Diseo, Construccin e Inspeccin de TanquesPresentado por:Ing. Walter Felix Goycochea BustamanteDICIEMBRE 2006

TEMARIOImportancia y tipos de Tanques de almacenamiento.Criterios de diseo Estructural.Procesos de Construccin.Protocolos de pruebas y control de calidad.Inspeccin por mtodos moderno NDT.Proteccin Catdica.Pinturas Industriales.Techos Flotantes y mtodos de clculos de perdidas por evaporacin.Cubicacin.

Importancia y Tipos de Tanques de Almacenamiento de Hidrocarburos

ACTIVIDADES DE HIDROCARBUROS QUE UTILIZAN TANQUES

Explotacin (Bateras de produccin)Transporte por ductos (Estaciones de Bombeo)Refinacin y Procesos Industriales (Patio de tanques) ComercializacinPlantas de AbastecimientoEstaciones de Servicio Plantas Envasadoras de GLPConsumidores directos

CAPACIDAD DE TANCAJE* PER

N Capacidad MBRefineras 379 10716Plantas de Gas 58 68Plantas Lubricantes 78 225Estaciones-ONP 27 1437Terminales 167 3454TOTAL 709 15900

FOTOGRAFIA PANORAMICA DE UN PLANTA INDUSTRIAL

CLASIFICACION DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS SISTEMAS CONVENCIONALES

TANQUES SUPERFICIALES

ATMOSFERICOS (1 ATM)A PRESION (1 A 15 PSIG)A PRESION > 15 PSIGREFRIGERADOSTERMICOS- TANQUES ENTERRADOS SISTEMAS NO CONVENCIONALESPOZA ABIERTA, FLOTANTES, CAVERNAS, PLATAFORMAS MARINAS

CLASIFICACION DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS LIQUIDOSTabla de Clasificacin de Hidrocarburos Lquidos NFPA 30

LQUIDO INFLAMABLE: Son los que tienen un punto de inflamacin < 37.8C (ASTM D-56 copa cerrada). Se subdivide en:

CLASE IA: P.Flash

CLASIFICACION DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS LIQUIDOSLIQUIDO COMBUSTIBLE: Son los que tienen punto de inflamacin > de 37.8C

CLASE II: P.Flash 37.8C

RIESGOS EN ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS

RIESGOS EN ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS

Bleve en Per

INCENDIO

CONDICION INSEGURA

ACTO INSEGURO

PARTES DE UN TANQUECIMENTACIONFONDOCILINDROTECHOPROTECCION DE FONDOSELLO ASFALTICOACCESORIOS

ESQUEMA DE LAS PARTES DE UN TANQUETECHOCILINDROSELLOASFALTICOCIMENTACIONFONDOPROTECCION EXTERNA FONDO

ESQUEMA FINAL DE TANQUE

Criterios de Diseo Estructural

DETALLES DE DISEO Y DE INSTALACIN

Memoria descriptiva.Normas y reglamentos aplicables al diseo.Clasificacin de reas de riesgo.Estudios de suelos.Cimentacin.Especificaciones de diseo de tanques.Especificaciones generales de materiales, equipos e instalaciones: Tanques, tuberas, bombas, rea estanca, sistema de drenaje, accesorios, etc. Especificaciones de sistemas contraincendio y de enfriamiento.Especificaciones de control de corrosin.Planos topogrficos.Planos de situacin y ubicacin: Layout.Planos de distribucin.Planos de obras civiles.

DETALLES DE DISEO Y DE INSTALACINPlanos elevacin.Planos generales de sistemas contraincendio y de enfriamiento.Plan de contingencia para la construccin.Estudio de Impacto Ambiental.Estudio de RiesgosManual de Construccin.Especificaciones tcnicas mecnicas, elctricas, instrumentacin.Especificaciones de construccin (obras civiles: Excavacin, cimentacin, etc., obras mecnicas: Soldadura, montaje, etc.).Planos de estructuras.Planos de accesorios.Planos de tuberas e instrumentos.Planos de instalaciones elctricas.Planos de detalle de sistema contra incendio y de enfriamiento.Planos de construccin.Cdigos y estndares de construccin.Control de calidad de materiales y equipos.Inspecciones y pruebas.Plan de contingencia para el uso y funcionamiento.Tablas de Cubicacin.

BASE DE DISEO

NORMAS TECNICAS API 650 Welded Steel Tanks for Oil Storage.Cubre requerimientos de materiales, diseo, fabricacin, ereccin y pruebas de tanques de almacenamiento, cilndricos, verticales, superficiales, construidos de acero, soldados, abiertos o techados

NORMAS TECNICAS API 620 Design and Construction of Large Welded, Low Pressure Storage Tank Cubre diseo y construccin de tanques soldados, ensamblados en campo, usados en petrleo y derivados que operan a presin mxima de 15 psig.

NORMAS TECNICAS API 653 Tank Inspection, Repair, Alteration and Reconstruction Cubre inspeccin, reparacin, modificacin, reubicacin y reconstruccin de tanques de almacenamiento superficiales, construidos bajo el API 650.

NORMAS TECNICAS API 12B Bolted Tanks for Storage of Productions Liquids Cubre requerimientos de materiales, diseo y construccin de tanques cilndricos, verticales, superficiales, de acero, empernados, con capacidades nominales de 100 Bls a 10000 Bls.

NORMAS TECNICAS API 12D Field Welded Tanks for Storage of Production Liquids Cubre requerimientos de materiales, diseo y construccin para tanques cilndricos verticales, superficiales, soldados, con capacidades nominales de 500 Bls a 10000 Bls.

NORMAS TECNICAS API 12F Shop Welded Tanks for Storage of Production Liquids Cubre los requerimientos de materiales, diseo y construccin de tanques cilndricos verticales, superficiales, soldados en fbrica, con capacidades nominales de 90 Bls a 500 Bls.

NORMAS TECNICAS API 2000 Venting Atmospheric and Low Pressure Storage Tanks: Nonrefrigerated and Refrigerated Cubre los requerimientos de venteos de vapor, normales y de emergencia, para tanques superficiales, de almacenamiento de petrleo y productos del petrleo y tanques de almacenamiento refrigerado, superficiales y enterrados, diseados para operar a presin desde vaco.

