Month: اکتبر 2020

استانداردهای TEMA به صورت جهانی در حوزه طراحی وتولید مبدل های حرارتی پوسته و لوله مورد قبول هستند. این استانداردها در طیف گسترده‌ای از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد از جمله پالایشگاه‌ها صنایع نفت و گاز صنایع تولید برق و…TEMA مخفف نام انجمن تولیدکنندگان مبدل های حرارتی پوسته و لوله می باشد. این استاندارد دارای یک جدول بسیار معروف در خصوص ترکیب انواع هدر ها و پوسته ها است که بسته به نوع کاربرد مبدل حرارتی پوسته و لوله تنظیمات آن متفاوت می شود.

در این مقاله به بررسی مزایا و معایب مربوط به هرکدام از این ترکیبات هدر و پوسته می پردازیم.

مبدلهای با تیوب باندل جداشونده از نوع split ring floating head

پرکاربردترین انواع این نوع مبدل ها AES و BES میباشد.

این نوع طراحی ها معمولاً زمانی پیشنهاد می‌شود که تعداد مراتب  بیرون آوردن تیوب باندل زیاد باشد. همچنین این نوع مبدل ها در مقایسه با مبدلهای نوع BEW و AEW برای مقاومت در برابر شوک حرارتی بسیار مناسب هستند و مقاومت بالایی در مقابل گازهای سبک یا سیالات سمی دارند.

مزایا

داشتن طراحی floating head به مبدل این امکان را می دهد که از نظر حرارتی انبساط کند.

داشتن سطح انتقال حرارت بزرگتر نسبت به طرحهای  AET و یا BET

قابل طراحی با چندین پاس در سمت تیوب

محدودیت ها

پوسته ، اسپلیت رینگ و کاور floating head باید جدا شوند تا بتوانیم تیوب باندل را از مبدل جدا کنیم که همین امر منجر به هزینه های بالاتری در تعمیرات و نگهداری خواهد شد.

کاربردها

کاربرد در فرآیندهای شیمیایی برای سیالات سمی

کاربرد در افترکولر ها و اینترکولر های گازی خاص

نوع تیوب های مستقیم و تیوب شیت فیکس BEM, AEM, NEN

این نوع طراحی جزو ساده ترین و در بسیاری اوقات اقتصادی ترین طراحی ممکن است. تیوب شیر در این طراحی به پوسته مبدل حرارتی جوش داده می شود در حالیکه کلگی ها به تیوب شیت پیچ می شوند.

مزایا

این روش اقتصادی تر از طراحی های تیوب باندل قابل جداسازی removable bundle می‌باشد

قابلیت اجرا و طراحی در چندین پاس

محدودیت ها

به منظور تمیزکاری سمت پوسته، نیاز به محلولهای شیمیایی داریم.

ظرفیت کمتر برای جذب انبساط گرمایی بین پوسته خارجی و تیوی باندل

مبدل با تیوب باندل قابل جداشدن از نوع، pull through floating head

از پرکاربردترین انواع این مبدل ها می توان به نوع AET و BET اشاره نمود. این نوع طراحی بهترین گزینه برای کاربردهای است که جداسازی مکرر تیوب باندل از داخل مبدل حرارتی  ضروری است زیرا قسمت floating head به صورت مستقیم به تیوب شیت معلق پیچ می شود. این امر به ما این امکان را میدهد که تیوب باندل را از همان طریق به همراه کلگی بیرون بکشیم‌.

مزایا

طراحی مبدل حرارتی به صورت floating head به مبدل اجازه انبساط حرارتی را می دهد

سمت پوسته را میتوان مورد بازرسی قرارداد و ازنظر مکانیکی تمیز کرد.

وجود سطح مقطع بزرگ نازل ورودی سمت پوسته برای توزیع مناسب حرارت بر روی تیوب باندل.

امکان وجود تعداد زیادی پاس تیوب

مناسب برای سیالات فرار یا سمی

کاربردها

کاربردهای عمومی صنعتی که نیاز به تمیز کاری مکرر دارد از جمله صنایع هیدرولیک صنایع ماشین سازی و پرسهای مختلف

صنایع فرآیندی شیمیایی به منظور استفاده برای سیالات سمی

کندانسور های سیال هیدروکربنی

باندل های جدا شونده از نوع U-tube

پرکاربردترین انواع این مبدل ها شامل BEU و AEU هستند. این نوع طراحی برای کاربردهای با شوک حرارتی زیاد، طراحی شده است زیرا هر کدام از تیوب ها می تواند به صورت مستقل انبساط یا انقباض پیدا کند و باندلهای u-tube معمولاً بسیار اقتصادی هستند. این نوع طراحی معمولاً گزینه بسیار مناسبی برای کاربرد هایی که بیشترین انبساط گرمایی را دارند، هست.

