سرج تانک (منبع ضربه گیر)
سرج تانک surge tank یا منبع ضربه گیر یکی از مهم ترین تجهیزات در خطوط انتقال آب، نفت و سیستم های پمپاژ می باشد که سعی در به حداقل رساندن اثرات کاهش یا افزایش فشار در خطوط لوله تحت فشار و رخ ندادن پدیده ضربه قوچی دارد. به عبارت دیگر، سرج تانک surge tank در مسیر خطوط انتقال سیال تحت فشار قرار می گیرد تا در در صورت افزایش فشار در نقش مخزن ذخیره و با کاهش فشار به عنوان مخزن و منبع تغذیه عمل کند.
سرج تانک Surge Tank چیست؟
افزایش یا کاهش فشار در خطوط لوله انتقل آب، نفت و غیره که سیال درون آنها تحت فشار در جریان می باشد باعث ایجاد موج های ناگهانی می گردد که اصطلاحا به ضربه قوچی شناخته شده هستند. ایجاد پدیده ضربه قوچی به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد که تغییرات دبی و فشار و سرعت انتقال سیال از جمله این موارد می باشد. با توجه به خطرات و آسیب های جدی که پدیده ضربه قوچی به بدنه لوله ها و تاسیسات انتقال سیال ایجاد می کند، با قرار دادن سرج تانک یا تانک ضربه گیر سعی در حذف این پدیده میشود.
سرج تانک surge tank به مخازن فلزی با بدنه بسیار مقاوم گفته میشود که در مسیر انتقال سیال در خطوط لوله تحت فشار نصب شده و با افزایش فشار در لوله بخشی از سیال را به درون خود جذب می کند. به عبارت دیگر با افزایش فشار لوله به عنوان مخزن ذخیره عمل می کند. در مقابل، با کاهش بیش از حد فشار در لوله ها و برای جلوگیری از رخ دادن پدیده جداسازی آب از ستون، بخشی از سیال موجود در مخزن و تانک ضربه گیر به درون خطوط لوله منتقل شده و در واقع نقش منبع تغذیه را ایفا می کند. در ساختار کلی این مخازن، هوا در قسمت بالایی منبع و آب در لایه پایینی قرار خواهد گرفت.
انواع منبع ضربه گیر
با توجه به فشار موجود در خطوط لوله و سایر فاکتورها در حالت کلی می توان یکی از دو نوع سرج تانک را برای کنترل و تنظیم فشار درون خطوط انتقال انتخاب نمود که عبارتند از:
سرج تانک یک طرفه
مخزن ضربه گیر یک طرفه یا surge tank یک طرفه با قرار گرفتن در مسیر خطوط لوله به عنوان منبع تغذیه عمل میکند. این نوع منبع ضربه گیر در واقع با کاهش فشار در خطوط لوله، بخشی از سیال که از قبل از منبع ذخیره شده است را به مسیر انتقال سیال تزریق میکند. این مسائله باعث میشود تا از پدیده جداسازی سیال از ستون و ضربه قوچی که در نهایت منجر به ایجاد ترک در لوله ها و تاسیسات می گردد جلوگیری گردد. این منبع در بالاتر از سطح مسیر خطوط انتقال نصب شده و هزینه نگهداری از آن بخاطر فاصله زیاد منبع تا ایستگاه پمپاژ نسبتا بالا می باشد.
سرج تانک دو طرفه
همان طور که از نام این نوع از منبع ضربه گیر مشخص است، با توجه به شرایط موجود در داخل لوله های انتقال می تواند نقش منبع تغذیه و ذخیره را ایفا کند. به عبارت دیگر، با افزایش فشار در خطوط انتقال و به منظور جلوگیری از رخ دادن پدیده ضربه قوچی بخشی از سیال به درون منبع انتقال پیدا می کند. در شرایطی که فشار خطوط کاهش پیدا میکند، مانند منبع یکطرفه عمل خواهد کرد و بخشی از سیال موجود در منبع به درون خطوط لوله تزریق می گردد. با ورود یا خروج سیال به درون منبع یا خطوط لوله، هوای درونی مخزن منقبض و منبسط شده و تاثیر افزایش یا کاهش فشار تا حد معقولی کاهش پیدا خواهد کرد.
