بناء صهاريج تخزين الزيوت: اختيار اللوحات والعمليات

مقدمة

يعد بناء خزانات تخزين النفط أمرًا بالغ الأهمية لصناعة النفط والغاز. يجب تصميم هذه الخزانات وبناؤها بدقة لضمان السلامة والمتانة والكفاءة في تخزين المنتجات النفطية. أحد أهم مكونات هذه الخزانات هو اختيار ومعالجة الألواح المستخدمة في بنائها. تقدم هذه المدونة نظرة عامة مفصلة على معايير اختيار الألواح وعمليات التصنيع والاعتبارات الخاصة ببناء خزانات تخزين النفط.

أهمية اختيار اللوحة

اللوحات هي المكون الهيكلي الأساسي لصهاريج تخزين النفط. يعد اختيار اللوحات المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لعدة أسباب:
أمان:تضمن مادة اللوحة المناسبة أن الخزان يمكنه تحمل الضغط الداخلي للمنتج المخزن والظروف البيئية والتفاعلات الكيميائية المحتملة.
متانة:تعمل المواد عالية الجودة على تعزيز عمر الخزان، مما يقلل من تكاليف الصيانة ووقت التوقف.
امتثال: يعد الالتزام بمعايير ولوائح الصناعة أمرًا ضروريًا للتشغيل القانوني وحماية البيئة.
فعالية التكلفة: إن اختيار المواد وطرق المعالجة الصحيحة يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكاليف البناء والتشغيل.

أنواع صهاريج تخزين النفط

قبل الغوص في اختيار اللوحة، من الضروري فهم الأنواع المختلفة من خزانات تخزين النفط، حيث أن كل نوع لديه متطلبات محددة:
خزانات ذات سقف ثابت هي النوع الأكثر شيوعًا من خزانات التخزين المستخدمة للنفط ومنتجات البترول. وهي مناسبة للسوائل ذات ضغط البخار المنخفض.
خزانات السقف العائمة: تتميز هذه الخزانات بسقف يطفو على سطح السائل المخزن مما يقلل من خسائر التبخر وخطر الانفجار.
الدبابات الرصاصة:تخزن هذه الخزانات الأسطوانية الغازات المسالة والسوائل المتطايرة.
الدبابات الكروية: يستخدم لتخزين السوائل والغازات ذات الضغط العالي، مما يوفر توزيع متساوي للضغط.

معايير اختيار اللوحة

1. تكوين المواد
الكربون الصلب: يستخدم على نطاق واسع بسبب قوته، وقدرته على تحمل التكاليف، وتوافره. مناسبة لمعظم المنتجات النفطية والبترولية.
الفولاذ المقاوم للصدأ: يفضل تخزين المنتجات المسببة للتآكل أو ذات درجات الحرارة العالية بسبب مقاومته للتآكل.
الألومنيوم: خفيف الوزن ومقاوم للتآكل، مثالي لمكونات الأسطح العائمة والخزانات في البيئات المسببة للتآكل.
المواد المركبة: يستخدم أحيانًا لتطبيقات محددة تتطلب مقاومة عالية للتآكل وخفيفة الوزن.
2. السماكة والحجم
سماكة:يتم تحديد ذلك من خلال ضغط تصميم الخزان وقطره وارتفاعه. ويتراوح عمومًا من 5 مم إلى 30 مم.
مقاس: يجب أن تكون اللوحات كبيرة بما يكفي لتقليل طبقات اللحام ولكن يمكن التحكم فيها في المناولة والنقل.
3. الخواص الميكانيكية
قوة الشد: يضمن قدرة الخزان على تحمل الضغوط الداخلية والقوى الخارجية.
ليونة: يسمح بالتشوه دون الكسر، ويستوعب التغيرات في الضغط ودرجة الحرارة.
مقاومة التأثير: مهم لتحمل القوى المفاجئة، خاصة في البيئات الباردة.
4. العوامل البيئية
تقلبات درجات الحرارة: النظر في سلوك المواد في درجات الحرارة القصوى.
البيئة المسببة للتآكل: اختيار المواد المقاومة للتآكل البيئي وخاصة للمنشآت البحرية أو الساحلية.

معايير المواد والدرجات

يعد الالتزام بالمعايير والدرجات المعترف بها أمرًا بالغ الأهمية عند اختيار المواد لخزانات تخزين النفط، حيث يضمن ذلك الجودة والأداء والامتثال للوائح الصناعة.

الكربون الصلب

المعايير: أستم A36، أستم A283، جيس G3101
درجات:
أستم A36: درجة الفولاذ الهيكلي الشائعة المستخدمة في بناء الخزانات نظرًا لقابليتها الجيدة للحام وقابلية التشغيل الآلي.
ASTM A283 الصف C:يوفر قوة ومرونة جيدة لتطبيقات الإجهاد المعتدل.
جيس G3101 SS400: معيار ياباني للصلب الكربوني يستخدم للأغراض الهيكلية العامة، والمعروف بخصائصه الميكانيكية الجيدة وقابليته للحام.

الفولاذ المقاوم للصدأ

المعايير: أستم A240
درجات:
304/304 لتر:يوفر مقاومة جيدة للتآكل ويُستخدم لتخزين المنتجات المسببة للتآكل بشكل معتدل في الخزانات.
بسبب إضافة الموليبدينوم، 316/316L يوفر مقاومة فائقة للتآكل، وخاصة في البيئات البحرية.
904 لتر (UNS N08904): معروف بمقاومته العالية للتآكل، خاصة ضد الكلوريدات وحمض الكبريتيك.
دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ 2205 (UNS S32205): يجمع بين القوة العالية والمقاومة الممتازة للتآكل، ومناسب للبيئات القاسية.

الألومنيوم

المعايير: أستم B209
درجات:
5083:يشتهر بقوته العالية ومقاومته الممتازة للتآكل، وهو مثالي للخزانات في البيئات البحرية.
6061: يوفر خصائص ميكانيكية جيدة وقابلية لحام، ومناسب للمكونات الهيكلية.

المواد المركبة

المعايير: ASME RTP-1
التطبيقات: يستخدم في التطبيقات المتخصصة التي تتطلب مقاومة للهجوم الكيميائي وتوفير الوزن.

أنواع البطانات والطلاءات

تحمي البطانة والطلاءات خزانات تخزين النفط من التآكل والضرر البيئي. يعتمد اختيار البطانة والطلاء على موقع الخزان ومحتوياته والظروف البيئية.

الطلاءات الخارجية

طلاءات الايبوكسي:
ملكيات: توفر التصاق ممتاز ومقاومة للتآكل. مناسبة للبيئات القاسية.
التطبيقات: يستخدم على الأسطح الخارجية للخزان للحماية من العوامل الجوية والتعرض للمواد الكيميائية.
العلامات التجارية الموصى بها:
همبل:إيبوكسي هيمبل 35540
أكزو نوبيل: إنترسيل 670HS
جوتن: جوتاماستيك 90
3M: طلاء سكوتشكوت إيبوكسي 162PWX
DFT الموصى به (سمك الفيلم الجاف): 200-300 ميكرون
طلاءات البولي يوريثين:
ملكيات: توفير مقاومة ممتازة للأشعة فوق البنفسجية ومرونة.
التطبيقات: مثالي للخزانات المعرضة لأشعة الشمس والظروف الجوية المختلفة.
العلامات التجارية الموصى بها:
همبل:مينا البولي يوريثين من هيمبل 55300
أكزو نوبيل: إنترثين 990
جوتن: هاردتوب إكس بي
أوصى DFT: 50-100 ميكرون
الاشعال الغنية بالزنك:
ملكيات: توفير الحماية الكاثودية للأسطح الفولاذية.
التطبيقات: يستخدم كطبقة أساسية لمنع الصدأ.
العلامات التجارية الموصى بها:
همبل: همبادور زنك 17360
أكزو نوبيل: انترزينك 52
جوتن: الحاجز 77
أوصى DFT: 120-150 ميكرون

