خزان تخزين

خزانات التخزين هي حاويات تُستخدم لحفظ السوائل أو الغازات المضغوطة. يُستخدم هذا المصطلح أيضًا للإشارة إلى الخزانات (البحيرات والبرك الاصطناعية)، وللحاويات المصنّعة. يُعدّ استخدام كلمة "خزان" للإشارة إلى الخزانات غير شائع في اللغة الإنجليزية الأمريكية، ولكنه شائع إلى حدٍّ ما في اللغة الإنجليزية البريطانية . في بلدان أخرى، يُشير المصطلح عادةً إلى الحاويات الاصطناعية فقط. في الولايات المتحدة، تعمل خزانات التخزين تحت ضغط منخفض جدًا أو معدوم ، مما يُميّزها عن أوعية الضغط .

تُستخدم الخزانات لتخزين مواد متنوعة كالحليب والماء والنفايات والبترول والمواد الكيميائية وغيرها من المواد الخطرة ، مع الالتزام التام بمعايير ولوائح الصناعة. ^{[ 1 ]} تتوفر خزانات التخزين بأشكال عديدة: أسطوانية رأسية وأفقية؛ مفتوحة من الأعلى ومغلقة من الأعلى؛ ذات قاع مسطح، أو مخروطي، أو مائل، أو مقعر. تميل الخزانات الكبيرة إلى أن تكون أسطوانية رأسية ذات قاع مسطح، وسقف ثابت قابل للكسر أو عائم، أو ذات زوايا مستديرة تنتقل من الجدار الجانبي الرأسي إلى القاع، وذلك لتحمل الضغط الهيدروستاتيكي . تُستخدم أحيانًا خزانات مبنية تحت مستوى سطح الأرض، ويُشار إليها باسم خزانات التخزين تحت الأرض (USTs).

يمكن تغطية الخزانات، وفي هذه الحالة قد تُسمى خزانات تخزين مغطاة أو تحت الأرض. وتُعد خزانات المياه المغطاة شائعة في المناطق الحضرية.

يمكن تركيب الصهاريج على شاحنة أو مقطورة شاحنة مفصلية . وتُسمى المركبة الناتجة ناقلة طرق (أو ببساطة ناقلة؛ شاحنة صهريج في الإنجليزية الأمريكية). أما عربات الصهاريج فهي صهاريج مُركبة على عربات نقل البضائع لنقلها بالسكك الحديدية.

كلمة "تانك" تعني في الأصل "بحيرة اصطناعية" وقد أتت من الهند، ربما عبر الكلمة البرتغالية tanque . وقد يكون لها صلة ما بما يلي:

• توجد في بعض اللغات الهندية كلمات مشابهة لكلمة "تاك" أو "تانك" وتعني " خزان ماء". في اللغة السنسكريتية، يُطلق على بركة أو خزان الماء اسم " تاداكا " . أما في اللغة الغوجاراتية، فتعني كلمة " تالاو " "بحيرة اصطناعية". وقد أُدمجت هذه الاستخدامات للكلمة في اللغة الإنجليزية. ^{[ 2 ]}
• الفعل العربي istanqa`a اِسْتَنْقَعَ = "تجمع [أي سائل ما] وأصبح راكدًا".

على الرغم من أن الفولاذ والخرسانة لا يزالان الخيارين الأكثر شيوعًا للخزانات، إلا أن خزانات البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية ، والبلاستيك الحراري، والبولي إيثيلين تشهد رواجًا متزايدًا. فهي توفر تكاليف بناء أقل ومقاومة كيميائية أعلى، لا سيما لتخزين المواد الكيميائية المتخصصة . وتوجد عدة معايير ذات صلة، مثل المعيار البريطاني  4994 (1989)، ومعيار DVS 2205، ومعيار ASME RTP-1، والتي تقدم إرشادات حول سماكة الجدار، وإجراءات مراقبة الجودة، وإجراءات الاختبار، والاعتماد، ومعايير التصنيع والتصميم للمنتج النهائي.

تحتاج بعض خزانات التخزين إلى سقف عائم بالإضافة إلى السقف الثابت أو بدلاً منه. يرتفع هذا السقف العائم وينخفض ​​مع مستوى السائل داخل الخزان، مما يقلل من مساحة البخار فوق مستوى السائل. تُعتبر الأسقف العائمة من متطلبات السلامة وإجراءات منع التلوث في العديد من الصناعات، بما في ذلك تكرير البترول.

