یکی از تجهیزات حیاتی که در دنیای صنعت و فناوری می‌توان به آن اشاره داشت، مخزن اکسیژن مایع است. از این مخازن برای نگهداری و ذخیره سازی اکسیژن در حالت مایع استفاده می شود. این مخازن در عرصه های مختلف مانند جوشکاری صنعتی، تامین اکسیژن بیمارستانی، تولید فولاد، صنایع پتروشیمی، ازمایشگاه ها و پالایشگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از ویژگی‌های اصلی اکسیژن مایع، چگالی بالا و امکان ذخیره سازی در حجم زیاد است. از این رو مخزن اکسیژن مایع گزینه‌ای اقتصادی وکارامد برای بسیاری از کاربردها به شمار می‌رود. در مقاله حاضر با ساختار، عملکرد، ایمنی و کاربردهای مخزن اکسیژن مایع اشنا می‌شویم.
اکسیژن مایع چیست؟
گاز اکسیژن % 21 از هوا را تشکیل می دهد در دمای محیط به صورت گاز می باشد و 1.1 برایر از هوا سنگین تر است. اما در صورت سرد شدن تا دمای 183- درجه سانتی گرد به اکسیژن مایع تبدیل می‌شود که دارای رنگ ابی روشن بی بو بی مزه و 1.14 برابر از اب سنگین تر است. نقطه جوش اکسیژن مایع 183- سانتی‌گراد و نقطه انجماد ان 218.4- می باشد. به دلیل ویژگی‌های ذکر شده نگهداری اکسیژن مایع فقط در مخازن کرایوژنیک امکان‌پذیر می‌باشد.
اجزای تشکیل دهنده مخزن اکسیژن مایع
در جهت به حداقل رساندن و همچنین حفظ دمای پایین، مخازن اکسیژن مایع باید به طور خاصی طراحی شوند. این مخازن با توجه به نوع نیاز مصرفی و همچنین محل نصب می‌تواند به صورت عمودی یا افقی باشد.
مخازن اکسیژن مایع دارای سه جزء اصلی هستند:
- لایه تحت فشار داخلی: اولین لایه مخزن می‌باشد که از فولاد ضدزنگ ساخته می‌شود که در دماهای پایین دچار تغییر ساختار یا شکنندگی نمی‌شوند و مقاومت مطلوبی ایجاد می‌کند.
- لایه تحت فشار خارجی: این لایه از فولاد کربنی ساخته شده است که عایق و خلاء اطراف لایه تحت فشار داخلی را حفظ می‌کند معمولا مخزن خارجی در معرض دماهای کرایوژنیک قرار نمی‌گیرد. برای سطح بیرونی لایه خارجی از رنگ‌های مقاوم استفاده می‌شود تا از زنگ‌زدگی جلوگیری شود.
- عایق: بین لایه داخلی و لایه خارجی فضای خالی تشکیل شده و هوای بین این دو لایه تخلیه می‌شود و در نهایت خلاء عمیق ایجاد می‌شود. مهم ترین دلیل جلوگیری از تبخیر مایع وجود این عایق می‌باشد.
تجهیزات جانبی مخازن اکسیژن مایع
در جهت افزایش ایمنی، حفظ فشار، کنترل جریان و اندازه‌گیری دما، مجموعه‌‌ای از تجهیزات جانبی و کنترلی روی مخزن نصب می‌شود. این تجهیزات شامل:
- فشارسنج: فشارسنج بر روی جداره بیرونی نصب شده و میزان فشار داخل مخزن را نمایش می‌دهد.
- شیراطمینان: جهت جلوگیری از افزایش فشار در داخل مخزن از شیر تنظیم کننده خودکار استفاده می‌شود در صورتی که فشار بیش از حد مجاز شود به صورت خودکار عمل کرده و مقداری از گاز خارج می‌کند. شیراطمینان مهم‌ترین عامل ایمنی مخزن می‌باشد.
- شیر پر اصلی: در زمان شارژ مایع اکسیژن از تانک ذخیره استفاده می‌شود.
- شیر تخلیه اصلی: در هنگام مصرف، مسیر خروج مایع را باز می‌کند.
- سطح‌سنج: سطح‌سنج نمایش‌دهنده میزان اکسیژن مایع موجود که در مخزن وجود دارد را نمایش می‌دهد.
- ونت: به منظور خارج کردن بخار و هوای اضافی موجود از بالای مخزن به کار می‌رود.
- شیر کنترل فشار: در ایجاد فشار جهت تخلیه بار کاربرد دارد.
- دماسنج: در جهت اطمینان ازعملکرد صحیح عایق و همچنین بررسی دما مایع از دماسنج استفاده می‌شود.
نحوه کار با مخزن اکسیژن و نکات ایمنی
از آن جایی که کار با مخزن کرایوژنیک نیازمند رعایت اصول ایمنی است، در این بخش مراحل کلی استفاده از مخازن کرایوژنیک توضیح داده می‌شود.
قبل از استفاده، مواردی که نیاز به بررسی دارد اشاره می‌شود:
- با استفاده از فشارسنج، فشار داخل مخزن بررسی می‌شود.
- اطمینان حاصل شود که تمام شیرها بسته باشد.
- با استفاده از سطح سنج، سطح اکسیژن مایع داخل مخزن بررسی شود.
- خلاء بین جداره‌ها بررسی شود.
بعد از اتصال مخزن به انشعابات نوبت به تنظیم فشار سیستم می‌رسد که؛
مقدار خروجی را رگولاتور فشار کنترل می‌کند و در صورت فشار بیش از حد شیر اطمینان فعال می‌شود. در این مرحله باید، به آرامی شیر اصلی خروجی باز شود تا از شوک حرارتی جلوگیری شود.
مواردی که در زمان استفاده نیاز به بررسی دارد:
- جلوگیری از قرار دادن مخزن در محیط بسته و نرم
- جلوگیری از تکان و ضربه به مخزن
- بررسی مرتب فشار داخلی و دمای داخلی مخزن
مواردی که بعد از اتمام کار نیاز به بررسی دارد:
- شیر ونت و شیرهای خروجی بسته شود.
- شلنگ‌ها را جدا کرده و محل اتصال را بشوئید.
- فشار باقی مانده را تخلیه کنید.
جمع‌بندی
مخازن کرایوژنیک یکی از تجهیزات حیاتی صنعت است که برای نگهداری و ذخیره‌سازی میعانات فوق سرد کاربرد دارد. اکسیژن مایع به دلیل چگالی بالا و امکان ذخیره‌سازی در حجم زیاد گزینه‌ای اقتصادی و کارآمد برای بسیاری از کاربردها به شمار می‌رود. حفظ دمای پایین این مخازن مستلزم طراحی خاص می‌باشد. همچنین؛ در جهت افزایش ایمنی، حفظ فشار، کنترل جریان و همچنین اندازه‌گیری دما؛ تجهیزات جانبی شامل فشارسنج، شیراطمینان، سطح‌سنج، شیرکنترل فشار و دماسنج بر روی مخزن نصب می‌گردد. در نهایت؛ شناخت اجزاء ، ساختار و عملکرد مخازن اکسیژن مایع، به کاربران صنعتی کمک می‌کند تا این تجهیزات را به شکل ایمن و به صورت بهینه مورد استفاده قرار دهند.
بدون دیدگاه