بطانات داخلية

بطانات الايبوكسي الفينولية:
ملكيات: مقاومة كيميائية ممتازة للمنتجات البترولية والمذيبات.
التطبيقات: يستخدم داخل صهاريج تخزين النفط الخام والمنتجات المكررة.
العلامات التجارية الموصى بها:
همبل:فينوليك هيمبل 35610
أكزو نوبيل: إنترلاين 984
جوتن: مخزن تانكجارد
أوصى DFT: 400-600 ميكرون
طلاءات رقائق الزجاج:
ملكيات: مقاومة عالية للمواد الكيميائية والتآكل.
التطبيقات: مناسبة لتخزين المواد الكيميائية العدوانية وقيعان الخزان.
العلامات التجارية الموصى بها:
همبل: رقاقة همبل الزجاجية 35620
أكزو نوبيل: المنطقة البينية 954
جوتن: بالتوفليك
أوصى DFT: 500-800 ميكرون
بطانات مطاطية:
ملكيات: توفير المرونة والمقاومة للمواد الكيميائية.
التطبيقات: يستخدم لتخزين المواد المسببة للتآكل مثل الأحماض.
العلامات التجارية الموصى بها:
3M: سكوتشكوت بولي تك 665
أوصى DFT: 2-5 ملم

اعتبارات الاختيار

توافق المنتج: التأكد من أن البطانة أو الطلاء متوافق مع المنتج المخزن لمنع التفاعلات.
الظروف البيئية:يجب مراعاة درجة الحرارة والرطوبة والتعرض للمواد الكيميائية عند اختيار البطانات والطلاءات.
الصيانة والمتانة: اختر البطانات والطلاءات التي توفر حماية طويلة الأمد ويسهل صيانتها.

عمليات التصنيع

يتضمن تصنيع صهاريج تخزين النفط عدة عمليات رئيسية:
1. القطع
القطع الميكانيكي: يتضمن القص والنشر والطحن لتشكيل الألواح.
القطع الحراري: يستخدم وقود الأكسجين أو البلازما أو القطع بالليزر لتشكيل دقيق وفعال.
2. اللحام
يعد اللحام أمرًا بالغ الأهمية لربط الألواح وضمان السلامة الهيكلية.
لحام القوس المعدني المحمي (SMAW): يشيع استخدامها لبساطتها وتعدد استخداماتها.
لحام قوس غاز التنغستن (GTAW): يوفر لحامات عالية الجودة للمفاصل الحرجة.
اللحام بالقوس المغمور (SAW): مناسب للألواح السميكة والدرزات الطويلة، مما يوفر اختراقًا عميقًا ومعدلات ترسيب عالية.
3. التشكيل
المتداول: يتم دحرجة الألواح في الانحناء المطلوب لجدران الخزانات الأسطوانية.
اضغط على التشكيل: يستخدم لتشكيل نهايات الخزان والمكونات المعقدة الأخرى.
4. التفتيش والاختبار
الاختبارات غير المدمرة (NDT): تقنيات مثل اختبار الموجات فوق الصوتية والتصوير الشعاعي تضمن جودة اللحام والسلامة الهيكلية دون الإضرار بالمواد.
اختبار الضغط: يضمن قدرة الخزان على تحمل الضغط التصميمي دون تسريب.
5. إعداد السطح والطلاء
التفجير: ينظف ويجهز السطح للطلاء.
طلاء: وضع طبقات حماية لمنع التآكل وإطالة عمر الخزان.
معايير ولوائح الصناعة
يضمن الالتزام بمعايير الصناعة السلامة والجودة والامتثال. تشمل المعايير الرئيسية ما يلي:
أبي 650:معيار لصهاريج تخزين الصلب الملحومة للنفط والغاز.
أبي 620: يغطي تصميم وبناء صهاريج تخزين كبيرة ذات ضغط منخفض.
ASME القسم الثامن: يوفر إرشادات لبناء أوعية الضغط.

خاتمة

يتطلب بناء خزانات تخزين النفط اهتمامًا دقيقًا بالتفاصيل، وخاصة في اختيار ومعالجة الألواح. ومن خلال مراعاة عوامل مثل تركيبة المواد، والسمك، والخصائص الميكانيكية، والظروف البيئية، يمكن للبنائين ضمان سلامة هذه الهياكل الحرجة ومتانتها وفعاليتها من حيث التكلفة. كما يضمن الالتزام بمعايير الصناعة واللوائح الامتثال وحماية البيئة. ومع استمرار تطور صناعة النفط والغاز، فإن التقدم في المواد وتقنيات التصنيع سيستمر في تعزيز بناء خزانات تخزين النفط.