عایق کاری مخازن ذخیره سازی مواد (۱)

ذخیره سازی مواد خام، سوخت و محصولات پایانی، تقریبا یکی از مهمترین مواد در بسیاری از صنایع می باشد. بطور کلی، از تانک ها و مخازن بزرگ برای ذخیره سازی مواد خام، سوخت ها و محصولات پایانی استفاده می شود. در حالی که مخازن کوچک و وسل ها در ذخیره سازی های موقت و مواد نیمه ساخته کاربرد دارند. برای ایزوله نگه داشتن مواد و اطمینان از پایداری و ایمن بودن آن ها، مهم است که دمای داخل مخازن بین محدوده دمایی مشخصی ثابت نگه داشته شود.

در صنایع استانداردهای شدیدی برای شرایط دمایی مواد ذخیره شده در تانک ها در نظر گرفته شده است. در زیر مثال هایی از این مخازن آورده شده است:
– در صنایع غذایی، مخازن نگهدارنده شیر مخازن بزرگی هستند که برای نگهداری و خنک کردن شیر در دمای پایین استفاده می شود.
– تجهیزات ذخیره سازی برای گازهای مایع شده مانند LNG، در دمای بسیار پایین تا -۱۶۸ °C کار می کنند. تا از تبخیر و یا انبساط گازهای مایع شده که باعث ایجاد مشکلات ایمنی می شود، جلوگیری شود.
– در صنایع پتروشیمی، بسیاری از تجهیزات ذخیریه سازی در دمایهای بالا، از  30°C تا ۲۲۰ °C کار می کنند تا از خراب شدن و ته نشینی موادی مانند قیر نفتی جلوگیری کنند. ته نشینی این مواد باعث ایجاد مشکل در پمپ کردن و یا تخلیه آن ها می شود.

در نتیجه: عایق کاری تانک ها و مخازن نگه داری یک فاکتور مهم در عملکرد آن ها می باشد. عایق کاری اهداف زیر را نیز دنبال می کند:
• کاهش هزینه ها: عایقکاری بطور موثری باعث کاهش اتلاف حرارت و در اصطلاح نفس کشیدن مواد می شود. میزان صرفه جویی که در عایق کاری مواد گرم می شود، حتی در مواد با دمای پایین (۳۰ °C)، بطور معمول کمتر از ۱ سال است، در صورتی که طول عمر عایق حرارتی چندین سال می باشد.
 • محیط زیست: عایق کاری علاوه بر اینکه باعث کاهش هزینه ها می شود، موجب می شود میزان گاز دی اکسید کربن کمتری در جو منتشر شود. کاهش میزان موادی که از طریق تنفس مخازن از دست می روند نیز به حفظ محیط زیست کمک می کند.
• کنترل فرایند تولید: عایق کاری مانع از یخ زدگی و یا گرم شدن تانک ها از طریق تابش نور خورشید می شود. همچنین عایقکاری باعث کاهش نیاز به سرمایش مواد ذخیره شده در دمای پایین می شود.
• ایمنی: عایق کاری مقاوم در برابر حریق خطر سوختن مواد قابل احتراق را از طریق آتشی که در بیرون مخازن وجود دارد، کاهش می دهد. عایق با کم کردن دمای سطح از تماس با سطح داغ محافظت می کند.

طراحی دقیق سیستم عایق کاری عمدتا به ایزومتریک و محل قرار گیری مخازن ذخیره سازی، نوع ماده ذخیره شده و هدف عایق کاری، بستگی دارد. مثال های که در زیر آورده شده است منحصر به عایقکاری مخازن گرم و مخازن قرار گرفته در محیط باز می باشد. مخازنی که برای ذخیره سازی در صنایع استفاده می شوند بسیار متنوع هستند و مثال های زیر نمی تواند شرایط خاص هر مورد را در نظر بگیرند. شما باید تعیین کنید که محصولات و ساختار توصیف شده مناسب برای کاربرد مورد نظر شما می باشد یا نه.

