بازرسی مخازن کرایوژنیک

شرکت بازرسی آستا، بازرسی مخازن کرایوژنیک (مادون سرد) را مطابق استاندارد ملی ایران با بهترین کارشناسان انجام می‌دهد.بازرسی مخازن کرایوژنیک به صورت دوره‌ای باید انجام شود. در هر دوره، این موارد بازرسی می‌شوند:

• بازرسی چشمی بیرونی مخزن و تجهیزات
• بررسی عملکردی شیرها
• آزمون‌های نشتی تحت شرایط عملکردی
• ارزیابی هرگونه تغییرات شرایط عملکردی تاسیسات و محیط اطراف آن
• ارزیابی خلاء بین مخزن داخلی و پوشش خارجی

شرکت بازرسی آستا با کسب مجوز از مرکز ملی تایید صلاحیت ایران و سازمان ملی استاندارد ایران توان بازرسی مخازن کرایوژنیک را دارد.

مخازن کرایوژنیک مخازنی هستند که از دو مخزن داخلی و خارجی تشکیل شده‌اند. وظیفه آن‌ها نگهداری از مایع فوق سرد کرایوژنیک است. مخزن داخلی از جنس استنلس استیل و مخزن خارجی از فولاد کربن است. خاص بودن و نیاز به بازرسی مخازن کرایوژنیک از این رو است که دمای داخل مخزن داخلی بسیار سرد (۱۹۶-) بوده و دمای خارج مخزن خارجی هم دمای محیط (مثلاً ۵۰+) است. این مخزن با کمترین تبادل حرارتی از این مایع نگهداری می‌نماید.عملکرد عایقی این مخزن به حدی‌ است که اگر این مخزن را با یخ پر کنیم، ۱۴ سال بعد آبی که از این مخزن خارج می‌شود هنوز سرد است. در حقیقت مخازن کرایوژنیک فلاسک بزرگ صنعتی هستند. مهمترین نکته در کاربری مخازن کرایوژنیک عدم نیاز به نیروی برق برای سرد نگهداشتن سیال داخلی است.

با توجه به رشد روزافزون مصارف محصولات کرایوژنیک در صنایع مختلف، امروز شاهد آن هستیم که این تکنولوژی به عنوان دانش و کالای استراتژیک محسوب می‌شود. اغلب صنایع بنا به دلایل ذیل ترجیح می‌دهند که تا حدامکان از امکانات اختصاصی تولید و یا دست‌کم انباشت در ظرفیت بالا بهره ببرند:

• قیمت: هزینه شارژ مخزن کرایوژنیک به طور میانگین ۱/۳ قیمت شارژ کپسول است.
• تعویض و حمل: مخازن کرایوژنیک یک بار در محل نصب می گردند و با استفاده از ماشین‌های حمل در بازه طولانی‌تر (۱ تا ۲ ماه) شارژ می‌گردند، این در صورتی است که کپسولها عمدتا” به صورت روزانه یا هفتگی حمل و شارژ می گردند.
• تعمیرات و نگهداری: کپسول‌ها به‌لحاظ ایمنی بدنه و متعلقات آن باید به صورت دوره‌ای تست شوند که این امر در مخازن ثابت وجود ندارد.
• فشار کاری: فشار کاری مخازن بر حسب نوع کارکرد تنظیم می‌گردد ولی کپسول‌ها با فشارهای ۱۲۰ بار تا ۲۰۰ بار پر می‌شود که این خود به معنای ریسک بالای کار با آنها است.

کرایوژنیک (مادون سرد) شاخه‌ای از علم فیزیک است که شرایط تولیدی و تاثیراتی دمای فوق سرد (مادون سرد) را شامل می‌شود. در این شرایط تمام تجهیزات باید قابلیت کار با این دماها را داشته باشند.یکی از پرکاربردترین زمینه های این شاخه علم در حوزه صنایع، تولید گازهای عمده صنعتی نظیر اکسیژن، نیتروژن، آرگون و …. به روش جداسازی آنها از هوا با استفاده از نقطه جوش این گازها است که امروزه در مقیاس وسیع صورت می‌گیرد. برای کسب اطلاعات بیشتر مقاله “تامین اکسیژن و کرونا” را  مطالعه کنید.

در حین ساخت مخازن کرایوژنیک انواع تست‌های عملکردی، آنالیز و پروسس اعمال می‌گردد. در طول فرآیند ساخت تمامی مراحل بایستی کنترل شده تا محصول نهایی منطبق با استانداردهای معتبر ساخته شود. مخازن کرایوژنیک عمر نسبتاً بالایی دارند. از این رو انجام بازرسی مخازن کرایوژنیک هم در مرحله ساخت و هم بازرسی‌های ادواری بسیار اهمیت دارد.

 استاندارد شماره ISIRI 12474-1  شامل موضوع طراحی، ساخت، بازرسی ، آزمون مخازن فراسرد و مخازن ثابت عایق شده با خلأ است و همچنین استاندارد ISIRI 124747-2 شامل موضوع الزامات عملکردی مخازن مادون سرد (کرایوژنیک) و مخازن ساکن با عایق بندی خلاء است که توسط سازمان ملی استاندارد ایران منتشر شده‌ است. قسمت اول این استاندارد برای بازرسی مخازن کرایوژنیک توسط شرکت بازرسی آستا بکار گرفته می‌شود.

استاندارد ملی ایران ISIRI 12474-2  که ترجمه استاندارد BS EN ISO 21009-2 است، تمامی مراحل بازرسی ادواری را به شرح ذیل در نظر گرفته است:

1. بازرسی چشمی بیرونی مخزن و تجهیزات
2. بررسی عملکردی شیرها
3. آزمون‌های نشتی تحت شرایط عملکردی
4. ارزیابی هرگونه تغییرات شرایط عملکردی تاسیسات و محیط اطراف آن
5. ارزیابی خلاء بین مخزن داخلی و پوشش خارجی

اندازه‌گیری خلاء بهتر است فقط هنگامی انجام شود که عملکرد حرارتی به صورتی که در عملکرد مخزن ذکر شده است، ناکارآمد باشد. کلیه آزمون‌های فوق بایستی توسط فرد صلاحیت‌دار انجام شود. فواصل زمانی بازرسی باید پس از درنظرگرفتن مقررات محلی، شرایط عملکردی و توصیه‌های سازنده، توسط بازرسی صلاحیت‌دار تعیین گردد. توصیه می‌گردد که به طور معمول این فواصل از ۵ سال فراتر نرود. کلیه سوابق بازرسی دوره‌ای مخازن کرایوژنیک باید ثبت شود.

مخازن کرایوژنیک به صورت دوجداره ساخته شده اند. خلاء موجود بین دو جداره داخلی و خارجی و حفظ آن از فاکتورهای مهم در تولید و کاربری این گونه مخازن است. این خلاء در راندمان کاری مخازن کرایوژنیک بسیار موثر است. هرچه خلاء ایجاد شده بالاتر بوده و یا میزان خلاء اعلام شده و نامی به واقعیت نزدیکتر باشد، میزان اتلاف مخزن کمتر است. منظور از اتلاف در مخزن کرایوژنیک، همان ضریب تبدیل مایع به گاز است.

ملحقات جانبی: یکی از تفاوت‌های دیگر مخازن کرایوژنیک با مخازن ساده‌تر اهمیت تجهیزات و ملحقات جانبی این مخازن است. این ملحقات شامل سیستم لوله کشی داخلی، نازل ها، اتصالات و کلیه شیرالات و ادوات ابزار دقیق نظیر گیج‌های فشار و سوپاپ‌های اطمینان هستند. سازندگان و یا تامین کنندگان مطرح همیشه فهرستی از این اقلام را به همراه اطلاعات فنی (Data Sheet) در دسترس مشتری قرار می‌دهند.

وپورایزر یا اواپراتور: Vaporizer یا همان مبدل حرارتی در اصل یک تجهیز عمدتاً بدون مصارف انرژی (نظیر برق) هستند. این تجهیزات با استفاده از جریان عادی هوا می‌توانند میعانات گازهای کرایوژنیک را از فاز مایع به گاز تبدیل کنند. کارکرد این مبدل بر اساس اختلاف دمای محیط با دمای سیال است. به این ترتیب که مایع از درون لوله‌های مجهز به فین‌های آلومینیومی عبور کرده و تبخیر می‌شود. این آیتم بطور متداول یکی از تجهیزات جانبی و اصلی مخازن کرایوژنیک در موقعیت مصارف نهایی هستند.

ویپرایزر یا تبخیر کننده مخازن کرایوژنیک مبدلی است که بدون نیاز به برق یا آب و تنها با استفاده از جریان هوا می‌تواند میعانات گازی مثل نیتروژن، اکسیژن، آرگون را از حالت مایع به گاز تبدیل کند. کارکرد این مبدل بر اساس اختلاف دمای محیط با دمای سیال استوار است. در ساخت ویپرایزر، از فین های آلومینیومی و یا مسی دارای پره استفاده می شود. انتقال حرارت از داخل فین ها تا پره ها به صورت هدایتی (Conduction) صورت گرفته و حد فاصل پره های ویپرایزر تا محیط اطراف آن، انتقال حرارت به صورت جابجایی یا همرفت (Convection) انجام می شود.

ویپراتور یا تبخیر کننده می تواند به دلایل متعدد دچار یخ زدگی شود. اگر نیاز تبخیر کننده به دریافت گرما از محیط به نحو مناسبی تامین نشود، دستگاه دچار یخ زدگی شده و راندمان آن به شدت افت می کند. در اینجا به سه دلیل عمده یخ زدگی ویپراتور اشاره می کنیم: