مخزن اسید

مخزن اسید

مخزن اسید یکی از پرتقاضاترین تجهیزات و تاسیسات شرکت های تولیدی می باشد که با بدنه استیل، پلی اتیلن، گالوانیزه، پلی پروپیلن و کامپوزیت درایران است. مخزن اسید، تانکر و یا منبعی با حجم بالا بصورت ضد اسید است که به منظور ذخیره‌سازی اسید ها و یا مواد قلیایی متفاوت در انواع مختلف با جنس بدنه استیل، پلی پروپیلن، کامپوزیت،‌ پلی اتیلن و یا هر ماده ای که واکنشی نسبت به مواد شیمیایی نشان ندهد، گفته می شود. مخازن اسید باید دارای استحکام و مقاومت بالایی باشند تا در طول گذشت زمان دچار خوردگی نشوند. اسیدها کاربردهای مختلفی اعم از ساخت انواع کود، باتری سازی، پکیج تصفیه فاضلاب، تصفیه آب و… دارند. یکی از مهمترین مزایای پلی اتیلن در صنعت ، مقاومت بالای آن در برابر اسیدها (بخصوص اسید سولفوریک ) و دیگر سیالات بازی و اسیدی است از این رو یکی از مواد اولیه قابل استفاده و مقاوم در برابر اسید سولفوریک ، پلی اتیلن می باشد؛ به این مفهوم که پلی اتیلن هیچ واکنشی در محیط های اسیدی و قلیایی از خود نشان نمیدهد     .  از اینرو مخزن نگهداری اسید را یا از جنس استیل تولید میکنند که قیمت آن بسیار زیاد است یا از مشتقات پلی اتیلن که به نسبت قیمت مخزن اسید پایین تری دارند و همچنین برای اسیدهای های با دمای بالا میتوان از پلی پروپیلن که تحمل دمای 110 درجه سانتیگراد را دارد استفاده کرد . 

 

 

انواع مخزن نگهداری و حمل اسید

بطور کلی اسید خاصیت خورندگی دارد به همین سبب باعث شده این سیال رانتوان در هر مخزنی حمل و نگهداری نمود    . 

به همین دلیل دو دسته جنس بدنه در تولید مخزن اسید وجود دارد که در زیر ابتدا نام برده و سپس توضیح مختصری در خصوص مخزن کربن استیل خواهیم داد     : 

    • مخزن اسید کربن استیل

    • مخزن اسید پلی پروپیلن

توجه مهم : اینکه چه اسیدی در داخل مخازن وجود داشته باشد حائز اهمیت است ولیکن اسیدینه یا بعبارتی درصد خلوص اسید هم بایستی حتما مدنظر قرار گیرد . ( مثلا خلوص اسید سولفوریک 98 درصد است درحالیکه خلوص اسید کلریک 7 درصد است . )

مخزن ضد اسید از جنس کربن استیل

بد نیست نخست کمی در خصوص تفاوت کربن استیل با مخزن استیل صحبت کنیم     : 

    • درخشندگی ظاهری : تفاوت کربن استیل و مخزن استیل که از روی ظاهر میتوان تشخیص داد، درخشندگی آنها می‌باشد. فولاد معمولی مات است در صورتی که مخزن استیل به دلیل وجود کروم ظاهر براق و درخشانی دارد    . 

    • تفاوت در ترکیب شیمیایی : ترکیب شیمیایی متفاوت، اصلی ترین تفاوت کربن استیل و مخزن استیل است. کربن ماده آلیاژی اصلی برای آهن است. اما برخی از عناصر دیگر مانند تنگستن ، کروم ، منگنز نیز برای این منظور قابل استفاده هستند

 

 