استانداردهای و الزامات قابل اجرا نیز باید مورد توجه قرار گیرد. چند نمونه به شرح زیر است:
DIN 4140: عایق کاری تاسیسات صنعتی و تاسیسات خدماتی ساختمان ها
AGI Q05: ساخت کارخانه های صنعتی
AGI Q101: عایق کاری نیروگاه ها
CINI-Manual: “عایقکاری در صنعت”

 

انتخاب عایق حرارتی

در مواردی که تانک های ذخیره سازی در محیط باز قرار دارند، مهم است از عایق حرارتی استفاده کنیم که ضریب انتقال حرارت پایینی داشته باشد و سیستم عایق کاری به خوبی در برابر نفوذ آب ایزوله شود. عایق های تخته ای انعطاف پذیر پشم سنگ بطور وسیعی در عایق کاری دیوارهای تانک ها و مخازن استفاده می شود. استفاده از عایق های پتویی دوخته شده که مقاومت پایین در برابر فشارهای وارده دارند، توصیه نمی شود. اگر بر روی سطح عایق کاری رفت و آمد صورت می گیرد و انتخاب عایق حرارتی که در برابر فشارهای وارده مقاوم باشد ممکن نباشد، در مکان هایی که رفت و آمد صورت می گیرد از سازه پشتیبانی استفاده کنید تا از تخته های عایق محافظت کند. در دماهای بالای ۱۰۰ درجه سانتیگراد، بکار بردن دو لایه عایق حرارتی پیشنهاد می شود.

 

عایق کاری سقف مخازن

عایق کاری مخازن آسان نمی باشد. اگر عایق حرارتی به درستی نصب نشده باشد و یا تعمیرات  و نگهداری از آن به خوبی انجام نشود، ممکن است خوردگی سقف مخازن اتفاق بیفتد. بنابراین، کارخانه های بسیاری تمایل دارند که سقف مخازن را عایق کاری نکنند.
معمولا تصور میشود که هوای موجود در بالای سیالات داغ مانند یک عایق در بالای سقف مخازن عمل می کند. به هر حال این تصور بطور کامل درست نمی باشد. به دلیل اختلاف دمایی که بین سیالات داغ و سقف عایق کاری نشده مخازن وجود دارد همچنان مقدار همرفت بالایی وجود دارد و این باعث می شود مقدار قابل توجهی گرما از دست برود.
عایقکاری سقف ها امکان پذیر است اگر از مواد عایق کاری مناسب استفاده شود و روش نصب عایق حرارتی صحیح باشد.

 

خوردگی

قبل از اینکه شروع به عایق کاری کنید، اطمینان حاصل کنید تمام اقدامات اولیه بر روی سطوح عایق کاری بطور کامل انجام شده است. مخازنی که در محیط آزاد قرار دارند بطور پیوسته در معرض عوامل محیطی می باشند. وزش باد هم به عایق فشار وارد می کند و هم باعث لایه لایه شدن آن می شود، که این به آسانی باعث آسیب رسیدن به محافظ عایق، که معمولا ورقه های آلومینیومی است، می شود. ورقه های آلومینومی متورم می شوند و آب باران به راحتی می تواند به درون عایق نفوذ کند. تجمع آب می تواند باعث خوردگی شدید مخزن و نشت مواد درون آن شود. اقدامات احتیاطی لازم برای اطمینان از کیفیت و طول عمر عایق حرارتی لازم می باشد.
سیستم های عایق کاری زیادی می توانند خواسته های مورد نیاز را برآورده کنند. سیستم مناسب عایق کاری تا حد زیادی به قطر، دمای تانک، محیط اطراف و امکان استفاده از داربست برای عایق کاری، بستگی دارد. علاوه بر این، مالک کارخانه نیز ممکن است نیازهای ویژه ای داشته باشد.