NORMAS TECNICAS API 2510 Design and Construction of LPG Installations Cubre el diseo, construccin y locacin de instalaciones de Gas Licuado de Petrleo en Terminales, Plantas de Proceso de Gas Natural, Refineras, Plantas Petroqumicas y Patios de Tanques.

NORMAS TECNICAS API 2510A Fire Protection Considerations for the Design and Operation of Liquified Petroleum Gas (LPG) Storage Facilities Cubre el diseo, operacin y mantenimiento de facilidades de almacenaje de LPG desde el punto de vista de prevencin y control de fugas, diseo y proteccin contraincendio y medidas de control de incendios.

NORMAS TECNICAS ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII Cubre requerimientos de construccin mnimos para el diseo, fabricacin, inspeccin y certificacin de recipientes a presin

DISEO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO PARA CARGAS SISMICAS

Los tanques de almacenamiento verticales, construidos segn la norma API 650, son extensamente usados para el almacenamiento de hidrocarburos. Dicha norma, cuya aplicacin es exigida por las legislacin nacionales, proporciona diversos criterios de diseo para cada uno de los componentes del tanque. En el presente capitulo se presentan dos temas en particular, relacionados con el diseo estructural y estabilidad de tanques de almacenamiento de techo fijo:

. Diseo de tanques de almacenamiento para cargas ssmicas.. Diseo de la unin cilindro- techo.

Las cargas derivadas de los sismos producen en los tanques de almacenamiento esfuerzos muy superiores a los normales y pueden inclusive comprometer su estabilidad. Por tal motivo es importante tenerlas en cuenta en la etapa de diseo. En el apndice E de la norma API 650 se incluye un procedimiento para el diseo ssmico de tanques de almacenamiento. Una consideracin es que el tanque responde a la excitacin producida por el movimiento ssmico de dos modos:

a)Una respuesta de alta frecuencia debida a la vibracin del techo, cilindro y de la porcin de lquido que se mueve solidariamente al cilindro. A la porcin de lquido que vibra al unsono con el tanque se le llama masa impulsiva. Durante el movimiento ssmico se asume que esta masa se comporta como un cuerpo rgido. La masa impulsiva esta compuesta por el lquido en la parte inferior del tanque.

b) Una respuesta de baja frecuencia debida al movimiento de la porcin del lquido que no es solidario al cilindro, a su propia frecuencia natural. A esta porcin de lquido se le denomina masa convectiva y esta compuesta por el lquido ms prximo a la superficie. Este volumen de lquido tiene libertad para moverse verticalmente, generndose un movimiento de tipo ondulatorio (olas).

MODELO DE MASAS CONVECTIVA E IMPULSIVA.

La proporcin de reparticin de lquido entre las masas impulsiva y convectiva depende de la relacin dimetro/ altura del tanque. En tanques altos predomina la masa impulsiva, mientras que en tanques bajos predomina la convectiva.

PORCION DE MASAS CONVECTIVAS/IMPULSIVAS EN TANQUES ALTOS Y BAJOS

ANALISIS DE COMPORTAMIENTO DURANTE SISMOComo consecuencia de su movimiento, ambas masas generan sobre las paredes del tanquepresiones hidrodinmicas. La resultante de esta distribucin de presiones es una fuerza lateral actuando a una determinada altura sobre la base del tanque. Esta resultante de las presiones se manifiesta en la seccin inferior del cilindro como una fuerza cortante y un momento de volteo.

Distribucin de presiones hidrulicas en las paredes del tanque

El momento de volteo en la seccin inferior del cilindro origina compresin en una mitad de la circunferencia del cilindro y levantamiento en la otra. Si el momento es suficientemente alto, puede producirse inclusive el completo volteo del tanque. Los esfuerzos de compresin, pueden determinar la falla por pandeo de la parte inferior del cilindro. A este tipo de falla se le conoce como pata de elefante

DEFECTO TIPO PATA DE ELEFANTE

La tendencia al volteo generada por el movimiento ssmico es contrarrestada, en tanques sin anclajes, por las siguientes fuerzas:Peso del cilindro del tanque y de la porcin del techo soportada por el cilindro.Peso de la porcin del lquido adyacente al cilindro. El volumen del contenido del tanque que se puede considerar se opone al volteo, depende del espesor de la plancha del fondo debajo del cilindro. Cuando este espesor es grande, el fondo es ms rgido y mayor es su aporte en contrarrestar el volteo. Cuando el espesor es pequeo el fondo se aproxima a una membrana totalmente deformable y no aportar mayor resistencia al volteo. Los tanques en los cuales el momento de volteo no pueda ser contrarrestado por las fuerzas sealadas y por lo tanto tendran tendencia al volteo completo; o aquellos en los cuales las fuerzas de compresin superen la fuerza crtica de pandeo, se denominan inestables.

Cuando en el proceso de diseo de un tanque se identifica que este es inestable, es necesario tomar alguna o varias de las siguientes medidas:Incrementar el espesor de la plancha del fondo debajo del cilindro. Con esto se eleva el volumen del contenido del lquido que aporta resistencia al volteo.Incrementar el espesor del cilindro. Esta medida incrementa el peso del cilindro, lo cual contrarresta el volteo; as como la carga crtica de pandeo.Cambiar las proporciones del tanque, es decir aumentar el dimetro y reducir la altura. Cuanto mayor es la relacin H/D, mayor es la tendencia a la estabilidad del tanque.Anclar el tanque a la cimentacin. Con esta alternativa, la resistencia al volteo es proporcionada por el peso del cilindro y por los anclajes. Evidentemente, deben calcularse el nmero de anclajes, dimensiones y los elementos de sujecin al cilindro para asegurar que tienen la resistencia suficiente. Adems la propia cimentacin debe ser adecuadamente calculada.

