مخزن اسید
مخزن اسید که در محاوره با عنوان مخزن ضد اسید نیز شناخته می شود به دسته ای از مخازن اطلاق می گردد که جهت نگهداری مواد و محصولات شیمیایی اسیدی و خورنده مورد استفاده قرار می گیرد. مخازن نگهداری اسید امروزه در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گرفته و وجود مخازن ایمن و با کیفیت جزو لاینفک این صنایع محسوب می گردد.
امروزه در بسیاری از صنایع اسید ها به عنوان خوراک اولیه سیستم تولید یا به عناوین مختلف همچون واکنش دهنده اصلی در پروسه تولید، کاتالیزور، الکترولیت و … کاربرد دارند. از این رو شناخت مخازن مورد استفاده در نگهداری اسید ها، باز ها و مواد شدیدا خورنده بسیار حائز اهمیت می باشد. در این صفحه فیلد مخازن اسید به تفصیل معرفی، تحلیل و بررسی خواهد شد.
گروه تولیدی مهندسی سازه مخزن به عنوان سازنده و تولید کننده برتر انواع مخازن صنعتی در کشور، آمادگی طراحی و تولید مخازن نگهداری اسید با ساختار های مقاوم و مهندسی شده بر اساس سیال مورد نظر در ظرفیت ها و اشکال متنوع را دارا می باشد.
فهرست مطالب
انواع مخزن اسید تولید شرکت سازه مخرن
مخازن تولیدی شرکت مهندسی سازه مخزن جهت نگهداری اسید در نگاه اول به چهار دسته زیر تقسیم می شوند:
مخزن اسید فولادی یا مخرن اسید فلزی
مخزن اسید استنلس استیل
مخازن اسید پلی اتیلن
مخزن اسید فایبرگلاس
استعلام قیمت مخزن ضد اسید
جدول اطلاعات فنی اسید کلریدریک
| غلظت | چگالی | غلظت مولار | پی‌اچ | گرانروی | ظرفیت گرمایی | فشار بخار | نقطه جوش | دمای ذوب | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kg HCl/kg | kg HCl/m۳ | Baumé | kg/L | mol/dm۳ | mPa•s | kJ/(kg•K) | kPa | °C | °C | |
| ۱۰٪ | ۱۰۴٫۸۰ | ۶٫۶ | ۱٫۰۴۸ | ۲٫۸۷ | ۰٫۵- | ۱٫۱۶ | ۳٫۴۷ | ۱٫۹۵ | ۱۰۳ | ۱۸- |
| ۲۰٪ | ۲۱۹٫۶۰ | ۱۳ | ۱٫۰۹۸ | ۶٫۰۲ | ۰٫۸- | ۱٫۳۷ | ۲٫۹۹ | ۱٫۴۰ | ۱۰۸ | ۵۹- |
| ۳۰٪ | ۳۴۴٫۷۰ | ۱۹ | ۱٫۱۴۹ | ۹٫۴۵ | ۱٫۰- | ۱٫۷۰ | ۲٫۶۰ | ۲٫۱۳ | ۹۰ | ۵۲- |
| ۳۲٪ | ۳۷۰٫۸۸ | ۲۰ | ۱٫۱۵۹ | ۱۰٫۱۷ | ۱٫۰- | ۱٫۸۰ | ۲٫۵۵ | ۳٫۷۳ | ۸۴ | ۴۳- |
| ۳۴٪ | ۳۹۷٫۴۶ | ۲۱ | ۱٫۱۶۹ | ۱۰٫۹۰ | ۱٫۰- | ۱٫۹۰ | ۲٫۵۰ | ۷٫۲۴ | ۷۱ | ۳۶- |
| ۳۶٪ | ۴۲۴٫۴۴ | ۲۲ | ۱٫۱۷۹ | ۱۱٫۶۴ | ۱٫۱- | ۱٫۹۹ | ۲٫۴۶ | ۱۴٫۵ | ۶۱ | ۳۰- |
| ۳۸٪ | ۴۵۱٫۸۲ | ۲۳ | ۱٫۱۸۹ | ۱۲٫۳۹ | ۱٫۱- | ۲٫۱۰ | ۲٫۴۳ | ۲۸٫۳ | ۴۸ | ۲۶- |
طراحی مخزن اسید
طراحی مخزن اسید به دلیل خطرات بالا و خورندگی شدید این مواد، یک فرآیند بسیار حساس است. هر اشتباهی می‌تواند منجر به فجایع جانی و مالی شود، به همین دلیل رعایت اصول ایمنی (HSE) در اولویت قرار دارد.
