خزان النيتروجين السائل

أنواع خزانات النيتروجين السائل

خزانات النيتروجين السائل هي أوعية خاصة مصممة لتخزين وحفظ المواد عند درجات حرارة منخفضة للغاية. تم تصميم خزانات النيتروجين السائل باستخدام أنواع معينة من المواد لحفظ السوائل التي تولد درجات حرارة منخفضة بأمان، مثل النيتروجين السائل. خزانات النيتروجين السائل هي في الغالب أسطوانية الشكل، ذات قيعان وأغطية مسطحة، وهي متوفرة في تصميمين رئيسيين: دوارات وخزانات مشعة. تُستخدم خزانات السوائل المشعة في العديد من المجالات والصناعات المختلفة، بما في ذلك الهندسة، والبيولوجيا، ومعالجة الأغذية، والطب والصيدلة، ومعادن المعادن، واللحام، وطلاء البلازما، والعديد من المجالات الأخرى. يتم تبريد خزانات النيتروجين السائل بواسطة تغيير طور الغاز-السائل. تُستخدم مبادلات الحرارة السائلة للحفاظ على جودة الطعام ومعدات الصناعة، وغالبًا ما تُستخدم في المجمدات.

• دوارات مشعة:

  دوار مشع، المعروف أيضًا باسم حاوية مشعة، هو حاوية معزولة بالفراغ تستخدم لحفظ الغازات السائلة مثل النيتروجين السائل، والأكسجين، والأرجون. يتكون دوار النيتروجين السائل بشكل شائع من الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الجدار المزدوج أو الألومنيوم المطلي، مع فراغ بين الجدران للعزل. يؤدي ذلك إلى تدرج في درجة الحرارة يسمح للخزان بمقاومة نقطة غليان أي غاز سائل، ويمتلك القدرة على تخزين المادة السائلة، والتي تتمتع بالقدرة على خفض درجة حرارة المادة والأنابيب إلى ما يصل إلى سالب 196 درجة مئوية. يكشف دوار عن العديد من أوجه التشابه مع قارورة، مثل الترمس على سبيل المثال، ولكنه أفضل بكثير في الحفاظ على برودة محتوياته. تأتي الدوارات المشعة بثلاثة أشكال عامة: الدوار المفتوح، والدوار المغلق، والدوار المفتوح/المغلق. لا يحتوي الدوار المفتوح سوى على عنق مفتوح، وهو مصمم لحفظ كميات كبيرة من النيتروجين السائل. على عكس الدوارات المفتوحة، لا تحتوي الدوارات المغلقة سوى على منفذ دائري للوصول، يمكن أن يُشار إليه أيضًا باسم الرقبة، وهذا النوع من الدوارات هو الأفضل لحفظ كميات قليلة من النيتروجين السائل. تجمع الدوارات المفتوحة/المغلقة بين الميزات المفتوحة والمغلقة وتعمل على حفظ كميات كبيرة وقليلة من النيتروجين السائل.

• خزانات مشعة معزولة:

  تم تصميم هذا النوع من خزانات النيتروجين السائل لتخزين ونقل النيتروجين السائل على نطاق واسع ويعمل باستخدام العزل بالفراغ للحفاظ على برودة المحتويات ومنع نقل الحرارة في جميع الاتجاهات. تُعد هذه الخزانات مثالية للتطبيقات الصناعية نظرًا لسعتها. يتم تأمينها بجدران مزدوجة أو أكثر سمكًا من الحاويات المعزولة العادية لتوفير حماية متينة وتخزين طويل الأجل. تُستخدم خزان النيتروجين السائل المعزول أيضًا لحفظ كميات كبيرة من النيتروجين السائل، مما يجعلها مفضلة في الإعدادات الصناعية. وبالمثل بالنسبة للدوارات المشعة، تشارك الخزانات المشعة المعزولة أيضًا في أكثر من نوع واحد من الخزان. الأنواع الأكثر شعبية لدى المشترين هي حاوية النيتروجين السائل وخزان نقل النيتروجين السائل.