Diseo tpico de anclaje para tanques de Almacenamiento

El apndice E fue adicionado a la norma API 650 en 1978, por lo cual es muy probable que muchos tanques construidos antes de ese ao y que se encuentran en zonas ssmicas sean en realidad inestables y que por ende se encuentren en situacin de riesgo en el evento de un movimiento ssmico.Como un criterio preliminar, aquellos tanques con una relacin H/D mayor a la indicada en la tabla 1 del apndice E del API 650, es probable tengan un comportamiento inestable; y por lo tanto se justifica una evaluacin detallada de su diseo.

RELACIN MXIMA H/D A LA CUAL ES PROBABLE EL CUMPLIMIENTO DEL API 650. VLIDA PARA ZONAS DE ALTA SISMICIDAD.

PROBLEMAS OCASIONADAS EN TECHO

DIAGRAMA DE FLUJO PARA EVALUACIN DE TANQUES EXISTENTES A CARGAS SSMICAS

Los tanques nuevos deben ser diseados en base a criterios ssmicos que estn en conformidad con la ltima versin de los siguientes documentos:

AWWA D100, Standard for Welded Steel Tanks for Water Storage (Norma para tanques de acero soldado para el almacenamiento de agua)

AWWA D100, Standard for Wire-Wound Circular Prestressed-Concrete Water Tanks (Norma para tanques de agua circulares de concreto pre-tensado con dosificador helicoidal)

UBC American Concrete Institute 350, Concrete Environmental Engineering Structures

American Petroleum Institute 650*, Welded Steel Tanks for Oil Storage.

Diseo de Unin Cilindro TechoLa unin cilindro- techo de un tanque de almacenamiento merece cuidadosa atencin durante la etapa de diseo, para asegurar que esta se comportar de la manera requerida.Esta unin puede soportar esfuerzos de compresin o de traccin a consecuencia de las cargas transmitidas desde el techo al cilindro. Entre ellas se tienen el peso propio del techo, la presin interna y la carga viva sobre el mismo.La norma API 650 tiene en cuenta un anillo de compresin, compuesto por un sector del cilindro, el ngulo de tope y un sector del techo.. El rea achurada en la figura siguiente resiste los esfuerzos generados por las cargas que se transmiten del techo al cilindro.

rea resistente de la unin cilindro- techo

El trmino anillo de compresin, utilizado por el API 650 hace alusin a que los esfuerzos en dicho anillo, son de compresin cuando el techo est sometido a fuerzas de abajo hacia arriba, como en el caso de una presin interna. Sin embargo, como se ver ms adelante, los esfuerzos pueden ser de traccin cuando el techo soporta fuerzas de arriba hacia abajo, como en el caso del peso propio y la carga viva de techos autosoportados.La figura siguiente representa el tipo de deformacin que sufre el tanque a consecuencia de la presin interna sobre el techo. El ngulo entre el cilindro y el techo tiende a aumentar; y el permetro del anillo tiende a reducirse. Esta reduccin de longitud del anillo se traduce en esfuerzos de compresin.

DEFORMACIN DEL TANQUE POR PRESIN INTERNA

ANALISIS POR ELEMENTOS FINITOS La figura siguiente muestra un modelo de elementos finitos de una unin tpica cilindro- techo. Se aprecia claramente, segn el cdigo de colores, que los esfuerzos en la propia lnea de unin y en los sectores aledaos de techo y cilindro son negativos, es decir estn a compresin. Cuando el tanque es requerido para soportar presin interna, en el diseo debe preverse que el rea resistente sea suficiente para que los esfuerzos de compresin estn por debajo del admisible. Si esto no ocurriera la unin cilindro- techo fallara por pandeo, de manera similar a como falla una columna esbelta cuando es sobrecargada axialmente.

DIAGRAMA TPICO DE ESFUERZOS EN LA UNIN CILINDRO- TECHO POR PRESIN INTERNA.

El API 650 contempla varios casos con relacin a la presin interna en tanques dealmacenamiento:Tanques sin presin interna, es decir con alguna abertura a la atmsfera.Tanques con presin interna inferior al peso por unidad de rea de las planchas de techo. En este caso el propio peso de las planchas equilibra la presin y la unin cilindro- techo no transmite esfuerzos. Para planchas de 3/16 de espesor, esta presin es de 0.05 psi.Tanques con presin interna superior al peso de las planchas del techo pero con una resultante inferior al peso del techo, cilindro y accesorios soportados por el cilindro. En este caso la unin cilindro- techo, si transmite esfuerzos y debe asegurarse que su rea sea suficiente para resistirlos. La tendencia del tanque al levantamiento, a causa de la presin, es equilibrada por el peso del cilindro y el techo.Tanques con una presin mayor a la anterior pero menor a 2.5 psi. En este caso la unin cilindro- techo debe disearse con cuidados similares al caso anterior pero adems debe evitarse el levantamiento del tanque mediante anclajes a la cimentacin..Cuando la presin interna sea mayor de 2.5 psi se excede el alcance del API 650 y se tendra que disear segn API 6202.

Puede ser necesario, y de hecho es lo ms corriente, que la unin cilindro- techo no sea requerida para resistir una presin interna sino, por el contrario, para fallar cuando la presin se incremente de manera anormal. Tal es el caso de las uniones dbiles. En este caso, lo que el diseo debe asegurar es que el rea resistente sea menor a un valor determinado, que asegure que el anillo de compresin fallar por pandeo, antes que la sobrepresin origine algn dao mayor en el tanque, como puede ser la falla de la unin cilindro- fondo. Al pandeo del anillo de compresin sobreviene la falla de la soldadura entre el techo y el anillo de tope generndose una abertura por donde la sobrepresin en el interior del tanque es evacuada.