دو اصل مهم در طراحی:
۱. مقاومت مکانیکی: بدنه مخزن باید وزن و فشار اسید را تحمل کند. برای مثال، چون اسید سولفوریک بسیار سنگین‌تر از اسیدهای دیگر است، به مخزن مستحکم‌تری نیاز دارد.
۲. مقاومت شیمیایی: جنس مخزن باید متناسب با نوع اسید انتخاب شود تا در برابر خوردگی مقاوم باشد و دچار نشتی نشود.
مهم‌ترین پارامترهای طراحی:
برای یک طراحی ایمن، باید نوع اسید، دما، غلظت و یک ضخامت اضافی برای مقابله با خوردگی (Corrosion Allowance) در نظر گرفته شود.
نکته حیاتی: مخازن اسید غلیظ باید کاملاً هوابند باشند، زیرا این اسیدها با جذب رطوبت هوا، به شدت خورنده‌تر می‌شوند.
مخزن اسید فولادی یا مخزن اسید فلزی
نگهداری اسید در حجم بالا، چالشی بزرگ برای صنایع کلیدی مانند تولید کود، باطری‌سازی و صنایع مس است. در انتخاب مخزن اسید فلزی، عواملی چون نوع فلز، طراحی مهندسی و قیمت تمام شده نقشی حیاتی ایفا می‌کنند.
یک مخزن استاندارد باید دو شرط اصلی را برآورده کند:
۱. بدنه آن در برابر خوردگی شدید اسید کاملاً مقاوم باشد.
۲. خلوص و خواص شیمیایی اسید را بدون هیچ تغییری حفظ نماید.
مخزن نگهداری اسید
مخازن نگهداری اسید برای ذخیره‌سازی ایمن و جلوگیری از نشت مواد صنعتی خورنده و خطرناک طراحی شده‌اند. این مخازن معمولاً از فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند تا مقاومت بالایی در برابر خوردگی داشته باشند.
دو ویژگی کلیدی در طراحی آنها حیاتی است:
تهویه مناسب: برای جلوگیری از افزایش فشار داخلی و خطر پارگی مخزن.
محاسبه استحکام بر اساس چگالی: به خصوص در مخازن اسید غلیظ که وزن بالاتری دارند، این محاسبات برای تضمین ایمنی ضروری است.
انواع متریال قابل استفاده در مخزن اسید فلزی
مخزن اسید کربن استیل
استفاده از فولاد کربن استیل (Carbon Steel) یک راهکار استاندارد و اقتصادی برای ذخیره‌سازی اسیدهای بسیار غلیظ (۹۸٪ به بالا) و داغ (تا دمای ۵۵+ درجه سانتی‌گراد) است.
چرا کربن استیل در برابر اسید غلیظ مقاوم است؟ در غلظت‌های بالا، اسید تمایلی به آزادسازی یون‌های هیدروژن (عامل اصلی خوردگی) ندارد. این پدیده باعث ایجاد یک لایه محافظ طبیعی شده و از خوردگی بدنه مخزن جلوگیری می‌کند. گریدهای فولادی رایج برای این منظور عبارتند از:
- ST37
- A516
- ST52
طراحی و ضخامت ورق
ضخامت ورق در این مخازن به دو دلیل اصلی، بیشتر از مخازن معمولی محاسبه می‌شود:
- چگالی بالای اسید: اسیدهای غلیظ وزن بسیار بالایی دارند و فشار هیدرواستاتیک قابل توجهی به دیواره‌ها و کف مخزن وارد می‌کنند.
- حد مجاز خوردگی (Corrosion Allowance): یک ضخامت اضافی به عنوان ضریب اطمینان برای مقاومت بلندمدت در برابر هرگونه خوردگی احتمالی در نظر گرفته می‌شود.
مثال عملی: برای ساخت یک مخزن اسید فلزی ۲۰,۰۰۰ لیتری با ظرفیت ذخیره‌سازی حدود ۴۰ تن اسید، به دلیل این دو عامل، استفاده از ورق با ضخامت ۸ میلیمتر به بالا ضروری است.
مخزن اسید استنلس استیل
زمانی که فولاد کربن استیل برای نگهداری اسیدهای رقیق یا اسیدهای با دمای بالاتر از ۵۵+ درجه سانتی‌گراد پاسخگو نیست، باید از آلیاژهای پیشرفته‌تری استفاده کرد. در ادامه به بررسی دو راه حل اصلی می‌پردازیم.
