مخازن ذخیره­ سازی کرایوژنیک:

مهندسی مهستان گاز ارائه دهنده طیف گسترده­ های از مخازن ذخیره کرایوژنیک با قابلیت اطمینان بالا، هزینه تعمیر و نگه داری پایین و به صرفه ترین قیمت نهایی برای انواع گازهای صنعتی مایع می­ باشد.کار شما مربوط به مواد غذایی است و نیاز به نصب مخازن بزرگ نیتروژن یا دی­ اکسید کربن برای فرآیند انجماد دارید؟ نیاز به اکسیژن پزشکی برای بیمارستان­ ها دارید؟ آرگون مایع را برای جوشکاری ذخیره می­ کنید؟ یا بسیاری از کاربردهای دیگر، مهندسی مهستان گاز می­تواند پاسخگوی نیاز ذخیره­ سازی کرایوژنیک شما باشد.مهندسی مهستان گاز تأمین کننده طیف گسترده ه­ای از اندازه مخازن سه تا ده هزار لیتر در هر دو حالت افقی و عمودی برای گازهای صنعتی مایع است. تمامی مخازن ارائه ­شده به وسیله خلاء و پرلیت یا کامپوزیت Super Isolation اختصاصی عایق بندی شده­ اند تا از عملکرد حرارتی بالا، زمان نگه­داری طولانی مدت، کاهش مجموع هزینه ­ها در طول عمر مفید و کاهش وزن به منظور کاهش هزینه­ های عملیاتی و نصب، اطمینان حاصل شود.مخازن تأمینی مهندسی مهستان گاز از معتبرترین شرکت­های خارجی می ­باشد. این مخازن با بالاترین کیفیت موجود و استاندارد های روز دنیا (ASME) طراحی و تولید شده ­اند.مخازن ذخیره‌سازی کرایوژنیک یکی از تجهیزات کلیدی در صنعت نگهداری و ذخیره‌سازی گازهای کرایوژنیک مانند گاز هیدروژن، گاز نیتروژن و گاز اکسیژن هستند. این مخازن، برای حفظ و نگهداری گازها در دماهای بسیار پایین و فشارهای بالا استفاده می‌شوند. کرایوژنیک به معنای دمای بسیار پایین تر از دمای نقطه انجماد است که در آن گازها به حالت مایع تبدیل می‌شوند.مخازن ذخیره سازی کرایوژنیک جزء تجهیزات صنعتی است و برای صنایع مانند صنایع غذا،صنایع ساخت مانند جوشکاری و برشکاری  ؛ صنایع حوزه سلامت ؛  صنایع آبزی پروری استفاده میگیرد

روند ذخیره‌سازی کرایوژنیک:

انتخاب مواد ساخت مخازن کرایوژنیک:

جهت ذخیره‌سازی مایعات کرایوژنیک در مخازن ، مخازن از موادی ساخته می‌شوند که توانایی مقاومت در برابر دماهای بسیار پایین و فشارهای بالا را داشته باشند. موادی مانند فولاد ضدزنگ و آلیاژهای خاص به عنوان مواد ساخت استفاده می‌شوند.

عایق‌بندی مخازن ذخیره‌سازی کرایوژنیک:

مخازن ذخیره‌سازی کرایوژنیک با لایه‌های عایق‌بندی شده ساخته می‌شوند تا حرارت ورودی و خروجی را کاهش داده و حفظ دمای مایع درون مخزن را تسهیل کنند. این لایه‌ها معمولاً از مواد مانند فوم پلی‌یورتان و فوم شیشه‌ای ساخته می‌شوند.

سیستم خنک‌کننده مخازن ذخیره‌سازی کرایوژنیک:

مخازن ذخیره‌سازی کرایوژنیک برای حفظ دمای مایع درون خود از سیستم خنک‌کننده استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها معمولاً از گرمایش و سرمایش مبرد برای کنترل دمای مایع در مخزن استفاده می‌کنند.

سیستم تنظیم فن مخازن ذخیره‌سازی کرایوژنیک :

این سیستم با تنظیم فن دمای محیط را مناسب نگه میدارد

کاربرد مخازن ذخیره سازی:

مخازن کاربردهای بسیار گسترده ای در صنایع دارند ، از مخازن برای نگهداری، حمل و جابجایی انواع گاز ،مواد و مایعات سرد و گرم استفاده می شود. این محصولات از نظر نوع ساخت و کاربرد به گروه های مختلفی تقسیم می شوند. مخازن دخیره سازی کرایوژنیک یکی از این محصولات هستند که آن ها را در بازار با نام مخازن برودتی نیز می شناسند. این مخازن از دو تانک یا مخزن نگهدارنده داخلی و خارجی تشکیل شده اند که از آن ها برای نگهداری مایعات بسیار سرد استفاده می شود. در این مطلب قصد داریم در رابطه با کاربردهای این مخازن بیشتر آشنا شویم.

