انواع مواد عايق

انواع مواد عايق

1ـ تركيب پلاستيك: اين نوع عايق به صورت پودر خشك احتمالا با تقويت فيبري است كه در تركيب با آب، آماده استفاده مي شود.

2ـ عايق ميكروپروس: عايق ميكروپروس كه گاهي اوقات با عنوان Silica aerogel شناخته مي شود، محتوي يك پودر نرم با سوراخ هاي ميكروسكپي است كه به ماده، رسانايي حرارتي پايين تري نسبت به رسانايي هواي ساكن مي دهد. اين عايق به صورت شكل داده شده يا درون كپسول وجود دارد.

3ـ فوم هاي Epoxy Syntactic: روش جديدي وجود دارد كه اگرچه داراي قيمت اوليه گران تري است، اما نيازي به هزينه هاي نگه داري ندارد و مشكلات خوردگي را نيز مرتفع مي سازد. چون مي توان آن را به روش پاششي به طور مستقيم روي سطح زير لايه در سطوح بزرگ قرار داد، يا اين كه با استفاده از غلاف هاي از پيش ريخته گري شده كه به صورت نيم استوانه است، بر روي لوله قرار گيرد و مي تواند نفوذ آب و خوردگي را حذف كند. اين پوشش به صورت 2 يا 3 فازي مي تواند مورداستفاده قرار گيرد. تحقيقات نشان داده است كه بيش از 90درصد سازه هاي فولادي در دماهايي زير 120درجه سانتي گراد كار مي كنند كه اين دما مشكلي براي پوشش هاي مذكور ايجاد نمي كند.

4ـ عايق هاي مقوايي: اين مقواها، صلب يا نيمه صلب بوده و معمولا همراه با تقويت فيبري و فشرده شده به شكل يك جرم متراكم وجود دارد.

5ـ آجرهاي عايق كننده و محصولات وابسته: اين عايق ها از خاك رس متراكم، سبك وزن و فشرده غير آلي كه با پخته شدن در دماي بالا، به صورت عايق سخت شكل داده شده است، ساخته مي شود.

6ـ عايق هاي بتوني: عايق هاي بتوني به طور نمونه شامل خرده سنگ هاي متخلخل سبك وزن به همراه سيمان هيدروليكي به عنوان عامل چسبندگي يا رزي سخت شده هيدروليكي است.

7ـ سيليكات كلسيم: در فرآيندهاي صنعتي كه به دماي بالا و استحكام زياد در برابر فشردگي نياز است، سيليكات كلسيم به طور وسيعي استفاده مي شود. همچنين اين ماده براي عايق كاري لوله هاي اصلي سيستم گرمايش در محل هايي كه اين لوله ها در زير خاك قرار گرفته اند، به كار مي رود.

از آن جايي كه سيليكات كلسيم شديدا جاذب رطوبت است، در دماهاي متوسط و شرايط سيكلي دما باعث خوردگي زير عايق مي شود.

8ـ شيشه سلولي: شيشه سلولي يك ماده كاملا غيرقابل نفوذ است و به منظور عايق كاري لوله كشي و تجهيزات صنايع پتروشيمي، گاز و فرآيندهاي صنعتي استفاده مي شود. شيشه سلولي مي تواند در يك محدوده دمايي وسيع كه شامل تجهيزات تبريد است، استفاده شود. اين ماده به دليل استحكام آن در برابر فشردگي، براي عايق كاري پايه هاي مخزن نيز ايده آل است.

9ـ لاستيك نيتريل انبساط يافته: لاستيك نيتريل انبساط يافته عايقي قابل انعطاف است و يك مانع يكپارچه سلولي بسته را در مقابل بخار تشكيل مي دهد. اين ماده در اصل براي كنترل ميعان روي لوله هاي تجهيزات تبريد و خطوط آب سرد استفاده مي شد و اكنون به طور وسيعي در سيستم هاي گرمايش و تهويه (H&V) به كار مي رود.