در دسته بندی دیگر و با توجه به شیوه نصب این مخازن می توان آنها را در گروه های مخزن ضربه گیر ایستاده، سرج تانک افقی و مایل تقسیم بندی نمود. همان طور که از نام هر گروه مشخص است، در نوع ایستاده منبع به صورت عمودی در مسیر خطوط انتقال آب یا نفت نصب شده و با توجه به نقاط قوت آن بیشتر از دو نوع دیگر کاربرد دارد. نوع مایل این مخازن از نظر نحوه ثابت کردن آن و جلوگیری از حرکت و تکان خوردن دارای محدودیت هایی می باشد و در نهایت در سرج تانک های افقی با مشکل و محدودیت افزایش حجم فضای بدون استفاده آب مواجه خواهیم بود. البته لازم به ذکر است که با توجه به شرایط محیطی که مخزن در آن نصب می گردد و ویژگی های مثبت و منفی هر نوع از این مخازن، گزینه مناسب انتخاب میگردد.
طراحی سرج تانک
با توجه به اهمیت بسیار زیاد سرج تانک و تاثیر مثبت آنها در جلوگیری از ترکیدگی لوله ها بخاطر رخ دادن پدیده ضربه قوچی، لازم است در طراحی مخزن ضربه گیر استانداردهای متعدد مد نظر قرار گیرد. از مهم ترین نکاتی که در طراحی سرج تانک باید به آن توجه داشت می توان به گزینه های زیر اشاره نمود:
- تمام طراحی ها و محاسبات صورت گرفته برای تعیین اندازه و ابعاد و سایر فاکتورهای منبع ضربه گیر بر اساس استاندارد ASME انجام میشود. ASME استاندارد انجمن مهندسین مکانیک آمریکا می باشد که تمام طراحان و مهندسان لازم است در تمام فرآیندهای طراحی انواع منبع ضربه گیر و غیره به آن عمل کنند.
- اندازه منبع یا مخزن و نسبت هوا و آب موجود در آن با توجه به نوع سیال، میزان فشار موجود در خطوط لوله و غیره تعیین می گردد
- جنس به کار رفته برای بدنه مخزن، شیوه نصب آن (افقی، عمودی و مایل) با توجه به شرایط محیط و فشار موجود در خطوط لوله تعیین می گردد. بر اساس استاندارد ASME برای اغلب مخازن ضربه گیر از ورق های فولادی استفاده می شود تا مقاومت خوبی را در برابر ضربه و فشار داشته باشند.
- به منظور افزایش قدرت تانک در برابر مواد شیمیایی و جلوگیری از خوردگی بدنه، لایه های داخلی منبع با چند لایه اپوکسی پوشانده میشوند.
ساخت سرج تانک( Surge Tank )
شرکت آراز تجهیز پارسیس به عنوان تولیدکننده تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و مخازن تحت فشار طراحی و ساخت سرج تانک در ابعاد و اندازه های مختلف را در مجموعه فعالیت های خود قرار داده است. لازم به ذکر است که هر یک از پروژه های ساخت و تولید تانک ضربه گیر در این مجموعه با توجه به شرایط خطوط لوله انتقال و میزان فشار موجود در آنها و تغییرات دبی و غیره و کاملا منحصر به فرد صورت می گیرد. لذا، کارشناسان و مهندسین شرکت آراز تجهیز پارسیس برای ارائه اطلاعات و معرفی هر یک از ویژگی های به کار رفته در ساخت سرج تانک آماده ارائه مشاوره رایگان می باشند.