ادامه این مطلب در پست بعدی

عایق کاری مخازن ذخیره سازی مواد (۲)

پوشش عایق حرارتی – روکش عایق حرارتی

معمولا از روکش های فلزی به منظور پوشش عایق نصب شده بر روی دیواره و سقف مخازن عایق کاری شده استفاده می شود. آلومینیوم به دلیل وزن پایینی که دارد، قیمت کم و راحتی نصب، معمولا برای روکش عایق بکار می رود.
در موقعیت های ویژه (مقاوم در برابر آتش، محیط خورده و …) موادی دیگری مانند فولاد ضد زنگ ممکن است استفاده شود.

حلقه نگهدارنده

در مخازن عایق کاری شده با ارتفاع بالا، زمانی که عایق های حرارتی بر روی هم قرار می گیرند، وزن عایق بالایی می تواند به لایه های عایق قرار گرفته در قسمت های پایین آسیب برساند.
به منظور اجتناب از آسیب دیدن عایق حرارتی، در مواردی که ارتفاع مخزن بیشتر از ۴ متر می باشد حلقه های نگهدارنده افقی نصب می شود. فاصله بین حلقه های نگه دارنده نباید بیشتر از ۳ متر باشد. ساختار باید به نحوی باشد که آب نشت شده بتواند از عایق خارج شود.

انبساط

مخازن بزرگ نگهداری مواد به دلیل تغییرات دما و یا پر شدن از مواد، منبسط می شوند و همچنین تخلیه مواد (که در اصلاح به آن  bulgingمی گویند) ممکن است باعث منقبض شدن آن ها بشود. این عوامل باعث افزایش/کاهش قطر مخزن می شوند.
برای مثال، یک مخزن ذخیره سازی با قطر ۲۰ متر، در میانگین دمای ۲۲۰ درجه سانتیگراد افزایش قطری در حدود ۶۰ میلیمتر دارد. این افزایش باعث می شود محیط مخزن حدود ۱۸۰ میلیمتر افزایش یابد. برای جلوگیری از وارد شدن فشار/تنش به محافظ عایق حرارتی (ورقه های آلومینیومی) باید از مواد مناسب برای عایق کاری استفاده کرد.
در دماهای بالا پیش بینی مقدار بیشتر انبساط را بکنید با نصب ورقه های پروفیل.

نردبان و ورودی انسان

در هنگام طراحی، اجرا و نصب مخازن ذخیره سازی فضای لازم برای نصب عایق حرارتی باید در نظر گرفته شود. نردبان و جداره تانک باید به اندازه کافی از هم فاصله داشته باشند تا بتوان بین آن ها عایق حرارتی نصب کرد. عایق کاری محل ورود نفر به درون مخزن نیز باید امکان پذیر باشد به نحوی که بعد از عایق کاری نیز امکان ورود مهیا باشد و به عایق حرارتی نیز آسیب رسانده نشود.

دیواره مخزن و اتصال آن به پایه

زمانی که مخزن پر می شود، تنش هایی ممکن است به اتصالات و جوش بین دیواره و پایه مخزن وارد شود. برای مواردی که لازم به بازرسی هست، ۵۰ سانتیمتر ابتدای دیواره نباید عایق کاری شود. اولین حلقه نگهدارنده معمولا بالای این سطح، جوش داده می شود؛ آب نشت یافته می تواند از این مکان از عایق خارج شود.

 

ادامه این مطلب در پست بعدی

عایق کاری مخازن ذخیره سازی مواد (۳)

اتصال بین دیواره مخزن و سقف آن

یک سپر جلوگیری از ورود آب باران در شکاف بین مخزن دیواره و سقف آن نصب می شود تا از نشت آب به درون عایق حرارتی جلوگیری کند. نرده/حفاظ ایمنی را بر روی این سپر آب باران جوش داده می شود.
اتصال بین دیواره و سقف

اتصال بین دیواره مخزن و سقف آن به همراه نرده

 

برآمدگی های روی دیواره مخزن

برآمدگی های موجود بر روی جداره مخازن ممکن است باعث نشت باران و یا مواد شیمیایی به درون عایق حرارتی شوند. بنابراین باید تا حد امکان تعداد این برآمدگی ها را به حداقل رساند. تصاویر زیر نحوه ی عایق کاری حرارتی این برآمدگی ها را بر روی دیواره مخازن نشان می دهد.

