1
Storage Tank
2
سر فصل
فصل اول [مخازن نفتي و استانداردهاي آن]---------------------------- 4
فصل دوم [خوردگي و روش پيشگيري. شناخت اتصالات]----------------- 17
فصل سوم [ اجزاء مخازن ]--------------------------------------- 27
فصل چهارم [تستها و تلرانسها]----------------------------------- 75
3
مقدمه
ايران داراي منابع بسيار زياد طبيعي است، منابعي چون سنگ هاي معدني، نفت و گاز و ... . يكي از
منابع ارزشمند كه در چرخة اقتصادي كشور نقشي بسيار با اهميت را ايفا مي كند نفت است.
در سال هاي اخير كارهاي فراواني جهت پيشرفت صنعت استخراج، ذخيره و تصفيه نفت انجام پذيرفته
است، البته بايد بيان كن يم كه براي برداشتن گام هايي بزرگتر در اين مسير بايد صنعت و دانشگاه
دست به دست هم دهند تا كشور از نيازمندي به خارج مستغني شود، ب ه همين دليل بر آن شديم تا
به بررسي گوشة كوچكي از اين صنعت بزرگ يعني بحث ذخيره بپردازيم.
يكي از تجهيزات مهم پالايشگاهي مخازن اند كه بنا بر موقعيت جغرافيايي و خاك و ساير پارامترهاي
كاري طراحي آنها انجام مي پذيرد.
البته بايد دقت نمود كه براي اينكه تجهيزي ساخ ته شود بايد قبل از شروع كار از نظر انتخاب ماده و
چگونگي اتصال آنها به يكديگر اطلاعات درست و كافي در اختيار باشد كه رشته تخصصي دانشجويان
مواد و متالوژي مي باشد ولي با اين وجود در اين مجموعه سعي شده است كه اطلاعات عمومي در اين
باره نيز ارائه گردد.
در اين مج موعه در فصل اول به استانداردهاي مورد استفاده و مواد مصرفي در فصل دوم به خوردگي و
اتصالات در فصل سوم به شناخت اجزاء اصلي مخزن و در پايان ، در فصل جهارم به تستهاي عمده
پرداخته شده است.
روشهاي تست كردن صحيح مخزن بايد به دقت بررسي شود تا مخزن ساخته شده مطابق
استانداردهاي جهاني باشد، گرچه اين مجموعه جزئي بسيا ر كوچك از صنعت بزرگ نفت باشد اما
اميدواريم كه اين مجموعه بتواند ايدة اوليه را به خوانندگان عزيز بدهد تا شاهد عمري طولاني براي
تجهيزات و نتيجتاٌ صرفه جويي و كمك به اقتصاد كشور باشيم.
4
فصل اول
مخازن نفتي و استانداردهاي آن
5
1-1 مخازن
در حالت كلي مي توان مخازن را به دو دستة عمدة مخازن روي سطح زمين و مخازن زيرزميني
تقسيم بندي نمود . عموماً روش ساخت مخازن روي زمين از مخازن زيرزميني ساده تر مي باشد، در اين
نوع مخازن نيز بنابر اينكه جهت مواد نفتي استفاده مي شوند يا خير استانداردها، متفاوت م يباشند.
اگر از ديدگاه ذره بيني تر مخازن را تقسيم بندي نمائيم به صورت زير است:
(Atomespheric Tank) 1) مخازن اتمسفريك
(Low – pressure Tank) 2) مخازن با فشار كم
(High – Pressure Tank) 3) مخازن تحت فشار
0/5 كار و طراحي psig تا o مخازن مجموعة اول كه به مخازن اتمسفريك شناخته مي شوند در فشار
م ي باشد كه توسط انجمن استاندارد آمريكا اين استاندارد API مي شوند استاندارد اين مجموعه 650
تهيه شده است و مي توان گفت كه م عتبرترين استاندارد موجود براي ساخت ابتد ايي اين مخازن
مي باشد. از آنجا كلمة ابتدايي را بكار برديم كه براي تعميرات اين مخازن از اين استاندارد استفاده
استفاده مي شود و آن هم به اين علت است كه با تعمير كردن API نمي شود بلكه از استاندارد 653
ديده شد كه مشكلاتي براي مخازن API مخازني كه چندين سال كار مي كردند مطابق استاندارد 650
تدوين گرديد. API بوجود آمد و بعد از آن استاندارد 653
0 تا / دستة بعدي مخازن، مخازن با فشار پايين اند كه در طراحي و عمل آن مخازن فشار در محدودة 5
مي باشد، البته اين استاندارد بسيار API 15 مي باشد كه استاندارد طراحي اين مخازن 620 psig
مي باشد و نكته اصلي آنها اختلاف نوع مادة مصرفي مي باشد و همچنين تغيير API نزديك 650
ضرايب اطمينان به دليل افزايش فشار است.
در گروه سوم كه مجموعة بزرگي از مجموعة مخازن را در برمي گيرند مخازن تحت فشاراند كه
مي باشد، در اين نوع مخازن نوع مادة ASME SeE 8.Div استاندارد طراحي اين مخازن 1
مصرفي بايد داراي تحمل تنش بالاتري نسبت به دو حالت قبلي داشته باشند و همچنين تست هاي
بيشتر و با محدودة تلرانس كمتري دارند، و آن هم به دليل فشار كار مخازن مي باشد كه در صورت
عدم ساخت مناسب ضررهاي زيادي به- سيستم وارد مي كنند.
6
همانطور كه ابتدائاً ذكر كرديم در اين مجموعه به بررسي مجموعة اول مخازن يعني مخازن اتمسفريك
است، اين استاندارد ماده، API مي پردازيم، استاندارد طراحي اين مخازن همانطور كه بيان شد 650
طراحي، ساخت و نصب و تست مخازن عمومي سيلند ري، روي زمين ، سرباز و سر بسته، جوشي را در
حالت اتمسفريك مي پوشاند البته بايد متذكر شويم براي فشار كمي بالاتر در بخش اپنديكس هاي آن
BS اطلاعاتي آمده است. البته بايد متذكر گرديم كه در حالت اتمسفريك براي مخازن افقي استاندارد
2594 است كه اينجا موضوع بحث نيست.
1-1-1 حدود قابل پذيرش
براي حالتي كه كف مخزن يكنواخت باشد و سيال داخل آن يخ نزند و همچنين API استاندارد 650
ماكزيمم دماي آن 200 درجه فارنهايت است مورد پذيرش است.
بايد بيان كنيم كه اين مخ ازن بنابر سايزهاي خاص انتخاب نگرديده است بلكه طراحي آن حالت كلي
دارد و از اين نظر قابليت مناسبي را داراست و در اين استاندارد موارد زير بطور خاصي آمده است:
مخازني كه پوسته و ورق هاي تقويتي آن حداكثر 2
1 باشد اينچ .
فونداسيون مخازن
قانونهايي در مورد نوع هاي خاصي از سقف مخازن
بررسي دقيق اثرات زلزله و باد
محاسبات دقيق بدنه
ديتاشيت صحيح كه توسط كارفرما بايد تكميل گردد.
يك بخش كه اجازة دماي طراحي تا 500 درجه فارنهايت را مي دهد.
بررسي دقيق كف مخزن
Piping بررسي نازل ها و بار ناشي از
در بخش بعدي پيشنهادات آمده در مورد مواد مصرفي اين مخازن را خواهيم ديد.
7
1-2 مواد مصرفي در مخازن اتمسفريك
يك طراح مي تواند با استفاده از اين استاندارد طراحي كاملي را انجام دهد و مواد مناسب را نيز انتخاب
كند البته ممكن است خريدار نظر ديگري داشته باشد و به همين دليل بايد هماهنگي با كارفرما نيز
صورت پذيرد.
برخي از ورقها را در گروه بندي هاي جلوتر خواهيم ديد، عموماً ورق ها بر اساس ضخامت و يا وزن
سفارش داده مي شوند، بايد دقت نمود كه ضخامت ورق نبايد حتي به مقدار خيلي كم، كمتر از
0 اينچ است و بيان مي كنيم كه ورق ها / ضخامت طراحي باشد و بايد بيان كنيم ماكزيمم تلرانس 01
در كوره سرباز، كوره الكتريكي يا پروسة اكسيژني اوليه، توليد مي گردند.
باز هم متذكر مي شويم كه هم اكنون در ساخت مخازن ذخيره بيشتر از كربن استيل استفاده مي گردد
كه حداقل استقامت كششي آنها 30 تا 60 كيلوپوند بر اينچ مربع باشد . براي سادگي انتخاب مواد
جداولي تعيين شده است كه بر اساس تست هاي مخرب نظير تست كشش و تنش به بهترين نحو
چيده شده اند.
8
[ 1 آناليز مواد در گروههاي مختلف [ 1 - جدول 1
9
علاوه بر مقاومت مناسب كششي در انتخاب مواد مصرفي اجزاء مخزن، مسئله خوردگي بسيار مهم
است زيرا در ايران خصوصاً در مناطق نفت خيز جنوب ميزا ن رطوبت بالاست و علاوه بر رطوبت محيط
اثرات خوردگي سيالي كه در مخزن ذخيره مي گردد بايد مدنظر قرار گيرد . مسائلي نظير ميزان انبساط
و انقباض مادة انتخاب شده جهت مخزن نيز براي تغييرات دمايي زياد باي د مدنظر گرفته شود تا
اتصالات مخزن از هم گسسته نشوند.
همچنين با يد به تغييرات تنش تحت شرايط دمايي نيز توجه بسزايي نمود . در جدول زير نمايي از اين
تغييرات آمده است.
[ 1 تغييرات تنش در اثر تغيير دما [ 1 - جدول 2
با تمام نكات و تذكراتي كه بيان كرديم هم اكنون با انجام عمليات حرارتي مي توان عمل تنش
مطلوب را در ورق ها بوجود آورد. انتخاب ماده و دماي كاركرد آن اولين و مهمترين بخش طراحي است
پايي نترين ) LOD MAT معروف است، مطابق استاندارد بر اساس (Or : DMT )MDMT كه به
دماي متوسط محيط) انتخاب مي گردد.
10
1 مواد در استاندارد مرجع براي طراحي مخازن نفتي اتمسفريك روي زمين -2-1
بعنوان استاندارد مرجع اكثر كشورهاي دنياست، اين استاندارد كه توسط API استاندارد 650
كارشناسان نفت آمريكا گردآوري شده است شامل انتخاب ماده، طراحي، روش ساخت و تست مخزن
مي باشد.
در اين استاندارد مواد به شش گروه اصلي تقسيم مي شوند كه در زير آنها را نمايش داده ايم.
[2] API 1 گروههاي مختلف استاندارد 650 - نمودار- 1
11
[2]API 1گروههاي مختلف استاندارد 650 - جدول 3
12
هدف از اين تقسيم بندي ها اين است كه بنابر مقاومت كششي ورق و مقاومت دمايي آنها نوع گروهشان
تعيين مي گردد.
گروه هاي يك تا سه كربن استيل هستند و گروه هاي چهار و پنج مواد مقاومت بالااند و در هر دو گروه
با افزايش شماره آنها مقاومت شان بالا مي رود. بعنوان مثال گروه سوم از گروه دوم سخت تراند.
