خزانة الغاز

تُستخدم هذه الخزائن الغازية للغازات الخاملة وغير المتفاعلة وغير السامة. كما تتوفر خزائن غازية أوتوماتيكية، ولذلك فإن هذه الخزائن أقل فائدة مقارنةً بالخزائن الأوتوماتيكية.

تتوفر هذه الخزائن للغازات المسببة للتآكل والسامة والمتفاعلة. وهي توفر توصيلًا آمنًا ونظيفًا للغازات فائقة النقاء. صُممت هذه الأنظمة لمراقبة عدد كبير من مدخلات المنشأة وأجهزة استشعار العمليات وفقًا للاحتياجات.

تُعدّ خزائن الغاز هذه مفيدةً عند الحاجة إلى تدفق غاز مستمر. ويمكن ضبط خزائن الغاز ذات التحويل التلقائي بناءً على مدخلات الكتلة أو الضغط. كما يتوفر برنامجٌ لموازين أسطوانات متعددة على كل وصلة أو مجموعة. ويمكن أيضًا إجراء عمليات التفريغ والتنشيط دون أي انقطاع في الأسطوانات المتصلة.

يمكن تمييز خزائن الغاز بأنواع الصمامات المستخدمة للتحكم في التدفق. الصمامات اليدوية: تُضبط هذه الصمامات أو تُفتح يدويًا عبر مقبض تحكم أو ذراع أو أي جهاز يدوي آخر. صمامات الملف اللولبي: تُفتح هذه الصمامات وتُغلق بواسطة مغناطيس ملف لولبي يُفعّل بإشارة كهربائية. صمامات التحكم الهوائي: تُفعّل هذه الصمامات بإشارة هوائية.

المنافذ هي فتحات في نظام التوزيع أو المجمع، حيث يتم توصيل مداخل ومخارج السوائل. كل فتحة إما أن تكون مدخلاً (إمداداً) أو مخرجاً. يتناسب عدد كل نوع مع متطلبات التطبيق. يحدد عدد منافذ الإمداد عدد مصادر السوائل المستقلة التي يمكن ربطها بنظام التوزيع أو المجمع.

يُحدد عدد منافذ التصريف عدد المخارج في النظام. ويُشار إلى ذلك عادةً بعدد المنافذ أو الصمامات المتصلة أو التي يُمكن توصيلها بالمجمع. على سبيل المثال، يحتوي مجمع ثماني النقاط على ثمانية منافذ أو صمامات. تُحدد أحجام المنافذ تقريبًا بناءً على حجم الأنابيب، مع مراعاة بعض الخيارات المهمة. بالنسبة للغازات الصناعية، يُمكن شراء مجمعات مصنوعة من أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس الأصفر والنحاس الأحمر، مع العلم أن كلا المادتين تتراجع شعبيتهما لصالح أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ. (لاحظ الفرق بين الأنابيب والأنابيب). قد تشمل خيارات التوصيل NPT أو VCO أو Flare أو أنواعًا أخرى.

بالنسبة لخدمة الغاز النظيف للأكسجين (CFOS) أو خدمة الغاز فائق النقاء، تُصنع مشعبات التوزيع ومجموعات التحويل عادةً من أنابيب فولاذية 316L مصقولة كهربائيًا بقطر خارجي 1/4 بوصة (القطر الداخلي مصقول كهربائيًا أيضًا). وتُستخدم وصلات "VCR" حصريًا للمنافذ والوصلات الأخرى. يلزم التدريب على التعامل مع وصلات VCR وتركيبها بشكل صحيح باستخدام أنواع مختلفة من الحشيات المعدنية القابلة للسحق وغير القابلة لإعادة الاستخدام. تُعد الحشيات المعدنية ضرورية لتحقيق معدلات عالية لتسرب الهيليوم.