طراحی و تولید مخزن اسید

 مخزن اسید مخزنی است که برای انتقال انواع مختلف اسیدها مانند اسید سولفوریک ، اسید کلریدریک ، اسید هیدروفلوئوریک ، اسید نیتریک و اسید استیک استفاده می شود که برای کاربردهای مختلف صنعتی استفاده می شود    .  اسیدها خواص شیمیایی و فیزیکی مختلفی دارند. در نتیجه اسیدهای مختلف برای ساخت تانکر خاص خود به مواد مختلفی احتیاج دارند    . اما نکته مهم و قابل ذکر این است که حتما لازم نیست برای هر اسید مخزنی متفاوت طراحی و تولید گردد. برخی از اسیدها دارای خواص فیزیکی و شیمیایی و مولکولی مشابهی هستند از اینرو در کل در ساخت مخازن اسید از چند ماده     GRP   ، پلی پروپیلن، پلی اتیلن دوجداره، کربن استیل، مخزن استیل و یا آلومینیوم استفاده می گردد.

مخزن اسید دوجداره

مهمترین تولیدات مخزن اسید در این زمینه عبارتند از : تانکر و مخزن نگهداری اسید سولفوریک ، منبع ذخیره اسید نیتریک ، تانکر ذخیره و حمل اسید کلریدریک ، تانک نگهداری آب ژاول ، مخزن ذخیره اسید اسیتیک ، منبع نگهداری اسید سیتریک ، مخزن نگهداری پرکلریک اسید ، منبع نگهداری هیدروبرمیک اسید ، مخزن ذخیره اسید فسفریک

مخزن دوجداره و مخزن پلی پروپیلن دوجداره که کاربرد اصلی آنها در مخزن نگهداری فاضلاب بخصوص برای پکیج تصفیه فاضلاب ، مخزن ذخیره اسید و منبع زیر زمینی می باشد، یکی از پرمصرف ترین محصولات تولیدی می باشد

مخزن دوجداره پلی اتیلن با توجه به خاصیت انعطاف پذیری آن و انطباق با موارد مختلف کاربردی قابلیت استفاده بصورت مخزن های روزمینی (سطحی یا اسکپوز) و مخزن پلی اتیلن دوجداره زیرزمینی را دارا می باشند. این مخزن های پلی اتیلن دوجداره را می توان به عنوان مخزن های نگهداری آب کشاورزی یا آب بهداشتی، مخزن ذخیره مواد غذایی و مخزن نگهداری انواع سیالات و مواد شیمیایی  و پکیج تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار داد. همچنین از مخزن دوجداره پلی اتیلن می توان به عنوان سیلو برای ذخیره و انبارداری غلات و سایر محصولات کشاورزی و پکیج تصفیه فاضلاب بهره برد .

.استفاده بعنوان مخزن نگهداری آب چه بصورت بهداشتی و چه بصورت آشامیدنی و یا مخزن نگهداری اسید با غلظت های مختلف و مایعات قلیایی باعث شده امروز تقاضای بسیار بالایی برای مخزن دوجداره و مخزن دوجداره بوجود آید .بزرگترین مزیت مخزن دوجداره ضد اسید مقاومت بالای مکانیکی در برابر فشار خاک بدون سازه نگهبان می باشد. مخزن دوجداره بصورت ته قیفی، عمودی و افقی قابل تولید می باشد.

 

 

مزایای مخازن اسید پلی اتیلنی

از جمله مزایای مخزن دوجداره پلی اتیلنی تولیدی  بعنوان مخزن اسید علاوه بر موارد اشاره شده قبل میتوان به موارد ذیل نیز اشاره نمود :

•     سرعت بالای تولید و نصب سریع و آسان

•     وزن کم و سهولت در حمل و نقل

•     قیمت مناسب نسبت به نمونه فلزی و بتنی

•     مقاومت بالا در مقابل خوردگی

•     بهداشتی بودن (دارا بودن گرید آشامیدنی)

•     قابلیت تولید با رنگ های مختلف روشن و تیره

•     دوام و عمر طولانی

•     تولید مخزن بدون نشت با جوش اکسترود

•     هزینه پائین نگهداری

•     قابلیت اتصال لوله و سایر انشعابات به روش جوشکاری

•     قابلیت تولید متنوع در حجم و ظرفیت مخزن پلی اتیلن دوجداره

 