گروه ششم تركيبي است از مقاومت بالا در آلياژهاي استيل كه برخي موارد احتياج به كارهاي
كردن، Killed سختي گيري دارد. چند متد براي افز ايش مقاومت مواد وجود دارد نظير
.Quenching ، كردن Normalized
: Killed
جزء مواد آلومينيوم دارند كه (fully killed) در استاندارد آمده است كه مواد كاملاً كشته شده
آلومينيوم عمل اكسيژن زدايي را بعهده مي گيرد و سرانجام اكسيد آلومينيوم پراكنده مي گرد د و طي
اين عمل مقاومت بالا مي رود.
13
: Normalized
اين عمل شامل عمليات حرارتي است كه بعد از عمليات ، فلز با گذر هوا خنك مي شود و ذرات ساختار
بطور مناسب مي نشيند و سبب افزايش مقاومت مي گردد.
: Quenching
در اين عمليات ، ورق ها گرم مي شوند و با خنك سازي مناسب سخ تي بالا مي رود، اين روش عموماً براي
مواد ترد بكار مي رود و قابليت چكش خواري را بهبود مي بخشد.
مواد ساير اجزاء مخزن
استفاده مي شود البته در نازل ها با سايز بزرگتر از′′ 12 از A106 GRB براي نازل ها عموماً از لوله هاي
ورق نورد شده جهت ساخت م خزن كمك گرفته مي شود. براي تأييد گرفتن استاندارد براي فلنج ها
كه طبق روش فورجينگ توليد شده اند، استفاده مي شود. A عموماً از مواد 105
البته براي راهنمايي كلي مي تواند گفت كه با افزايش كربن مقاومت كاهش مي يابد و با افزايش منگنز
مقاومت افزايش مي يابد البته هم انطور كه گفته شد بنابر ماده اي كه داخل مخزن نگهداري مي شود
بايد بهترين تركيب را انتخاب كنيم.
مي پردازيم. ASTM در زير به بررسي استاندارد
ASTM 1-2-2 استاندارد
در اين استاندارد موارد زير و ضخامتهاي مجاز براي استفاده در مخازن توصيه شد هاند:
A36 structural steel -
1 اينچ مي باشد. / با ضخامت كمتر يا برابر 5
A131 structural steel for ships -
گروه هاي اين فلز بصورت زيراند:
0 اينچ / با ضخامت مساوي و يا كمتر از 5 :Grade A
با ضخامت مساوي و يا كمتر از 1 اينچ :Grade B
1 اينچ / با ضخامت مساوي و يا كمتر از 5 :Grade C
14
1 اينچ (براي فلنج ها تا 2 اينچ بكار مي رود). / با ضخامت مساوي و يا كمتر از 76 :Grade EH 36
A - ورق پر كاربرد 283
كه جزء گروه پايين و متوسط استرس كربن استيل ها بحساب مي آيد و گرو هبندي اين فلز A فلز 283
بصورت زير مي باشد:
با ضخامت مساوي و كمتراز 1 اينچ :Grade C
A - فلز 285
اين فلز مي تواند براي مخازني با كمي فشار بكار رود، اين ورق كربن استيل است و در گروه مقاومت
كم و متوسط است.
A - ورق 516
، ورق مخزن تحت فشار است، كربن استيل است با مقاومتي مناسب و در دماي پايين با گريدهاي 55
1 اينچ (براي فلنج تا 4 اينچ) بكار م يرود. / 60 و 65 و همچنين 70 و ضخامت كمتر و يا برابر با 5
A - ورق 537
ورق ضخامت تحت فشار است، كربن، منگنز، سيلكون ، عمليات حرارتي شده و كلاس بنديهاي زير را
دارد:
1 اينچ (براي ورق تقويتي تا 4 اينچ) / با ضخامت مساوي و يا كمتر از 75 :Class 1
1 اينچ (براي ورق تقويتي تا 4 اينچ / با ضخامت مساوي و يا كمتر از 75 :Class 2
A537 structural -
1 اينچ (ورق تقويتي تا 4 اينچ) / 65 و 70 با ضخامت كمتر و يا برابر با 5 ، در گروه هاي 58
A662 -
و B براي مخازن تحت فشار، كربن، منگنز، براي دماهاي متوسط و پايين مناسب است و با گروه هاي
1 اينچ بكار رود. / مي تواند در ضخامت برابر و كمتر از 5 C
A678 -
كربن استيل تمپره شده است و براي استراكچر عموماً بكار مي رود.
15
آن با B 2 اينچ ) و در گروه / 1 اينچ (ورق تقويتي تا 5 / آن با ضخامت مساوي و يا كمتر از 5 A گروه
2 اينچ). / 1 اينچ (ورق تقويتي تا 5 / ضخامت مساوي و يا كمتر از 75
A - ورق 737
اين ورق جهت مخازن تحت فشار است و با قدرت تحمل كششي بالا.
1 اينچ. / با ضخامت كمتر و يا مساوي با 5 B گروه
ISO كه استانداردي كانادايي است و همچنين استاندارد CSA استانداردهاي نظير
نيز National Standards نيز كه استانداردي آمريكايي است و استاندارد STANDARDS
وجود دارند كه توضيحات مناسبي در ارتباط با مواد آورد هاند كه مي توانيم از آنها بهره بريم.
هنگاميكه براي رساندن مواد به سازنده در مضيقه نباشيم بهتر است از موادي كه در بالا متذكر شديم
بهره بگيريم، اين مواد براي تركيب مناسب اند و بايد در پروسة جوش دقت كرد كه مادة اتصال دهنده
با توجه به مقاومت پليت بطور مناسب انتخاب شود، تمامي جوش ها كه هنگام تعمير سطح بكار
مي روند با الكترود هي دروژن پايين اند كه با توجه به صنع ت موردنظر ، مقاومت و كيفيت ماده انتخاب
مي شوند.
ديدي كلي بر ساپرت كنند هها
استراكچرها عموماً از گروه هاي زير پيروي م يكنند:
ASTM A36 -
ASTM A131 -
CSAG40 / 24 −MGrade260w,300w,350w,260wT ,300wT,350wT -
ISO630Grade Fe42,Fe44,(B,C,D) -
16
1-2-3 استاندارد بين الملل نيز پيشنهاداتي ارائه كرده است كه مطابق جدول زير مي باشد.
[ 1 پيشنهاد مواد در استاندارد بيل الملل[ 1 - جدول 4
(Piping and Forging) 1-3 لوله ها و اتصالات
مطابق زير مي توان مواد گفته شده را دسته بندي كرد:
API spec 5 L Grade A,B, X42 -
ASTM A53 Grade A, B -
ASTM A106 Grade A, B -
ASTM A333 Grade1 ،6 -
ASTM A334 Grade1 ،6 -
ASTM A524 Grade1 ،11 -
ASTM A671 -
و براي مواد فرج شده:
ASTM A105 -
ASTM A0.81 -
ASTM A350 Grade LF1 , LF2-
671 ساير مواد بكار رفته براي نازل بايد بدون درز باشند و يا در صورت بكار بردن ورق ASTM بجز
براي منهول بايد مطابق نكات ذكر شده براي ورق ها باشند.
17
فلنج
ASME B مي توان استاندارد 16.5 Welding – Neck , Welding , Slipon , Hub در مورد
براي فلنج هاي كربن استيل فرج شده رجوع كرد.
ممكن است B سري ASME B براي لوله ها با سايز بالاي 24 اينچ، فلنج مطابق استاندارد 16.47
استفاده شود.
پيچ
باشد. البته خريدار مي تواند پيشنهاد پيچ با ASTM A يا 307 A پيچ مي تواند مطابق استاندارد 193
شكل هاي ديگر و يا ضخامت بيشتر را بدهد كه البته بايد حتماً توسط طراح بررسي گردد.
الكترود جوشكاري
را با E و 70 E 80 در اينچ مربع، استانداردها 60 kips براي جوشكاري مواد با مقاومت كمتر از
رجوع كرد. AWS A كلاسهاي مربوط پيشنهاد مي دهند ولي براي ساير مي توان به 5.10
با كلاس بندي E 80XX-CX در اينچ مربع، پيشنهاد kips براي مواد با مينيمم مقاومت 80 تا 85
رجوع كرد. AWS و توضيحات 5.5
18
فصل دوم
خوردگي و روش پيشگيري. شناخت اتصالات
19
2-1 خوردگي
همانطوريكه بديهي است خوردگي به شرايط سايت محل نصب، طراحي، فون داسيون و ساير شرايط
ساخت بستگي دارد و از عوامل كاهش عمر مخزن ميباشد.
كنترل خوردگي روش هاي مختلفي دارد، كه انتخاب روش بهينه به شرايط ساخت هر پروژه بستگي
كردن، حفاظت كاتدي، حفاظت آنديك، بهره گيري از آلياژ قوي، بكار Lining دارد، روشهايي نظير
بردن ورق با ضخامت بالاتر، با ميزان در نظر گرفتن ميزان خوردگي، بكار بردن طراحي صحيح از جمله
روشهايي هستند كه اثر خوردگي را تقريباً از بين خواهند برد.
براي ديد بهتر چند مادة مختلف و خوردگي ناشي از آن را در جدول زير مي بينيم.
[ 2خوردگي در چند نقطه بحراني[ 1 - جدول 1
نفت خام
نفت خام به همراه آب و نمك است كه ميزان خوردگي بالايي دارد، بهترين راه بر اي كنترل مقاومت
مي باشد و اغلب از روش حفاظت كاتديك استفاده مي شود. (C.A) مخزن بكار بردن ضريب خوردگي
برخي از مشكلات خاص
برخي موارد يك لايه سنگين اكسيد روي، روي ديواره و كف مخازن ايجاد مي گردد، بخصوص
هنگاميكه مخزن در دماي بالا و در تماس با هوا باشند . البته با سند بلاست كردن مي توان در زمان
خرابي ورق تأخير ايجاد كرد.
20
2-2 كنترل خوردگي
2-2-1 پوشش داخلي مخزن
هنگاميكه تصميم گيري مي شود تا سطح داخلي مخزن پوشيده گردد در بخش كف مخزن برخي مواد
(shell) خورنده و غيرخالص جمع مي شوند. در اينصورت فقط پوشاندن كامل كف و بخشي از پوسته
كافي مي باشد، اين پوشش مي تواند تا 10 سال افزايش عمر مخزن را سبب شود، در مخازن عموماً در
بخش پوسته به ع لت حالت عمودي آن و همچنين در گذر سيال بودن زياد خوردگي به چشم
مي خورد، در بخش سقف به علت وجود بخارات ناشي از تبخير مادة داخل مخزن خوردگي نظير كف
زياد به چشم مي خورد، هنگاميكه تصميم مي گيريم سقف دارا ي پوشش شود چند شكل بوجود مي آيد.
اول اينكه در سقف و در بخش ساپرت هاي آن پوشش گذاري بسيار سخت و به طبع آن گران مي شود
و براي حل اين مشكل سعي مي گردد پيشنهاد مي شود كه ساپرتها موادي مقاوم در مقابل بخارات
انتخاب شوند و شكلي براي آنها در نظر گرفته شود كه براحتي قابل نظافت باشند.
برخي از مواد پيشنهادي جهت پوشش داخل مخزن
در جدول صفحه بعد برخي مواد جهت پوشش داخل مخزن و ضخامت فيلم آن پيشنهاد شده است.
21
[ 2چند نمونه از پوشش داخل مخزن[ 1 - جدول 3
22
بنابر سرويس مخزن انتخاب Thich – film linings و Thin – film linings مدلهايي نظير
مي گردند.