مزایا

طراحی U-tube اجازه انبساط گرمایی دیفرانسیلی بین پوسته و باندل تیوب را به همراه هرکدام از تیوبها به صورت جداگانه میدهد.

ظرفیت بسیار خوب در کنترل شوک های حرارتی بالا

طراحی اقتصادی در میان بقیه طراحی های باندل جدا شونده

سمت پوستر را می‌توان مورد بازرسی قرار داد و از نظر مکانیکی تمیز کرد

باندل را می‌توان از یک سمت بیرون کشید و آن را تمیز یا جایگزین کرد.

قابلیت استفاده از چند پاس تیوب را دارد.

کاربردها

بسیار بهینه برای کاربردهای تغییر فاز بخار به مایع

مناسب برای استفاده در کاربردهای شیمیایی، نفت و گرم کردن آب

یکی از بخش های مبدل حرارتی پوسته و لوله که سوال در مورد آن بسیار زیاد است expansion joint می‌باشد که در بخش میانی پوسته (در طراحی با تیوب شیت فیکس ) جهت خنثی کردن اثرات انبساط دمایی قرار میگیرد.برای تیم طراحی شرکت نسیم مبدل بارها پیش آمده است که در هنگام طراحی مبدل های خاص برای مشتریان، آنها اغلب سوالاتی را در خصوص درستی استفاده از این نوع expansion joint ها مطرح کرده بودند که این امر به کامل نبودن اطلاعات آنها از این تجهیز برمیگردد.در این مقاله به چهار سوالی که بیشترین تکرار را در میان مشتریان گروه صنعتی نسیم مبدل دارند می پردازیم.

 سوالاتی از قبیل اینکه

کار اکسپنشن جوینت در مبدل حرارتی چیست؟

چطور متوجه شویم که به اکسپنشن جوینت نیاز داریم؟

چه نوعی از این تجهیز برای کاربرد ما بهترین انتخاب است؟

به چه مواردی در نگهداری اکسپنشن جوینت ها باید توجه شود؟

اکسپنشن جوینت چه کار می کند؟

هدف اصلی از ساخت مبدل حرارتی تبادل حرارت از سیال داغ به سیال سرد می باشد و متریال تشکیل دهنده مبدلها، اغلب تحت تاثیر طیف وسیعی از دماها قرار میگیرند. متریال هایی که گرم می شوند،  نظر طولی منبسط شده و متریال هایی که سرد می‌شوند دچار انقباض می‌شوند. اگر این تغییرات دمایی به سرعت اتفاق بیفتد یا اگر تنوع دمایی به اندازه کافی بزرگ باشد ویا اگر هیچگونه فضای آزاد برای این انبساط یا انقباض در نظر گرفته نشده باشد، متریال های سازنده مبدل حرارتی ممکن است دچار تنش حرارتی شده و تا مرز شکست پیش بروند.

این موضوع معمولاً منجر به خم شدگی تیوب ها یا پارگی تیوب شیت ها میشود اما همچنین می‌تواند به خمش پوسته یا پیچش در کانکشن های نازل نیز منجر شود. همه این اثرات جانبی یکپارچگی مبدل حرارتی را به خطر می‌اندازند و آن را از نظر عملیاتی ناامن می‌کنند.یک عامل کلیدی مرتبط با این موضوع، نوع متریال مورد استفاده در مبدل حرارتی است. اغلب برای مقاصد توجیه اقتصادی و مقابله با خوردگی تیوب های مبدل حرارتی از آلیاژ قوی تری نسبت به سمت پوسته ساخته می شوند. فلزات غیر شبیه با نرخ های متفاوتی انبساط یافته و انقباض پیدا می کنند.

برای مثال اگر از تیوب های hastelloy در یک پوسته استنلس استیل ۳۰۴L استفاده کنیم تیوب ها و پوسته مبدل حرارتی با نرخهای متفاوتی انبساط پیدا کرده و انقباض می کنند و در این موارد نیاز به یک اکسپنشن جوینت بسیار حیاتی است.فاکتور بسیار مهم دیگر در فاز طراحی ، تنوع شرایطی است که ممکن است مبدل حرارتی تحت آنها کار کند. برای مثال یک مبدل حرارتی ممکن است در ۹۵ درصد مواقع در دمای اتاق و تحت شرایط نرمال عملیاتی کار کند اما در پنج درصد مواقع در دماهای بالاتری در سیکل تمیزکاری کار کند.