 

ساختار مولکولی مخزن دوجداره ضد اسید

خصوصیات کیفی پلی اتیلن وابسته به نحوه چیدمان زنجیره های مولکولی می باشد. زنجیره های مولکولی بصورت سه بعدی بوده و بصورت تابیده در هم می باشند. زنجیره اصلی دارای زنجیره های فرعی با اندازه های متفاوت می باشد. تعداد، نوع و اندازه این زنجیره های فرعی تعیین کننده خواصی مانند دانسیته، سفتی، مقاومت کششی، انعطاف پذیری، سختی، تردی، کشیدگی، خواص گرانروی و ویسکوزیته مذاب می باشد.پلی اتیلن یک مولکول نیمه کریستال است که بخشی از آن کریستالی و بخش دیگری از آن بی شکل است. قسمت کریستالی جایی است که زنجیره های جانبی که بصورت منظم چیده شده، بطور دقیق تا خورده و لایه ها بصورت موازی و درهم فشرده قرار گیرند. زمانی این اتفاق می افتد که زنجیره های جانبی کمتری در ساختمان مولکول پلی اتیلن باشد.در بخش کریستالی، مولکولها در هر کریستال دارای خواص منحصر به فرد می باشند. در صورتیکه زنجیره های مولکولی درهم پیچیده، شاخه های اصلی تاخورده و شاخه های فرعی نزدیک به هم که بصورت تصادفی قرار گرفته و جرم مولکولی کمی دارند، بخش بی شکل (amorphous) را تشکیل می دهند. فراوانی زنجیره های منظم پلیمری باعث ایجاد مواد سخت با سفتی متوسط می گردد.

پلی اتیلن خیلی سنگین (RIGID PE) دارای بخش کریستالی بیشتری نسبت به پلی اتیلن سبک می باشد. اندازه و نحوه توزیع کریستالها تعیین کننده استحکام کششی و مقاومت طبیعی در مقابل شکافت محصول نهایی می باشد.

پلی اتیلن سنگین (HDPE) که نسبت به پلی اتیلن سبک و متوسط (LDPE & MDPE) دارای شاخه جانبی کمتری است، دارای بخش کریستالی بیشتر و بالتبع دانسیته و مقاومت بیشتری می باشد.

پلی اتیلن سبک (LDPE) که دارای شاخه های جانبی کوتاه و بلند در ساختار خود می باشد، از بخش کریستالی کمتری نسبت به پلی اتیلن سنگین (HDPE) برخوردار است و بنابراین دارای انعطاف پذیری بیشتر ولی مقاومت کمتری می باشد. به طور فرضی، پلی اتیلن کریستالی ترد و شکننده و پلی اتیلن سبک مومی شکل و بیشتر شبیه پارافین است.

 به محض حرارت دادن، مولکولهای کریستالی منظم به مولکولهای بی شکل و نامنظم تبدیل می شوند، در صورتیکه سرد کردن باعث برگشت برخی از کریستالها به حالت اول می شود. بنابراین با استفاده از این خاصیت می توان دو قطعه پلی اتیلن را به هم جوش داد. به همین دلیل مخزن اسید پلی اتیلنی از استحکام بالایی برخوردار بوده و امکان خورندگی در آن بسیار کم است.نقطه ذوب پلی اتیلن دمایی است که در آن پلاستیک بطور کامل تبدیل به مولکولهای بی شکل می گردد. در پلی اتیلن سنگین و سایر ترموپلاستیکها زنجیره های مولکولی دارای پیوند خیلی محکمی نبوده و با حرارت کافی ذوب می شوند. با استفاده از حرارت براحتی می توان رزین های ترموپلاستیک را شکل داد.