23
-2-2-2 حفاظت كاتديك، آنديك
برخي از اشكال حفاظت در زير نشان داده شده است كه بطور مؤثري از ميزان خوردگي كاسته
مي شود.
[ 2-حفاظت كاتديك[ 2 - شكل 1
24
[ 2-حفاظت كاتديك[ 2 - شكل 1
در بخش قبلي دربارة مواد و موضوع حفاظت از مواد در مورد خوردگي بحث كرديم حال به شناختن
اتصالات مي پردازيم.
2-3-1 اتصالات
براي آشنايي با اتصالات ابتدائاً لازم است كه اصطلاحات زير حتماً شناخته شود:
double – welded butt joint (1
چوشي است كه بين دو قطعه مجاور صورت مي گيرد و تقريباً جوش دو طرف آن شبيه هم است.
single – welded butt joint with backing (2
جوشي است كه بين دو جزء مجاور هم صورت مي پذيرد كه از يك طرف جوش مي گردد و از سمت
ديگر به يك ورق يا چيز مشابه ساپرت شده است.
25
double – welded lap joint (3
اتصال بين دو قطعه كه روي هم افتاده اند و لبه هاي روي هم دارند و از طرفين جوش فيلت مي شوند.
single – welded lap joint (4
جوشي است كه دو عضو كه اورلب دارند برقرار مي شود و از يك سمت جوش مي گردد.
butt weld (5
U شكل يا V جوش لب به لب است و در شيار بين دو عضو مجاور نفوذ مي كند، اين شيار مي تواند
شكل يا مربعي باشد و اين جوش مي تواند يك طرفه و يا طرفه باشد.
fillet weld (6
شكل و گوشه اي، زياد بكار مي رود. Tee جوش فيلت جوشي مثلثي شكل است و براي اتصالات
full – fillet (7
هنگامي بكار مي رود كه ضخامت جوش برابر ضخامت عضو باشد.
tack weld (8
جوشي است كه بصورت نقطه اي و كمي فرو رفته در قطعه براي اينكه اتصالي برقرار شود تا بعداً
تكميل و نهايي گردد.
2-3-2 اندازه جوش
ميزان شيار موجود به ميزان نفوذ و ضخامت ورق دارد.
اندازة جوش طرفين برابر با پايه جوش است كه مي تواند اندازه طرفين كمي با هم اختلاف fillet در
داشته باشد براي ورق تا ضخامت 16
1
باشد و براي ورق ها با (full) اينچ فيلت بايد ب صورت كامل
ضخامت بيشتر از آن نبايد ضخامت جوش كمتراز 3
1 باشد ضخامت ورق .
فقط براي ورقهاي كف و سقف بكار مي رود و براي جوش single – welded lap joint مدل جوش
نبايد از 2 اينچ تجاوز كند و براي اتصال يكطرفه از يك اينچ متجاوز شود. over lap دوطرفه ميزان
26
سمبل هاي جوش
در نماهاي زير چند سمبل جوش ديده مي شود:
[ 2 مدل جوش[ 2 - شكل 2
2-3-3 كاربرد جوش ها
با نفوذ كامل بهره مي برند و براي اتصال butt joint براي اتصالات عمودي ورق بدنه مخزن از نوع
double – نيز بايد مدل Top angle افقي ورق بدنه نيز بايد جوش با نفوذ كامل باشد و در مورد
باشد. welded lap joint
ديده مي شود. (Annular) نماي جوش ورق دور كف مخزن
27
[ 2اتصالات ورق انيولار[ 2 - شكل 3
با نفوذ كامل butt weld بايد از جوش نوع (Wind Girder) براي اتصال ساپرت در مقابل وزش باد
كمك گرفت.
باشد و جوشها پيوسته باشد البته full fillet در اتصالات ورقهاي سقف در سمت فوقاني بايد بصورت
است و مطابق آن روي ورق تست، تست WPS براي جوشها دستور كاري نوشته مي شود كه به نام
نيز توسط كارشناسان جوش WPS انجام مي گيرد تا به جوشكاران اجازه كار داده شود و تهيه PQR
است.
28
فصل سوم
اجزاء مخزن
29
3-1 اجزاء اصلي مخازن
حال كه مواد و اتصالات را در حالت عمومي شناختيم به بررسي اجزاء مخزن مي پردازيم:
اجزاء مخزن به شرح زير اند:
) فونداسيون
2) كف
3) بدنه
4) سقف
5) تجهيزات ورودي و خروجي
6) ساپرت هاي باد و زلزله و ...
3-1-1 فونداسيون مخزن
بنابر مكانيك خاك و آزمايشات بسيار دقيق روي خاك تصميم گيري بر روي نوع فونداسيون به عمل
مي آيد. يك فونداسيون مناسب بايد از مواد مرغوب و در عين حال ارزان تشكيل شده باشد و بايد
تحمل بار را داشته باشد تا بر اساس بارهاي وارده نشت نكند.
قوانيني كلي در مورد فونداسيون آمده است كه به چند نكته مهم آن در زير API در استاندارد 650
اشاره مي كنيم:
در برخي موارد نيازمند كار مهندسي دقيق در محل پروژه هستيم شرايطي نظير:
- واقع بودن سايت در دامنه كوه كه مخزن روي صخره واقع م ي گردد و يا اينكه بخشي از آن روي
سنگ و برخي ديگر در شرايط ديگر باشد.
- واقع بودن محل مخزن در زميني با تلاقي كه مواد آن ناپايدار باشد.
- هنگاميكه لايه هاي زيرين خاك محل مخزن خاك رس با خواص پلاستيكي (غيرثابت ) باشد كه
احتمال دارد در چند مدت اوليه بار را تحمل كند ولي در دراز مدت خاصيت خود را از دست بدهد.
_ هنگاميكه نتوان مخزن را از تحت سيل و طوفان بودن در امان داشت.
در حالتهايي كه شرايط مناسب نباشد مي توان از متدهاي زير كمك گرفت:
- تغيير مكان دادن مواد قبلي خاك و جايگزين كردن آن با مواد مناسب و فشرده، قابل اطمينان.
30
- فشردن مواد نرم توسط غلطك
- پايا كردن مواد نرم توسط روشهاي شيميايي و يا پاشش سيمان
- شمع كوبي كردن زير مخزن جهت تحمل بارهاي ناشي از نصب تجهيز
- نصب يك فونداسيون كامل زير مخزن با موادي مناسب
پر كردن منطقه خالي شده از مواد نرم توسط سنگريزه و يا ساير مو اد مقاوم صورت مي پذيرد كه اين
مواد بايد خالي از هرگونه مواد فناپذير نظير شاخ و برگ گياهي و ... باشند تا بعد از چيدن ورقهاي
بدنه مخزن و اعمال بار نشست نكنند.
پيشنهاد مي گردد فونداسيون طوري طراحي گردد كه كف مخزن 1 فوت بالاتر از سطح زمين باشد تا
آب در زير مخزن جمع نگردد و پيشنهاد مي گردد كه در 3 تا 4 اينچ نهايي شن و ماسة تميز و سنگ
له شده به شكل مناسب پهن گردد.
براي اينكه رسوبات ته مخزن پس از ساخت به راحتي جمع گردد عموماً به كف مخزن شيب مي دهند
كه اغلب به سه شكل ديده مي شود:
- كف تخت شيبدار
- كف با مركز پايين تر از كناره ها
- كف با مركز بلندتر از كناره ها
عموماً در مخازن مدل هاي كف تخت شيبدار و يا كف با مركز بلندتر از كناره ها استفاده مي شود، مقدار
شيب از مركز عموماً بصورت كمترين مقدار 1 اينچ در 10 فوت توصيه مي گردد، اين شيب هنگام
نظافت به خارج شدن رسوبات كمك مي كند.
3-1-2 بكار بردن خاك منطقه بعنوان ساپرت مخزن
هنگاميكه خاك زير مخزن استحكام مورد نياز را دارا باشد ديگر نياز به ساخت زيرسازي نيست در اين
هنگام بايد به نكات زير توجه شود:
- آماده كردن يك بستر مناسب
- بررسي دقيق طراحي اتصالات و لوله ها و همسازسازي مناسب
- زير آب كشي مناسب مخزن
31
[ 3اماده سازي زير مخزن[ 2 - شكل 1
البته عموماً در شرايطي كه بار مخزن و وزن آن زياد باشد با وجود خاك مناسب باز هم بايد كف
مخزن ساپرت شود در اين هنگام علاوه بر خاك مناسب كف از ديوارة بتوني بصورت تركيبي و تقويتي
كمك گرفته مي شود كه اين نوع فونداسيون مزاياي زير را بهمراه خود دارد:
- سبب كاهش نم گرفتگي مخزن مي شود.
- سبب پر ماندن زير مخزن و جلوگيري از فرسايش مي گردد.
- تراز مخزن حين ساخت بهتر صورت مي پذيرد.
- توزيع بار مخزن بطور مناسب تري صورت مي پذيرد، زيرا بكار بردن اين دي واره سبب مي شود كه
تقريباً بار بصورت متقارن تقسيم شود، بايد توجه شود كه ضخامت ديواره بتوني كمتر از 12 اينچ
نباشد و قطر مركز به مركز برابر قطر مخزن باشد . البته در برخي موارد به علت دانه درشت بودن و
نامناسب بودن خاك پهناي ديوارة بتوني را افزايش مي دهند البته نياز نيست كه كاملاً تمامي ناحيه با
بتن پر شود بلكه برخي مواد دانه ريز كمك گرفت.
ديوارة بتني بايد مقاومت لازم را جهت تحمل تغييرات دمايي داشته باشد.
مدل سيمان مصرفي و درجة آن، نوع ماسه بكار برده شده و درصد آن شرايطي هستند كه به بخش
سپرده م يشوند. Civile
بعد از اينكه فونداسيون مناس ب انتخاب گرديد و ساخته شد اگر شيب آن دقيقاً مطابق نقشه ساخت
نباشد بايد با آسفالت شيب را به حالت استاندارد رساند و بعد از آن ورق چيني كف مخزن را شروع
كرد.
32
(Bottom) 3 كف مخزن -2-1
مهمترين بخش مخزن كف آن مي باشد و در ساخت آن بايد ب سيار دقت نمود و بازرسي سختي انجام
داد زيرا اگر از كف مخزن نشتي داشته باشيم عموماً ديده نخواهد شد و ساخت غيراستاندارد كف تمام
مخزن را زير سؤال برده و حتي از سرويس خارج مي كند.
6 ميلي متر را بدون در نظر گرفتن اثرات خوردگي دا شته / ورق كف مخزن بايد حداقل ضخامت 35
باشد البته اين حداقل زماني معني پيدا خواهد كرد كه محاسبات زير آن را نشان دهد و اگر ضخامت
محاسباتي بعلاوة ميزان خوردگي بالاتر از آن باشد بطور واضح بايد از آن ورق بهره برد.
كف مخزن دقيقاً شيب سطح فوقاني فونداسيون را بخود مي گيرد. البته بنابر اينكه مخزن داراي ساپرت
براي آن در نظر مي گيرند و يا حذف مي كنند. Annular باشد يا خير، ورق Gusset
ورق انيولار دور تا دور مخزن چيده مي شود و مقداري از آن از پوسته نيز بيرون تر مي آيد و ساپرت ها
چيده شد ساير ورقهاي Annular روي آن نصب مي گردند و بعد از اينكه مطابق استاندارد ورقهاي
اعلام شده توسط كارفرما و استاندارد و در جهت كاهش پرتي ورق (Over lab) كف بنابر لبه گذاري
چيده مي شوند.
