وفق API 650 · فحص API 653

تصميم وتصنيع
خزانات المصافي من النفط الخام إلى المنتج النهائي!

من خزان النفط الخام إلى المنتج النهائي، لكلٍّ منها متطلباته الخاصة

خزانات المصافي ليست مجرد نوع واحد من الخزانات الكبيرة؛ فبحسب موقعها في عملية التكرير هناك ثلاث فئات عامة: خزانات النفط الخام الواردة ذات الحجم الكبير جدًا، والخزانات الوسيطة للمنتجات نصف المعالجة بين الوحدات التشغيلية، وخزانات المنتج النهائي للبنزين والديزل وسائر المنتجات الجاهزة للتوزيع.

خزانات مصافٍ من إنتاج شركة بهينه آب
معيار التصميم
API 650
معيار الفحص
API 653
نوع السقف
ثابت أو عائم حسب نوع المنتج
الاستخدام
النفط الخام والمنتجات الوسيطة والنهائية
تصميم وفق API 650 وAPI 620
أوعية ضغط على أساس ASME Sec. VIII
سقف ثابت أو عائم حسب تطاير المائع
تصنيف المناطق الخطرة والإطفاء
رصد التآكل والتحكّم به طوال العمر
ترتيب Tank Farm بمسافات أمان

١. مقدمة

تُعدّ خزانات المصافي العمود الفقري لتخزين الموائع ونقلها في وحدات تكرير النفط الخام والبتروكيماويات وصناعات الغاز. فهي لا تتولّى تخزين المواد الأولية والمنتجات الوسيطة والنهائية فحسب، بل تعمل أيضًا وحداتٍ عازلة تشغيلية تدير تقلّبات العرض والطلب. ولتصميم هذه المعدّات وتصنيعها وتشغيلها بشكل صحيح تأثير مباشر في السلامة وحماية البيئة واستمرارية الإنتاج والعائد الاقتصادي للمنشأة.

في المصفاة الحديثة يُخزَّن طيف واسع من الموائع ذات الخواص الفيزيائية والكيميائية المختلفة؛ من النفط الخام الثقيل والحامض إلى المنتجات الخفيفة والمتطايرة مثل البنزين والنافثا وغاز البترول المسال (LPG). وكل واحد من هذه الموائع، بسبب اختلاف ضغط بخاره ونقطة وميضه وتآكليته وسمّيته، يفرض متطلباته الخاصة في اختيار نوع الخزان ومواد التصنيع ونظام الإحكام ومعدّات السلامة.

تهدف هذه المقالة إلى تقديم مرجع فني شامل للمهندسين المصمّمين والمشغّلين والمفتّشين، فتستعرض أنواع خزانات المصافي، والمعايير الحاكمة لتصميمها وتصنيعها، ومتطلبات تصنيف المناطق الخطرة، وأنظمة الإطفاء والرغوة، ورصد التآكل، والنقاط الخاصة في التصميم في صناعة النفط والغاز والتكرير.

رؤية شركة بهينه آب الهندسية

رؤية شركة بهينه آب الهندسية

يقوم نهجنا في تصميم خزانات المصافي على تكامل ثلاثة محاور: «السلامة الذاتية (Inherent Safety)»، و«المطابقة الكاملة للمعايير الدولية»، و«عمر تشغيلي طويل عبر إدارة التآكل».

نطاقات ضغط التصميم

يتبع اختيار معيار التصميم ضغطَ التشغيل؛ ثلاثة نطاقات شائعة في خزانات المصافي:

جوي · API 650
حتى 0.5 psi
ضغط منخفض · API 620
0.5 إلى 15 psi
تحت الضغط · ASME VIII
أعلى من 15 psi
ملاحظة اختيار المعيار

معرفة تصنيف الضغط والشكل الهندسي شرط مسبق لاختيار معيار التصميم؛ فالخزان الجوي يغطيه API 650، والضغط المنخفض API 620، والضغط الأعلى من 15 psi يغطيه ASME Section VIII.

٢. التصنيف العام لخزانات المصافي

يمكن تصنيف خزانات المصافي وفق معايير متعددة، أكثرها شيوعًا ضغط التشغيل والشكل الهندسي والوظيفة في العملية ونوع المائع المخزَّن. ومعرفة هذا التصنيف شرط مسبق لاختيار معيار التصميم المناسب.