 

 

قیمت مخزن اسید

قیمت مخزن اسید پارامتری وابسته به متغیرهای زیادی است که مهترین آنها به شرح زیر است :

 

•     دفنی یا غیردفنی بودن مخزن مورد سفارش

•     نوع اسید بمنظور دانستن دانسیته و درجه اسیدیته اسید و انتخاب جنس مخزنی که در مقابل آن اسید خاص واکنش نشان ندهد

•     عمودی یا افقی بود مخزن ضد اسید نیز در قیمت آن تاثیر دارد

•     نوع اتصالات نیز در قیمت مخزن اسید تاثیر دارد و می تواند قیمت را افزایش و کاهش دهد

 

یادمان باشد قیمت مخزن حمل اسید از قیمت مخازن نگهداری اسید بسیار بالاتر است چرا که نیروهای وارده به بدنه در هنگام حمل بسیار زیاد می باشد

 

 

 

 

 

 

 

طراحی و تولید مخزن اسید

همانطور که در بالا نیز ذکر شد مخزن اسید مخزنی است که برای انتقال انواع مختلف اسیدها مانند اسید سولفوریک ، اسید کلریدریک ، اسید هیدروفلوئوریک ، اسید نیتریک و اسید استیک استفاده می شود که برای کاربردهای مختلف صنعتی استفاده می شود.

 

اسیدها خواص شیمیایی و فیزیکی مختلفی دارند. در نتیجه اسیدهای مختلف برای ساخت تانکر خاص خود به مواد مختلفی احتیاج دارند.

اما نکته مهم و قابل ذکر این است که حتما لازم نیست برای هر اسید مخزنی متفاوت طراحی و تولید گردد. برخی از اسیدها دارای خواص فیزیکی و شیمیایی و مولکولی مشابهی هستند از اینرو در کل در ساخت مخازن اسید از چند ماده GRP ، پلی پروپیلن، پلی اتیلن دوجداره، کربن استیل، مخزن استیل و یا آلومینیوم استفاده می گردد.

اما بمنظور طراحی و تولید مخازن باید گام به گام موارد زیر را بررسی و در نظر گرفت.

-1 ساختار مخزن اسید

تانکر اسید سولفوریک رقیق و اسید هیدروکلریدریک یک ساختار چند لایه است . ساختار بیرونی از فولاد ضد زنگ( مخزن استیل) یا در برخی موارد از آلیاژ آلومینیوم و گالوانیزه با پوشش ضد اسید ساخته شده است و ساختار لایه داخلی مخزن اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک از روکش پلی اتیلن (PE) ساخته شده است. پوسته بیرونی و آستر PE داخلی گرچه از طریق فرایندهای مختلف ساخته می شوند اما تکمیل کننده مخزن اسید هستند.

مخزن اسید نیتریک ، اسید استیک دارای یک ساختار یکپارچه و تک لایه می باشند و کاملاً از آلومینیوم بدون استفاده از روکش و لایه داخلی ساخته می شوند. مخزن آلومینیوم ظرفی ایده آل جهت ذخیره سازی و حمل اسید نیتریک است ، زیرا روی سطح خود یک فیلم اکسید دارد که دارای اثر انفعالی است و از واکنشی که منجر به خوردگی می شود جلوگیری می کند. علاوه بر این ، استفاده از آن به دلیل وزن سبک و پیامدهای هزینه آن مقرون به صرفه است.

-2مواد و متریال مورد استفاده در ساخت مخزن اسید

تانکر اسید سولفوریک رقیق ، اسید کلریدریک از یک ساختار چند لایه ساخته شده است که قسمت خارجی آن از فولاد ضد زنگ یا آلیاژ آلومینیوم ساخته شده است. در بیشتر موارد ، فولاد ضد زنگ( مخزن استیل با رید متفاوت ) ماده اصلی ساختاری مورد استفاده برای این نوع مخازن بوده است. فولاد ضد زنگ در برابر اسید سولفوریک رقیق و اسید کلریدریک رقیق مقاوم است. مخازن اسید ساخته شده از فولاد ضد زنگ قابل خوردگی نیستند.