مواصفات وصيانة خزان النيتروجين السائل

المواصفات

• الأبعاد: اعتمادًا على غرض خزان النيتروجين السائل، سيختلف قطر الخزان وارتفاعه أيضًا. بشكل عام، سيبلغ الطول من 1 إلى 4 أمتار، وسيبلغ العرض من 0.5 إلى 2 متر.
• السعة: الحجم الذي يمكن أن يحمله خزان النيتروجين السائل. عادة ما يتم قياسه باللتر أو الغالون. على سبيل المثال، قد يكون حجم الخزانات الصغيرة بضعة لترات، بينما قد تكون سعة الخزانات الكبيرة ذات الحجم الصناعي عدة آلاف لتر.
• المواد: تُصنع خزانات النيتروجين السائل عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ المقاوم للصدأ، والألومنيوم.
• درجة حرارة التشغيل: يمكن أن تتحمل خزانات النيتروجين السائل درجات حرارة منخفضة للغاية، عادةً في حدود -196 درجة مئوية إلى -269 درجة مئوية.
• الضغط: عادةً ما يتم قياس ضغط خزان النيتروجين السائل بالبار أو psi، وهو الضغط الذي يمكن أن يخزن به الخزان الغازات المسالة، مثل تحمل ضغط 10 بار أو أعلى.
• معدل النقل: يمثل سرعة حقن النيتروجين السائل أو توصيله إلى أجسام أو حاويات. على سبيل المثال، يسمح معدل نقل 5 لترات في الدقيقة بإضافة 5 لترات من النيتروجين السائل إلى الخزان في الدقيقة.
• ميزات السلامة: مثل صمامات تخفيف الضغط، وأنظمة التهوية، وأقفال السلامة، إلخ. تتمثل وظيفة خزان النيتروجين السائل في ضمان قدرة المعدات على العمل بأمان، وأن الغازات قد تهرب إذا كان هناك ضغط زائد.

الصيانة

• التنظيف: نظف الجزء الخارجي من الخزان بانتظام لإزالة الأوساخ والشوائب. استخدم منظفات غير قابلة للتآكل وقماشًا ناعمًا أو إسفنجًا لتجنب إتلاف سطح الخزان.
• الفحص المنتظم: أجرِ فحوصات منتظمة للتحقق من وجود علامات التلف، مثل الشقوق، أو التشوه، أو الصدأ. تأكد من أن الخزان لا يزال في حالة جيدة واستبدله إذا كان هناك أي تلف.
• التحقق من وجود تسريبات: تحقق بشكل دوري من وجود تسريبات غاز في الخزان. طبق محلول الصابون على وصلات الخزان وخطوطه ولاحظ وجود أي فقاعات. إذا كانت هناك فقاعات، فقد يكون هناك تسرب، يجب على المستخدم إصلاحه.
• صيانة صمامات تخفيف الضغط: تأكد من أن صمامات تخفيف الضغط في خزان النيتروجين السائل تعمل بشكل صحيح. يضمن ذلك قدرة الخزان على تفريغ الضغط الزائد لتجنب حالات فرط الضغط.
• التخزين بشكل صحيح: عند عدم استخدام خزان النيتروجين السائل، قم بتخزينه في مكان بارد وجاف بعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة والمواد القابلة للاشتعال.
• التحقق من نظام إمداد الغاز: إذا كان المستخدم يستخدم نظام إمداد غاز مركزي، فيجب عليه التحقق من خطوط إمداد الغاز والصمامات ذات الصلة للتأكد من عدم وجود تسريبات أو مشكلات في الحجب.

سيناريوهات خزانات النيتروجين السائل

تخزن خزانات النيتروجين السائل وتزود النيتروجين السائل (LN2)، الذي يُستخدم بشكل أساسي في الصناعات والتطبيقات التالية:

• الصناعة الطبية والرعاية الصحية

  تُعد خزانات دوار النيتروجين السائل ضرورية للحفظ بالتبريد في الأبحاث الطبية، وعيادات الخصوبة، والطب التجديدي. إنها تخزن بشكل آمن العينات البيولوجية مثل الأجنة، والبويضات، والحيوانات المنوية، وخلايا جذعية، والأنسجة عند درجات حرارة منخفضة للغاية للحفاظ على صلاحيتها للاستخدام في المستقبل.

• التصنيع الصناعي

  تُستخدم خزانات النيتروجين السائل كوحدات تخزين وإمداد مريحة للـ LN2 المستخدمة في عمليات صناعية مختلفة. إنها تدعم الطحن بالتبريد، حيث يتم جعل المواد هشة باستخدام LN2 لتحسين كفاءة الطحن وجودة المنتج. كما أنها تُسهل طرد النيتروجين عن طريق إدخال الغازات الخاملة من خلال إزاحة النيتروجين، مما يمنع التفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها، والانفجارات، والأكسدة.

• صناعة الأغذية والمشروبات

  تُستخدم خزانات النيتروجين السائل للتجميد الفوري في معالجة الأغذية للحفاظ على طعم، وقوام، وقيمة غذائية لمنتجات الأغذية. كما تُستخدم في قطاع خدمة الطعام لتجارب الطهي وتناول الطعام بالتبريد، مما يسمح للطهاة بإنشاء أطباق، وحلويات، ومشروبات مجمدة فريدة من نوعها على الفور.

• الصناعة الدوائية

  تُعد خزانات LN2 حيوية لتخزين الأدوية، واللقاحات، والمواد البيولوجية الحساسة لدرجة الحرارة في الصناعة الدوائية. إنها تضمن استقرار وسلامة هذه المنتجات من خلال الحفاظ على درجات حرارة التخزين المنخفضة للغاية المطلوبة.

• صناعة الفضاء الجوي

  تحافظ درجة الحرارة المنخفضة للغاية على خصائص النيتروجين السائل في تطبيقات الهندسة المشعة. تُستخدم خزانات النيتروجين السائل لأنظمة التبريد المشعة للتكنولوجيا الفضائية، والتكنولوجيا الفائقة التوصيل، وأدوات البحث الفضائي. على سبيل المثال، تُفقد المواد فائقة التوصيل في أنظمة الدفع، وكابلات الطاقة، وأنظمة المغناطيس مقاومتها وتصبح فائقة التوصيل.

• الصناعة الكيميائية

  في الهندسة الكيميائية، توفر خزانات النيتروجين السائل غاز النيتروجين المستخدم في تفاعلات كيميائية مختلفة، خاصة في التخليق العضوي، وبلمرة، وكعامل مذيب خاملة. علاوة على ذلك، يعمل النيتروجين السائل كعامل تبريد للتفاعلات الطاردة للحرارة للتحكم في معدلات التفاعل وتقليل توليد الحرارة.

• الهندسة وصناعة السيارات

  تُستخدم النيتروجين السائل بشكل شائع لعمليات المعالجة بالتبريد في مجالات الهندسة والسيارات. تُتيح خزانات دوار النيتروجين السائل توافر النيتروجين للمعالجة الفنية بالتبريد، والتي تتضمن تبريد المواد لتحسين خصائصها الميكانيكية والفيزيائية، مثل أدوات الفولاذ وأدوات القطع لتعزيز صلابتها ومتانتها.

• التعليم ومختبرات البحث

  تُستخدم خزانات النيتروجين السائل على نطاق واسع في مختبرات البحث عبر مختلف التخصصات، بما في ذلك الفيزياء، والكيمياء، والبيولوجيا. تُستخدم للتجارب المشعة، مثل دراسة خصائص المواد عند درجات حرارة منخفضة، وتبريد الأجهزة فائقة التوصيل، وأداء حفظ العينات البيولوجية بالتبريد.

كيفية اختيار خزانات النيتروجين السائل

عند اختيار خزان نيتروجين سائل للبيع، من الضروري تحديد تطبيقه. على سبيل المثال، تُعد خزانات التخزين المشعة مثالية لتخزين السوائل المشعة مثل النيتروجين السائل، والأكسجين، والأرجون، بينما تُفضل قارورة دوار للاستخدام الشخصي، مثل حفظ العينات البيولوجية.

حدد كمية النيتروجين السائل التي يمكن أن يحملها الخزان. تختلف سعة النيتروجين السائل من قوارير دوار صغيرة بسعة 20 لترًا متوسطًا إلى خزانات صناعية كبيرة يمكن أن تحمل ما يصل إلى 5000 لتر أو أكثر. يُفضل خزان أكبر لتخزين المزيد من النيتروجين السائل، بينما يُعد خزان أصغر مثاليًا للتطبيقات منخفضة الحجم.