همه چیز درباره مخازن کرایوژنیک:

 برای نگهداری میعانات گازی تحت فشار همچون O2، N2، AR و LNG از مخزن کرایوژنیک استفاده می شود. این مخازن به دو مخزن نگهدارنده مجهز هستند که یکی از آن ها در داخل دیگری قرار گرفته است. معمولا مخازن نگهدارنده داخلی با جنس استنلس استیل ساخته می شوند و مخازن خارجی جنسی از فولاد کربن دارند. فضای موجود بین دو مخزن نیز به روش حرارتی عایق بندی می شود. این عایق بندی باعث می شود تا هیچ گونه تبادل حرارتی میان مخازن برقرار نباشد و مواد قرار گرفته درون مخزن داخلی به خوبی سرد باقی بمانند. 

شیوه طراحی و ساخت مخزن کرایوژنیک بسیار خاص و منحصر به فرد است. مخزنی که در بخش داخلی قرار گرفته است دمای بسیار سرد معادل (196-) درجه سانتی گراد داشته و دمای مخزن بیرونی نیز معادل (50+) درجه سانتی گراد است. مخزن بیرونی با محافظت از مخزن داخلی کمک می کند تا مایعات کاملا سرد باقی بمانند. برای اینکه بتوانید عملکرد مخازن ذخیره سازی کرایوژنیک را بهتر درک کنید، قصد داریم آن را با یک مثال ساده توضیح دهیم. 
تصور کنید درون تانک داخلی مخزن را با یخ کاملا پر کنیم. پس از گذشت 14 سال، آبی که از درون این تانک خارج می شود، آبی بسیار سرد خواهد بود. یکی از نکات جالب توجه که بهتر است در رابطه با این مخازن بدانید این است که مخزن کرایوژنیک برای نگهداری از مایعات به هیچ عنوان نیازی به نیروی برق ندارند. بخش های تشکیل دهنده مخزن کرایوژنیک به شرح زیر هستند:

•مخزن داخلی

•مخزن خارجی

•لوله ها و اتصالات

•خلاء یا عایق حرارتی ایجاد شده بین دو مخزن داخلی و خارجی

•امکانات و تجهیزات جانبی

انواع مخازن ذخیره سازی کرایوژنیک:

مخزن کرایوژنیک در مدل های مختلفی ساخته می شوند. بنابراین متقاضیان خرید، بایستی با توجه به موقعیت و محل قرار دادن مخزن و همچنین نوع مایع برودتی، مناسب ترین نوع آن را انتخاب کنند. مخزن کرایوژنیک بایستی کاملا با شرایط موجود سازگاری داشته باشد تا بتواند به بهترین شکل ممکن از مایعات محافظت و نگهداری کند. این محصولات براساس شکل، طرح و ساختار به گروه های مختلف زیر تقسیم می شوند:

•مخازن LIN برای نگهداری نیتروژن مایع

•مخازن LOX برای نگهداری اکسیژن مایع

•مخازن LAR برای نگهداری آرگون مایع

•مخازن LCO2 برای نگهداری دی اکسید کربن مایع

•مخازن LNG برای نگهداری گاز طبیعی

•مخازن LHe برای نگهداری هلیوم مایع

•مخازن LH2 برای نگهداری هیدروژن مایع

علاوه بر این دسته بندی، مخزن کرایوژنیک بر اساس مورد مصرف و کاربرد شامل انواع زیر می شوند:

•مخزن کرایوژنیک ذخیره سازی ثابت

•مخزن کرایوژنیک ذخیره سازی قابل حمل

•مخزن کرایوژنیک قابل حمل مجهز به چرخ (Semitrailer)

•مخزن کرایوژنیک Isotank

مزایای مخازن ذخیره سازی کرایوژنیک:

مخازن ذخیره سازی کرایوژنیک به عنوان مخازن صنعتی، مصارف بسیار زیادی در صنایع مختلف دارند. در این بخش به برخی از مزایا و نقاط قوت این محصولات می پردازیم:

•• افزایش ایمنی: با توجه به فشار پایین در مخازن کرایوژنیک، احتمال بروز هر نوع حادثه و خطر غیر مترقبه کاهش پیدا می کند. بنابراین کل مجموعه و کارکنان در حین کار امنیت بالایی خواهند داشت.

