يعرف هذا الكود
بأنه مخصص لتصميم خزانات البترول التي تعمل في ضغوط داخلية لا تزيد عن (2.5) Psi اي 2.5 باوند لكل إنش
مربع لخزانات التخزين التي تتوضع فوق الأرض بدرجة حرارة محصورة ضمن المجال التالي
( -40 - 500 ) F , عمليا مجال العمل
هذا يتوافق مع تخزين المنتجات الأولية أو الثانوية أو تلك الناتجة عن عمل المصافي
و محطات التكرير , بينما لا يغطي مجال عمله تخزين الغازات التي تتطلب قدرة تحمل
ضغط داخلي تصل إلى (15 ) Psi و مجال عمل حراري (
-325 حتى 250 ) F ,( الكود المخصص لمثل هذا الإستعمال هو API-620 ) :
الغاية من هذا الكود : Scope :
هذا الكود مخصص
لتصميم الخزانات الإسطوانية الشاقولية , المتوضعة فوق سطح الأرض , سواءاً كانت مفتوحة
أو مغلقة السقف , ببيئة عمل لا تتجاوز درجة حرارتها 90 درجة مئوية .
بالأضافة إلى طرق
التصميم القياسية , يعتمد الكود على طريقة بديلة Alternative Method يعتمدها المصمم لتصميم
و إنشاء الخزانات ذات السعات الصغيرة ذات سماكة لا تتجاوز ال 12.5 ملم
يعتمد هذا الكود
على قواعد تصميم حسب نظامي الواحدات الأكثر إنتشاراً ( الأمريكي بالإنش و العالمي
بالسانتيمتر ) , لذا يتوجب على المصمم أو شركة الإنشاء في حال إختيار نمط معين من
الواحدات أن يلتزم بجميع قواعد و معادلات هذه الواحدات من البداية حتى النهاية.
من المهم كقاعدة
عامة البحث في أي كود عن حدود تطبيقه , أي ما يعرف بال : limitations فضمن أي كود يأتي بند أو فقرة معينة لتحديد
ما يستثنى من التطبيق في الكود
المواد المستخدمة
للتنصنيع : Materials : يحدد الكود مواد
معينة مع توصيف كامل لها , إلا أنه لا يحصر المصنع بها فقط , حيث يسمح الكود
بإستخدام مواد ذات تركيب مختلف شريطة تحقيق المواصفات المتضمنة .
إن العنصر الأساسي
لبناء الخزانات هو ألواح الحديد مختلفة السماكات , حيث يوجه الكود المصنع إلى
طلبها إما على أساس السماكة ( ميليمتر , mm )أو
على أساس الوزن kg/m2 ( شريطة تحقيق السماكة ) مع إعطاء سماحية 0.25
ميليمتر , يحدد الكود السماكة الأعظمية لألواح المعدن التي يمكن أن يستعملها
المصنع في بناء القشرة الخارجية للخزان ( Shell ) ب 45 ميليمتر.
يعتمد الكود على
توصيف جمعيات وهيئات قياسية مختلفة عند إختيار المواد التي تلزم المصنع للتصنيع ,
يوضع قواعد القبول و الرفض بالنسبة لكل منها , حيث يورد الكود حالات القبول
بالنسبة لجمعيات و هيئات مثل ( ASTM , CSA , ISO ) CSA : هيئة المواصفات
الكندية .
في حال معالجة
التشققات السطحية أثناء القيام بعمليات صيانة لخزان تم إنشاؤه تحت هذا الكود , يجب
إستعمال قضبان لحام ذات نسب هيدروجين منخفضة حصراً
في حال إعتماد
مواصفة وطنية ما خلال عملية التصنيع , يجب أن تكون المواصفات الميكانيكية و
الكيميائية للمواد حسب تلك المواصفة واقعة ضمن مجال القبول المحدد في الجدول ( 2-2
) .
قاعدة عامة للحام
للحام المواد ذات
حد خضوع دون 550 M.Pa بطريقة القوس الكهربائية نستخدم قضبان لحام نوع E60 – E70
للحام المواد ذات
حد خضوع ( 550 – 585 ) M.Pa بطريقة القوس الكهربائية نستخدم قضبان لحام من نوع E80 .
التصميم : Design
يقدم الكود قواعد
أساسية متبعة عند التصميم مبنية بشكل أساسي على سماكة الألواح المطلوبة لعملية
الإنشاء , القواعد في معظمها مبنية على الأحمال و قيم موافقة للسماكات و قياس
اللحام , أما العملية الحسابية الوحيدة ( المبنية على معادلات ) الذي يقوم بها المصمم خلال العمل , فهو إختيار
السماكات المناسبة للألواح المعدنية المؤلفة للقشرة الخارجية للخزان , و هنا نجد
أننا أمام خيارين :
الخيار الأول :
طريقة حساب سماكة الألواح المؤلفة لجدار الخزان بأعتماد قاعدة القدم الواحدة
Calculation of Thickness by the 1-foot method
تفترض هذه الطريقة
بأن النطقة التي تتجمع فيها الأجهادات القصوى عبر اللوح المعدني المؤلف لجدار
الخزان هي النقطة التي ترتفع بمقدار قدم واحد عن أسفل اللوح , هي الطريقة الأكثر
شيوعاً و إعتماداً عند المصممين للخزانات صغيرة و متوسطة الحجم و تعتمد على حساب
السماكة وفق المعادلتين التاليتن :
وفق الواحدات
المترية :
Td : سماكة لوح
الخزان في الحالة التشغيلية القياسية ( ميليمتر ) .
Tt : سماكة لوح الخزان في حالة التشغيل الإختباري
الهيدروستاتيكي ( ميليمتر ).
D : القطر الأسمي للخزان ( متر ) .
H : الإرتفاع التصميمي للسائل داخل الخزان ( متر )
G : الوزن النوعي للسائل المخزن ( من دون واحدات ) .
CA : سماحية التأكل ( ميليمتر ) .
Sd : الضغط المسموح به خلال ظروف التشغيل القياسية (
ميغاباسكال ) .
St : الضغط المسموح به خلال ظروف الإختبار
الهيدروستاتيكي ( ميغاباسكال ) .
حيث تختص
المعادلات أعلاه بحساب سماكة الألواح المؤلفة لجدار الخزان بالإعتماد على ظرفين :
1)
الظرف الأول : ظروف التصميم للعمل القياسي
للخزان , أثناء ظروف التشغيل.
2)
الظرف الثاني : ظروف التشغيل التجريبي تحت
الإختبار الهيدروستاتيكي.
عند الحساب العملي
نخرج بعد تطبيق المعادلتين على قيمتين مختلفتين لسماكة لوح المعدن , نختار الأكبر
منهما والأقرب لقيم السماكات الموجودة في السوق , على سبيل المثال :
لنقم بحساب سماكة
الصف الأول من قشرة خزان إسطواني أفقي , قد أعطيت لنا القيم التالية المبدئية :
قطر الخزان : 19.2
متر
الإرتفاع الأقصى
للسائل داخل الخزان أثناء التشغيل : 10.5 متر .
الوزن النوعي
للسائل : 1 ( لا وحدة له ) .
الضغط المسموح به
خلال ظروف التشغيل القياسية : هو الضغط الجوي الطبيعي فقط .
سماحية الإهتراء
للصف الأول من القشرة : 2 ميليمتر.
الخيار الثاني :
حساب سماكة ألواح جدران الخزان بالإعتماد على طريقة نقطة التصميم المتغيرة :
يتم إعتماد هذه
الطريقة في حال تصميم الخزانات الإسطوانية ذات الأقطار الكبيرة , أو عندما لا
يشترط إستخدام قاعدة القدم الواحدة , وهي تعتمد المعادلة التالية حسب الواحدات
المترية :
حيث :
L : هي قيمة مركبة عبارة عن :
D : القطر الأسمي للخزان ( متر ) .
t : سماكة اللوح السفلي في هيكل جدار الخزان ( ميليمتر
) .
H : الإرتفاع التشغيلي للسائل المخزن ( متر ) .
يتبع ..........