٢-١. التصنيف حسب الضغط

ثلاث فئات رئيسية حسب نطاق ضغط التصميم:

الفئةنطاق ضغط التصميماستخدام نموذجيالمعيار الشائع
الخزانات الجويةقريب من الضغط الجوي (حتى 0.5 psi)تخزين النفط الخام والمنتجات الثقيلةAPI 650
خزانات الضغط المنخفض0.5 إلى نحو 15 psiتخزين المنتجات شبه المتطايرةAPI 620
أوعية الضغطأعلى من 15 psiالأمونيا والغازات المسالة وLPG و…ASME Sec. VIII
٢-٢. التصنيف حسب الشكل الهندسي

يتبع شكل الخزان الحجمَ والضغط ونوع المائع:

الخزانات الأسطوانية العمودية (Vertical Cylindrical)

الشكل الأكثر شيوعًا للتخزين الجوي للنفط الخام والمنتجات.

الخزانات الأسطوانية الأفقية (Horizontal Bullet)

لتخزين أحجام متوسطة من الغازات المسالة تحت الضغط.

الخزانات الكروية (Spherical / Hortonsphere)

لتخزين أحجام كبيرة من الغازات المسالة تحت الضغط بفضل التوزيع المنتظم للإجهاد.

خزانات السقف العائم (Floating Roof)

لتقليل فاقد التبخّر في المنتجات المتطايرة.

خزانات السقف الثابت (Fixed / Cone Roof)

للمنتجات قليلة التطاير أو المواد التي تحتاج إلى تغطية بغاز خامل.

٤. المعايير الحاكمة للتصميم والتصنيع

يتبع اختيار معيار التصميم ضغطَ التشغيل ونوع المائع والشكل الهندسي للخزان. وتحكم ثلاثة معايير رئيسية مجال خزانات المصافي على النحو التالي:

٤-١. API 650 — الخزانات الملحومة لتخزين النفط

الاستخدام: خزانات التخزين الجوية (ضغط قريب من الجوي) بسقف ثابت أو عائم. النطاق: تصميم الجدار والقاع والسقف والفوهات ومتطلبات اللحام والفحص. ملاحق مهمة: الملحق E (التصميم الزلزالي)، والملحق F (الضغط الداخلي المنخفض)، والملحقان H وC (السقف العائم الداخلي/الخارجي).

٤-٢. API 620 — خزانات الضغط المنخفض

الاستخدام: خزانات تخزين بضغط تصميم حتى نحو 15 psi ودرجات حرارة منخفضة (مثل التخزين بالتبريد العميق). النطاق: أشكال هندسية أكثر تعقيدًا مثل الخزانات القبّية والكروية منخفضة الضغط.

٤-٣. ASME BPVC Section VIII — أوعية الضغط

الاستخدام: جميع الأوعية ذات ضغط التصميم الأعلى من 15 psi، ومنها كرات LPG والفواصل والأسطوانات. Division 1: قواعد تصميم قائمة على معادلات تحفّظية؛ الأكثر شيوعًا في التكرير. Division 2: قواعد بديلة بتحليل إجهاد أدق للضغوط الأعلى.

٤-٤. معايير وأكواد أخرى ذات صلة
المعيارالموضوع
API 653فحص خزانات التخزين وإصلاحها وتعديلها وإعادة بنائها
API 2000تنفّس الخزان وتهوية الضغط والتفريغ
API 2350الحماية من الفيضان (Overfill Protection)
NFPA 30كود السوائل القابلة للاشتعال والاحتراق
NFPA 58كود غاز البترول المسال (LPG)
ASME B31.3أنابيب العمليات المتصلة بالخزانات
API RP 651الحماية الكاثودية لخزانات التخزين
API RP 652تبطين القاع الداخلي لخزانات التخزين

٧. رصد التآكل والتحكّم به

التآكل هو العامل الرئيسي في تقصير عمر خزانات المصافي وتراجع سلامتها الميكانيكية. وآليات التآكل في المصفاة متنوعة وتظهر بحسب نوع المائع ودرجة الحرارة والشوائب.

٧-١. آليات التآكل الشائعة
الآليةموضع الحدوث النموذجيالمسبّب
التآكل المنتظمالأسطح الداخلية والخارجية للجدارالرطوبة والأكسجين
التآكل النُقَري (Pitting)قاع الخزان، طبقة الماء المترسّبالكلوريد والبكتيريا (MIC)
التآكل تحت العزل (CUI)تحت عزل الخطوط والخزانات الساخنةتسرّب الرطوبة
التآكل الحامضي (H₂S/CO₂)خزانات النفط الخام الحامضالغازات الحمضية
التشقّق بالتآكل الإجهادي (SCC)خزانات الأمونيا والأمينالإجهاد + بيئة أكّالة
٧-٢. طرق رصد التآكل

الطرق الشائعة لرصد السلامة والسماكة:

UT Thickness Survey

قياس السماكة بالموجات فوق الصوتية بشكل دوري.