۱. مخازن استنلس استیل (فولاد ضد زنگ)
استنلس استیل به دلیل وجود عناصر کلیدی کروم (Cr) و نیکل (Ni) در ساختار خود، مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر خوردگی ناشی از اسیدهای رقیق (که یون هیدروژن آزاد می‌کنند) دارد. دو گرید رایج آن عبارتند از:
استیل ۳۰۴ (SS304):
- این گرید که به فولاد ۱۸-۸ نیز معروف است (۱۸٪ کروم و ۸٪ نیکل)، انتخابی عالی برای نگهداری اسیدهایی مانند اسید نیتریک است.
استیل ۳-۱۶ (SS316):
- این گرید که به فولاد ضد اسید یا گرید دریایی شهرت دارد، حاوی نیکل بیشتری (تا ۱۴٪) است. این ویژگی مقاومت آن را به شدت افزایش داده و آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای نگهداری اسید کلریدریک و دیگر اسیدهای خورنده رقیق تبدیل کرده است.
جدول مقایسه استیل ۳۰۴ و ۳۱۶
نکته مهم: حتی استنلس استیل نیز در برابر تمام غلظت‌ها و دماها مقاوم نیست و انتخاب گرید مناسب نیازمند بررسی تخصصی شرایط فرآیند است.
۲. مخازن تیتانیومی: راه حل نهایی برای شرایط سخت
در موارد بسیار خاص که دما و خاصیت خورندگی اسید به قدری بالاست که حتی استنلس استیل نیز دچار خوردگی می‌شود، از ورق تیتانیوم استفاده میگردد.
این فلز مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر اسیدهای بسیار داغ و خورنده دارد. با این حال، به دلیل قیمت بسیار بالا و فرآیند ساخت پیچیده، استفاده از آن تنها به موارد خاص و بسیار حساس صنعتی محدود می‌شود.
تانکر حمل اسید، مخزن اسید پشت ماشینی
تانکر حمل اسید به مخزنِ اسیدی اطلاق می گردد که جهت حمل و نقل در مسافت های کوتاه مانند درون کارگاهی و یا مسافت های طولانی بین جاده ای، بروی یک تریلی جهت حمل با کشنده نصب می گردد. مخازن حمل اسید در ظرفیت مختلف، برای خودروهای متفاوت تولید می گردد که از محبوب ترین آنها نزد مشتریان میتوان از، مخزن حمل اسید جهت نصب بروی وانت نیسان، تانکر حمل اسید پشت خاور، کمپرسی تک محور و دو محور و همین طور تانکر حمل اسید پشت تریلی نام برد.
مهم ترین تفاوت بین تانکر حمل اسید و مخزن اسید ساده (Storage Tank) در بحث مقاومت بدنه و ساختار داخلی مخازن حمل اسید می باشد.
طراحی و تولید مخزن حمل اسید
به علت جابجایی های پی در پی سیال درون مخزن (اسید یا غیره) در داخل مخزن، حین حمل و نقل در پشت ماشین علاوه بر فشار ثقلی ناشی از وزن سیال که عموما باری استاتیکی محسوب می شود، بار های ضربه ای ناشی از تکان های محور خودرو و بار شتاب منفی ناشی از ترمز کشنده نیز به بدنه وارد میگردد که بار دینامیکی شناخته می شود. بنابراین هنگام ساخت و تولید مخزن اسید پشت ماشینی، طراحی مخزن حمل اسید باید مورد توجه قرار گیرد و بدنه در مقابل بار های یاد شده مقاومت کافی را برخوردار باشد.
از المان های مورد استفاده در ساختار داخلی مخازن حمل اسید جهت افزایش مقاومت، می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- عدسی های دوبل شده
- بافل یا دیواره موج شکن
- بالا بردن ضخامت ورق های مصرفی در بدنه مخزن
جنس بدنه مخازن حمل اسید
همانند مخازن ذخیره اسید، جنس بدنه مخازن مورد استفاده جهت نصب در پشت تریلی، بسته به نوع و حجم اسید مورد نظر و همچنین شرایط نگهداری و جابجایی اسید در سه دسته زیر دسته بندی می شود :
- تانکر فولادی حمل اسید
۲. تانکر حمل اسید از جنس پلی اتیلن/پلی پروپیلن
۳. مخزن حمل اسید استنلس استیل ۳۰۴ و ۳۱۶
مخزن حمل اسید سولفوریک ۹۸ درصد
مخزن حمل اسید سولفوریک ۹۸ درصد جزو پرتیراژترین نوع تانکر حمل اسید شرکت سازه مخزن می باشد که همواره مورد توجه صاحبان صنایع بزرگ بوده است. علت این امر استفاده از سولفوریک اسید در بسیاری از صنایع مهم و کلیدی آن هم در حجم بالا می باشد که بسیاری از کارخانجات بزرگ ترجیه به خرید اسید سولفوریک در حجم های بالا توسط خودرو های سنگین خود مجموعه می نمایند. کارخانجات تولید باتری خودرو جزو این دسته از خریداران محترم می باشند که سالانه تناژ های بالایی اسید از تولید کننده تهیه یا از گمرکات وارد می نمایند.