10ـ فوم هاي پلي استيرين: اين نوع عايق به صورت هاي مختلفي نظير پليت وجود دارد و براي اينكه بتواند به عنوان يك عايق حرارتي عمل كند، چگالي آن نبايستي كمتر از 24كيلوگرم بر مترمكعب باشد.

11ـ رزين هاي پلي يورتان: پلي يورتان سخت داراي ساختار مولكولي متغيري است كه محدوده دانسيته آن 8 تا 400 كيلوگرم بر مترمكعب است. دانسيته مناسب براي عايق كاري با توجه به شرايط، از 30 تا 60كيلوگرم بر مترمكعب قابل تغيير است. پلي يورتان يك نوع پليمر با وزن مولكولي بالا است كه مي تواند به عنوان عايق در محدوده دمايي منفي196 تا مثبت 130درجه سانتي گراد مورد استفاده قرار گيرد.

12ـ پشم شيشه معدني: پشم شيشه به شكل هاي مختلفي، از لوله اي (توپي) گرفته تا تخته هاي صلب و مقاطع از پيش شكل داده شده لوله اي وجود دارد. پشم شيشه علاوه بر كاربردهاي صنعتي در ساير موارد نيز به منظور عايق كاري حرارتي و صوتي سرويس هاي گرمايش و تهويه به كار مي رود.

13ـ اكسيد منيزيم: اكسيد منيزيم يك محصول تميز و خنثي است و در نتيجه به طور وسيعي در صنايع غذايي، دارويي و مواد آرايشي و ساير فرآيندهايي كه تميز بودن محيط آن ها اهميت خاصي دارد، به كار مي رود.

14ـ رزين ملامين: رزين ملامين يك ماده با چگالي بسيار كم، سلول باز، عاري از كلرور فلوئوركربن (CFC) و قابل انعطاف با خصوصيات عايقي خوب حرارتي و صوتي است. به عنوان يك ماده آ لي، رزين ملامين نيز داراي حد دماي فوقاني بالايي است.

15ـ عايق سيليس ميكروپروس: عايق ميكروپروس به طور وسيعي در سيستم هاي ذخيره كننده حرارتي و براي عايق كاري صنعتي دما بالا كه در آن ويژگي هاي حرارتي بهتري نسبت به مشخصه حرارتي عايق فيبري مورد نياز است، استفاده مي شود.

16ـ رزين فنلي: رزين فنلي، با داشتن ضخامت نسبتا كم از خاصيت عايق كاري حرارتي بالايي برخوردار و نسبتا خنثي است. از اين رو در كاربردهاي گرمايشي و تهويه مطبوع كه با وجود محدودبودن فضا، استانداردهاي عايقي بالايي نياز دارد و در صنايعي كه ميزان آتش كلاس صفر و مشخصه هاي انتشار كم دود حاكم است به كار مي رود.

17ـ رزين صلب پلي ايزوسيانورات(PIR): (PIR) به شكل هايي با استحكام زياد وجود دارد و به طور وسيعي براي عايق كاري لوله كشي در دماي تبريد و دماي متوسط و تجهيزات موجود در صنايع پتروشيمي، گاز و فرآيندهاي صنعتي استفاده مي شود. (PIR) در انواع وسايل حمل و نقل سردخانه دار و در كانال كشي و لوله كشي ساختمان و لوازم ساختماني استفاده مي شود.

18ـ فايبركلاس: آب و رطوبت را جذب مي كند و بيشتر از مواد عايق خاصيت آب كشي دارد. حداكثر دماي كاري آن با توجه به نوع و جنس آن 191 تا 454 درجه سانتي گراد و چگالي آن 24 تا 96كيلوگرم بر مترمكعب است و اصولا مقاومت فشاري ضعيفي دارد. فايبرگلاس در نوع كم چگالي داراي دانسيته حدود 23 تا 24 كيلوگرم بر مترمكعب است و مقاومت فشاري آن در 10درصد تغيير فرم در دماي 24درجه سانتي گراد برابر 215هزارم كيلوپاسكال است. حداكثر دماي كار آن 500درجه سانتي گراد است.