لكي تُستخدم قياسات حجم الخزان، فإنه عادةً ما يحتوي على جدول سعة مُعدّ وفقًا للمعايير المناسبة. ^{[ 3 ]} يحتوي كل صف في جدول السعة على قيمة مستوى التعبئة وقيمة الحجم المقابلة (وبيانات أخرى ذات صلة).

في الولايات المتحدة، يجب حماية الخزانات المعدنية الملامسة للتربة والتي تحتوي على منتجات بترولية من التآكل لمنع تسرب هذه المنتجات إلى البيئة. ^{[ 4 ]} تُعدّ الحماية الكاثودية من أكثر تقنيات مكافحة التآكل شيوعًا وفعاليةً للفولاذ الملامس للتربة . خارج الولايات المتحدة، وفي بعض المواقع داخلها، تُستخدم غالبًا قواعد دعم الخزانات المرتفعة ذات التشطيب بمزيج من الرمل والبيتومين. تحافظ هذه الأنواع من القواعد على ألواح قاع الخزان خالية من الماء، وبالتالي تمنع التآكل.

إلى جانب تصميمها واستخدامها، تلعب صيانة خزانات التخزين وفحصها دورًا حاسمًا في ضمان سلامتها وكفاءتها. يُعد الفحص الدوري ضروريًا لتحديد المشكلات المحتملة ، مثل التآكل والتسريبات ونقاط الضعف الهيكلية والامتثال للوائح البيئية. تختلف هذه الفحوصات في تواترها وتفاصيلها تبعًا لنوع الخزان والمادة المخزنة فيه والمتطلبات التنظيمية السارية في موقع استخدامه. على سبيل المثال، قد تتطلب الخزانات التي تُخزن مواد خطرة فحوصات أكثر تواترًا ودقة مقارنةً بتلك المستخدمة لتخزين مواد غير خطرة. تُعد بروتوكولات الصيانة، بما في ذلك التنظيف والإصلاحات والتدابير الوقائية، بالغة الأهمية لإطالة عمر الخزانات ومنع التلوث البيئي أو الحوادث. تُستخدم التقنيات المتقدمة، مثل الاستشعار عن بُعد والاختبار بالموجات فوق الصوتية وأدوات الفحص الروبوتية، كالطائرات المسيّرة عن بُعد ، بشكل متزايد لتعزيز فعالية عمليات الفحص هذه وسلامتها. يُعد فهم جداول الفحص والصيانة المناسبة وتطبيقها أمرًا بالغ الأهمية لمشغلي خزانات التخزين لضمان موثوقية التشغيل والالتزام بمعايير السلامة. ^{[ 5 ]}

تخضع عملية تصميم وتشغيل خزانات التخزين لعدة لوائح بيئية، وتعتمد هذه اللوائح غالبًا على طبيعة السائل الموجود بداخلها. ^{[ 1 ]} في الولايات المتحدة، يُشترط عادةً الحصول على ترخيص جودة الهواء لانبعاثات الهواء بموجب قانون الهواء النظيف الفيدرالي . ويتم تحديد كمية الانبعاثات المحتملة من الخزانات لأغراض الترخيص في أغلب الأحيان من خلال تطبيق معادلات الانبعاثات المنشورة في الفصل  7.1 من وثيقة AP-42 الصادرة عن وكالة حماية البيئة (مجموعة عوامل انبعاثات ملوثات الهواء من المصادر الثابتة) .

بما أن معظم السوائل قد تتسرب أو تنسكب حتى من أصغر الفتحات، يجب مراعاة التعامل الآمن معها. يتضمن ذلك عادةً بناء سد أو حاجز حول الخزان، بحيث يمكن احتواء أي تسرب بأمان.

تُختار خزانات النفط الخام والوقود النفطي وفقًا لنقطة اشتعال المادة. أما إذا لم تكن المادة غازًا مسالًا، مثل غاز البترول المسال ، فإن الخزانات تكون من النوع الجوي وتأتي عمومًا في نوعين:

