Bejana tekanan ialah bekas yang direka untuk menampung gas atau cecair pada tekanan yang jauh berbeza daripada tekanan ambien. Kapal ini digunakan dalam pelbagai industri, termasuk minyak dan gas, pemprosesan kimia, penjanaan kuasa, dan pembuatan. Pembuluh tekanan mesti direka bentuk dan dibina dengan mengambil kira keselamatan kerana potensi bahaya yang berkaitan dengan cecair tekanan tinggi.
Jenis Biasa Kapal Tekanan:
1. Kapal Penyimpanan:
o Digunakan untuk menyimpan cecair atau gas di bawah tekanan.
o Contoh: Tangki LPG (Gas Petroleum Cecair), tangki simpanan gas asli.
2. Penukar Haba:
o Kapal ini digunakan untuk memindahkan haba antara dua cecair, selalunya di bawah tekanan.
o Contoh: Dram dandang, kondenser atau menara penyejuk.
3. Reaktor:
o Direka untuk tindak balas kimia tekanan tinggi.
o Contoh: Autoklaf dalam industri kimia atau farmaseutikal.
4. Tangki Penerima Udara/Pemampat:
o Kapal tekanan ini menyimpan udara termampat atau gas dalam sistem pemampat udara, seperti yang dibincangkan sebelum ini.
5. Dandang:
o Sejenis bekas tekanan yang digunakan dalam penjanaan wap untuk pemanasan atau penjanaan kuasa.
o Dandang mengandungi air dan wap di bawah tekanan.
Komponen Kapal Tekanan:
• Cangkang: Badan luar bejana tekanan. Ia biasanya berbentuk silinder atau sfera dan mesti dibina untuk menahan tekanan dalaman.
• Kepala (Tudung Akhir): Ini adalah bahagian atas dan bawah bekas tekanan. Ia biasanya lebih tebal daripada cangkerang untuk mengendalikan tekanan dalaman dengan lebih berkesan.
• Muncung dan Pelabuhan: Ini membenarkan bendalir atau gas masuk dan keluar dari bekas tekanan dan selalunya digunakan untuk sambungan ke sistem lain.
• Manway atau Pembukaan Akses: Pembukaan yang lebih besar yang membolehkan akses untuk pembersihan, pemeriksaan atau penyelenggaraan.
• Injap Keselamatan: Ini adalah penting untuk mengelakkan vesel daripada melebihi had tekanannya dengan melepaskan tekanan jika perlu.
• Sokongan dan Lekap: Elemen struktur yang memberikan sokongan dan penstabilan untuk bekas tekanan semasa digunakan.
Pertimbangan Reka Bentuk Kapal Tekanan:
• Pemilihan Bahan: Bejana tekanan mesti dibuat daripada bahan yang boleh menahan tekanan dalaman dan persekitaran luaran. Bahan biasa termasuk keluli karbon, keluli tahan karat, dan kadangkala keluli aloi atau komposit untuk persekitaran yang sangat menghakis.
• Ketebalan Dinding: Ketebalan dinding bejana tekanan bergantung pada tekanan dalaman dan bahan yang digunakan. Dinding yang lebih tebal diperlukan untuk tekanan yang lebih tinggi.
• Analisis Tekanan: Bejana tekanan tertakluk kepada pelbagai daya dan tegasan (cth, tekanan dalaman, suhu, getaran). Teknik analisis tegasan lanjutan (seperti analisis unsur terhingga atau FEA) sering digunakan dalam fasa reka bentuk.
• Rintangan Suhu: Selain tekanan, vesel sering beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi atau rendah, jadi bahan mesti mampu menahan tekanan terma dan kakisan.
• Pematuhan Kod: Bejana tekanan selalunya diperlukan untuk mematuhi kod tertentu, seperti:
o ASME (Persatuan Jurutera Mekanikal Amerika) Dandang dan Kod Kapal Tekanan (BPVC)
o PED (Pressure Equipment Directive) di Eropah
o Piawaian API (American Petroleum Institute) untuk aplikasi minyak dan gas
Bahan Biasa untuk Kapal Tekanan:
• Keluli Karbon: Selalunya digunakan untuk vesel yang menyimpan bahan tidak menghakis di bawah tekanan sederhana.
• Keluli Tahan Karat: Digunakan untuk aplikasi menghakis atau suhu tinggi. Keluli tahan karat juga tahan karat dan lebih tahan lama daripada keluli karbon.
• Keluli Aloi: Digunakan dalam persekitaran tekanan tinggi atau suhu tinggi tertentu, seperti industri aeroangkasa atau penjanaan kuasa.
• Bahan Komposit: Bahan komposit termaju kadangkala digunakan dalam aplikasi yang sangat khusus (cth, bekas tekanan ringan dan berkekuatan tinggi).
Aplikasi Kapal Tekanan:
1. Industri Minyak dan Gas:
o Tangki simpanan untuk gas petroleum cecair (LPG), gas asli atau minyak, selalunya di bawah tekanan tinggi.
o Pemisah kapal di kilang penapisan untuk memisahkan minyak, air dan gas di bawah tekanan.
2. Pemprosesan Kimia:
o Digunakan dalam reaktor, lajur penyulingan, dan penyimpanan untuk tindak balas kimia dan proses yang memerlukan persekitaran tekanan tertentu.
3. Penjanaan Kuasa:
o Dandang, dram wap, dan reaktor bertekanan yang digunakan dalam penjanaan elektrik, termasuk loji nuklear dan bahan api fosil.
4. Makanan dan Minuman:
o Bekas tekanan yang digunakan dalam pemprosesan, pensterilan, dan penyimpanan produk makanan.
5. Industri Farmaseutikal:
o Autoklaf dan reaktor yang melibatkan pensterilan tekanan tinggi atau sintesis kimia.
6. Aeroangkasa dan Kriogenik:
o Tangki kriogenik menyimpan gas cecair pada suhu yang sangat rendah di bawah tekanan.
Kod dan Piawaian Kapal Tekanan:
1. ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC): Kod ini menyediakan garis panduan untuk reka bentuk, pembuatan dan pemeriksaan vesel tekanan di AS
2. ASME Bahagian VIII: Menyediakan keperluan khusus untuk reka bentuk dan pembinaan bejana tekanan.
3. PED (Pressure Equipment Directive): Arahan Kesatuan Eropah yang menetapkan piawaian untuk peralatan tekanan yang digunakan di negara Eropah.
4. Piawaian API: Untuk industri minyak dan gas, Institut Petroleum Amerika (API) menyediakan piawaian khusus untuk kapal tekanan.
Kesimpulan:
Pembuluh tekanan adalah komponen penting dalam pelbagai aplikasi perindustrian, daripada pengeluaran tenaga kepada pemprosesan kimia. Reka bentuk, pembinaan dan penyelenggaraannya memerlukan pematuhan ketat terhadap piawaian keselamatan, pemilihan bahan dan prinsip kejuruteraan untuk mengelakkan kegagalan bencana. Sama ada untuk menyimpan gas termampat, menahan cecair pada tekanan tinggi, atau memudahkan tindak balas kimia, salur tekanan memainkan peranan penting dalam mengekalkan kecekapan dan keselamatan proses perindustrian.
Masa siaran: Dis-20-2024