هنگامیکه تیوب ها توسط بخار و بدون حضور هیچ گونه سیالی در سمت پوسته تمیز کاری می شوند، ریسک بالای شوک حرارتی و آسیب به مبدل حرارتی وجود دارد. شرایط استارتاپ و شات دان هم باید حتماً در نظر گرفته شود زیرا آنها می توانند تغییرات دمایی به شدت زیادی را نسبت به شرایط عملیاتی نرمال ایجاد کنند.در نظر گرفتن این دماها در طول طراحی می تواند نیاز یا عدم نیاز به اکسپنشن جوینت را نیز به ما اعلام کند.

تیم مهندسی نسیم مبدل با ارایه مشاوره فنی به کارفرمایان و مشتریان گرامی همواره در صدد رفع نیازهای آنها بوده و همواره در جهت بالا بردن آگاهی افراد در این خصوص تلاش نموده است.

چطور متوجه شویم که به expansion joint نیاز داریم؟

هنگامی که اطلاعاتی که در بالا ذکر شد را جمع آوری نموده ایم، با وارد کردن آنها در نرم افزارهای طراحی حرارتی نظیر ASPEN یا HTRI که دماهای متوسط فلز برای سمت پوسته و سمت تیوب را در مبدل حرارتی محاسبه میکند، می‌توان پی برد که نیاز به اکسپنشن جوینت داریم یا خیر.

هرچه واریانس بین این اختلاف دماهای متوسط فلز بیشتر باشد، احتمال نیاز به استفاده از اکسپنشن جوینت ها بیشتر می شود. طراح مبدل این مقادیر را به همراه هندسه مبدل حرارتی و نوع متریال ها به نرم افزار می دهد تا تعیین کند که میزان انبساط یا انقباض مورد انتظار تحت بدترین شرایط ممکن چقدر است. اگر محاسبات کد ASME اجبار به استفاده از اکسپنشن جوینت را تایید کنند ، باید بر اساس کد مربوطه مورد استفاده قرار گیرد حتی اگر مشتریان نیازی به این نوع اکسپنشن جوینت ها احساس نکنند و این موضوع دیگر اختیاری نخواهد بود زیرا موضوع سیاستهای محافظتی و یکپارچگی مبدل حرارتی مد نظر قرار می‌گیرد.

در بخش دوم (بعدی ) مقاله به این موضوع می پردازیم که کدام نوع اکسپنشن جوینت برای مبدل حرارتی مورد نظر ما بهترین انتخاب است؟

مبدل های حرارتی پوسته و لوله تجهیزات بسیار مهمی در طیف وسیعی از صنایع هستند. این تجهیزات در طیف وسیعی از کاربردها از جمله پالایش نفت و گاز و خنک سازی روغن هیدرولیک تا آماده سازی محصولات غذایی و دارویی برای ورود به بازار و اطمینان از سالم ماندن محصولات غذایی و لبنیاتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

با وجود اینکه این کاربردها بسیار از یکدیگر متفاوت به نظر می رسند اما در طراحی همگی آن ها موارد مشابهی رعایت شده است که مهمترین آن این موضوع است که چه نوع مبدل حرارتی پوسته و لوله ای برای یک کاربرد خاص مد نظر قرار گیرد. مبدل های حرارتی در صورتی که بر اساس استانداردهای روز دنیا و متریال های باکیفیت ساخته شوند دارای عمر طولانی تری خواهند بود.

نه تنها انتخاب مبدل از لحاظ ساختاری دارای اهمیت بسیار زیادی است بلکه کدها و استانداردهایی که این تجهیز با آنها مطابقت دارد نیز از اهمیت بالایی برخوردار هستند.استانداردهای صنعتی از این موضوع اطمینان حاصل می کنند که تمامی محصولات در بهترین حالت ممکن برای مشتریان ساخته شوند. 