Si la sobrepresin en el interior del tanque es suficiente para producir el levantamiento del cilindro, la unin cilindro- fondo sera sometida a esfuerzos anormales y el fondo tendera a tomar una forma esfrica. Esto puede originar la falla de la unin cilindro- fondo o del propio fondo, con la consiguiente prdida del lquido almacenado. Con la unin dbil se trata de eliminar esta posibilidad. Por lo tanto, se debe asegurar que la presin mxima que resista la unin cilindro- techo sea menor a la necesaria para producir el levantamiento del cilindro del tanque. Esta condicin se traduce en un lmite mximo para el rea del anillo de compresin.Segn el API 650 debe cumplirse:

A W/[ 201,000 x Tan ]

Donde:A : rea resistente del anillo de compresin (pulg2). W: Peso del cilindro y de las estructuras y accesorios soportados por ste (libras). : ngulo de inclinacin del techo

Como el peso del cilindro del tanque es aproximadamente proporcional al producto de la altura por el dimetro (HxD), cuando el tanque es de pequeo dimetro es prcticamente imposible obtener la condicin de debilidad antes indicada. En la figura siguiente se muestran dos curvas que relacionan la posibilidad de disear una unin dbil con el dimetro y altura del tanque, para inclinaciones del techo de 0.75/12 y 2/12. En las combinaciones por encima de cada una de las curvas es posible disear uniones dbiles. Se aprecia que para dimetros menores a 30 pies no se obtienen uniones dbiles, a menos que la altura del tanque sea muy grande, lo cual incrementa la relacin H/D del tanque y compromete su estabilidad en caso de sismo.

Para inclinaciones de techo 2/12 se aprecia que la unin dbil solo es factible para dimetros mayores a 60 pies. Por lo tanto, es prcticamente imposible disear un tanque de techo cnico autosoportado con unin dbil, teniendo en cuenta que el API 650 establece que este tipo de techos deben tener una inclinacin mnima de 2/12.

RELACIN H/D PARA FACTIBILIDAD DE UNIN DBIL.

Para considerar a una unin cilindro- techo como dbil, el API 650, exige adems lo siguiente:

El techo debe ser cnico, con una pendiente no mayor a 2/ 12.La soldadura de las planchas del techo con el anillo de tope no debe tener un espesor mayor a 3/16.

En techos autosoportados, el peso del propio techo y la carga viva generan sobre el llamado anillo de compresin esfuerzos de traccin. Ambas cargas se traducen en una fuerza de arriba hacia abajo. Cuando el techo es de tipo soportado, esta fuerza se transmite hacia el suelo por la estructura de soporte. En techos autosoportados esta fuerza es transmitida al cilindro a travs de la unin cilindro- techo. La figura 11 representa el tipo de deformacin producida sobre la unin cilindro- techo a consecuencia del peso y carga viva. Se observa que esta zona tiende a incrementar su dimetro y por lo tanto se generan esfuerzos de traccin. La figura 12 muestra un modelo de elementos finitos donde se aprecia que los esfuerzos en la unin cilindro- techo y los sectores cercanos son positivos.

DEFORMACIN DEL TANQUE POR PESO PROPIO DEL TECHO Y CARGA VIVA

DIAGRAMA TPICO DE ESFUERZOS EN LA UNIN CILINDRO- TECHO POR PESO PROPIO Y CARGA VIVA EN TECHOS CNICOS AUTOSOPORTADOS.

La condicin de resistencia mecnica del anillo, que asegura que los esfuerzos estn por debajo de lo admisible, se traduce en un valor mnimo de la seccin del anillo de compresin. Segn el API 650, para techos cnicos auto soportados debe cumplirse que:

A : rea resistente del anillo de compresin (pulg2)D : dimetro de tanque en pies : Angulo de inclinacion del techoEsta breve exposicin de los aspectos ms saltantes involucrados en el diseo de la unin cilindro- techo, permite apreciar la importancia de prestar adecuada atencin a este punto, para asegurar que dicha unin se comportar de la manera requerida. En ocasiones ser necesario garantizar un rea mnima de la unin y en otras por el contrario deber asegurase que sea menor a un determinado valor. En el diagrama de flujo siguiente se resumen los criterios de lmites mximo y mnimo de esta unin, de acuerdo al tipo de techo y requerimiento.

A D2/[3000 x (sen)]

CRITERIO PARA DETERMINAR EL REA DE LA SECCIN RESISTENTE, UNIN CILINDRO- TECHO

CRITERIOS DE DISEO DE UN TANQUE A DETERMINAR EN RELACION A LA PROTECCIN DEL MEDIO AMBIENTE

Objetivo: Evitar riesgos de:Explosin/incendio por exposicin al calor y fuego (Layout, Sistema CI, Sistema de enfriamiento, techo flotante, etc.)Derrames/contaminacin ambiental por impacto a cuerpo receptor (Indicador de nivel, cubetos, impermeabilizacin, cimentacin, cunetas, etc.)Accidentes por condicin insegura (Iluminacin, barandas, escaleras, etc.).Factores principales considerados en normas:Caractersticas del producto (Naturaleza: gas, lquido, gas comprimido, gas licuado, estabilidad).Condiciones de operacin (Presin, temperatura).Localizacin de tanques: Refineras, anexo a refineras, terminales, zonas aisladas (consumidores directos), etc.Mejoras tecnolgicas (Control de nivel, sistemas automticos, doble fondo).Experiencia (Estadstica de emergencias).

FACTORES PRINCIPALES DIVERSOS DE DISEOLAYOUT (Relacionado con la instalacin)

DISPOSICINEs la posicin relativa de equipos o unidades dentro de una locacin dada.

ESPACIAMIENTOSon las distancias mnimas entre unidades o equipos. La experiencia ha demostrado que el fuego y las explosiones en reas congestionadas de Plantas de Procesos han resultado en grandes prdidas humanas y materiales

ESPACIAMIENTO INADECUADO

TANQUE SIN MURO DE CONTENCION

FACTORES DE RIESGOOperaciones de alto riesgo.Operaciones agrupadas.Operaciones crticas.Concentracin de propiedades.Tiempo de reemplazo e instalacin de equipos.Interdependencia de facilidades.Exposicin de incendio y explosin.Accesibilidad de mantenimiento y emergencia.Drenaje y pendiente.Riesgos naturales y clima.Expansiones futuras.Exposiciones externas

TIPOS DE TECHOTecho Flotante Elimina el espacio para los vapores.Cubierta simple con pontones.Cubierta doble con pontones.Techos flotantes internosUsos (Lquidos de Clase I):Lquidos con PVR > 4 psia.Lquidos almacenados a temp. cercanas a su pto. Flash.Tanques con dimetro > 45 m. para lquidos con bajo p. Flash. (Rate de bombeo de espuma a superficie de lquido no es suficientemente rpido para ser efectivo en tanques > 45 m de dimetro).Lquidos con alto PVR sensitivos a degradacin por oxgeno.Techo Fijo - Opera con un espacio para los vapores, el cual cambia cuando vara el nivel de los lquidos.Usos : Lquidos de Clase II y III.