1. تُستخدم خزانات السقف الثابت للسوائل ذات نقاط الاشتعال العالية جدًا (مثل زيت الوقود والبيتومين ). وتُعدّ الأسقف المخروطية والقبابية والمظلية من الأنواع الشائعة. قد تُعزل هذه الخزانات وتُسخّن بملفات بخارية لمنع زيادة لزوجة المنتج، وبالتالي منع انسداد الأنابيب وصعوبة ضخه. أما خزانات السقف القبابي فهي مُخصصة للخزانات التي يكون ضغط تخزينها أعلى بقليل من الضغط الجوي (مثل زيت الوقود الثقيل ).
2. تنقسم خزانات السقف العائم عمومًا إلى نوعين : خزانات السقف العائم الخارجي (يُشار إليها عادةً بخزانات السقف العائم أو خزانات FR) وخزانات السقف العائم الداخلي (خزانات IFR). تُستخدم خزانات IFR للسوائل ذات نقاط الوميض المنخفضة (مثل وقود الطائرات والبنزين والإيثانول ). وهي في الأساس خزانات ذات سقف مخروطي الشكل ، مزودة بسقف عائم داخلي يتحرك عموديًا لأعلى ولأسفل مع مستوى السائل. يعمل هذا السقف العائم على احتجاز الأبخرة المتصاعدة من الوقود ذي نقطة الوميض المنخفضة. تُثبّت الأسقف العائمة بواسطة أرجل أو كابلات. أما خزانات FR، فهي مفتوحة من الأعلى، ولا تحتوي على سقف ثابت، بل سقفها عائم فقط. تُخزّن في هذه الخزانات سوائل ذات نقطة وميض متوسطة ، مثل النفتا والكيروسين والديزل والنفط الخام .

يمكن تخزين الغازات المسالة (مثل غاز البترول المسال، والبيوتان ، والبروبيلين ، وما إلى ذلك) في خزانات كروية (أو كرات هورتون).

تتضمن رموز التصنيف النموذجية المستخدمة للخزانات في مصفاة النفط ما يلي:

• OSBL – خزانات خارج حدود البطارية
  • خزانات النفط الخام (COT).
  • PIT - خزانات تخزين المنتجات والوسائط.
  • الإرسال – خزانات منطقة الإرسال.
• المرافق – خزانات في منطقة محطة توليد الطاقة، لتخزين المياه، وما إلى ذلك.
• خزانات ISBL - خزانات داخل حدود البطارية. وهي عادةً خزانات صغيرة توجد في وحدات الإنتاج في المصفاة، مثل خزانات التعادل وخزانات المياه وما إلى ذلك.

خزانات المواد الكيميائية هي حاويات تخزين للمواد الكيميائية شائعة الاستخدام في الصناعة الكيميائية . وهي تأتي بأحجام وأشكال متنوعة، وتُستخدم للتخزين الثابت ونقل كل من المواد الخام والمنتجات الكيميائية النهائية.

يُصمم خزان المواد الكيميائية بالضرورة خصيصًا لكل مادة كيميائية. ونظرًا لاختلاف قدرة المواد الكيميائية على التآكل ، تتنوع أحجام ومواصفات خزانات المواد الكيميائية. وتُعد مقاومة المواد الكيميائية عادةً الأولوية القصوى في تصميم هذه الخزانات. يجب أن تكون المواد المختارة مقاومة للمادة الكيميائية المخزنة فيها قدر الإمكان، بما يتناسب مع التصميم والتكلفة. ويشمل ذلك اختيار المكونات الصغيرة كالحشيات ومواد السباكة . ومن العوامل الأخرى التي يجب مراعاتها: الحرارة، والبرودة، والفراغ، والضغط، والتفاعلات الطاردة للحرارة ، والطبيعة العدوانية للمادة الكيميائية ( كالأحماض والمواد الكاوية، إلخ). يُعد نظام الاحتواء الثانوي للانسكاب استراتيجية احتياطية تُستخدم أحيانًا للحد من احتمالية فشل الحاوية الأساسية. يتكون الخزان النموذجي المزود بنظام احتواء ثانوي من حاوية أساسية محاطة بغلاف خارجي بسعة لا تقل عن 100%. تتوفر الحاويات الثانوية بمواد البولي إيثيلين ، والألياف الزجاجية، والمعادن. يُنصح باستخدام أنظمة خزانات الاحتواء الثانوي لجميع المواد الكيميائية العدوانية.

شهدت خزانات التخزين العديد من حالات الانهيار الكارثية، ولعلّ أبرزها حادثة بوسطن في 14 يناير 1919. فقد انهار خزان كبير بعد أن مُلئ ثماني مرات فقط، مما أدى إلى تدفق هائل من دبس السكر ، أسفر عن مقتل 21 شخصًا في المنطقة. ويُعزى سبب كارثة دبس السكر في بوسطن إلى سوء التصميم والبناء، حيث كان جدار الخزان رقيقًا جدًا بحيث لا يتحمل الأحمال المتكررة من محتوياته. كما لم يُختبر الخزان قبل استخدامه بملئه بالماء، وكان تثبيته بالمسامير رديئًا. وقد دفعت شركة "يونايتد ستيتس إندستريال ألكوهول" ، المالكة للخزان ، تعويضات قدرها 300 ألف دولار (ما يعادل تقريبًا 4 ملايين دولار في عام 2012) للضحايا أو ذويهم.

وقعت حوادث أخرى عديدة ناجمة عن الخزانات منذ ذلك الحين، وغالبًا ما كان سببها اللحام المعيب أو استخدام فولاذ رديء الجودة . وقد ساهمت الاختراعات الحديثة على الأقل في معالجة بعض المشكلات الشائعة المتعلقة بإحكام إغلاق الخزانات. ^{[ 10 ] [ 11 ]} ومع ذلك، تُشكل خزانات التخزين مشكلة أخرى، على نحوٍ مُثير للدهشة، عندما تكون فارغة. فإذا استُخدمت لتخزين النفط أو مشتقاته، كالبنزين ، فقد يكون الجو داخلها شديد الانفجار مع امتلاء الفراغ بالهيدروكربونات . وإذا ما بدأت عمليات لحام جديدة، فقد تُشعل الشرر محتويات الخزانات بسهولة، ما يُؤدي إلى نتائج كارثية على اللحامين. وتُشبه هذه المشكلة مشكلة خزانات الوقود الفارغة في ناقلات النفط ، والتي يُشترط الآن استخدام غطاء من الغاز الخامل لمنع تراكم الأجواء القابلة للانفجار من المخلفات.

• 
  أسطوانات الأكسجين وغاز MAPP
• 
  خزان تبريد الحليب
• 
  خزانات الوقود
• 
  خزان الصرف الصحي
• 
  شاحنة صهريج
• 
  عدة خزانات كبيرة في المطار. وللمقارنة، انظر إلى الحواجز الخرسانية على الطريق السريع.
• 
  خزان وقود تحت الأرض لمحطة خدمة
• 
  خزان الوقود

• حوض السمك – خزان ماء شفاف للأسماك والكائنات المائية ، ويُعرف أيضاً باسم "حوض السمك". 
• خزان الصابورة – حجرة لحفظ الصابورة السائلة 
• خزان وقود إضافي – خزانات خارجية تُستخدم لحمل وقود إضافي في مجال الطيران 
• خزان الغطس – لعبة جذب تهدف إلى إسقاط هدف في خزان من الماء 
• خزان الوقود – حاوية آمنة للسوائل القابلة للاشتعال، على سبيل المثال، لمركبة أو سخان زيت 
• أسطوانة غاز – حاوية أسطوانية لتخزين الغاز المضغوط 
• كرة هورتون – خزان كروي 
• خزان الري - خزان مياه ، وفي الهند، بحيرة أو خزان اصطناعي بأي حجم 
• خزان العزل – خزان الحرمان الحسي 
• خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال – خزان جوي لتخزين الغاز الطبيعي المسال 
• خزان مياه الأمطار – حاوية لتجميع وتخزين مياه الأمطار 
• خزان دوار – ديناميكا الموائع ، يستخدم في تجارب ميكانيكا الموائع 
• خزان غوص – أسطوانة غاز مضغوطة عالية الضغط تُستخدم لتخزين وتوفير غاز التنفس للغوص، وهي عبارة عن حاوية تحتوي على كمية من الهواء للتنفس تحت الماء. 
• خزان مياه - خزان مياه شرب للحيوانات ، لسقاية الماشية 
• خزان المعبد – آبار أو خزانات مياه تُبنى كجزء من مجمع المعبد بالقرب من المعابد الهندية ، في الهند، بئر أو خزان مياه يُبنى كجزء من مجمع المعبد 
• خزان تخزين تحت الأرض - خزان تخزين يقع جزئيًا أو كليًا تحت الأرض 
• خزان محكم الإغلاق للبخار – معدات حقول النفط لتخزين الغاز وتهويته. صفحات تعرض أوصافًا موجزة لأهداف إعادة التوجيه. 
• خزان مياه – حاوية لتخزين المياه