19ـ فيبرهاي معدني: عايقي غيرقابل اشتعال است و در محدوده دمايي 21 تا 650درجه سانتي گراد كارايي دارد.

20ـ فوم هاي الاستومر شكل پذير: اين عايق به صورت سياه و لاستيكي است. آب و رطوبت را جذب نمي كند. حداكثر دماي كاري آن 82درجه سانتي گراد و چگالي آن 96كيلوگرم بر مترمكعب است. مقاومت فشاري آن ضعيف است. به خودي خود خورنده نيست، اما با وجود آب به خصوص وقتي كه آب حاوي يون هاي خورنده نظير كلرايد باشد، خوردگي حادث مي شود.

21ـ پشم معدني: مي تواند آب و رطوبت را جذب كند. با توجه به نوع و جنس آن، حداكثر دماي كاري آن بين 649 تا 982 درجه سانتي گراد و چگالي آن نيز حدود96 تا 304 كيلوگرم بر مترمكعب است. مقاومت فشاري آن ضعيف است، اگرچه در چگالي هاي بالاتر وضع بهتر مي شود.

22ـ عايق هاي Perlite- Silicate: حداكثر دماي كاري آن حدود 593 درجه سانتي گراد و چگالي آن حدود 224كيلوگرم بر مترمكعب است. مقاومت فشاري آن نيز حدود 483 تا 552 كيلوپاسكال در 5درصد تغيير فرم است. از آن جا كه PH آن بالا و حدود 10است، لذا خوردگي كمتري در سطوح فلزي ايجاد مي كند.

23ـ فوم هاي پليمري چندلايه: از جمله عايق هاي مناسب براي استفاده در مورد لوله هاي offتshore، فوم هاي پليمري چند لايه هستند. اين عايق از لحاظ اقتصادي نيز مقرون به صرفه است. عايق مذكور مي تواند با توجه به شرايط كاري بين 5 تا 7لايه داشته باشد.

مخزن

مخزن

اصطلاح عمومی مخزن را می توان از نظر ساختار به دو دسته کلی مخازن با اجزاء داخلی (مثل پوسته مبدل های حرارتی ، ظروف همزن دار ، برج تقطیر و ... ) و مخازن بدون اجزاء داخلی که تانک ها و درام ها می باشند ، محدود کرد . تفاوت تانک و درام در اندازه آنها می باشد که زمان اقامت یک جریان مداوم در درام از چند دقیقه تجاوز نمی کند ، در صورتیکه این زمان اقامت برای تانک ها به چندین ساعت می رسد . درام ها در خطوط فرآیند قبل یا بعد از دستگاه های فرآیندی استفاده می شوند که به عنوان مثال می توان به درام واقع در قبل ازکمپرسور ها اشاره کرد که قطرات مایع را از جریان گازی جدا می کنند. درام قبل از دیگ مانع از آن می شود که دستگاه در وضعیت خشک کار کند . درام پس از کمپرسور رفت و برگشتی ضربه آن را متعادل می کند . تانک ها مخازن بزرگتری هستند که می توان به تانک خوراک (Feed Tank) برج تقطیر ناپیوسته که ممکن است خوراک چندین روز را در خود نگهدارد و همینطور مخازن ذخیره اشاره کرد .

مخازن از نظر کاربرد به ۲ دسته مخازن ذخیره و تحت فشار تقسیم می شوند که هر کدام در موارد خاص فرآیندی مورد استفاده قرار می گیرند .

● انواع مخازن ذخیره

به طور کلی فرآورده های نفتی را از نظر انباشتن در مخزن ها می توان به سه دسته تقسیم کرد :

۱) فرآورده هایی که فشار بخار آنها از ۱.۵ پوند بر اینچ مربع کمتر است ، معمولا" در مخزن های سقف ثابت نگهداری می شوند .