TECHO CON SABANA FLOTANTE

TECHO FLOTANTE

SISTEMAS DE VENTILACIONRegula las presiones y sub presiones internas evitando variacin de presin que distorsiona el techo o el cascoVenteo normal Todo tanque requiere un sistema de ventilacin:Ventilaciones libres o vlvulas de presin y vaco de acuerdo al API 2000.-En campos de produccin de petrleo tanques menores de 3000 Bls, con ventilacin libre.-Tanques Clase 1A con vlvulas presin vaco-Tanques Clase 1B y 1C con matachispa.Venteo de emergencia Todo tanque deber tener algn elemento constructivo o accesorio que alivie la excesiva presin interna debido a aumentos de temperatura por exposicin al fuego:En tanques verticales, techo o sbana flotante o unin dbil entre techo y cilindro.Capacidad de venteo segn NFPA 30.(Falla en sistema de ventilacin de emergencia puede causar la explosin violenta del tanque o su desplazamiento a gran distancia

VALVULA PRESION VACIO

PREVENCION DE DERRAMESDispositivos de medicin del tanque.Procedimientos de control de nivel.Dispositivos de deteccin de alto nivel. (Alarma)Dispositivos de deteccin con accin de cierre de vlvulas.

SISTEMAS CONTRAINCENDIOSistema de Espuma Contraincendio.Consiste de equipos fijos o semifijos, que incluye un adecuado suministro de concentracin de espuma para proteger todas las reas donde se almacena y manipula lquidos inflamables o combustibles.El concentrado de espuma debe ser compatible con el lquido a ser protegido (polar o no polar).-El equipo de aplicacin y la cantidad almacenada de concentrado de espuma debe estar adecuada para extinguir un incendio que involucre el tanque de mayor capacidad.El diseo del sistema debe estar de acuerdo al NFPA-11

Sistema de EnfriamientoConsiste en la instalacin de sistemas fijos water spray en todos los tanques de almacenaje a presin, horizontal o vertical.Sistemas water spray o sistemas deluge deben instalarse en todas las esferas Los tanques expuestos por emergencias en otros tanques deben contar con sistemas water spray para proteger las reas expuestas.Tanques de petrleo de gran capacidad debe contar con sistema de enfriamiento water spray.

SISTEMA WATER SPRAY

PRUEBA HIDROSTATICATodos los tanques, sean fabricados en taller o en campo, debern ser probados antes de que sean puestos en servicio, segn las partes aplicables de la norma con la que fueron fabricados:Todos los tanques, atmosfricos, tanques refrigerados o de baja presin, a la terminacin del fondo, se har una prueba de fugas por medio de una caja de vaco u otro medio.Terminada la construccin, se har el alivio de esfuerzos, exmenes radiogrficos y otras operaciones similares.Todos los tanques se sometern a pruebas neumticas e hidrostticas para comprobar la estanqueidad y seguridad del cilindro. Se comprobar tambin la estanqueidad de las soldaduras y de todos los accesorios del techo.Se verificar que las vlvulas de presin y vaco operen a las presiones deseadas.En los tanques y recipientes a presin, despus de las inspecciones, los equipos sern probados hidrostticamente en su posicin de operacin, segn las normas del ASME.

DISEOCapacidad?Arreglo Espacios DisponiblesDiametroAlturaProducto a AlmacenarDiseo Sistemas Seguridad NFPA IITipo TechoClase 1Clase 2Techo FlotanteTipo SelloRespiraderosDrenaje FondoSabana FlotanteTecho FijoVlvula Presin VacoINSTRUMEN y Sistema MedicinTemperaturaSistema Control DerramesNivelVentilacinControl CalidadDiseo MecnicoPruebasSistema EnfriamientoSistema ExtincinObras CivilesCimentacinProteccin FondoSello Asfaltivo

Construccin de Tanques

PROCESO DE CONSTRUCCIN DE TANQUESOBRAS CIVILESLos trabajos consisten bsicamente en trabajos de movimiento de tierras, una base impermeable para las reas del cubeto, obras de concreto simple y concreto armado (elementos que conforman el anillo de concreto).

MEJORAMIENTO DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO:Para la cimentacin del tanque, el suelo del fondo de la excavacin se mejora mediante un material seleccionado y compactado.

CONSTRUCCIN DE LA CIMENTACIN DEL TANQUE:La cimentacin es superficial conformada por dos elementos bien definidos. En el fondo es cimiento corrido de concreto ciclpeo de un fc= 140 Kg/cm2. Un anillo de concreto armado, este anillo tiene como finalidad confinar el relleno de material seleccionado (sub-base) y la base, las cuales reciben las cargas trasmitidas por el tanque lleno.

IMPERMEABILIZACIN DEL SUELO SUBYACENTE AL TANQUE:Las reas estancas de seguridad se conforman de 02 capas de geotextil y una de geomembrana, conformando suelos impermeables a la filtracin de aguas pluviales y derrames de producto.

FOTO

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ARREGLO DE PLANCHAS DE FONDO SEGN API A 4-3-14

METODO DE TRASLAPE

ARMADO SECUENCIAL DEL CILINDRO DEL TANQUE

ARMADO DEL SEGUNDO ANILLO

CONSTRUCCIN TECHO FLOTANTE

Pintura exterior

Protocolos de Prueba exigidos en la Construccin de Tanques de Almacenamiento

PROTOCOLO DE PRUEBAS EN LA CONSTRUCCIN DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS ATMOSFRICOS

OBJETIVOS DE ESTE CAPITULO

Conocer la finalidad de las Calificaciones de Procedimientos de Soldadura y de Soldadores / Operadores de Soldar.Evaluar, basado en los requisitos de las normas tcnicas, los resultados de ensayos.Identificar los equipos ms adecuados para realizar mediciones.Preparar documentos tcnicos basados en las exigencias de las normas de estudio (protocolos de prueba)

PROTOCOLO DE PRUEBAS EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO ATMOSFRICO Y A PRESION.NORMAS REFERENCIALES Soldaduras ejecutadas en fabricacin de tanques bajo API standard 650 Welded steel tanks for oil storage

Soldaduras ejecutadas en fabricacin de recipientes a presin bajo ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section I y VIII.