گروه صنعتی سازه مخزن مخازن حمل اسید سولفوریک خود را دو دو نوع مخزن با ورق فولادی کرین استیل در رده های A516 و یا ST-37 و همینطور مخزن با بدنه استنلس استیل رده ۳۱۶ ، در احجام ۱۰۰۰ لیتری تا ۱۴۰۰۰ لیتر تولید می نماید.
لازم به ذکر است با توجه به چگالی بالای اسید سولفوریک ۹۸ درصد ( ۱.۸۶ گرم بر سانتیمتر مکعب) وزن اسید با حجم ۱۴ هزار لیتر برابر با ۲۶ تن خواهد بود.
راهنمای جامع خرید مخزن اسید (از انتخاب تا تحویل)
خرید مخزن اسید، به‌ویژه در ظرفیت‌های بالا، یک تصمیم حیاتی برای ایمنی و کارایی مجموعه شماست. این راهنما به شما کمک می‌کند تا با دیدی باز و حرفه‌ای اقدام کنید.
چک‌لیست مراحل خرید
۱- تعیین مشخصات فنی: قبل از هر چیز، نیازهای دقیق خود را مشخص کنید:
- ظرفیت: حجم مورد نیاز برای ذخیره‌سازی (لیتر/متر مکعب).
- جنس بدنه: انتخاب بین فولاد ضدزنگ، کربن استیل یا پلیمرها بر اساس نوع و غلظت اسید.
- ابعاد و استانداردها: محدودیت‌های فضایی و استانداردهای صنعتی مورد نیاز.
۲- انتخاب سازنده معتبر: درباره تولیدکنندگان تحقیق کنید و مواردی چون نمونه کارها، گواهی‌نامه‌ها و نظرات مشتریان قبلی را بررسی نمایید. یک سازنده معتبر باید دارای تجهیزات پیشرفته و آزمایشگاه کنترل کیفیت باشد.
۳- مشاوره تخصصی و عقد قرارداد: با کارشناسان فنی مشورت کنید تا بهترین راهکار متناسب با نیاز و بودجه شما مشخص شود. پس از توافق نهایی، تمام جزئیات فنی، قیمت و زمان تحویل را در قرارداد ذکر کرده و هنگام دریافت کالا، از مطابقت آن با سفارش اطمینان حاصل کنید.
نکات ویژه و حیاتی برای مخازن اسید با ظرفیت بالا
نگهداری اسید در حجم بالا، ریسک‌ها و حساسیت‌های خاص خود را دارد. به همین دلیل توجه به نکات زیر ضروری است:
- کیفیت جوشکاری، کلید ایمنی: مخازن بزرگ از ورق‌های فولادی ضخیم ساخته می‌شوند و جوشکاری این ورق‌ها نیازمند تخصص و تجهیزات پیشرفته است. هرگونه نقص کوچک در فرآیند جوشکاری می‌تواند منجر به نشتی‌های فاجعه‌بار و خطرات جانی جبران‌ناپذیر شود. به همین دلیل، خرید از شرکت‌های معتبر که تست‌های کنترل کیفیت دقیقی بر روی جوش‌ها انجام می‌دهند، یک الزام است نه یک انتخاب.
- مخازن دفنی: یک شمشیر دو لبه برخی شرکت‌ها برای کاهش خطرات جانی، مخازن را به صورت دفنی نصب می‌کنند. این کار گرچه افراد را از مخزن دور نگه می‌دارد، اما یک ریسک بزرگ ایجاد می‌کند: توجه: در حالت دفنی، امکان بازرسی دوره‌ای بدنه مخزن و تشخیص خوردگی یا نشتی‌های اولیه از بین می‌رود. این موضوع می‌تواند منجر به نفوذ اسید به خاک و ایجاد خطرات شدید و جبران‌ناپذیر زیست‌محیطی شود.