القسائم والمجسّات

قسائم التآكل (Corrosion Coupons) ومجسّات المقاومة الكهربائية (ER) والاستقطاب الخطي (LPR).

الرصد المباشر

الرصد المباشر (Online Monitoring) ورسم خرائط السماكة بحسّاسات دائمة.

RBM / RBI

الفحص القائم على المخاطر وفق API 580/581 لتحديد أولويات الفحص.

MFL لقاع الخزان

فحص قاع الخزان بطريقة تسرّب التدفق المغناطيسي (MFL) أثناء الصيانة الشاملة.

٧-٣. طرق التحكّم والوقاية

إجراءات وقائية لإطالة عمر الخزان:

الحماية الكاثودية

الحماية الكاثودية للقاع الخارجي للخزان (التيار المفروض أو الأنود المضحّي) وفق API RP 651.

الطلاء والتبطين

الطلاء الداخلي وتبطين القاع والجدار وفق API RP 652.

مانع التآكل

حقن موانع التآكل (Corrosion Inhibitors) في أنظمة المياه المصاحبة.

إدارة الماء المترسّب

إدارة الماء المترسّب وتصريفه بانتظام لمنع التآكل النُقَري وMIC.

التحكّم في CUI

العزل الصحيح والإحكام للتحكّم في التآكل تحت العزل (CUI).

٩. الخلاصة

تضمّ خزانات المصافي مجموعة متنوعة من المعدّات ذات الاستخدامات ومتطلبات التصميم المختلفة؛ من خزانات النفط الخام الجوية الكبيرة إلى كرات LPG المضغوطة وفواصل العمليات. ويُعدّ الاختيار الصحيح لمعيار التصميم (API 650 أو API 620 أو ASME Section VIII)، والتصنيف الدقيق للمناطق الخطرة، والتصميم الشامل لأنظمة الإطفاء والرغوة، وتطبيق برنامج متكامل لرصد التآكل والتحكّم به، الأركانَ الأربعة الرئيسية لضمان سلامة هذه الخزانات واستمرارية تشغيلها.

تستند شركة بهينه آب الهندسية إلى معرفة فنية حديثة وإتقان للمعايير الدولية، وهي مستعدة لتقديم خدمات الاستشارة والتصميم والفحص والتحسين لخزانات المصافي بما يناسب احتياجات أصحاب العمل في صناعة النفط والغاز والتكرير.

المواصفات الفنية

معيار التصميم
API 650
معيار الفحص
API 653
نوع السقف
ثابت أو عائم حسب نوع المنتج
الاستخدام
النفط الخام والمنتجات الوسيطة والنهائية
الترتيب
تصميم Tank Farm بمسافات أمان قياسية

الفئات الرئيسية الثلاث للخزانات في المصفاة

خزانات النفط الخام هي عادةً أكبر مكوّنات المصفاة وتؤمّن التخزين الأولي لتغذية وحدات التكرير. أما الخزانات الوسيطة فتنقل المنتجات نصف المعالجة وتخزّنها بين الوحدات المختلفة (مثل وحدة التقطير ووحدة التكسير). وتحفظ خزانات المنتج النهائي المنتجات الجاهزة للتوزيع مثل البنزين والديزل.

فئة الخزان
المحتوى
نوع السقف الشائع
خزان النفط الخام
النفط الخام الوارد إلى المصفاة
ثابت أو عائم حسب التطاير
الخزان الوسيط
المنتجات نصف المعالجة
سقف ثابت عادةً
خزان المنتج النهائي (البنزين/النافثا)
منتجات متطايرة جاهزة للتوزيع
سقف عائم (تقليل فاقد التبخّر)
خزان المنتج النهائي (الديزل/زيت الوقود)
منتجات قليلة التطاير
سقف ثابت
الفئات الرئيسية الثلاث للخزانات في المصفاة

متطلبات API 650 وAPI 653

API 650 هو المعيار المرجعي لتصميم وتصنيع الخزانات الجوية الفولاذية الملحومة، ويغطي سماكة الجدار وتصميم القاع والسقف وحلقة التقوية (Wind Girder). أما API 653 فهو للخزانات التي سبق بناؤها وتشغيلها، وينظّم فحصها وإصلاحها وتغيير استخدامها أو إخراجها من الخدمة.

يشمل الفحص الدوري لخزانات المصافي وفق API 653 عادةً قياس سماكة القاع والجدار وفحص اللحامات وتقييم الأساس لاكتشاف الهبوط أو التآكل المبكر.