ضع في اعتبارك عزل الخزان. يُفضل الخزانات ذات العزل بالفراغ لأنها توفر عزلًا أفضل، مما يقلل من تبخر غاز النيتروجين. يساعد ذلك على إبقاء الخزان باردًا ويطيل عمر فقدان التبخر. تُقلل الخزانات ذات العزل بالمقلوب أيضًا من نقل الحرارة ولكنها أقل فعالية من تلك ذات العزل بالفراغ.

تُعد مادة تصنيع الخزان حاسمة عند اختيار خزان النيتروجين السائل. يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر المواد التي يتم تصنيعها شائعًا نظرًا لمتانته، ومقاومته للتآكل، وقدرته على تحمل درجات الحرارة القصوى.

تأكد من أن الخزان يحتوي على ميزات تعامل آمنة. ابحث عن الخزانات ذات الأغطية الواقية، والأقفال، والعلامات المناسبة. يجب أن يكون لدى الخزان أيضًا عربات دوليات للتنقل بسهولة ومقابض أرغونومية متينة للحماية من حروق البرد.

في الإعدادات الصناعية، من المهم اختيار خزان يتوافق تصميمه مع المعايير الدولية. يجب أن يكون لدى الخزان شهادة مناسبة وأن يتم بناءه وفقًا لمعايير ASME (الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين). تُعد هذه الخزانات موثوقة وآمنة في تعامل مع السوائل المشعة.

أخيرًا، ضع في اعتبارك سعر خزان النيتروجين السائل عند الشراء . قارن أسعار الموردين والبائعين المختلفين واختار واحدًا يتناسب مع ميزانيتك .

أسئلة وأجوبة حول خزان النيتروجين السائل

س1: ما هو غرض خزان النيتروجين السائل؟

ج1: يُعد خزان النيتروجين السائل حاوية مصممة على وجه التحديد لحفظ العينات البيولوجية مثل الخلايا الحية، والجينات، والأنسجة، إلخ، عند درجات حرارة منخفضة للغاية.

س2: ما هي ميزات خزان النيتروجين السائل؟

ج2: يحتوي خزان النيتروجين السائل عادةً على الخصائص التالية:

• العزل بالفراغ: يُستخدم خزان النيتروجين السائل تكنولوجيا العزل بالفراغ، التي تحدد طبقة من الحاوية الداخلية في الخزان، ثم تُخرج كل الهواء بين الحاويات الداخلية والخارجية لتشكيل مساحة. تضمن هذه القشّة ذات الطبقة المزدوجة عدم وجود نقل حرارة بين الطبقات الداخلية والخارجية، وتُقلل من تقلب درجة الحرارة داخل الخزان.
• أجهزة السلامة: توجد بعض أجهزة السلامة في خزان النيتروجين، مثل صمام تخفيف الضغط. صمام تخفيف الضغط هو جهاز يمكنه التحكم أو إطلاق الضغط داخل الحاوية تلقائيًا، لذلك يُعرف باسم صمام تخفيف الضغط. يمكنه الحفاظ على الضغط عند مستوى معين، وعند ارتفاع الضغط أو انخفاضه بشكل مفرط، فسيحدث بعض التغييرات على ضغط الـ كوي، أي إطلاق الضغط أو امتصاصه. يساعد هذا في تجنب تلف خزانات النيتروجين السائل أو أي مخاطر أمنية تُسببها ارتفاع الضغط أو انخفاضه.

س3: هل خزانات النيتروجين السائل آمنة؟

ج3: تُعد خزانات النيتروجين السائل آمنة عند استخدامها بشكل مناسب. أيضًا، بسبب درجة حرارتها المنخفضة جداً، من الضروري الإبقاء عليها بعيدًا عن الأجسام الحية وأي أشياء قابلة للاشتعال لضمان السلامة.

س4: ما مدة استمرار خزان النيتروجين السائل؟

ج4: مع الصيانة المناسبة، يمكن أن تستمر خزانات النيتروجين السائل لمدة عدة سنوات. من المهم التحقق بشكل منتظم من عزل الفراغ وأي تسريبات محتملة.