يا V و IVA و IV مطابق استاندارد هنگا ميكه مواد كورس اول بدنه بر اساس تنش مجاز از گروه هاي
استفاده شود و هنگاميكه ورق اول بدنه از گروههاي butt – welde باشد بايد از انيولار با جوش VI
باشد و ماكزيمم تنش موجود كمتر و يا مساوي با 23200 پوند بر اينچ مربع VI و V و IVA و IV
باشد و ماكزيمم تنش ناشي از تست هيدرواستاتيك نيز 24900 پوند بر اينچ مربع يا كمتر از مقدار
كرد. butt weld را مي توان جايگزين lap weld فوق باشد حالت
ورق انيولار با فاصله شعاعي كمترين، 24 اينچ بين بخش داخلي بدنه و جوش كف به بدنه مورد تأييد
است و از خارج نيز با مينيمم فاصلة 2 اينچ خارج از بدنه مورد تأييد است.
ابعاد بزرگتر ورق انيولار هنگامي به چشم مي خورد كه از فرمول زير بدست آمده باشد:
0.5
b
(HG)
390 = بزرگتر t عرض
33
كه در فرمول فوق:
b (in) ضخامت انيولار : t
(feet) ماكزيمم ارتفاع طراحي : H
چگالي سيال داخل مخزن كه در طراحي منظور شده است. : G
البته ضخامت ورق انيولار نبايد از مجموع مقدار خوردگي با اعداد جدول زير كوچكتر باشد.
[ 3ضخامت انيولار[ 2 - جدول 1
در كل بخش بيروني انيولار بعد از چيدن بايد بصورتي باشد كه يك شكل دايروي بسازد ولي از داخل
مي تواند شكل پلي گونال هم داشته باشد كه تعداد گوشه هاي آن برابر تعداد تكه هاي ورقهاي مورد
استفاده براي انيولار باشد.
را ارتفاع طراحي تعريف كرديم اين H ، بايد متذكر شد كه در فرمول ذكر شده براي عرض انيولار
ارتفاع را ارتفاع طراحي تعريف كرديم اين ارتفاع، ارتفاع مخزن نمي باشد بلكه ارتفاع ماكزيمم است كه
براي ذخيره سيال داخل مخزن استفاده مي شود و عموماً 400 تا 500 ميليمتر كمتر از ارتفاع اس مي
بدنه مخزن است.
34
3-2-2 نكات مهم در انتخاب ورق كف
همانطور كه قبلاً متذكر شديم ورق كف مخزن بايد بطور دقيق انتخاب شود و بصورت مناسب شيار
براي مخازن كف بايد به طراحي over lap زده شود تا جوش نفوذ كامل داشته باشد البته در ميزان
6 ميلي متر است . بجز اينكه سفارش / رجوع كرد . كمترين ضخامت مورد پذيرش جهت كف مخزن 35
دهنده (كارفرما) ميزان خوردگي تعيين كرده باشد كه بايد با حداقل فوق جمع گردد تا حداقل ورق
مجاز بدست آيد و پهناي كف در كمترين حالت 72 اينچ است كه البته اين پهنا هم مي تواند بنابر
سفارش كارفرما تغيير يابد.
ماده و انتخاب صحيح الكترود و (WPS) هنگاميكه ورقهاي كف چيده شد و بنابر متد جوشكاري
ميزان جريان و ساير شرايط جوشكاري صورت پذيرفت بايد دقت كرد تا كمترين چروك خوردگي
بوجود آيد و نزديكترين حالت تا حالت ايده آل بدست آيد، پس از آن بايد ترتيب اتصالات بهينه باشد و
به تأييد كارفرما برسد البته چگونگي اتصال ورق كف به بدنه بايد قبل از اتمام كار جوشكاري كف چك
گردد تا اگر فاصله اي وجود دارد آن را بتوان ترميم كرد.
ورق بدنه بايد با كف تراز شود و توسط كليبس و خال جوش اتصال انجام پذيرد تابعد از اطمينان از
استاندارد بودن فواصل جوش كامل انجام پذيرد.
متد كلي چك كردن نصب و اتصال صحيح ورقهاي كف توسط آزمايش خلأ صورت مي پذيرد اين متد
بگونه اي است كه نشتي كف را نشان مي دهد.
متد كار اين چنين است كه كف مخزن را در محلهاي جوش خورده با كف صابون و يا موادي مشابه
مي پوشانند بعد از آن با دس تگاه ايجاد خلأ كه بالاي آن شيشه اي براي مشاهده خط جوش ها دارد روي
درزها ايجاد خلأ مي نمايند در محلهايي كه نشتي وجود داشته باشد حبابهاي صابون پديدار مي شوند،
اين متد كاربردي ترين روش تست نشتي كف مخازن است.
البته در مواقعي بسيار خاص دور مخزن را مشابه خاكري ز، خاكريزي مي نمايند و سپس درون بخش
خاكريز را آب مي ريزند و بعد از يك شبانه روز، داخل مخزن را بازرسي چشمي مي كنند و همچنين با
تست دستگاه مكش چك مي كنند كه آيا درزها نشتي مي دهند يا خير.
35
3-2-3 مخازن با چند كف
نمونه هايي از مخازن كه بيش از يك كف دارند در شكل هاي زير به چشم مي خورند.
[ 3مخزن با بيش از يك كف[ 2 - شكل 2
36
مزاياي اينگونه مخازن در نصب سنسور در بين دو كف مخزن مي باشد كه نشتي را به آساني نشان
مي دهد. البته اكثر اوقات علت بهره گيري با بيش از يك كف پر كردن فاصله بين دو كف با مادة عايق
است كه توسط مهندسين پروسس طراحي گرديده است.
در برخي موارد نيز به دليل كاربرد بسيار مهم مخزن و نگهداري مواد خطرناك از نظر محيط زيست
استفاده از كف ثانويه تنها به دليل يافتن نشتي است كه در اين موارد بين دو كف مخزن را با ماسه و
يا بتن پر مي كنند. بتن گران تر است اما نشتي را سريعتر نشان مي دهد زيرا شيب دادن روي آن در
جهت دلخواه خيلي آسانتر مي باشد و ثبات آن از ماسه خيلي بيشتر است البته بايد متذكر شويم كه
در مخازن خيلي بزرگ نيز خطر ترك خوردگي بتن و عدم اعمال شرايط كاري مناسب بايد مدنظر
طراح قرار گيرد.
نيز براي ساپرت بين دو بخش (high – density polyethylene) HDPE موادي ديگر نيز نظير
كف بكار مي رود كه اينجا فقط طرحي شماتيك از آنها را نشان مي دهيم.
[ 3مواد بين دو كف[ 2 - شكل 3
37
[ 3اجزاء بين دو كف[ 2 - شكل 4
مورد ديگر استفاده از كف ثانويه هنگامي است كه كف اوليه مخزن تحت تأثير كار زي اد خورده شده
باشد تا حدي كه ديگر قابليت تعمير نداشته باشد.
در نصب كف مخزن بايد تمامي اصول بطور كامل رعايت گردد . در شكل هاي زير نصب يك نمونة
درست و يك نمونة غيراستاندارد را م يبينيم.
38
[ 3نصب صحيح و غير صحيح[ 2 - شكل 5
البته هم اكنون با توجه به كنترل كننده هاي بسيار دقيق سطح سيال و با دانستن دبي ورودي و
خروجي مخزن و نيز حجم مخزن مي توانيم نشتي مخزن را بدست آوريم.
است، اين اتصال در كف مخزن به sumps يك كانكشن مهم كه در كف مخازن حتماً بايد تعبيه گردد
شكل يك فرو رفتگي استوانه اي است و از داخل آن به بدنه نازلي نصب مي گردد تا از طري ق آن بتوان
لجن ها را كشيد و تخليه نمود
.
(Shell) 3-3-1 بدنه مخزن
يكي ديگر از بخشهاي اصلي مخزن بدنه استوانه اي عمودي مخزن است، در طراح ي اين بخش بايد
دقت نمود كه سطح آن تحت تأثير مستقيم بار ناشي از باد است و همچنين كانكشن هاي ورودي و
خروجي مخزن روي اين بخش نصب مي گردند.
39
همانطور كه در بخش اول اين مجموعه توضيح داده شد بنابر ماده اي كه در مخزن ذخيره مي كنيم و
همچنين اثرات خوردگي نوع ورق بدنه انتخاب مي گردد.
ضخامت مورد استفاده براي پوسته مجموع ضخامت طراحي و مقدار خوردگي است البته اگر اين
مجموع از ضخامت مورد نياز براي تست هيدرواستاتيك بزرگتر باشد بايد دقت كرد كه از مقادير زير
كوچكتر نباشد:
(feet) قطر مخزن (in) ضخامت
16
3
< 50
4
1
50 to <120
10
3
120to 200
8
3
> 200
[ 3ضخامت مورد نياز تست هيدرو استاتيك[ 2 - جدول 2
البته بايد متذكر شويم كه بند دوم جدول فوق عموماً زياد بكار مي آيد كه مي توان با اجازه كارفرما از
ورق با ضخامت 6 ميلي متر استفاده كرد.
ضخامت طراحي
منظور از ضخامت طراحي، ضخامتي است كه بر اساس چگالي سيال ذخيره شده در مخزن و با ارتفاع
ماكزيمم اعلام شده توسط كارفرما بدست مي آيد و منظور از ضخامت هيدرواستاتيك منظور محاسبه
ضخامت ناشي از مراحل فوق با چگالي آب است.
3-3-2 محدوديت ها
ضخامت هيچ كورس بدن ه نبايد از كورس فوقاني اش كوچكتر باشد و همچنين تنش هاي ايجاد شده در
هر كورش نبايد از مقدار تنش مجاز ماده انتخاب شده براي آن كورش بيشتر باشد، پس از محاسبات
اوليه بايد اثرات باد و زلزله نيز مدنظر گرفته شود، البته متدهاي مختلفي براي تقويت بدنه وجود دارد
نظير بكار بردن ورق با ضخامت بيشتر و يا بكار بردن ساپرت مياني يا فوقاني.
40
در اكثر اوقات براي طراحي سرعت باد معلوم است اگر اين سرعت معلوم نباشد بايد بنابر اينكه مخزن
در كدام نقطه كشور نصب مي گردد از سازمان هواشناسي كمك گرفت و بدترين حالت را منظور كرد.
بايد دقت ك رد كه چون در برخي اوقات كه قطر و ارتفاع مخزن زياد است بايد نردبان مارپيچ براي
مخزن در نظر گرفت و بار ناشي از آن را نيز در طراحي بدنه مدنظر داشت.
Allowable stress
بيشترين استرس طراحي براي چندين مادة پركاربرد در جدول زير ليست شده است . ميزان تنش
طراحي با د و سوم مقاو مت نهايي يا با دو پنجم مقاومت كششي (هر كدام كوچكتر باشد ) مقايسه
مي گردد.
41
[ 3تنش مجاز مواد[ 2 - جدول 3
براي محاسبه مربوط به ضخامت ورق متدهاي مختلفي وجود دارد كه در اينجا به بررسي چند روش
معروف مي پردازيم.
42
3-4-1 روشهاي طراحي
1 – Foot Method 1) روش
در اين روش براي طراحي بر اساس يك فوت بالاتر از كف هر كورس بدنه محاسبات را انجام مي دهيم،
اين روش براي مخازن با قطر بزرگتر از 200 فوت كاربرد ندارد و جوابگو نيست.