خزانات خاصة: LNG والأوعية عالية الضغط

إلى جانب الفئات الرئيسية الثلاث، تحتاج بعض المصافي إلى خزانات أكثر تخصّصًا: خزانات LNG لحفظ الغاز الطبيعي المسال في درجات حرارة منخفضة جدًا، وأوعية ضغط تُصمَّم في بعض التطبيقات حتى ضغط 3000 psi. وتُبنى هذه الخزانات عادةً بمعزل عن الخزانات الجوية العادية وبضوابط تصميم مختلفة.

ومن نقاط السلامة المشتركة في كل هذه الخزانات استخدام مواد مانعة للانزلاق على السلالم والممرات الضيقة حول الخزان؛ وهي نقطة كثيرًا ما تُغفَل في فحوص السلامة في المصافي.

ترتيب الخزانات ومسافات الأمان (Tank Farm)

لا تُحدَّد المسافة بين خزانات المصفاة عشوائيًا؛ فمعايير السلامة من الحرائق تحدّد الحدّ الأدنى للمسافة بحسب قطر الخزان ونوع المنتج ووجود الجدار الحاجز (Bund Wall)، كي يُقلَّل إلى أدنى حدّ احتمال انتقال الحريق إلى الخزانات المجاورة إذا اشتعل أحدها.

ويجب أن يراعي التصميم الصحيح للترتيب في الوقت نفسه مسارات وصول معدّات الإطفاء والإخلاء الطارئ للعاملين.

التطبيقات والصناعات

مصافي النفط الخام
مصافي النفط الخام
محطات تخزين النفط وتصديره
محطات تخزين النفط وتصديره
الوحدات البتروكيماوية
الوحدات البتروكيماوية
مستودعات وقود المطارات والموانئ
مستودعات وقود المطارات والموانئ
شركات توزيع المنتجات النفطية
شركات توزيع المنتجات النفطية
وحدات التخزين بين العمليات في المصفاة
وحدات التخزين بين العمليات في المصفاة

الأسئلة الشائعة

طلب عرض سعر
خزانات المصافي

أدخلوا الضغط والحرارة ونوع السائل؛ يرسل مهندسونا عرضاً فنياً وسعراً خلال ٢٤ ساعة عمل كحد أقصى.

  • رد فني مكتوب مع مخطط مفاهيمي مقترح
  • زيارة موقع التركيب في طهران وضواحيها
  • ضمان ٢٤ شهراً على التصنيع واللحام
اتصال مباشر بالمكتب الفني
+98 21 4686 6276

بياناتكم سرية وتُستخدم فقط لإعداد العرض الفني.

كل المقالات
  • تجميع جسم ورأس خزان معدني في ورشة تصنيع الخزانات لدى بهينه آب

    مراحل تصنيع الخزانات المعدنية من الطلب حتى التسليم

    مراحل تصنيع الخزان المعدني من ورقة البيانات إلى الاختبار والشحن. خزان سعة ٢٠ ألف لتر يستغرق نحو ثلاثة أسابيع، وكتبنا هنا على أي أعمال يُصرف هذا الوقت.

    اقرأ المزيد
  • مفتش يجري اختبارًا غير إتلافي على لحام جسم خزان معدني

    اختبارات الخزان: أي عيب يكشفه كل اختبار؟

    الاختبار الهيدروستاتيكي والتصوير الإشعاعي والموجات فوق الصوتية والسائل النافذ والجسيمات المغناطيسية وصندوق التفريغ. كل منها يكشف عيبًا خاصًا، ولا يحل أي منها محل الآخر. وهنا قارنّا بينها.

    اقرأ المزيد
  • وعاء ضغط أثناء الاختبار الهيدروستاتيكي مع مقياس ضغط في ورشة بهينه آب

    الاختبار الهيدروستاتيكي للخزان خطوة بخطوة

    الاختبار الهيدروستاتيكي هو الامتحان الأخير للخزان قبل التسليم، ونحن نجريه في مصنعنا. ضغط الاختبار، والأعمال قبل الملء، والخطأ الذي قد يتلف الخزان أثناء التفريغ.

    اقرأ المزيد
  • فيلم تصوير إشعاعي للحام جسم خزان على جهاز عرض الأفلام

    التصوير الإشعاعي للّحام: ما النسبة التي يجب اختبارها من خطوط اللحام؟

    نسبة التصوير الإشعاعي تحدد كفاءة اللحام، وكفاءة اللحام تحدد سماكة الصفيحة. أي إن هذا القرار يؤثر مباشرة في وزن الخزان وسعره.

    اقرأ المزيد