•• خلوص بالاتر: مایعات و گازهایی که درون مخازن ذخیره سازی کرایوژنیک نگهداری می شوند، در مقایسه با دیگر مخازن و سیستم های ذخیره سازی، از میزان خلوص و کیفیت بالاتری برخوردار هستند.

•• بهبود پروسه شارژ گازها و مایعات: برای شارژ گازها درون این مخازن از مبدل های حرارتی یا پمپ کرایوژنیک با فشار بالا استفاده می شود. یکی از مهم ترین مزایای چنین سیستمی این است که گاز مایع از محل تولید به صورت کاملا مستقیم به محل مصرف هدایت شده و این موضوع باعث ثبات کیفیت گازها می شود.

•• صرفه جویی در هزینه ها: مخزن کرایوژنیک با قابلیت های خود، از جهات گوناگون بسیاری از هزینه ها را کاهش می دهند که از آن جمله می توان به هزینه فرایند شارژ گازها، هزینه دستمزد کارکنان، هزینه سربار شارژ سیلندرهای گاز تحت فشار، هزینه تولید گازهای صنعتی، هزینه های حمل و نقل و... اشاره کرد.

•• ایزوله بودن گازها درون مخزن باعث می شود تا هیچ گونه آلودگی به درون آن ها نفوذ نکند.

کاربردهای مخازن کرایوژنیک:

همانطور که اشاره کردیم، مخازن کرایوژنیک مزایای بسیار زیادی دارند و همین عامل باعث شده تا این محصولات در مقیاس های وسیع و برای موارد مختلف مورد استفاده قرار گیرند. در ادامه با چند مورد از مهم ترین کاربردهای این مخازن در صنایع مختلف آشنا می شویم.

حوزه سلامت

یکی از مهم ترین کاربردهای مخزن کرایوژنیک در حوزه سلامت است. گاز اکسیژن نقشی حیاتی در بیمارستان ها و مراکز درمانی دارد. البته این موضوع نیز بسیار مهم است که سطح خلوص گاز اکسیژن به چه میزان باشد. یکی از کاربردهای مخازن کرایوژنیک در این مورد این است که می توانند بدون نیاز به مصرف برق، اکسیژن موردنیاز را با خلوص 99 درصد نگهداری و محافظت کنند. این مخازن از خواص مکانیکی قابل قبولی برخوردار هستند و از نظر اقتصادی نیز گزینه مقرون به صرفه ای به شمار می روند.

کاربرد در صنعت

گازهایی همچون گاز اکسیژن، گاز نیتروژن، گاز دی اکسید کربن و گاز آرگون جزء پرمصرف ترین گازهای صنعتی هستند. در صورتی که صنایعی همچون صنایع غذایی، صنعت جوشکاری، برشکاری و... بتوانند این گازها را به صورت مایع نگهداری و ذخیره کنند، تا حد زیادی در هزینه های آن ها صرفه جویی می شود. مخازن کرایوژنیک با قابلیت هایی که دارند می توانند این گازها را به بهینه ترین شکل ممکن و به صورت مایع ذخیره و نگهداری کنند.

کاربرد در آبزی پروری

یکی از مخازن پرکاربرد در صنعت آبزی پروری، مخزن نگهداری از اکسیژن مایع است. برای استفاده از این مخازن، آن ها را بر روی فونداسیون قرار می دهند. اکسیژن مایع نیز به کمک ماشین های مخصوص حمل اکسیژن به داخل مخزن منتقل می شود. در مزارع شیلاتی درصد خلوص اکسیژن بسیار حائز اهمیت است. اکسیژن خالص می تواند بهره وری مزارع را تا دو برابر نیز افزایش دهد. علاوه بر موارد ذکر شده، این مخازن در صنایعی همچون صنعت پتروشیمی، پالایشگاه ها، صنایع بسته بندی، صنعت هوافضا، صنایع غذایی و... کاربرد دارند.

استانداردهای مخازن کرایوژنیک:

در هنگام خرید مخازن ثابت یا کرایوژنیک باید به استانداردهای مخازن کرایوژنیک (cryogenic) را مورد بررسی قرار دهید ؛ استانداردهای مخازن کرایوژنیک برای گازها، به عنوان مثال برای گازهای مایع مانند : نیتروژن، اکسیژن، آرگون و هیدروژن، به شرح زیر هستند:

دما: مخازن کرایوژنیک برای نگهداری گازها در دماهای بسیار پایین طراحی می‌شوند. معمولاً این دماها حدود -196 درجه سانتیگراد (نقطه جوش نیتروژن) یا حتی پایین‌تر است.

فشار: مخازن کرایوژنیک باید توانایی تحمل فشارهای بسیار پایین را داشته باشند که به طور معمول در حدود 1 تا 10 بار برای برخی گازها مانند نیتروژن و اکسیژن است.

عایق حرارتی: به دلیل دمای پایین، مخازن ثابت باید دارای عایق حرارتی عالی باشند تا از افت دما جلوگیری کنند و گاز را در حالت مایع نگه دارند.

مقاومت به انقباضات حرارتی: در اثر تغییرات دمایی ناگهانی، مخازن باید تحمل انقباضات حرارتی و گسترش‌های مختلف را داشته باشند بدون اینکه به آسیب ببینند.

ضخامت و مواد ساختاری: معمولاً از فولادهای ویژه یا آلیاژهایی با خواص مکانیکی بالا برای ساخت مخازن استفاده می‌شود که مقاومت مناسبی در برابر فشارهای پایین و دماهای بسیار پایین داشته باشند.

ویژگی‌های برقی و ایمنی: مخازن باید دارای ویژگی‌های ایمنی بسیار بالا باشند، از جمله سیستم‌های حفاظتی و کنترلی برای جلوگیری از حوادث مختلف ناشی از لوله‌ها یا تجهیزات دیگر.

نکات ایمنی در استفاده از مخازن کرایوژنیک:

از مهم ترین نکات ایمنی در زمان استفاده از مخازن ذخیره سازی کرایوژنیک می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• این مخازن نباید به صورت مستقیم در برابر نور خورشید قرار گیرند.

• از ثابت بودن محل نصب این مخازن بایستی اطمینان حاصل کنید. هر گونه لقی می تواند باعث سقوط این مخازن شود.

• بدنه این مخازن باید از هرگونه جسم برنده و تیز دور نگه داشته شود.

• در صورت لزوم به حمل و جابجا کردن این مخازن، بایستی حتما از ماشین های حمل و نقل مناسب و ایمن استفاده کرد.

نکات مهم در خرید مخازن کرایوژنیک:

در این بخش به چند نکته بسیار مهم در انتخاب و خرید مخزن کرایوژنیک اشاره می کنیم:

• یکی از نکات مهم میزان خلا در مخزن است. میزان خلا با میزان پرت مخزن ارتباط مستقیم دارد. (به ضریب تبدیل مایع به گاز، میزان پرت می گویند.) اگر میزان پرت افزایش پیدا کند، گاز توسط سوپاپ های اطمینان در هوا تخلیه می شود.

• جوش های به کار رفته در مخزن داخلی بایستی تست تایید شده رادیوگرافی را گرفته باشند. شما باید در زمان خرید از درست بودن جوش ها و کیفیت دستگاه اطمینان حاصل کنید. در صورت عدم بررسی این موارد، امکان اینکه محصول دست دوم و کار کرده به شما ارائه شود وجود دارد.

• حتما قبل از خرید مخزن این سوال را از خود بپرسید که هدف شما استفاده دائمی از مخزن است یا می خواهید از آن به صورت موقتی استفاده کنید.

• محل نصب مخزن را از قبل مشخص کرده و متناسب با شرایط آن اقدام به خرید کنید.

• اکسیژن مایع قرار است به چه صورت تامین شده و به داخل مخزن انتقال پیدا کند؟

• حجم و ظرفیت مخزن را بررسی کنید.

• از اعتبار برند سازنده محصول اطمینان حاصل کنید.

• حتما استانداردهای به کار رفته در ساخت محصول را ارزیابی و بررسی کنید.

• تجهیزات جانبی و امکانات دستگاه را بررسی کنید.

• در مورد گارانتی و خدمات پس از فروش محصول سوال کنید.

• اطمینان حاصل کنید که مخزن با توجه به کیفیت و شرایط ساختی که دارد، از قیمت مناسبی برخوردار است.

قیمت مخازن کرایوژنیک:

قیمت مخازن کرایوژنیک در بازار داخلی بسیار متغیر و نوسانی است. هر فروشگاه سفارش محصولات خود را با لیست قیمت متفاوتی به بازار عرضه می کند. عوامل بسیار زیادی هستند که در قیمت این محصولات نقش دارند. از جمله این عوامل می توان به موارد زیر اشاره کرد:

 بهینه بودن طراحی بدنه مخزن

مواد اولیه و متریال به کار رفته در ساخت مخزن

استانداردهای به کار رفته در ساخت مخزن

ابعاد، اندازه و وزن مخزن

قدرت تحمل مخزن در شرایط دمایی مختلف 

برند سازنده محصول و...