يُشير الضغط إلى مقدار القوة التي يُمارسها الغاز المضغوط والمُحتوى على النظام. لا يتجاوز ضغط معظم الغازات المضغوطة 2000 إلى 2640 رطلًا لكل بوصة مربعة (psig)، ولكن قد يصل ضغط بعضها إلى 6000 رطل لكل بوصة مربعة. تُحدد أضعف نقطة في النظام حد الضغط الأقصى، لذا فإن أي أجزاء تُضعفها الحرارة أو التآكل أو الإجهاد قد تُقلل من أقصى ضغط للنظام أو تُسبب تمزق الوعاء. غالبًا ما يحدث هذا الضعف عند نقاط اللحام.

يوضح معدل التدفق الحد الأقصى لمعدل تدفق الغاز خلال العملية، ويتم قياسه عادةً بالقدم المكعب القياسي في الدقيقة (scfm).

نطاق درجة الحرارة هو النطاق الكامل الإلزامي لدرجات حرارة التشغيل الآمنة المحيطة أو السائلة، ويتم تحديده بالدرجات الفهرنهايتية أو الدرجات المئوية.

تُحدد أبعاد الحجم الحجم الفعلي لخزانة الغاز أو نظام التوزيع أو مكوناته. حجم الخزانة: يُشير إلى الحجم الفعلي لخزانة الغاز أو هيكل نظام التوزيع. حجم المنفذ/الأنبوب: يُشير إلى الحجم الفعلي لوصلات الأنابيب أو منافذ العادم في النظام، ويُقاس عادةً بالبوصة وفقًا لمعيار قياس مثل معيار الأنابيب الوطني (NPT). يُعدّ اختيار الحجم المناسب أمرًا بالغ الأهمية، إذ أن استخدام أنبوب ذي حجم أصغر من اللازم سيؤدي إلى انخفاض كبير في الضغط، بينما سيكون تركيب أنبوب ذي حجم أكبر من اللازم مكلفًا بلا داعٍ.

معدن خفيف الوزن ومقاوم للتآكل إلى حد ما، وغالبًا ما يُخضع لعملية الأنودة لزيادة مقاومته للتآكل والاهتراء. لا يُستخدم الألومنيوم مطلقًا في الأنابيب أو الوصلات في أنظمة التحكم والتوزيع الحديثة للغازات الصناعية، نظرًا لتوافر الفولاذ المقاوم للصدأ 316L (الخيار الأمثل). كما أن الألومنيوم ليس خيارًا مثاليًا من حيث النقاء، ولا يُستخدم بأي شكل من أشكاله في أنظمة الغازات الصناعية فائقة النقاء.

النحاس معدن لين قابل للطرق، يتميز بصلابة منخفضة ومقاومة ممتازة للتآكل. يُستخدم النحاس بكثرة في الأنابيب والمواسير نظرًا لخموله ومقاومته للتآكل. يُمكن استخدام النحاس في أنظمة الغازات الخاملة غير الحرجة، مثل أنظمة CFOS الطبية، التي تحتوي على نسبة منخفضة من الهواء والأكسجين. أما بالنسبة للغازات فائقة النقاء، فيظل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L الخيار الأمثل لأسباب عديدة.

أي من البوليمرات الحرارية أو المتصلبة حرارياً ذات الوزن الجزيئي العالي. وتختلف خصائص الأنواع المختلفة (مثل النايلون والأسيتال والبولي كربونات)، ولكن معظمها يتمتع بمقاومة قوية للمواد الكيميائية والتآكل.

معدن صناعي متعدد الأغراض يتميز بقوة وصلابة عاليتين. يُطلى الفولاذ عادةً أو يُصقل لزيادة مقاومته للتآكل. يُستخدم الفولاذ في صناعات البترول والبتروكيماويات.

أصبح الفولاذ المقاوم للصدأ 316L المعيار الصناعي للوصلات والأنابيب وأجهزة التحكم في خزائن الغاز وأنظمة التوزيع في أوائل ثمانينيات القرن الماضي. وقد تم تحسين هذه المادة بشكل أكبر من خلال التلميع الكهربائي لجعل الأسطح المبللة مقاومة للغاية لأكثر الغازات تفاعلاً، مما يخلق سطحًا غير قابل للتساقط. وقد نشأت صناعة كبيرة حول توريد هذه المكونات والمواد فائقة التخصص.