Soldaduras ejecutadas durante la aplicacin del cdigo API 510 Pressure Vessel Inspection Maintenance Inspection, Rating, Repair, and Alteration

Aplicacin del standard API 572 Inspection of Pressure Vessels

fabricacin de tanques a presin atmosfrica, baja presin y tanques a presin API 620

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURAOBJETIVOAl iniciar la fabricacin de una construccin soldada es preciso disponer de las suficientes garantas respecto a que s soldando con el procedimiento y la tcnica seleccionados se va a lograr la continuidad metlica de la unin en el sentido indicado en el trmino soldabilidad. Con el objeto de avalar estas garantas, es necesario realizar previamente la Calificacin del Procedimiento que se va a emplear, as como la Homologacin de la mano de obra que va a ejecutar el mismo

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURALA CALIFICACIONConsta de las siguientes fases:Preparacin de la Especificacin del Procedimiento (WPS).Soldar una probeta , siguiendo fielmente la Especificacin.Someter la probeta a los ensayos requeridos por el cdigo de diseo de la construccin soldada y a los adicionales que puedan imponer las condiciones de servicio.

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA1 LA CALIFICACIONESPECIFICACIN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS)En la especificacin debern indicarse claramente todas las variables o parmetros de soldeo.PROCESO DE SOLDEO: SMAW, SAW, GMAW, etc / tipoUNIONES: (QW-402)Tipo: V, X, U, J, K, etc.Dimensiones: ngulo, taln, separacin.Sistema de preparacin de bordes.Uso de backing.

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA1 LA CALIFICACIONESPECIFICACIN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS)METAL BASE (QW-403)- Calidad.- Grupo PN y GN.- Espesor.MATERIAL DE APORTE (QW-404)- Tipo de electrodo: Clasificacin AWS.- Tamao de electrodo/alambre.- Rango de deposicin.- Flux.- Tipo de Inserto.- Composicin (A N).- Grupo de Electrodo (F N).

CLASIFICACION DE ELECTRODOS Y ALGUNAS DESIGNACIONES APLICADAS A SOLDADURA DE TANQUESE X X X X RESISTENCIA REVESTIMIENTO A LA TRACCION CARACTERISTICAS DE OPERACION

CONDICIONES DE SOLDADURACurva de Voltaje Amperaje para una Fuente de Corriente Constante ocv = voltaje del circuito abierto

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA1 LA CALIFICACIONESPECIFICACIN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS)

POSICIN DE SOLDADURA (QW-405).- 1G, 2G 1F, 2F (Ver Fig. 4).- Sentido de avance o progresin. PRECALENTAMIENTO (QW-406)- Temperatura de inicio, de interpase.- Fuente de Calor.TRATAMIENTO TERMICO POST SOLDEO (QW-407).- Temperatura a alcanzar.- Velocidad de calentamiento y enfriamiento.- Tiempo de mantenimiento.

LA CALIFICACIONModos de Transferencia del Metal; (a) Spray, (b) Globular, y (c) Corto Circuito. (No se muestra arco pulsante)soldadura por arco con alambre y proteccin gaseosa

LA CALIFICACIONSoldadura por Arco con Alambre Tubular Autoprotegida

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA1 LA CALIFICACIONESPECIFICACIN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS)GASES- Tipo de Gas.- Composicin.- Flujo, etc.CARACTERSTICAS ELECTRICAS (QW-409)- Corriente, polaridad.- Amperaje.- Voltaje.- Tipo de deposicin (automtica).TCNICA (QW-410)- Velocidad de Soldeo.- Forma de deposicin.- Mtodo de Limpieza entre pasadas.- Procedimiento de escamado de raz.- Nmero de pases.- Nmero de electrodos / alambres.

1 LA CALIFICACIONINFLUENCIA DE LA POLARIDAD PARA UN BUEN TRABAJO DE SOLDADURA

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA1 LA CALIFICACION

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA1 LA CALIFICACION

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA1 LA CALIFICACIONESPECIFICACIN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS)

PROTOCOLO DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA

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PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA1 LA CALIFICACION SOLDADURAS Y ENSAYOSEsta fase consiste en soldar una probeta respetando lo indicado en la especificacin del procedimiento, realizando los controles de temperatura necesarios, si se necesitar de precalentamiento y post-calentamiento.Finalizado el proceso anterior, se realizan los ensayos requeridos. Como mnimo abarcarn: un ensayo de traccin, dos ensayos de doblado y un barrido de durezas en la seccin transversal de la junta, aunque los cdigos no lo soliciten.Por exigencias del servicio que van a prestar las soldaduras se pueden llevar a cabo diferentes pruebas como: ensayo de impacto, ensayo de corrosin, etc.

1 LA CALIFICACIONSOLDADURAS Y ENSAYOS (HOJA DE REGISTRO DE CALIFICACION)

1 LA CALIFICACION(HOMOLOGACION DE SOLDADOR)

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650En el Articulo 5.3 Inspecciones, Pruebas y Reparaciones, se dan lasexigencias de control que debe satisfacer todo Contratista para dar laaceptacin, y que el trabajo est concluido a satisfaccin del Comprador, de forma tal que este sea hermtico y libre de fugas.

En esta seccin se detallarn los requisitos tcnicos de Inspeccin que cubren la calificacin de los trabajos de soldadura en obra, Tolerancias dimensionales, Cimentaciones y Dimensionamiento

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650INSPECCION DE SOLDADURASSoldadura a tope:Requisito:Fusin completa y total penetracin.Inspeccin: Inspeccin Visual (6.5) Inspeccin radiogrfica (6.1)Soldadura de filete:Inspeccin: Solo inspeccin visual (6.5).