عایق کاری مخازن ذخیره سازی مواد (۴)

اتمام عایق کاری سقف مخزن

همانند دیوارهای مخازن، روش ها مختلفی برای عایق کاری سقف مخازن وجود دارد. انتخاب سیستم مناسب به مقدار زیادی به قطر مخازن و ماهیت درزها و شکاف های درون دیواره مخازن بستگی دارد. بعلاوه، طراحان و صاحبان کارخانه ممکن است نیازهای خاصی داشته باشند که این نیازها نیز در طراحی سیستم عایق کاری تاثیر گذار می باشد.
عایق حرارتی بطور معمول با ورقه های آلومینیومی پوشانده می شود، بصورت پرچ شده و یا به شکل قسمت های شعاعی. چونکه سقف مخازن در معرض لایه لایه شدن و آسیب دیدن هستند و ممکن است باعث آسیب به پیچ ها شود.
اگر جوش دادن سقف امکان پذیر نباشد، قطعات شعاعی فولاد را می توان در مرکز سقف به یکدیگر قلاب کرد.

در بسیاری از موارد، یکی از جنبه های حیاتی در عایق کاری تانک و مخازن جلوگیری از ورود آب باران به درون عایق حرارتی می باشد. تجمع آب می تواند باعث خوردگی شدید مخازن نگهداری شود. لازم است اقدامات احتیاطی درست قبل از عایق کاری انجام شود تا کیفیت عایق کاری را تضمین شود و باعث دوام و ماندگاری عایق حرارتی برای مدت طولانی شود.

 

برآمدگی روی سقف مخازن

برآمدگی های موجود بر روی سقف مخازن ممکن است باعث نشتی آب باران و یا آلودگی شیمیایی به دلیل پر کردن بیش از حد مخازن شود. تعداد برآمدگی ها بر روی سقف مخازن را تا حد ممکن در حداقل تعداد ممکن نگه دارید.

راه رفتن بر روی سقف

همواره احتمال راه رفتن افراد بر روی سقف مخازن وجود دارد. برای اطمینان از اینکه سیستم عایق کاری در برابر رفت و آمد پرسنل در امان است، از اسلب های مقاوم در برابر فشار استفاده می شود. اگر قطر مخازن آنقدر بزرگ باشد که امکان استفاده از عایق های تخته ای سخت وجود نداشته باشد، از عایق های تخته ای انعطاف پذیر به همراه سازه محافظت کننده استفاده می شود. محل عبور افراد باید به وضوح مشخص شده باشد.

 

پوشش ضد آب

سیستم های متداول عایق کاری سقف مخازن و تانک ها معمولا نسبت به آسیب های آب و هوایی (آب، باد و …) و مواد شیمیایی حساس هستند. هزینه تعمیر و نگهداری و در پی آن ایمنی عملیاتی کمتر، معمولا بیشتر از میزان ذخیره انرژی (هزینه ها) است که از طریق صرفه جویی بدست می آید. به همین دلیل سقف بسیاری از مخازن به خصوص در محدوده دمایی پایین، عایق کاری نمی شود.

در مواردی که مخازن در معرض وزش بادهای شدید قرار دارند، از کابل های ویژه استفاده می شود. این کابل ها از عایق حرارتی در برابر بسیاری از شرایط آب و هوایی بد محافظت می کند. محافظت کامل از سیستم عایق کاری تضمین کننده طول عمر و دوام آن است.