design) و Appendix V (External Pressure Design) انجام شود.با افزایش ضخامت دیواره پایین مخزن، نصب گره های باد، یا اضافه کردن دنده های سفت،اعتبارسنجی مکانیکی پارامتری برای افزایش مقاومت لرزه ای و تغییر شکل مخزن استفاده می شود.، جلوگیری از شکستگی ناشی از شکست خم کردن.
