مخازن ترموپلاستیکی استوانه‌ای و عوامل مهم در طراحی

مخازنی که مایعات در آن ذخیره می‌شوند از گذشته تا به حال در همه جنبه‌های زندگی بشریت مورد استفاده بوده‎اند. مخصوصا مخازنی که از پلاستیک‌های نرم نظیر مخازن ترموپلاستیکی استوانه ای تشکیل شده باشند، بسیار نقش مهم و اساسی را در این امر ایفا می‌کنند. اگر به قبل برگردیم می‌بینیم حتی استفاده از سطل‌های کوچک پلاستیکی هم بسیار رایج بوده است. امروزه مخازن جزء ابتکارات تکنولوژی پلاستیک‌ها به حساب می‌آید و کاربردهای گسترده‌ای دارند و می‌توان از انها برای مخازن انواع آب شیرین کن نیز استفاده کرد. در این مطلب قصد داریم در مورد یکی از این مخازن یعنی مخزن ترموپلاستیکی صحبت کنیم.

مخازن ترموپلاستیکی استوانه ای چیست؟

قبل از اینکه بخواهیم عوامل اصلی و مهم در طراحی این مخازن را مورد بررسی قرار دهیم، بهتر است بدانیم این مخازن چه هستند. مخزن ترموپلاستیکی مخزنی از جنس پلی اتیلن یا پلی پروپیلن است که در برابر زنگ زدگی، خوردگی، اشعه ماورابنفش و انواع دیگری از مواد شیمیایی بسیار مقاوم می‌باشد. به دلیل همین مقاومت و استحکام بالا آنها را در صنایع گوناگون نظیر داروسازی، کارخانه‌های اختلاط و تاسیسات ذخیره‌سازی مایعات به کار می‌برند. این مخازن، اصولا به صورت تک جداره و دو جداره ساخته می‌شوند و می‌توان آن‌ها را به صورت عمودی و آزاد با کفی صاف برای مصارف داخلی و خارجی استفاده کرد.

عوامل مهم در طراحی مخازن ترموپلاستیکی

در ساخت و طراحی مخازن ترموپلاستیکی استوانه ای اصولا موارد و عوامل متعددی در نظر گرفته می‌شوند، تا طراحی بی عیب و نقصی ارائه گردد. ما هم در اینجا نکات و عوامل مهم در طراحی را مطرح می‌کنیم. البته ذکر این نکته حائز اهمیت است که بارهای اعمال شده بر روی سازه‌های مخزنی و فاکتورهای تاثیرگذار بر روی آن به طور معمول می‌تواند ناشی از شرایط بهره برداری از مخزن باشد. در نتیجه علاوه بر بارهای استاتیک و دینامیک موارد زیر هم باید مورد توجه قرار گیرد.

فشارهای هیدرو استاتیکی و عملیاتی

منظور از شرایط هیدرواستاتیک در واقع فشارهای ناشی از نوع سیالات  و شرایط پر شدن مخازن است. این فشارها نقش بسیار عالی برای تعیین مشخصات ابعادی دیواره‌های مخزن، صفحه کف و سقف مخازن ترموپلاستیکی استوانه ای دارند. همچنین تجهیزات دیگری که همراه مخزن نصب می‌گردند، تاثیر فوق العاده خواهند داشت. فشارهای اضافی هم ممکن است منفی و مثبت باشد. در هر صورت این فشارها با عملیات تخلیه و پر کردن و یا اثرات خارجی ایجاد می‌گردند. به عنوان مثال تغییر شرایط آب و هوا یا نیروی باد از اثرات خارجی به حساب می‌آیند.

مقاومت‌های شیمیایی

سیالات و مایعات که درون مخزن پر می‌گردد اصولا از یک نوع سیال خاص نیستد، بلکه از مایعات با خواص شیمیایی متفاوت می‌باشد که بر پایداری و دوام متریال ساخت مخزن تاثیرگذار است. البته پلی اتیلن و پلی پروپیلن مقاوت بسیار بالا در برابر اسیدها و بازها دارند. اما باز هم ممکن است قابل تغییر باشند. این تغییرات، تحت تاثیر دما و زمان انجام می‌شود. امروزه متخصصان بسیار زیادی در حال جمع آوری داده‌ها راجع به کیفیت مقاومت شیمیایی مخازن ترموپلاستیکی استوانه‌ای هستند.

دما از موارد تاثیرگذار بر مخازن ترموپلاستیکی استوانه ای

یکی دیگر از فاکتورهای بسیار مهم و تاثیرگذار در طراحی مخازن ترموپلاستیکی، دما است. در واقع، رفتار و واکنش اصلی مواد ترموپلاستیک به دما بستگی دارد. به طوری که با افزایش دما استحکام و پایداری مواد به کار برده شده در ساخت آنها تغییر پیدا می‌کند. دمای دیواره‌های مخازن استوانه‌ای از یک طرف تحت تاثیر دمای سیال و از طرف دیگر تحت تاثیر دمای محیط قرار خواهد گرفت. برای طراحی این مخازن هم معمولا دمای متوسط استفاده می‌شود. هنگام ساخت این مخازن فاکتور دما به خوبی بررسی می‌گردد. در صورتی که اختلاف و تفاوت‌های دمایی مشاهده گردید، باید دما به صورت کلی مورد بررسی قرار گیرد.

هوازدگی

به دلیل امکان نصب این مخازن در شرایط آب و هوایی مختلف، باید در طراحی آنها تمام ویژگی آب و هوایی در نظر گرفته شود. اگر مخازن ترموپلاستیکی استوانه‌ای قرار است در داخل ساختمان‌ها قرار گیرد، پس باید با دمای محیط یکسان باشد. اما اگر قرار است مخزن در شرایط با فضای آزاد باشد، باید عواملی نظیر خورشید، باد، بارش و دمای محیط حتما در نظر گرفته شود. مناطق آب و هوایی به دسته بندی مختلفی تقسیم می‌شوند، اما بهتر است هنگام طراحی این مخازن حتماً به تغییر شرایط آب و هوایی دقت خاصی گردد. به عنوان نمونه در پروژه‌هایی که مخازن قرار است بیرون ساختمان و در فضای آزاد باشند، از مخازن ترموپلاستیکی سیاه رنگ استفاده می‌شود که مقاومت خیلی بالایی در برابر اشعه فرابنفش خورشید داشته باشند.

در نظر گرفتن خطرات در نصب مخازن ترموپلاستیکی استوانه ای

در نظر گرفتن خطرات یا آسیب‌ها به این مخازن از دیگر مواردی است که بهتر است در طراحی آنها در نظر گرفته شود. اما باید این خطرات را به دسته‌های مختلفی نظیر خطرات انسانی، زیست محیطی و خطرات مالی تقسیم بندی کرد. هر کدام از آنها آسیب‌های خفیف تا شدیدی را به مخازن ترموپلاستیکی وارد می‌آورند. برای کنترل شرایط مخازن راه‌های بسیار زیادی در نظر گرفته می‌شود.

انواع مخازن ترموپلاستیکی استوانه ای

مخازن ترموپلاستیکی با ویژگی‌های منحصر به فرد خود در انواع صنایع کاربرد دارند. به همین دلیل روزبه‌روز به مدل‌های آنها افزوده می‌گردد. طراحی مخزن ترموپلاستیکی با توجه به کاربرد آنها متفاوت است. در ادامه به دو نوع اصلی این مخازن اشاره می‌کنیم.

مخزن عمودی

مخزن‌های عمودی از رایج‌ترین نوع مخازن ترموپلاستیکی استوانه ای است، زیرا می‌توان با اهداف عمومی آنها را مورد استفاده قرار داد. از طرفی دیگر این مدل مخازن انعطاف پذیری خیلی بالاتری داشته و دسترسی به آنها آسان است. کاربردهای مخزن عمودی به دلیل ضخامت کم دیوارها به روی زمین محدود می‌گردد. اگرچه می‌توان آن‌ها را در محفظه زیرزمینی از بتن یا آجر قرار داد، اما اکثر اوقات روی زمین مورد استفاده قرار می‌گیرند. موارد کاربرد آنها شامل ذخیره سازی آب انواع کودهای مایع و روغن های گیاهی است.

مخازن ترموپلاستیکی استوانه ای افقی

اصولا طراحی این نوع مخزن بیشتر برای ذخیره سازی متحرک استفاده می‌گردد. یکی از مزیت‌های اصلی این مخزن، توانایی تطبیق پذیری دائمی برای قرار گرفتن یا بارگیری در پشت کامیون یا تریلی‌ها است. با طراحی افقی، پر کردن این مخزن و بارگیری آن خیلی راحت‌تر انجام می‌شود. این مخازن برای نگهداری آب و مواد شیمیایی خیلی مناسب هستند.