كمترين ضخامت مورد نياز بايد بزرگتر از ضخامتهاي محاسبه شده از فرمو لهاي زير باشد:
CA
S
t 2.6D(H 1)G
d
d +
−
=
t
t S
t 2.6D(H 1)
−
=
كه در روابط فوق پارامترها بصورت زيراند:
d (in) ضخامت بدنه : t
t (in) ضخامت مورد نياز تست هيدرواستاتيك : t
(ft) قطر مخزن : D
(ft) ارتفاع طراحي سيال : H
چگالي ويژه سيال ذخيره شونده : G
(in) ميزان خوردگي : CA
d مقاومت مجاز در نظر گرفته شده در شرايط طراحي ( : S
in
( lb2
t مقاومت مجاز براي شرايط تست هيدرواستاتيك( : S
in
( lb2
2) روش (نقطه طراحي متغير)
اين روش زماني بكار مي رود كه طراحي بر اساس نقطه اي صورت مي پذيرد كه عموماً از طرف كارفرما
تعيين مي گردد و همچنين بايد 2
H
مذكور L ≤ باشد كه در رابطه :
: L (in) (6Dt)0.5
(feet) قطر مخزن : D
43
(in) ضخامت پوسته متصل به كف : t
(feet) بيشترين ارتفاع طراحي سيال : H
در اين متد نيز ضخامت نهايي برابر است با ضخامت محاسبه شده در طراحي بعلاوه ميزان افزايش
ضخامت جهت خوردگي و با مقايشه با ضخامت تست هيدرواستاتيك.
اگر ضخ امت بالاتر از ميزان طراحي براي كورسي از بدنه در نظر گرفته شده اين افزايش ضخامت بايد
براي مراحل بعدي بررسي گردد.
براي حالت كار و تست از tpt و tpd براي طراحي مقدماتي اول كورس بدنه بهتر است ضخامتهاي
فرمولهاي ذكر شده در متد اول بدست آيد.
براي ابتدايي ترين كورس داريم:
) CA
S
)(2.6HDG
S
HG
H
t (1.06 0.463D
d d
1d = − +
)
S
)(2.6HD
S
H
H
t (1.06 0.463D
t t
1t = −
براي محاسبه كورس دوم براي شرايط كار وقت بايد روند زير صورت پذيرد:
محاسبه نسبت:
0.5
1
1
(rt )
h
اند. (in) ضخامت نهايي كورسي اول t و 1 (in) شعاع مخزن r و (in) ارتفاع كورس اول h كه در آن 1
1 باشد آنگاه: / اگر نسبت محاسبه شده برابر و يا كمتر با 375
t2 = t1
2 باشد آنگاه: / و اگر نسبت محاسبه شده برابر و يا بزرگتر از 625
t2 = t2a
2 باشد آنگاه: / 1 و 625 / و هنگاميكه نسبت محاسبه شده بين 375
]
1.25(rt )
t t (t t )[2.1 h 0.5
1
1
2 = 2a + 1 − 2a −
كه:
44
(in) كمترين ضخامت طراحي براي كورس دوم بدون خوردگي : t2
كه در بخش بعدي آمده است. (in) ضخامت كورس دوم : t2a
2 باشد ممكن است مقاومت مورد / براي مخازني كه نسبت گفته شده آنها بزرگتر و يا مساوي با 625
نياز براي كورس بالايي كمتر از استرس مورد نياز براي كورس قبلي باشد.
محاسبه گردد كه tu براي محاسبه ضخامت كورس هاي بالايي براي هر دو حالت طراحي و تست بايد
مربوط به تغيير x 1- بدست مي آيد، سپس فاصله foot method آن هم از فرمول هاي روش متد
نقطه طراحي از كف هر كورس بصورتهاي زير وارد مي شود:
x 0.61(rt )0.5 3.84CH
1 = u +
x2 =12CH
0.5
x3 =1.22(rtu )
u (in) ضخامت كورس بالايي در محل اتصال احاطه شده : t′
C = [k0.5(k −1)]/(1+ k0.5)
u
L
t
k = t
(in) ضخمت كورس پايين : tL
ارتفاع طراحي سيال :H
براي كورس بالايي براي هر دو حالت طراحي و تست بصورت زير است: tx كمترين ضخامت
CA
S
)G
12
2.6D(H x
t
d
dx +
−
=
t
tx S
)
12
2.6D(H x
t
−
=
انجام مي پذيرد و سپس در فرمول هاي گفته شده سعي و خطا و تكرار مي شود تا در دو مرحله پشت
سر هم ضخامت ها يكسان شود.
45
بررسي خاصيت الاستيك
H براي مخازني با
L
بزرگتر از 2 ضخام ت هاي انتخاب شده بر اساس حالت آناليز الاستيك است و با
توجه به استرس هاي مجاز كه قبلاً گفته شد . شرايط مرزي براي آناليز مي تواند در نظر گرفتن حالت
براي ورقها باشد. yelding كاملاً پلاستيك با در نظر گرفتن حد
بعد از مباحث فوق كه در ارتباط با طراحي بدنه گفته شد به بررسي مرحلة بعد و پارت ديگر يعني
نازل ها در بدنه مي پردازيم.
(Shell Openings) 3-5-1 نازل در بدنه
نازل هاي مورد نياز در مخزن با توجه به نيازمنديها تعيين مي گردد و توسط جوش اتصال مي يابد .
آمده است كه البته بنابر آن بايد از API مدلهاي طراحي استاندارد صحيح كانكشن در استاندارد 650
نظر اقتصادي با كارفرما چك گردد.
[ 3بوشن[ 2 - شكل 6
46
[ 3نازل[ 2 - شكل 7
البته درب نظافت از نظر اقتصادي عموماً هزينة زيادي ايجاد مي كند. اندازة اين كانكشن در جداول زير
آمده است و نماي كلي آنها هم در شكل زير به چشم مي آيد.
47
[ 3درب نظافت[ 2 - شكل 8
[ 3ابعاد پيچ[ 2 - جدول 4
48
[ 3ابعاد نازل[ 2 - جدول 5
بايد دقت نمود كه بخش هاي برش خورده و با اكسيژن بريده شده براي نازلها، منهول و ... بايد
سطحشان كاملاً صاف و تميز گردد تا بتوان جوش مناسبي ايجاد كرد.
براي اينكه بتوان كانكشن هاي مناسبي روي بدنه ا يجاد كرد كه تحمل فشار سيال بالاي آن كانكشن را
داشته باشد از ورق تقويتي دور نازل كمك مي گيرند.
3-5-2 ورقهاي تقويتي و جوش آنها
اتصالات و نازلهاي بزرگ روي شل كه اندازة آنها بالاي دو اينچ مي باشد نياز به ورق تقويتي دارند،
تمامي ورقهاي تقويتي دور نازل، منهول، درب نظافت و ... بايد با جوش با نفوذ كامل همراه باشد . ابعاد
49
ورق تقويتي بستگي به سايز كانكشن دارد و ضخامت آن نيز مي تواند برابر ضخامت آن بخش پوسته
باشد.
در كل در مورد اتصالات بايد نكات زير دقت گردد:
- چگونگي اتصال آن به ساير اتصالات (فلنجي يا نوع ديگر)
- ابعاد و جنس ورق تقويتي
- بخش چانة اتصالات فيتين گها و استانداردهاي هر كدام
- ضخامت دقيق آن بخش پوسته
نكته ديگري كه حائز اهميت است اين است كه بار ناشي از فشار استاتيك بر اساس ارتفاع عمودي تا
نازل محاسبه گردد و طراحي ها بر پايه آن مي باشد و همچنين بحث (Center line) نقطه مركزي
ضريب خوردگي را نيز نبايد از ياد برد.
در انتخاب ورق تقويتي بايد بيان كنيم كه ورق تقويتي بايد مقاومتي برابر با ورق بدنه داشته باشد مگر
در شرايط خاص كه ورق با مقاومت كمتر در صورتي پذيرفته است كه مادة نازل حداقل تنش نسبي
نهايي آن كمتر از 70 تا 80 درص نباشد.
باشد و ضخامت بدنه بزرگتر از 2 VI و V و IVA و IV هنگاميكه جنس بدنه از گروه هاي
1
اينچ باشد
در محل تقويتي ها و اتصالات بايد در دماي 1100 تا 1200 درجه فارنهايت براي يك ساعت بر اينچ
ضخامت، تنش زدايي كرد.
هنگاميكه كانكشن روي مادة تمپره شده نصب گردد دماي تنش زدايي 50 درجه فارنهايت كمتر از
دماي تمپره شدن بدنه مي باشد البته با تذكر اينكه آن دما بالاتر از 1100 درجه فارنهايت نباشد.
براي اين مواد جهت اتصال ورق انيولار كف تنش زدايي نياز نمي باشد ، بجز اينكه درب نظافت از مدل
موجود باشد. flush – type
50
[2]FLUSH-TYPE 3درب - شكل 9
در ساخت فونداسيون كه قبل از ساخت كف و بدنه صورت مي پذيرد بايد دقت نمود كه اگر كانكشن
درب نظافت در محل اتصال بدنه به كف باشد بايد طراحي هاي لازم و ساخت دقيق صورت پذيرد.
[ 3تعبيه مكان مناسب مناسب در فونداسيون[ 2 - شكل 10
51
همانطور كه گفتيم بايد بدنه توسط ساپرتهايي تقويت گردد و همچنين بيان كرديم كه راهرو و پلت
فرم نيز روي مخزن نصب مي گردد در گامي جلوتر اطلاعاتي عمومي در ارتباط با مباحث بالا بيان
مي كنيم.
3-6 راهرو و پلت فورم
براي دستيابي به سقف و همچنين كانكشن ها جهت بازرسي و تعميرات بايد راهرويي روي مخزن
نصب گردد. در جداول زير اطلاعاتي در مورد اين بحث آوده ايم.
[ 3استاندارد راهرو[ 2 - جدول 6
3-7-1 ساپرتهاي فوقاني و مياني
در مخازن سقف باز بايد مخزن توسط رينگ تقويت كننده ساپرت شود تا بتواند نيروهاي ناشي از باد
بايد در بخش فوقاني و خارج آخرين كورس نصب (Top Girder) را تحمل كند. ساپرت فوقاني
گردد. اين ساپرت مي تواند توسط خمكاري استراكچرها ساخته شود و يا از فرم دادن ورقها ساخته
شود كه توسط جوش شكل لازم را بدست مي آورند.
52
چند شكل ساپرت در زير ديده مي شود.
[ 3ساپرت مياني و فوقاني[ 2 - شكل 11
شكل L بايد دقت كرد كه ساپرتها عليرغم تنوع شكلشان محدوديت هايي نيز دارند، كمترين اندازة
مورد استفاده براي تقويت 4
1
2
2 1
2
2 1 × × اينچ مي باشد و كمترين ضخامت اسمي براي ورقي كه براي
شكل دادن و ساخت رينگ بكار مي رود معادل 4
1 مي اينچ باشد.
هنگاميكه رينگ ساپرت در فاصله بيش از 2 فوت از بالاي بدنه قرار گرفت اندازه اش بايد حداقل
16
1
2
2 1
2
2 1 × × اينچ براي ضخامت بدنه 16
3
اينچ و 4
3×3× 1 اينچ براي ضخامتهاي بيشتر باشد . در
53
رينگ بايد سوراخهايي تعبيه گردد كه هنگام بارندگي سيال روي آن جمع نگردد و به راحتي تخليه
شود.
يكي از كارهايي كه در صنعت زياد بكار مي رود و براي كاهش هزينه ها بكار مي رود اين است كه از
نيز استفاده شود، در اين صورت بايد پهناي آن حداقل 24 (walk ways) ساپرت بعنوان مسير راه
اينچ باشد و حائل (ديواره) نيز داشته باشد كه ارتفاع حائل آن 3 فوت و 6 اينچ حداقل باشد . هرگاه
اندازة ساپرت بصورتي باشد كه پاي افقي آن شانزده بار از ضخامت پاي آن تجاوز كند بايد خود آن از
زير ساپرت شود.
ساپرت هاي مياني و فوقاني بايد مدول مناسبي دا شته باشند، كمترين مدول مورد نياز براي ساپرت
از رابطة زير بدست مي آيد: (Top Girder) فوقاني
2
Z = 0.0001D2H
(in) كمترين مدول مورد نياز : Z
(feet) قطر مخزن : D
(feet) شامل بلندترين ارتفاع مخزن) ارتفاع مخزن ) : H2
البته رابطه گفته شده بر اساس سرعت باد 100 مايل بر ساعت است، اگر مطابق نظر كارفرما سرعتي
) غير از آن باشد بايد معادلة فوق را در 2
100
( V ضرب كرد و براي مخازن با قطر بالاي دوي ست فوت
مدول محاسبه شده از فرمول بالا مي تواند طبق توافقي با كارفرما كاهش يابد البته تا ح د مدول مورد
نياز براي مخزن با قطر دويست فوت.
54
مدول محاسبه شده براي تقويتي با فاصله هايي قابل پذيرش است كه در شكل زير مي بينيم.
[ 3فاصله مجاز ساپرتها[ 2 - شكل 12
[ 3مدول ساپرت[ 2 - جدول 7
55
56
در شكل زير توضيحاتي در ارتباط بين پله ساپرت آمده است.
[ 3بكار بردن ساپرت به عنوان راهرو[ 2 - شكل 13
3-7-2 ساپرت مياني
بيشترين ارتفاع بدنه كه به ساپرت احتياج ندارد از روابط زير محاسبه مي گردد:
3
1 )
D
H = 6(100t) (100t
(feet) فاصله عمودي بين ساپرت مياني و فوقاني : H1
(in) ضخامت بالاترين كورس : t
(feet) قطر مخزن : D
فرمول فوق براي مخازن با سقف باز و بسته صادق است و فرمول با شرايطي بدست آمده كه سرعت
25 پوند بر فوت مربع وارد م يكند. / 100 مايل بر ساعت است كه ماكزيمم فشار 6
57
) اگر سرعت توسط كارفرما چيز ديگري بود فرمول مذكور در 2
V
100 ) مي ضرب گردد.
براي تخمين بيشترين ارتفاع بدون ساپرت بدنه بايد محاسباتي بر اساس ضخامت كورس فوقاني
صورت پذيرد و ارتفاع انتقال يافته بدست آيد:
5
actual
uniform
tr )
t
W = w ( t
tr پهناي ترانهاده :W
پهناي واقعي كورس ها : w
uniform ضخامت كورس فوقاني : t
Wtr ضخامت كورس زير كورس مورد محاسبه : tactual
ها اگر ارتفاع Wtr حال بعد از اينكه فرمول فوق را براي تمامي كورسها محاسبه كرديم با مجموع تمام
بيشتر باشد آنگاه ساپرت مياني مورد نياز است. H آن از 1
هنگاميكه استحكام بالا و پايين ساپرت مياني يكسان باشد و بار خاصي نداشته باشيم ساپرت مياني در
وسط ارتفاع انتقال بدنه قرار مي گيرد و ضخامت آن متناسب با ارتفاع بالاي آن است.
محل ديگري كه مي توان براي ساپرت مياني انتخاب كرد فاصله اي است كه از كورس محل انتقال
بزرگتر نباشد. H نگذشته و همچنين از 1
باشد بايد ساپرت مياني دومي بكار بريم تا H اگر نصف ارتفاع بدنه انتقال بزرگتر از ماكزيمم ارتفاع 1
ارتفاع بدون ساپرت كمتر از مقدار مجاز باشد.
بايد دقت ك رد كه ساپرت مياني حداقل 6 اينچ از خط جوش افقي فاصله داشته باشد و ترجيحاً اگر
فاصله كم است و آن را با رعايت فاصله در زير خط جوش با فاصلة 6 اينچ بگذاريم.
كمترين مدول مورد نياز براي ساپرت مياني از فرمول زير بدست مي آيد:
1
Z = 0.0001D2H
(in كمترين مدول مورد نياز ( 3 : Z
(feet) قطر مخزن : D
فاصله عمودي بين ساپرت مياني :H1 در Top wind girder در مخازن بسته يا Top angle و
مخازن با سقف باز.
58
) در اين فرمول نيز اگر سرعت غير از 100 مايل بر ساعت باشد فرمول را در 2
100
مي ( V ضرب كنيم.
در اين بخش مواد بدنه و ساپرتها و ابعاد و ضخامت آنها معرفي گرديد و نوع اتصال آنها نيز كه در
مبحث اولية اين مجموعه آمده بود و مي توان طراحي مناسبي صورت داد.
3-8-1 سقف
در تقسيم بندي كلي سقف ها به دو دستة بزرگ تقسيم م يشوند:
- سقف هاي شناور
- سقف هاي ثابت
تمامي سقف هايي كه طراحي مي گردند بايد بر اساس بار مردة ناشي از وزن ورقها و استراكچر خودشان
بعلاوة وزن ناشي از باران و ساير بارهاي به اصطلاح زنده طراحي شوند و بايد متذكر شويم كه حداقل
بارها بايد 25 پوند بر فوت مربع در نظر گرفته شود.
براي سقفهاي ثابت مدلهاي زير به چشم مي خورد:
(Supported cone) مدل سقف مخروطي ساپرت شده
ناميده مي شوند و همچنين rafter و gider كه اين مدل سقف ها توسط تيرآهن كه در اصطلاح
ستون ساپرت مي شوند.
(Self – supporting cone roofs) مدل مخروطي خود ساپرت
اين سقفها سبك ساختشان بگونه اي است كه توسط ورق خودشان ساپرت مي شوند.
(Self – supporting dome roofs) مدل گنبدي خود ساپرت
اين سقفها نيز ساپرت ديگري ندارند و شكلشان مشابه گنبد است.
(Self – supporting umbrella roofs) مدل چتري خود ساپرت
اين مدل از تكه هاي پلي گونال كه بصور ت عرضي كنار يكديگر قرار مي گيرند تشكيل مي گردد و
ساپرت ديگري بجز ورق سقف ندارند.
كمترين ضخامت اسمي ورق سقف در تمامي مدلهاي مذكور 16
3
اينچ است و عموماً براي حالات خود
ساپرت ضخامت بيشتري نياز است، در طراحي سقف نيز بايد دقت نمود كه ضخامت م حاسبات بايد با
ضخامت خوردگي جمع گردد.
59
در سقف ها با مدل ساپرت شونده ورق سقف به ساپرتها جوش نمي گردند بلكه بر اساس وزن خود روي
0 اينچ باشد . / آن مي نشيند. در مورد ساپرتهاي داخلي و خارجي سقف بايد حداقل ضخامت آنها 17
موضوع خوردگي و اثرات آن بر روي ساپرت سقف با توافق طراح و كارفرما صورت م يپذيرد.
با جوش فيلت اتصال مي يابد كه البته فقط (Top angle) ورق سقف مخازن روي ساپرت فوقاني بدنه
از سمت فوقاني جوش مي گردد.
اگر جوش پيوستة فيلت بين ورق سقف و ساپرت فوقاني بيش از 16
3
اينچ نباشد شيب سقف نبايد
9.4 ) باشد در نماي زير اتصال ديده مي شود. o بيشتر از 2 اينچ در 12 اينچ (تقريباً
[ 3نصب و جوش سقف به بدنه[ 2 - شكل 14
60
در شكل هاي فوق حالتهايي كه جوش بيشتر از 16
3
9.4 باشد نيز o اينچ است و شيب مي تواند بيش از
به چشم مي آيد.
محدوديت
نبايد از مقدار زير تجاوز كند: (A) مساحت عرضي محل جوش سقف به بدنه
θ
=
30800tan
A 0.153W
اگر نيروهاي اعمال شده به سقف معلوم باشد و در اختيار طراح قرار گيرد بايد فرمول زير بررسي شود:
1
F
f
F
f
F
f
by
by
bx
bx
a
a + + ≤
كه در فرمول فوق:
a تنش هاي محوري محاسبه شده : f
a تنش هاي محوري مجاز هنگاميكه تنها نيروهاي محور باشند. : F
b تنش خمشي در محل هاي بحران : f
b تنش خمشي مجاز ناشي از تنها بارهاي محوري : F
محورهايي كه تنش خمشي حول آنها بدست مي آيد. : x,y
در ستونها نيز بايد بررسي گردد كه دچار پديدة كمانش نگردند، ساير اثرات طراحي نظير خمش و
برش نيز بايد مدنظر قرار گيرد.
(Supported cone roofs) سقفهاي مخروطي ساپرت شونده
ورقهاي سقف بايد در بخش فوقاني شان با جوش فول فيلت پيوسته ، اتصال داده شوند، اندازة جوش
سقف به ساپرت فوقاني بايد 16
3 باشد اينچ يا كوچكتر مطابق درخواست كارفرما .
شيب سقف بايد 4
3
3.57 ) يا بزرگتر تحت درخواست كارفرما باشد . ساپرت هاي o ) اينچ در 12 اينچ
اصلي سقفها شامل رفترها مي تواند رول شده باشد يا ساخته شوند.
61
بارها مي توانند از طريق اصطكاك بين ورق سقف و ساپرت هاي رفتر انتقال يابند كه ميزان آن با
شرايط تعيين مي گردد:
- رفترها با عمق اسمي بزرگتر 15 اينچ
- اتصال بين رفترها
- شيب سقف
رفترها مي توانند از يكديگر فاصله داشته باشند اما در خارجي ترين رينگ نبايد فاصله شان از محيط
5 فوت باشد . / 2 فوت باشد و فاصله آنها در داخلي ترين رينگ هم نبايد بيشتر از 5 π مخزن، بيش از
اگر مخزن در ناحيه زلزله خير باشد مي توان در بين رفترها در رينگ خارجي از ميله گرد با قط ر 4
3
براي رفترها استفاده كرد. I و H اينچ بهره برد و يا از شكلهاي
ستونها نيز مي توانند از شكل هاي مختلف استراكچر انتخاب گردند يا از لولة استيل استفاده كرد كه
بايد به تأييد كارفرما برسد.
Self – supporting cone مدل سقف هاي مخروطي خود ساپرت
در سقفهاي خود ساپر ت كه ورقهاي سقف توسط جوش بهم نگه داشته مي شوند بايد توجه كرد كه
ضخامت ورق كمتر از 16
3 نباشد اينچ .
نكات زير بايد در مورد مخازن سقف ثابت خود ساپرت رعايت گردد:
θ < 37o
sin θ ≥ 0/ (شيب 2 اينچ در 13 اينچ) 165
كمترين ضخامت ورق =
400sin θ
حداقل D كه بايد 16
3 باشد اينچ .
بيشترين ضخامت = 2
1 است اينچ .
قطر اسمي مخزن D (feet) كه (درجه) در روابط فوق زاويه اتصال بخش مخروطي با افقي است و
است.
اگر مجموع بار هاي مرده و اكتيو بيش از 45 پوند بر فوت مربع باشد كمترين ضخامت مجاز با نسبت
زير بزرگ مي گردد:
62
45
liveload + deadload
مقدار مساحت مشترك بين سقف و بدنه كه از طريق محاسبات و به كمك شكل هاي چند صفحه قبل
بدست مي آيد بايد بيشتراز مقدار زير باشد:
θ
=
3000sin
A D
2
(مساحت محاسبه شده بر اساس فرمول مذكور مي تواند پايه كمترين ضخامت اسمي مواد مورد
استفاده بدون اثرات خوردگي باشد).
مدل سقف هاي گنبدي خودساپرت و چتري
در اين مدل سقفها نيز هنگاميكه ساپرت نمي شوند حداقل ضخامت مجاز 16
3
اينچ مي باشد. نكات زير
در مورد اين سقف ها بر اساس محاسبات و تجربيات بدست آمده است:
0/8 = كمترين شعاع (شعاع كوچك) D
1/2 = بيشترين شعاع (شعاع بزرگ) D
در مورد اتصالات كليه سقفهاي ثابت معرفي شده تست هايي وجود دارد كه در صورت وجود نشتي
محل نشتي ها ديده مي شود و با تعميرات لازم به حد استاندارد مي رسد.
3-8-2 سقف هاي شناور
مدل بزرگ ديگرسقفها، سقف شناور است همانطور كه از اسم اين سقفها نيز پيدا است اين سقفها بر
روي سطح محصول شناور مي مانند تا از بخار شدن سيال ذخيره شده كه عموماً بخارات خطرناك و
قابل اشتعال اند جلوگيري زيادي كنند.
سقفهاي شناور در مخازن عمودي مورد استفاده قرار مي گيرند، اين سقفها را مي توان همراه با يك
سقف ثابت و يا بطور انفرادي بكار برد كه در حالت اول به آن سقف شناور داخلي و در حالت دوم به
سقف شناور خارجي شناخته مي شوند.
63
[ 3 نماي كلي مخزن سقف شناور[ 1 - شكل 15
3-8-3 سقف هاي شناور خارجي
اين سقفها نسبت به سقفهاي شناور داخلي بايد داراي استحكام بيشتري باشند و آن هم به علت وارد
آمدن مستقيم نيروهاي ناشي از بارندگي است و همچنين سيستم خارج كننده آب باران نيز بايد بري
آنها تعبيه گردد.
double – deck, pan, pontoon چند مدل معروف اين سقفها عبارتند از: مدل
طراحي ساپرتها و كل سقف بايد بگونه اي باشد كه سقف بتواند به ارتفاع ماكزيمم سيال برود و پايين
آيد بدون آنكه صدمه اي به بدنه و خود سقف وارد گردد.
در مواردي كنترل كننده هاي اتومات روي سقف نصب مي گردند تا در صورت بروز حو ادثي نظير
آتش سوزي فرمان لازم جهت اعلام به اپراتور و همچنين جلوگيري از پخش آتش صورت پذيرد.
در حالتي كه در سرويش بخارات خوذنده داريم پيشنهاد مي شود كه كمي بخار و هوا در زير سقف
باقي بماند تا بين سيال و سقف فاصله حتي خيلي كوچك ايجاد نمايد . حداقل ضخامت مجراي ورق
سقف 16
3 مي اينچ پيشنهاد گردد.
64
در سقفها در دك پايين بايد توسط جوش تمام فيلت و بطور دقيق جوشكاري صورت پذيرد.
بايد جهت خارج شدن آب باران يك شيب حداقل يك درجه pontoon و double – deck در مدل
به سقف داده شود.
Pontoon سقفهاي شناور خارجي مدل
در اين مدل سقفها جهت شناور ماندن سقف روي سطح سيال روي سقف فضاهايي در حين ساخت
ايجاد مي گردد كه در اين فضاها يك ماده با چگالي بسيار پايين و يا هوا نگهداري مي شود و سبب
سبك شدن سقف مي گردد.
براي هر فضايي كه جهت نگهداري هوا يا ماده سبك تعبيه مي شود با يد يك منهول بازديد گذاشت تا
در صورت نشتي محصول ذخيره شده در مخزن به درون آن بتوان به آساني آن را تعمير نمود.
double – deck مدل
اند كه فاصله single در اين مدل سقف از دو ورق سرتاسري تشكيل يافته است و به عبارتي دو سقف
بين آنها نيز عموماً هوا قرار دارد و كار سبك سازي سقف را انجام مي دهد.
از اجزاء مهم اين سقفها مي توان به نردبان شناور اشاره كرد . اين نردبان بگونه اي طراحي شده است كه
در هنگام بالا و پايين رفتن سقف به آرامي روي ريل هاي تعبيه شده جلو و عقب مي رود و ارتفاع خود
را تنظيم مي نمايد. اساس طراحي اين نردبا نها تحمل بار 1000 پوند در وسط آن و در تمامي زواياي
كار مي باشد. در مورد منهول هاي سقف قبلاً توضيح داده شده در شكل زير نمونه اي از اين اجزاء را
مي بينيم.
.
65
[ 3منهول سقف[ 2 - شكل 16
3-8-4 سقفهاي شناور داخلي
سقفهاي شناور داخلي نسبت به سقفهاي شناور خارجي بار كم تري را تحمل مي كنند و فاصله بين
سقف و بدنه نيز توسط سيستم سيل ساده تري پوشيده مي گردد . اين سقفها داراي سيستم درين
نيستند چون اصلاً بارندگي بصورت مستقيم روي اين سقفها فرود نم يآيد.
3-8-5 اجزاء مشترك سق فهاي شناور خارجي و داخلي
در حالت كلي اين سقفها چند مدل دارند كه در گامي جلوتر به آنها خواهيم پرداخت ولي اجزاء
1 متر داشته و سايز آنها / مشترك اين سقفها پايه هاي نگهدارندة سقف كه عموماً ارتفاع 1 تا 8
لوله هايي 4 تا 6 اينچ است و طوري تعبيه مي شوند كه به سيستم درين تداخلي نداشته باشند و
هنگامي كه سقف به حالت كمتري ن ارتفاع خود مي رسد به آرامي روي آن مي نشيند و عموماً بدنه
مخازن تا اين ارتفاع رنگ مي گردد و اين بدان علت است كه رسوبات و ناخالصي ها در آن ناحيه بسيار
66
ناميده مي شود و براي هدايت كردن مخزن در Guide زيادند. جزء مشترك ديگر پاية راهنما است كه
مسير خود به سمت بالا و پايين و همچنين جلوگيري از چرخيدن سقف مي باشد.
( seal ) 3-9-1 سيل
8 اينچ مي باشد. - پر مي شود و اين فاصله 12 seal فاصله بين سقف شناور و بدنه توسط
سيل ها به چند دستة عمده تقسيم مي شوند:
Mechanical shoe seal -
Flexible wiper -
Resilient toroid seal -
ها را بر حسب نوع آنها نشان مي دهد. seal در جدول زير كاربردهاي
به چشم مي آيد و اجزاء فلزي و پلاستيكي آن (Mechanical) در شكل زير نيز يك نوع از سيل هاي
كه توسط قير و بندهايي به هم متصل اند ديده مي شود.
67
[ 3سيل[ 2 - شكل 17
اجزاء قيد و بند فلزي از جنس استين لس استيل اند كه هم مقاومت مناسبي دارند و هم در مقابل
خوردگي بخارات سيال موجود در مخزن مقاوم اند.
68
[ 3سيل[ 2 - شكل 18
شناخته Resilient toroid seal همانطور كه ذكر شد مدل ديگري از سيل نيز وجود دارد كه به
مي شوند، پهناي اين مدل بين 10 تا 20 ميلي متراند و نصب و تعويض آنها آسان است.
[2]RESILIENT 3سيل - شكل 19
69
Flexible wiper seal مدل
اين مدل بعنوان سيل ثانويه بكار مي رود و اين مدل نيز فاصله 10 تا 20 ميلي متر را ساپرت مي كنند.
[2]FLEXIBLE 3سيل - شكل 20
است كه مقاومت چن داني ندارد و از weather shield يكي ديگر از مدلهاي بسيار ساده سيل مدل
خروج بخارات جلوگيري بعمل نمي آورد و فقط از و رود گرد و غبار و اجزاء با مولكول هاي بزرگ نظير
برف و باران جلوگيري بعمل مي آورد.
سيل ها به علل مختلف دچار خرابي مي شوند كه در زير چند علت را نام مي بريم:
- اگر ارتفاع سيال داخل مخزن به هر دليل بيشتر از حد مجاز شود به سيل صدمه وارد مي آيد.
- نوسانات شديد در هنگام زلزله به سيل فشار وارد مي كند.
- بخش ثانويه سيل خاصيت فنريت خود را از دست بدهد.
- پيچ ها و يا فنرها و ساير اجزا كه عمر مفيد دارند بر اساس خستگي عمرشان به اتمام برسد.
70
براي سقفهاي شناور داخلي سيل هاي ساده تري بكار مي رود زيرا بار ناشي از برف و باران بر روي سقف
نيست و نتيجتاً فشار كمتري نيز به سيل وارد مي آيد.
3-10-1 سيستم خروج آب باران از سقف
در سقف هاي شناور خارجي به دليل تغيير مكان سقف از سيستم لوله كشي خروجي باران انعطاف پذير
استفاده مي گردد و براي اين كار يك محفظة استوانه اي شكل در مركز سقف طراحي و ساخته مي شود
و با شيب مناسب به سقف آبهاي جمع شده روي سقف را بسوي اين محفظه راهنمايي م ي كنند و از
خارج مي كنند. Drain آنجا توسط سيستم
[ 3نازل آب باران[ 1 - شكل 21
71
[ 3لوله خروجي آب باران[ 1 - شكل 22
سقف هاي شناور داراي منهول بازديد، نردبان تاشو، ونت و خروجيها و نازل هاي كنترل سطح و ... اند
كه موضوع مورد بحث در اين مبحث نيستند.
3-11-1 تأثير نيروي بار و ساپر تگذاريها
همانطور كه در مباحث قبلي توضيح داديم ساپرت هاي مياني و فوقاني بدنه براي ت قويت بدنه در مقابل
نيروهاي داخلي و همچنين نيروي باد آورده شد ولي در اينجا به بررسي كمي دقيق تر اين موضوع
72
كه از يك طرف داخل فوانداسيون رفته و از (Anchor Bolt) مي پردازيم و ساپرت گذاري پيچ بلند
طرف ديگر به بدنه متصل است را بررسي مي كنيم.
ميزان ممنتم ناشي از فشار باد نبايد از 3 Anchor براي مخازن بدون ساپرت
2
ممنتم بار مرده بيشتر
باشد به عبارتي:
)
2
(WD
3
M ≤ 2
(foot – pounds) ممنتم خارج از مركز كننده ناشي از باد : M
وزن بدنه (پوند) + وزن ساپرت هاي بدنه - اثرات شرايط كاري نظير ف شار داخلي روي سقف : W
مخزن
(feet) قطر مخزن : D
اگر مخزن ساپرت شود بار كششي روي پيچها از رابطه زير بدست مي آيد:
N
W
dN
t 4M B = −
B بار كششي طرحي روي هر پيچ : t
قطر دايروي پيچ : d
تعداد پيچها : N
فاصله پيچها مي توانند ماكزيمم 10 فوت از يكديگر باشد.