استاندارد TEMA

یکی از پرکاربردترین استانداردهای صنعتی در سطح جهان توسط موسسه سازندگان مبدل حرارتی آمریکا تدوین شده است. این استاندارد روش ساخت مبدل های حرارتی پوسته و لوله را به کامل‌ترین شکل ممکن توضیح داده است. استانداردهای مکانیکال TEMA برای مبدل های حرارتی پوسته و لوله با قطر داخلی کمتر از ۶۰ اینچ و ماکزیمم فشار طراحی کمتر از ۳ هزار psi توصیه های ساخت دارد و برای سایزهای بزرگتر یک بخش جداگانه به نام بهترین توصیه های عملیاتی ساخت ضمیمه آن شده است.

این استاندارد سه نوع ساختار مبدل حرارتی را متصور می شود:

کلاس B:  برای کاربردهای فرآیندهای شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد.

کلاس C : برای کاربردهای تجاری عمومی مورد استفاده قرار می گیرد.

کلاس R : برای نیازها و شرایط بسیار سخت فرایندی نفت  مورد استفاده قرار می گیرد اما از آن می توان برای کاربردهای بزرگتر فرایندی نیز استفاده نمود.

تفاوت ها بین کلاسهای TEMA بسیار مهم می باشد. برای مثال ماهیت کار با تجهیزات پتروشیمی نیاز به ساختار قوی تر و سنگینتری دارد در حالیکه تجهیزات فرایندی شیمیایی با تجهیزات سبک‌تر و استنلس استیل قابل ساخت هستند.

استاندارد asme

یکی دیگر از استانداردهای ساخت مبدل های پوسته و لوله که بسیار در ساخت این نوع مبدل ها اهمیت دارند، توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکا طراحی شده است.کد asme viii مربوط به بخش های تحت فشار یک مبدل حرارتی پوسته و لوله میباشد. این بخش از استاندارد asme بیش از سایر بخش‌های آن مورد رجوع است اما بخش های دیگری نظیر V و II نیز استفاده می شود. این دو بخش به ترتیب مربوط به انتخاب متریال و تست های غیر مخرب می باشد. لازم به ذکر است که در کل ۱۱ بخش در استاندارد asme وجود دارد و بسیاری از مبدل های حرارتی و توسط هر دو موسسه asme و TEMA مورد تایید قرار می گیرند. 

استاندارد ped

به دلیل اینکه مبدل های حرارتی قسمت مهمی از تجهیزات بسیاری از صنایع هستند، در تمام دنیا کاربرد دارند.کشورهای متعددی قوانین متنوعی درباره تجهیزات استاندارد مورد نیاز قانونی دارند. در کشور ما ایران نیز استاندارد آی پی اس موردی به همراه استاندارد های نظیر tema و asme  مورد تایید بسیاری از مراجع قانونی می باشد. به همین دلیل سازندگان باید بدانند که مبدل حرارتی در کدام کشور و یا تحت کدام قوانین و استاندارد باید نصب گردد.

 دستورالعمل تجهیزات تحت فشار PED یکی از استاندارد های بین المللی است که در اتحادیه اروپا مورد استفاده قرار می گیرد. این استاندارد بخش های گسترده ای را پوشش می دهد از جمله بویلرها تا پایپینگ برای مخازن تحت فشار. این استاندارد همچنین برای مبدل های حرارتی پوسته و لوله نیز صحت دارد.

این استاندارد شامل قوانینی در خصوص :

انتخاب متریال

استاندارد های یکپارچه شده

نیازمندیهای ضروری

پایش بازار

و ارزیابی تطابق می باشد. هر کدام از این قوانین اجرایی می‌شوند تا از ایمنی محیط کار و این موضوع که محصولات تولید شده برای عموم مردم ایمن هستند اطمینان حاصل گردد.

مبدل های حرارتی پوسته و لوله توسط سدلهای افقی یا عمودی محافظت می شوند. ریبویلر های ترموسیفون عمودی نسبتاً کوچک هستند و معمولاً قطر آنها ماکسیمم یک متر و طول آنها ماکسیمم سه متر است و به همین دلیل می‌توان آنها را از برجهای تقطیر آویزان نمود و به صورت عمودی قرار داد طوری که بسیار نزدیک به برج قرار بگیرد. معمولاً ساپورت نزدیک به تیوب شیت بالایی قرار می گیرد و دو عدد براکت در طرف های دیگر مبدل قرار می گیرد.

کندانسور ها و یا کولرهای زیر صفر عمودی نیاز به این دارند که به صورت عمودی نصب شوند تا بتوانند هر دوعملیات کندانس کردن را درست انجام داده و سپس عملیات سرد سازی تا منفی صفر را انجام دهند. در صورتی که نیاز به مبدل های بزرگتری از ریبویلرهای ذکر شده وجود داشته باشد این مبدل ها توسط چهار عدد ساپورت مورد حمایت قرار می گیرند که مجدداً به منظور کاهش مشکلات ناشی از انبساط کانکشن های بزرگ روی قسمت تیوب ساید، در نزدیکی تیوب شیت بالایی قرار میگیرد.

براکت ها روی قطر vessel و با زاویه ۹۰ درجه از همدیگر قرار می گیرند.در سایر موارد، مبدل های حرارتی به صورت افقی قرار داده می شوند و در این موارد نیاز به حمایت مبدل توسط دو عدد سدل وجود دارد.این نوع آرایش مبدل حرارتی اجازه حمایت از  مبدل با قطرهای بزرگتر و طول های بیشتری را نسبت به مبدل های ذکر شده در بالا میدهد. و یا ممکن است که وزن کلی بالاتری را به دلیل نیاز به عمل کردن در فشار بالاتر داشته باشد که این امر موجب ضخیم تر شدن پوسته و فلنج های سنگین تر می شود.در خصوص استاندارد طراحی سدلها،  یکی از استانداردهای بسیار جامع استاندارد BS بریتانیا میباشد.

در محاسبات سدل ها باید چندین نیروی مهم را مدنظر قرار داد که در ادامه به آنها میپردازیم.

ابتدا بايد نيروي باد را براي مخزن محاسبه كرد. نيروي اوليه باد از روي نمودارها و كد UBC به‌صورت تعريف شده مشخص مي‌باشد و بايد شرايط رادر فرمول‌ها و نمودارها قرار داد و مقادير را به‌دست آورد. (UBC SECTION 1615)براي محاسبه نيروي باد فشار طراحي مخزن نبايد از ۱۰ PSI كم‌تر باشد.

نيروي باد باعث ايجاد يك نيروي برشي مي‌شود كه اين نيروي برشي ممان خمشي ايجاد كرده و اين نيروها بر روي SHELL تنش ايجاد مي‌كند. اين تنش‌ها بر روي مخزن و پايه‌ها نيرو وارد مي‌كند. از اين نيروها از نيروي برشي باد در مقابل بقيه نيروها مي‌توان صرف‌نظر كرد به علت اين كه مقدار تنشي كه ايجاد مي‌كند بسيار كوچك‌تر از تنشي است كه در اثر ممان ايجاد مي‌شود. بنابراين براساس تنش ايجاد شده مي‌توان ضخامت مورد نياز را محاسبه كرد.

نيروي وزن مخزن:

وزن مخزن نيز باعث ايجاد تنش فشاري بر روي پايه‌ها مي‌شود كه در صورتي اين تنش را داريم كه هيچ نيروي خارج از مركزي نداشته باشيم(نيروهايي كه از محور مخزن دور هستند) وزن را براي همه قطعات مخزن محاسبه مي‌كند كه عبارتند از:

۱٫              shell

۲٫              Head

۳٫              پايه‌ها و supportها

۴٫              رينگ‌هاي سخت‌كننده

۵٫              كليه OPPENINGها

۶٫              صفحه‌هاي داخل مخزن

۷٫              صفحه پايه‌ پيچ‌ها

۸٫              پيچ‌ها (Anchor Bolt)

۹٫              نردبان و سكو

۱۰٫         كليه عايق‌ها

۱۱٫         جمع موارد زير به اضافه ۶% از وزن shell به‌عنوان ضريب اطمينان

S: تنش مجاز

W: وزن كل مخزن                                  S=

C: ضريب واحد

 

T: ضخامت  Shell  يا skitt

زمين لرزه:براي به‌دست آوردن مقدار نيروي زلزله نيز بايد به استاندارد UBC مراجعه كنيم و باتوجه به دستور بخش فرآيند(process) ناحيه موردنظر را انتخاب مي‌كنيم و باتوجه به نمودارهاي UBC مقدار زلزله را به‌دست مي‌آوريم.

ارتعاشات: به علت نيروي باد در مخازن عمودي ارتعاش به‌وجود مي‌آيد و براي اين‌كه ايجاد نشود بايد دوره نوسان اين ارتعاش محدود و در دسترس باشد و از مقدار مجاز تجاوز نكند. زماني كه بيش‌ترين دوره نوسان طبيعي در مخزن به‌دست مي‌آيد ممكن است مخزن در نقاط اتصالات دچار وامادگي و تغييرشكل در مخزن و يا شكست در آن مي‌شود. به همين علت دوره نوسان مجاز بايد محاسبه شود.