INSPECCION A SOLDADURA DE FONDO DE TANQUE Aire a presin o Vaco (- 3 llbs/pulg2). Bombeo de agua por debajo del fondo (6 liquido) usada como represa temporal para retener esa altura alrededor del borde del fondo.

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650INSPECCION VISUALa = refuerzo mximorefuerzo excesivo

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650VERIFICADOR DE APERTURA DE RAIZ

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650VERIFICADOR DE CHAFLAN

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650MEDIDOR EN NGULO Y DE REFUERZO DE SOLDADURA

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650MEDIDOR DE SOLDADURA EN ANGULO

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650MEDIDOR CON FINALIDADES MULTIPLES

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650EQUIPO DE MEDICION DE VACIO

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650INSPECCION VISUAL DURANTE PRUEBA HIDROSTATICA

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650INSPECCION DE SOLDADURA DE REFUERZO PLANCHA Presin neumtica (+ 15 lbs/pulg2)

PRUEBAS DEL CASCO Radiografa Prueba hidrosttica Aceite de alta penetracin y examinacin por lado posterior.

PRUEBAS DE TECHO Prueba de presin de aire; a una presin que no exceda el peso de la plancha. Prueba de Vaco. Si no se requiere hermeticidad, solo es necesario inspeccin visual.

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650PRUEBA DE ESTANQUEIDAD EN PLANCHA DE REFUERZO

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650REPORTE RADIOGRAFICO

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650REPORTE DE PRUEBA RADIOGRAFICA

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650TOLERANCIAS DIMENSIONALES

Plomada (Verticalidad) de parte superior al fondo: Planitud y ondulamiento de planchas de anillos: ASTM A6 / A20 / A 480

Redondez: Medicin de radio a una altura del cordn fondo-primer anillo de 0.30m (1 pie).Se debe cumplir lo estipulado en 5.5.3 de la Norma. Desviaciones locales : Cordn vertical: Usar gage con un longitud de barrido de 900mm (36) con el radio nominal del tanque.

Cordn horizontal: Usar gage de borde recto de 900mm (36) de longitud.

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 2 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650FORMATO DE CONTROL DIMENSIONAL

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 3 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650CIMENTACIONESPara plano horizontal: Con anillo de concreto: 3mm en los 9m (30) de circunferencia y 6mm en la circunferencia total; medida desde la elevacin promedio.Sin anillo de Concreto: 3 en los 3m (10) de la circunferencia y 13mm en la circunferencia total, medida desde la elevacin promedio.Donde una plancha de cimentacin es provista: A partir de los primeros 0.3m (1) de la cimentacin ( ancho del anillo anular) medir radialmente desde el exterior al centro. Debe cumplir los requerimientos del anillo de concreto . El remanente debe estar dentro de 13mm del diseo.

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA 3 PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650RELACIONADO A LOS MATERIALESINSPECCION DE MATERIALESLas planchas y otros que estarn sometidos a carga de presin, sern inspeccionadas antes de ser incorporados al tanque.Se deber prestar particular atencin a los bordes cortados para asegurar que el material est libre de laminaciones serias y otros defectos.

ESTAMPADO SOBRE PLANCHASLas planchas sern marcadas y dejadas de manera que al trmino de la obra se puedan identificar plenamente.En plancha < de espesor se buscar alguna otra forma de marcado diferente a la estampacin.

MEDICION DE ESPESORES Todo material deber ser calibrado o medido para determinar si los espesores cumplen con los requisitos.

PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650GAUGE PARA VERIFICACION DE CURVATURAS

PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650GAUGE PARA VERIFICACION DE ALINEAMIENTO

PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650CONTROL DE DIMENSIONES

PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650RELACIONADO A LOS MATERIALESINSPECCION SUPERFICIALLos bordes de planchas, aberturas y montajes expuestos durante la fabricacin debern ser examinados cuidadosamenteLos defectos menores pueden ser reparados despus de aprobar el mtodo. Los que tengan algo ms que defectos menores y que no pueden ser reparados satisfactoriamente debern ser rechazados.

INSPECCION DE PARTES Y COMPONENTES Todas las planchas o secciones laterales y planchas de fondo y techo debern ser inspeccionadas para verificar: espesores, defectos perjudiciales y la solidez de cualquiera de las uniones soldadas.

CHEQUEO DIMENSIONALLas planchas conformadas y secciones curvadas deben ser chequeadas para dar conformidad a las dimensiones planeadas y a la seccin transversal.

PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650RELACIONADO A LOS MATERIALESCHEQUEO DE DATOS DE LAS PROPIEDADES QUMICAS Y FISICASSe chequear: nmero de horneada, anlisis qumico , propiedades segn los reportes de laminacin y se adjuntarn los reportes al informe del fabricante.

CHEQUEO DEL RELEVO DE TENSIONESSe verificar cualquier funcionamiento de tensin relevo trmico, se registrarn las temperaturas y que se cumpla con el procedimiento conforme a lo establecido.

DATOS DE TANQUES TERMINADOSEl fabricante proporcionar copias de planos mostrando la ubicacin de planchas de acuerdo al marcado previo

PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650RELACIONADO A LOS CONTROLESEXAMENES A SOLDADURA

Radiografa Industrial.

Partculas Magnticas (sustituye a radiografa en zonas de difcil acceso).

Todas las soldaduras sern inspeccionadas visualmente.

Examen ultrasnico (slo si es especificado).

Lquidos Penetrantes (slo si es especificado

PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650CONTROL RADIOGRAFICO

PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650CONTROL RADIOGRAFICO

PROTOCOLOS DE ENSAYO SEGN API 650CONTROL NDT POR LIQUIDO PENETRANTE Y/O PARTICULAS MAGNETICAS

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESEs necesario la elaboracin de un plan de calidad de fabricacin. El cual ser el punto de partida para su posterior seguimiento.Es sumamente importante exigir a los fabricantes, los Protocolos de Calificacin de Procedimiento de Soldadura, sin el cual no es posible dar continuidad a la Homologacin de Soldadores y por tanto continuidad a la Obra.Es sumamente importante actualizar las Normas y Cdigos a la fecha.Es importante exigir de cualquier fabricante el Dossier de Fabricacin que incluye adems Certificacin de los materiales involucrados en la Obra y los planos definitivos al trmino del montaje.