 

مزایای مخزن اسید مخزن استیل (فولاد ضد زنگ)

استفاده از فولاد ضد زنگ برای ساخت مخزن اسید سولفوریک / هیدروکلریک رقیق به جهت جلوگیری از خوردگی و واکنش پذیری انجام می شود. اما از مزیتهای دیگر مخازن اسید مخزن استیل عبارتند از:

• فولاد ضد زنگ در برابر فعالیت های شیمیایی مقاوم است بنابراین نمی توان به راحتی توسط موادی مانند اسید سولفوریک ریز / کلریدریک رقیق دچار خوردگی شود.
• مشخصات فولاد ضد زنگ به دلیل تشکیل یک لایه اکسید کروم بسیار نازک و منفعل بر روی سطح است که از اقدامات شیمیایی بیشتر بر روی آلیاژ فلز جلوگیری می کند.
• ماهیت ضد زنگ بودن فولادهای ضد زنگ را می توان بر اساس روش تصفیه از پکیج تصفیه فاضلاب بر روی تانکرهای اسید تضمین کرد.
• مخازن مخزن استیل به سبب دارا بودن مقادیر کمی کربن در منطقه جوش مقاومت دمایی را کاهش داده و بسیار با کیفیت و عالی این مخازن جوشکاری می شوند و ضمن قسمتهای جوش در برابر خوردگی مقاوم و بدون نشتی می باشد.
• در مخازن مخزن استیل مقادیر کمی از ازت افزوده می گردد و همین مسئله موجب افزایش مقاومت کششی فولاد ضد زنگ می گردد.
• این مخازن دارای مقاومت دمایی بالایی هستند.
• دمایی و ماندگاری بسیار بالایی دارند.
• قابلیت تولید بصورت تکجداره و دوجداره را بسته به سفارش کارفرما دارند
• قابلیت نصب برخی قطعات آپشنال از قبیل المنتهای گرمایش و سرمایش ، همزن و میکسر را بسته به سفارش کارفرما دارند.

-3 ساخت بدنه مخزن اسید مقاوم در برابر خوردگی

مخزن اسید پلی اتیلن (PE) و مخزن اسید آلومینیومی از طریق ریخته گری چرخشی ساخته می شود . روند ساخت با ایده مقاومت در برابر خوردگی مخزن در پایان تست می گردد. برای مخزن فولاد ضد زنگ برای اسید سولفوریک و هیدروکلریک رقیق ، فرآیند ساخت بدنه شامل تشکیل پوسته بیرونی ساخته شده از فولاد است.

معمولاً اینها دارای چندین لایه نیمه فولادی هستند که در پایان با هم جوش می خورند. نیمی از اجزاء مخزن از طریق یک روش عمیق ترسیم ساخته می شوند. قسمت داخلی مخزن فولاد ضد زنگ از PE ساخته شده است. این ماده غیر خورنده است که به طور معمول در داخل پوسته بیرونی که قبلاً ریخته گری شده است ریخته می شود.
قسمت داخلی از طریق یک فرآیند ریخته گری چرخشی تولید می شود . سطح خارجی پوسته PE به طور معمول در کنار سطح داخلی پوسته فولادی خارجی قرار دارد.

نکات مهمی که باید ساخت بدنه مخزن اسید توجه داشته باشید:
لایه منفعلی که از واکنش بر روی فولاد ضد زنگ جلوگیری می کند، می تواند تحت تأثیر برخی از مواد شیمیایی به ویژه یون کلرید Cl- قرار گیرد که معمولاً در نمک و در مواد سفید کننده وجود دارد. این معمولاً به عنوان خوردگی حفره ای شناخته می شود. معمولاً باید از مخزن استیل (فولاد ضد زنگ ) گرید بالا و مناسب برای رفع این موضوع استفاده شود.

برخی از اسیدهای موجود در مخازن فولاد ضد زنگ می توانند گاهاً بر اساس دما و غلظت آنها به لایه غیرفعال درون مخزن حمله کنند.