نيروي ناشي از باد خنثي مي گردد. Anchor Bolt همانطور كه بيان كرديم با گذاشتن ساپرت
3-12-1 اثرات زلزله
همانطور كه پس از طراحي تمامي نقاط مخزن اثر باد روي مخزن را بررسي كرديم حال به طور
عمومي به بررسي اثر زلزله مي پردازيم.
طراحي اين بخش با توجه به جوابگويي به دو مد اساسي صورت مي پذيرد:
-1 با توجه به فركانس هاي بالاي ممكن در محل و همچنين تأثيرات ناشي از حركت سيال داخل
مخزن.
-2 با توجه به فركانس هاي پايين محل و تأثيرات ناشي از حركت سيال داخل مخزن
73
و در طراحي اثرات هيدروديناميكي جرم و گشتاورهاي چ رخشي بر اساس نيروهاي افقي در نظر گرفته
مي شود.
بحث مربوط به محاسبات اثرات زلزله روي فونداسيون در حيطه تخصص كارشناسان محترم
زمين شناسي و عمران مي باشد و از بحث اين مجموعه خارج است . اما در ارتباط با اجزاء فلزي خصوصاً
بدنه بايد ذكر كنيم كه عواملي نظير نوع خا ك، نوع منطقه از نظر زلزله خيزي و محاسبات مربوط به
مركز ثقل مخزن و محل نيروي فشار افقي همگي مباحثي هستند كه بايد توسط كارشناس طراح در
نظر گرفته شود.
مهمترين گشتاور تأثيرگذار در زلزله از رابطه زير بدست م يآيد:
M = ZI(C1WsXs + C1WrHt + C1W1X1 + C2W2X2 )
كه در رابطه مذكور:
(foot – pounds) گشتاور پيچشي : M
ضريب ناحيه : Z
ضريب تسهيلات ذاتي : I
1 است. / كه مقدار 1 دارد مگر اينكه كارفرما نظر ديگري داشته باشد و حداكثر آن 5
ضريب نيروي افقي ناشي از زلزله :C1,C2
s وزن كل بدنه مخزن :W
r (pounds) وزن كل سقف + نيروهاي ناشي از بارندگي :W
s ارتفاع از كف مخزن تا مركز ثقل :X
t (feet) ارتفاع كل بدنه مخزن :H
(pounds) وزن ناشي از جرم مؤثر داخل مخزن ناشي از حركت :W1
(feet) ارتفاع از كف مخزن تا مركز نيروهاي افقي ناشي از زلزله :X1
(pounds) وزن ناشي از جرم مؤثر بر اساس تكان اولين مد :W2
(feet) ارتفاع كف مخزن تا مركز نيروي افقي ناشي از تكان :X2
X و 1 W و 2 W ضريب ناحيه توسط زمين شناسان كشور و محل نصب مخزن معلوم مي گردد . مقدار 1
با استفاده از نمودارهاي زير بدست مي آيند. X و 2
74
[ 3محاسبات ضرايب ثابت زلزله[ 2 - نمودار 1
بايد به دوره تناوب طبيعي C 0 مي باشد براي محاسبه ضريب 2 / معادل 24 C ضريب نيروهاي افقي 1
6 توجه كرد. T ، اول
4 باشد: / كمتر و يا برابر 5 T اگر
T
C 0.3S 2 =
4 باشد: / بزرگتر از 5 T اگر
2 2 T
C = 1.35S
75
ضريب تقويت خاك است كه پس از آزمايشات خاك محل نصب مخزن به طراح S كه در روابط فوق
اعلام مي گردد
[ 3ضرايب ناحيه[ 2 - جدول 8
پريود طبيعي اولين مد است كه از رابطه زير به دست مي آيد: T
T = k(D0.5)
H ضريبي است كه توسط نسبت k كه
مي D و نمودار زير بدست آيد.
[2]D/H به K 3ضرايب - نمودار 2
حال كه گشتاور چرخشي بدست آمد براي جلوگيري از خرابي مخزن در زمان زلزله راهكارهاي زير
پيشنهاد مي گردد.
- افزايش ضخامت بدنه
- تغيير ابعادي مخزن جهت افزايش قطر و كاهش ارتفاع مخزن
76
- ساپرت گذاري مخزن
بنابر شرايط كار و سايت موجود و همچينن هز ينه اقتصادي پروژه يكي از راهكارهاي فوق جهت خنثي
سازي گشتاور پيچشي بكار مي رود.
متصل به مخزن نيست ، انعطاف پذيري مناسب و استاندارد را Piping البته بايد دقت نمود كه سيستم
دارا باشد تا در زمان وقوع زلزله اشكالاتي را بوجود نياورد.
بعد از اينكه در اين مجموعه ب ا اصول طراحي و ساخت يك مخزن ذخيره آشنا شديم تنها بايد متذكر
شويم كه مخزن ساخته شده بايد در محل اتصالات تحت آزمايشات غيرمخرب قرار گيرد تا در صورت
وجود نقص محلي اين نواقص رفع گردد و همچنين تستهايي وجود دارد كه شاق ول بودن مخزن و
دايروي بودن آن را نشان مي دهد و تلرانس هاي استاندارد نيز در اين باره موجود است.
77
فصل چهارم
تستهاو تلرانسها
78
4 تستها -1
از جمله تستهاي اساسي مخزن تست هيدرواستاتيك و تست خلا ميباشد كه به توضيح اجمالي
آنها مي پردازيم.
4-1-1 تست هيدرواستاتيك
- قبل از تست بايد مطمئن شويم كه كليه كارهاي جوشكاري روي بدنه و سقف شناور و كف
انجام شده و عمليات برداشتن قطعات اضافي از روي مخزن انجام شده و تستهاي غير مخرب
نيز انجام پذيرفته است.
و GASKET و GATE VALVE ، - تامين و حمل لوله با قطر مناسب، فلنج، شير يكطرفه
پيچ و مهره و سپس انجام لوله كشي و تست و تخليه.
- تامين و نصب پمپ در صورت نياز بر اساس شرايط محلي.
در محوطه اطراف مخزن و تعيين حداقل نقاط BENCH MARK - تعيين حداقل سه نقطه
. API بر روي مخزن طبق استاندارد 653
مخزن در طي تست هيدرواستاتيك به همراه كنترل SETTLEMENT - كنترل نشست
ارتفاع آب تست بطور روزانه و در يك زمان معين با حضور نظارت مقيم ميباشد.
مخزن در برگه اي ثبت شده و جهت SETTLEMENT كليه رقوم بدست آمده در ارتباط با
تائيد نهايي به كارفرما ارائه ميگردد.
لازم بذكراست كه قبل از هيدروتست عمليات بازرسي كف مخزن و نيز تست خلا روي كف مخزن
بايد انجام شده باشد.
- توقف آبگيري مخزن در طي مراحل زير:
0 متر از روي پايه ها و شناور شدن بمدت / - پس از بلند شدن سقف مخزن به ميزان حداقل 5
ها جهت اطمينان از عدم نشتي سقف. PONTOON يك روز و كنترل داخلي كليه
- در هنگام پرشدن نصف ظرفيت مخزن بمدت 1 روز توقف.
- پس از پرشدن كامل مخزن، زمان توقف با نظر متخصص خاك تعيين ميشود و ضمناً طول
مدت آبگيري و تست نيز حداقل به مدت 4 هفته و با هماهنگي متخصص خاك ميباشد.
حداقل مقدار تزريق آب براي مخازني كه داراي ضخامت كورس پائين كمتر از 22 ميليمتر
باشد، كمتر از 300 ميلي متر در ساعت است در ضمن اگر نشست مخزن از يك سانتي متر
در هر 2 متر ارتفاع آب بيشتر باشد، بايد سرعت پرشدن آب كاهش يابد.
- تخليه آب مخزن از مسير لوله تخليه تست و در مسير و محل مناسب و با ماكزيمم ارتفاع 5
متر در روز، آب مخزن ميتواند تخليه گردد.
79
نكات مهم:
- در زمان تست هيدرواستاتيك قسمت بالاي دك پائيني به صورت چشمي جهت عدم نشتي
BLIND چك ميگردد. (در زمان تست هيدرواستاتيك لوله آب باران سقف شناور بايستي
شود).
- در زمان تست هيدرواستاتيك منهولهاي سقف ثابت باز نگه داشته ميشوند.
0.75 تست گرديده و جوشها با آب صابون KPA - هر پانتون تكميل شده توسط هوا و با فشار
چك ميگردند.
RIM PLATE به UPPER DECK - بند فوق فقط براي مخازن سقف شناور كه جوشكاري
جوش باشند لازم الاجرا ميباشد. FULL طبق نقشه مخزن بصورت
- پس از تست مخزن به علت امكان رسوب گل و لاي، كف مخزن بايد تميز گردد.
DESIGN - حداكثر ارتفاع سقف شناور و بالاترين سطح آب در زمان تست برابر است با مقدار
به آن اشاره شده است. NAME PLATE كه در نقشه LIQUID LEVEL
15 بين بدنه و ورق تقويتي ، تست PSI - قبل از تست هيدرواستاتيك ورقهاي تقويتي با فشار
ميشوند در اين حالت براي چك جوشها از محلول آب صابون يا ماده مناسب ديگر استفاده
ميگردد.
3.6 تست گردد. BAR - لوله هاي آب باران مخازن سقف شناور با فشار حداقل
4-1-2 وكيوم تست
SECTION 5-5,3.3 A[O نكاتي در خصوص وكيوم تست بر اساس استاندارد 650
- دستگاه وكيوم متشكل از يكدستگاه مكنده، شلنگ رابط، شير قطع و وصل جريان مكش
وكيوم باكس ميباشد.
6 ميباشد. '' x - ابعاد وكيوم باكس طبق استاندارد حداقل '' 30
3 ميباشد. LBF/IN - حداقل فشار مكش 2
- آزمايش خلاء به وسيله محلول آب و مايع شوينده نظير مايع صابون يا مايع ظرف شويي انجام
ميپذيرد.
80
API 4-2-1 تلرانسها و انحرافات مجاز براساس 650
- رينگ بتوني
1+ در هر 30 فوت از محيط / تلرانس مجاز اختلاف ارتفاع رينگ بتني شامل "ماكزيميم" '' 8
1 نسبت به ارتفاع ميانگين ميباشد. / دايره "و" در كل محيط ماكزيمم '' 4
roundness -
به فاصله يك فوت از بالاي جوش گوشه (جوش آنولاربه بدنه) شعاع مخزن اندازه گيري شده و
مقادير تلرانسها در شعاع نبايد از مقادير زير تجاوز نمايد.
تلرانس شعاع قطر تانك
12M ≤ D ≤ 45M +19 MM
45M ≤ D ≤ 75M +25 MM
D > 75M +32 MM
PLUMBNESS -
تجاوز نمايد كه در آن H/ نبايد از 200 PLUMBNESS در كل ارتفاع مخزن مقدار ماكزيمم
ارتفاع كل مخزن ميباشد. H
BANDING و PEAKING -
در درز جوش افقي با استفاده از خط كش يا BANDING در درزجوش عمودي و PEAKING
شابلون بطول '' 36 انجام شده و نبايد از '' 0.5 تجاوز نمايد.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر