材质、压力等级与围堰:使液体储罐区别于普通容器的三项决策。
液体储罐是任何工艺工厂中最常见的容器类型,也是种类最繁多的。在同一个总体描述之下(一个在灌装和抽取之间保持液体的罐体)涵盖了碳钢、不锈钢和铝制储罐,压力等级从简单的常压排气到完整的压力容器规范不等,配置也从简单的插入管到搅拌器、加热夹套和氮气覆盖系统各不相同。决定某个储罐具体需要哪些配置的,几乎总是液体本身。
在储存的液体对其不具腐蚀性且纯度不是问题的情况下,碳钢是默认选择:例如燃料、非饮用水,以及许多工业工艺液体。它是最便宜的结构材料,在不需要防护衬里的情况下,也是制造速度最快的。一旦液体的化学性质对碳钢不利(低pH值、氯离子含量,或任何会在储罐使用寿命内导致碳钢壁产生点蚀或减薄的氧化性或轻微腐蚀性)就需要选用不锈钢。凡是液体本身有纯度要求的场合(食品、饮料、制药和化妆品)不锈钢也是默认选择,因为不锈钢内表面可以加工和清洁到碳钢无法可靠达到的标准。铝则出现在更狭窄的应用范围内,主要用于重量至关重要的场合,例如安装在移动式撬块或车辆上的储罐,或储存的液体与铝的氧化层兼容但与碳钢不兼容的场合。
大多数储罐在常压或接近常压下运行,按照EN 14015, EN 12285或API 650等储罐规范进行设计和建造,其罐壁厚度由静水压头而非内部压力决定。当某个工艺确实需要储罐承受压力或真空时(例如通过压力输送接收产品的储罐,或批次之间需要蒸汽清洗的储罐)设计就要转向ASME第VIII卷或EN 13445等压力容器规范,壁厚、封头几何形状和接管补强都要根据该压力计算,而不是仅凭液柱压头假设。在规格确定阶段正确做出这一区分至关重要:按常压罐标准建造的耐压罐体是不安全的,而按完整压力容器规则过度设计的常压罐则会造成不必要的成本浪费。
每个液体储罐都需要一种呼吸方式。当液体被抽出时,空气或惰性气体必须进入,以避免罐体被抽成从未设计承受的真空状态;当液体被灌入时,被排开的蒸气必须通过尺寸合适的排气口排出,对于易挥发或危险产品,则须通过通向洗涤器或火炬的密闭排放系统排出。防溢流保护(与灌装泵联锁的高液位开关,或简单独立的超高液位报警)对于任何一旦溢出就会构成安全或环境事件而非单纯管理疏忽的储罐而言,都是标准做法。对于危险或对环境有害的液体,储罐本身只是围堵措施的一半:一个按容纳整个储罐容积加裕量来确定尺寸的围堰或防洪堤区域,是公认的防止罐壁破损或溢流到达地面或排水沟的方法。
除罐体外,大多数液体储罐还配备液位计或变送器、取样或插入接口,以及(在产品会沉降、分层或需要保持悬浮的场合)机械搅拌器。当黏度或工艺温度必须保持在某一范围内而不能任其随环境变化时,还会加装加热或冷却夹套或盘管。
Makfen用碳钢、不锈钢和铝制造液体储罐,按每种应用所需的常压或压力等级建造,并为每台储罐出具材质证明和测试记录。
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