اسید سولفوریک و اسید کلریدریک در غلظت های خاص موجب خوردگی و واکنش پذیری بر روی فولاد ضد زنگ می شوند. برای جلوگیری از این مسئله یک روش رقیق کردن اسیدهای قابل حمل می باشد.

اشکال دیگر خوردگی که ممکن است بسیار نادر رخ دهد، ترک خوردگی ناشی از تنش است که به دلیل عوامل خاصی از دما ، تنش کششی و برخی از گونه های خورنده مانند یون کلرید است.

نوع دیگر خوردگی بین دانه ای و خوردگی گالوانیک است که معمولاً از طریق انتخاب یک فولاد با درجه خوب که کربن زیادی در آن وجود ندارد ، به خوبی محافظت می شود.

-4 جلوگیری از خوردگی در فلنج های تانکر حمل اسید

تمام فلنج های مخزن اسید معمولاً از پلاستیک ساخته می شوند تا از خوردگی که ممکن است به قسمت های دیگر مخزن راه پیدا کند، جلوگیری شود. به طور طبیعی، پلاستیک ها حتی در تماس با مواد شیمیایی قوی مانند اسید سولفوریک و اسید کلریدریک غیر خورنده هستند. وقتی تأمین اکسیژن نتواند به مناطقی برسد که شکافهای ریزی دارد ، لایه منفعل مورد نیاز برای محافظت در برابر خوردگی نمی تواند تشکیل شود. بنابراین این شکافها معمولاً با استفاده از درزگیر انعطاف پذیر آب بندی می شوند.

-5 انجام بررسی های ایمنی مخزن اسید

درست است که مخزن اسید قابل خوردگی نیستند. با این وجود ، بررسی ها و روش های استاندارد ایمنی وجود دارد که باید برای همه مخازن حمل اسیدها و مواد شیمیایی انجام شود.
اثر خوردگی طولانی مدت در مخزن ذخیره سازی مواد شیمیایی فولادی ، ادامه نازک شدن قسمت دیواره مخزن ، به ویژه در سطوح پایین تر است و این امر منجر به نقص در لایه داخلی و خارجی می شود. عمر مفید مخزن ذخیره سازی اسید معمولاً در حدود 40-20 سال تخمین زده می شود . برای تضمین عملکرد ایمن مخزن ذخیره سازی ، ضخامت مخزن باید حداقل هر دو سال یکبار و حداقل هر پنج سال یکبار برای بازرسی داخلی آزمایش شود.

خرید مخزن اسید

از ضروریات واحدهای صنعتی، نگهداری مواد خورنده مانند انواع اسید و باز است. معمولا در صنعت این مواد خورنده در بخشهای مختلف تولید به کار گرفته می شوند. ملاحظاتی در خصوص مسائل ایمنی وجود دارد که بایستی با دقت بسیار رعایت شوند. برای یک خرید اسید خوب و با کیفیت و دارای ایمنی بالا و همچنین منابع نگهداری مواد خورنده به موارد ذیل توجه فرمایید.

• اولین نکته مهم در خرید مخزن اسید نوع کاربری مخازن می باشد.
• دقت کنید بهنگام خرید مخازن اسید به سازگاری شیمیایی این مخزن ها با ماده داخل آن دقت کافی انجام گیرد.
• دمای محل کار یکی دیگر از چارامترهای مهم در قیمت مخزن اسید می باشد.
• چگالی سیال چنانچه بالا باشد می بایست در خرید مخازن اسید دقت کنید تا بدنه تانکرهای اسید مقاومت کافی برای تحمل نیروی وارده از سمت سیال را داشته باشد.
• اندازه مخزن هر قدر بزرگتر باشد قیمت مخزن اسید بالاتر خواهد رفت.
• لوکیشن فیزیکی نیز پارامتر مهمی در تعییت قیمت خرید این مخازن می باشد.

سایر پارامترهای تاثیر گذار در قیمت فروش مخازن اسید عبارتند از :

• اب و هوای منطقه
• سرویس و نگهداری
• مسائل ایمنی