 

D:  قطر خارجي                                                              T = 0.0000265

H: قطر مخزن از پايه                                                         دوره نوسان

G : شتاب گرانش زمين

T : ضخامت skir                                                             .  Ta= 080 

V: نيروي برشي باد                                                              دوره نوسان موجاز

W: وزن مخزن

 

W: وزن ويژه مخزن

طراحي پايه (SKIRT SUPPORT SKIRT:SKIRT نام پايه‌ايست كه مخازن عمودي بر روي آن قرار مي‌گيرد. اين پايه توسط جوش به Head متصل مي‌شود و معمولاً نياز است كه قطر جوش با ضخامت SKIRT برابر باشد براي محاسبه ضخامت موردنياز است كه قطر جوش با ضخامت SKIRT برابر باشد براي محاسبه ضخامت موردنياز SKIRT از فرمول زير استفاده مي‌شود:

 

t =  

D: قطر خارجي SKIRT

E: ضريب اتصال

MT: ممان درمحل اتصال SKIRT و SHELL

R: شعارع خارجي SKIRT

S: تنش مجاز

T: ضخامت موردنياز

W: وزن مخزن بر روي HEAD

اتصال SKIRT به HEAD به دو نوع مي‌باشد:

۱٫BUTT WELD كه در شكل A آمده و در اين حالت E= 0.6

 

۲٫LAP WELD كه در شكل B آمده است و در اين حالت E=0.45

مساحت موردنياز بلت‌ها در شرايطي كه مخزن خالي است اندازه‌گيري مي‌شود. براي محاسبات داريم:

ماكزيمم كشش lb/in. in                                                      T=

مساحت موردنياز ۱ بلت: in^2                                                BA =

تنش وارد بر انكريت psi                                                       SB =

AB: مساحت دايره بلت

CB: محيط دايره بلت

M: ممان حاصل از باد يا زمين‌لرزه

N: تعداد انكربلت

SB: ماكزيمم تنش مجاز ماده سازنده بلت

 

W: وزن مخزن در حالت ايستاده

طراحي حلقه انكربولت : حلقه بايد به اندازه‌كافي بزرگ باشد تا زماني كه بر روي پي بتوني قرار مي‌گيرد مقدار نيروي مناسب را تحمل كند.ضخامت اين حلقه بايد به اندازه‌ كافي باشد تا بتواند تنش ايجاد شده در اثر نيروي باد يا زلزله را تحمل كند و براي اين از فرمول‌هاي زير استفاده مي‌كنيم:

ماكزيمم نيروي فشاري : ۱b/ in                                           Pc=

فاصله عرضي از حلقه:   in                                                            L=

ضخامت حلقه: in                                                                 tB = 0.321

تنش كششي: psi                                                                   S1=

تنش فشاري: psi                                                               S2 =

AR: مساحت حلقه

AS: مساحت بين SKIRT

Cs: محيط از قطر خارجي SKIRT

Fb : ضريب اطمينان نيرو و بتن (جدول E)

L1 : in

L1L2: in

M: ممان تا پايه

 

W: وزن مخزن در شرايط عادي يا تست

طراحي انكربولت‌ها همراه حلقه آن‌ها:

براي طراحي در اين شرايط ضخامت حلقه موردنظر است. بنابراين بايد تنش‌هاي وارد بر حلقه را به‌دست آوريم. هنگامي كه يك مخزن تحت نيروي باد يا زلزله قرار مي‌گيرد در قسمت و طرفي كه در مقابل باد قرار مي‌گيرد تنش كششي در حلقه فولادي ايجاد مي‌شود و در طرف ديگر تنش فشاري در فونداسيون بتني بيش‌تر مي‌شود. اين هم واضح است كه سطح بلت‌ها محل قارگيري آن‌ها به هم وابسته‌اند اگر سطح بلت‌ها  افزايش يابد سطح حلقه كاهش مي‌يابد پس با هم نسبت عكس دارند. با روش طراحي كه در زير مي‌آيد مي‌نيمم مقدار سطح انكربلت‌ها بر اساس سطح حلقه داده شده است و چون مقاومت فولاد و بتن با هم متفاوت است بنابراين محور مركزي بر مركز SKIRT منطق نمي‌شود