۲) فرآورده هایی که فشار بخار آنها بیشتر از ۱.۵ پوند بر اینچ مربع است در مخزن های سقف شناور نگهداری می شوند .

۳) فرآورده هایی که دارای فشار بخار زیادتر تا نزدیک ۱۰۰ پوند بر اینچ مربع هستند ، در مخزن های کروی یا استوانه ای نگهداری می شوند .

الف) مخزن های سقف ثابت :

این نوع مخزن های استوانه ای ، قائم و با سقف ثابت مخروطی شکل بوده ، بر پایه مناسبترین اندازه قطر و بلندی برای تامین ظرفیت مورد نیاز استاندارد شده است و برای انباشتن فرآورده های گوناگون نفتی مورد استفاده قرار می گیرد.

▪ عواملی که در گزینش قطر و بلندی مخزن موثرند :

فضای موجود برای نصب مخزن ، تحمل فشار ، خاک زیر مخزن ، فراریت فرآورده هایی که باید در مخزن انبار شود ، سرعت ته نشین شدن مواد نفتی مورد نظر و ناخالصی هایی که در مخزن انبار می گردد. مخزن هایی که برای انباشتن مایعات فرار ساخته می شود باید بدون منفذ (Gas Tight) بوده و تغییرات فشار میان ۶ تا ۲۰ سانتی متر آب را تحمل نماید تغییرات فشار به وسیله شیر اطمینان ویژه ای خنثی می گردد. دیگر تجهیزات این مخزن ها عبارتند از حوضچه و شیر زیر آب ، لوله های مارپیچ بخار ، پروانه همزن برای آمیختن فرآورده ها ، عمق سنج خودکار ، دماسنج و غیره .

دیسک شکست (Rupture Disk) قسمتی روی سقف تانک است که ضعیفتر از قسمت های دیگر ساخته می شود و در مواقعی که کنترل کننده ها خوب عمل نکنند و همینطور برای شیرهای اطمینان مشکل به وجود آمده باشد پاره شده و مانع از صدمه دیدن برج می شوند .

ب) مخزن های سقف شناور :

در این مخزن ها سقف شناور روی مایع شناور بوده با مایع به بالا و پایین حرکت می کند معمولا" ۲ نوع از این مخزن ها بیش از انواع دیگر به کار رفته می شوند .

▪ سقف های ماهیتابه ای شکل (Pan Type) :

این سقف ها مسطح بوده و از فولاد ساخته می شوند و دارای پایه های عمودی هستند که به محیط سقف متصل می باشد . نقطه ضعف این سقف ها این است که به مجرد سوراخ شدن غرق می شوند

▪ سقف های خزینه دار (Pontoon Type) :

که در آن خزینه جعبه مانند و تو خالی پیرامون سقف نصب شده ، آن را شناور کرده است . برتری این نوع سقف در این است که با سوراخ شدن یک یا چند خزینه غرق نخواهد شد .

▪ مخزن های کروی و استوانه ای

مخزن های کروی یا استوانه ای برای مقاومت در برابر فشار های بالا به کار می رود و ممکن است فشار تا ۱۰۰ پوند بر اینچ مربع یا بیشتر را تحمل کنند .

این نوع مخزن ها جهت نگهداری بوتان و پروپان و گاز مایع و بنزین های سبک و به طور کلی مواد شیمیایی سبک کاربرد دارد.

ج) مشخصات عمومی مخازن تحت فشار

شکل اکثر مخازن تحت فشار استوانه ای یا کروی بوده که فرم استوانه ای آن با کلگی کروی یا بیضوی یا کاسه ای قابل ساخت و مونتاژ می باشد . و کلگی های کروی به دو حالت نورد گرم و سرد تولید می شوند .

استاندارد ASME Boiler & Pressure Vessel Code برای مخازن ذخیره ای نیز استفاده می شود ، طبق استاندارد موجود بعد از مشخص بودن پارامتر های اصلی یاد شده ضخامت و مشخصات هندسی و جوشکاری و جنس مواد تعیین شده با امکانات کارگاهی نیز تهیه می شود .

اتصالات مختلفی که روی مخازن تعبیه می گردد ، از قبیل محل مورد نصب فشار سنج ، شیر تخلیه اضطراری ، ترمومتر ، سطح سنج ، و در صورتی که مخزن جهت کارهای پیچیده تر استفاده شود ، طبعا" نیاز اتصالات مربوط به آن نیز اضافه خواهد شد .

▪ خصوصیات فنی مخازن تحت فشار

طراحی و ساخت مخازن تحت فشار بر اساس پارامتر های مختلف فنی از قبیل فشار ، درجه حرارت ، نوع فولاد مصرفی حجم مورد مصرف ، امکانات کارگاهی ، تاثیر عوامل جوی از قبیل باد و برف و باران و زلزله ، عمر مفید مقاومت مصالح و مواد مصرفی در مقابل خوردگی الکتروشیمیایی و مکانیکی به شرح زیر طراحی می شود :

▪ فشار مخزن با توجه به استاندارد (ASME Code) با ضخامت

▪ تنش مجاز مواد مصرفی

▪ امکانات جوشکاری ارتباط دارد

درجه حرارت که عاملی در طراحی و ساخت بوده یکیدیگر از عوامل مهم در طراحی می باشند .

مواد مصرفی در مخازن تحت فشار و ذخیره ای معمولا" Carbon Steel از انواع مختلف بوده که انتخاب هر کدام از این فولاد ها با توجه به تنش مجاز درجه حرارت کاری و فرم پذیری فولاد و جوشکاری آن و ... انجام می گیرد.

عامل حجم مخزن با در نظر گرفتن موقعیت محل نصب و با تغییراندازه و قطر و ارتفاع بر اساس استاندارد مربوطه و با حفظ تناسب اجزاء ، مطابق با نیاز طراحی و ساخته می شود .

پارامتر تاثیرات جوی به صورت بار اضافی در شرایط مختلف محاسبه می شود .

● ایمنی در مخازن ذخیره

از دیدگاه ایمنی مخزن ها باید دارای تجهیزات زیر باشند :

▪ سقف شناور : برای کاهش میزان تبخیر مواد سبک و جلوگیری از آتش سوزی ، مخزن های فرآورده های سبک و فرار با سقف شناور ساخته می شوند. این نوع سقف ها از ورود هوا به مخزن و هم آمیزی با بخار های نفتی ممانعت می کند و از این راه انفجار و آتش سوزی که ممکن است از جرقه ساکن ایجاد شود جلوگیری می نماید .

▪ رنگ مخزن ها : مخزن های محصولات سبک و میان تقطیر به رنگ سفید رنگ آمیزی می شود تا کمترین گرما را از محیط و انرژی تابشی آفتاب جذب کرده دمای محتوای مخزن ها در کمترین حد ممکن نگه داشته می شود .نتیجتا" مقدار تبخیر و هدر رفتن مواد سبک نفتی کمتر شده شرایط خطرناکی در بالای مخزن پدید نمی آید .

▪ خطر الکترسیته ساکن در مخزن : خطر های الکتریسیته ساکن را که به هنگام نقل و انتقال مواد نفتی آتش زا دو عامل سبب بارور شدن مخزن با الکتریسیته ساکن می گردد . یکی پخش شدن مایعات به قطرات کوچک و دیگری اصطکاک مایعات هنگام جریان در خطوط لوله ، پس از ورود مایع به مخزن و بارور شدن مخزن از دو راه بالا ، حتی جرقه کوچکی در آمیزه بخارات نفتی و هوای موجود در بالای مخزن ، سبب انفجار و آتش سوزی می شود . دیواره همه مخزن ها باید به وسیله سیم به زمین متصل شود . (Earthing Wire) کار این سیم هدایت بار الکتریسیته ساکن از مخزن به زمین و جلوگیری از تراکم الکتریسیته در بدنه مخزن می باشد .