Tcnicas Modernas de Inspeccin de Fondos de Tanques

NECESIDADES DE INSPECCION DE FONDOS DE TANQUEPara poder determinar el estado del fondo en contacto con el suelo, en la tcnica convencional se recurre a pruebas de martillo, mediciones con ultrasonido y por ltimo a cortar muestras representativas para inferir los defectos. Esto conlleva a mantener el tanque fuera de servicio por un buen tiempo y el nivel de incertidumbre de la inspeccin es alto

SECCION DE PLANCHA DE FONDO A INSPECCIONAR

INSPECCION CONVENCIONALTcnicas de inspeccin convencionales

Inspeccin visual del 100% de la parte interna del fondo (lado del producto).Medicin de espesores por ultrasonido tipo Spot que pueden ser entre 12 a 50 puntos por plancha.Corte de testigos para evaluar el estado de la plancha por el lado en contacto con el suelo.

INSPECCION CONVENCIONALConfiabilidad de la inspeccin convencional

Calibrando un promedio de 50 puntos por plancha, lo cual es bastante razonable para una plancha de 100 pies2 (9.29 m2) el porcentaje del rea inspeccionada es de 0.06 %.Cortando 6 segmentos de 1 pie2, en un tanque de 120 pies de dimetro (36,58 m), el porcentaje del rea inspeccionada es del 0.05%.La probabilidad de detectar zonas de corrosin localizadas por el lado inferior del fondo es muy baja. Es importante anotar que todos los procesos corrosivos que se producen por efecto del suelo son del tipo localizado, debido a que el suelo no es un electrolito homogneo, tanto por su composicin, grado de compactacin, diferentes grados de humectacin as como por la presencia localizada de contaminantes y zonas de ingreso de humedad y sustancias higroscpicas

INSPECCION CONVENCIONALImpacto de una baja confiabilidad

Cuando tenemos baja confiabilidad en nuestros mtodos de inspeccin nos enfrentamos ante dos disyuntivas que son o alto costo o alto riesgo, por ejemplo:Decidir conservadoramente cambiar todo el fondo cuando haya evidencias de corrosin inferior, o debido a que el fondo ya es antiguo: esto representa una solucin de alto costo, un fondo de 120 pies de dimetro puede costar alrededor de 120,000 US$.Mantener el fondo cambiando los sectores identificados en mal estado, esto representa una solucin de alto riesgo de fuga de producto y contaminacin del terreno, con las implicancias de tener que poner nuevamente fuera de servicio el tanque lo cual redunda tambin en altos costos.

ALTERNATIVA DE INSPECCION POR EL METODO DE LFTDEste mtodo solo requiere el empleo de un solo equipo scanner (con sus accesorios) usando la tcnica de LOW FRECUENCY ELECTROMAGNETIC TESTING

PRINCIPIOS DE LA TECNICA DE PRUEBAS ELECTROMAGNETICAS DE BAJA FRECUENCIA (LFET)Las corrientes de Eddy estn basadas en el principio de induccin electromagntica, cuando una corriente alterna fluye en una bobina y est cerca de una superficie conductora el campo magntico de la bobina inducir corrientes circulares en esa superficie (Corrientes de Eddy).La magnitud y fase de las corrientes de Eddy afectar la carga de la bobina y por lo tanto su impedancia.En la figura 1 se ilustra en forma simplificada el efecto de las corrientes de Eddy en una superficie con defectos y otra superficie sin defectos.

FACTORES QUE AFECTAN LA RESPUESTA DE LAS CORIENTES DE EDDYConductividad del material: La conductividad del material tiene un efecto directo en las corrientes de Eddy, si la conductividad es alta, las corrientes inducidas en la superficie del material son altas.

Permeabilidad: Es la capacidad de un material para ser magnetizado. La permeabilidad para materiales no ferrosos tales como cobre, bronce, aluminio, acero inoxidable, etc. es la misma que para el espacio libre, es decir la permeabilidad relativa es 1.

Frecuencia: Las respuestas de las corrientes de Eddy son afectadas grandemente por la frecuencia de prueba elegida, afortunadamente es una variable que podemos controlar

FACTORES QUE AFECTAN LA RESPUESTA DE LAS CORIENTES DE EDDYGeometra: Las caractersticas geomtricas tales como, curvaturas, bordes, etc. Siempre existentes afectarn las respuestas de las corrientes de Eddy. La habilidad del operador consiste en saber discriminar este tipo de indicaciones con las indicaciones relacionadas con los defectos.

Lift off: Es el efecto de la proximidad de la bobina a la superficie de prueba, la seal es inversamente proporcional a la distancia.

Profundidad de penetracin: La densidad de la corriente de Eddy y por consiguiente la fuerza de respuesta es mucho mayor en la superficie del metal que esta siendo evaluado y disminuye con la profundidad.

El sistema de Floormap ha sido diseado para detectar efectos de corrosin bajo superficieEl sistema opera bajo el principio de prdida de flujo magnetico (MFL) MFL tambin responde a detectar problemas de corrosion superficial Los datos de corrosion son almacenados y analizados en tiempo real para un subsequente reporte EQUIPO SCAN

Areas de accesos dificiles pueden ser scaneados usando Handscan

EQUIPO USADO PARA INSPECCION DE FONDOS DE TANQUE USANDO LA TECNICA LFET

01 Scanner 32 canales01 Scanner 16 canales01 Interfase 01 Computadora Lap Top

LA MISMA SECCION DE PLANCHA DE FONDO A INSPECCIONAR POR METODO LFETSCANNER

REFISTRO DE MEDICION ESPECTRAL DE LA Inspeccin DE FONDO DE TANQUE

RESULTADOS DE INSPECCION CON METODO LFET Inspeccin con equipo Tank Scan 2000 LFET

Se inspecciona prcticamente el 100% de la superficie del fondo del tanque, la limitacin son algunas zonas muy pequeas donde no se pueda acceder con los Scanner (para la inspeccin se dispone de 02 equipos, un equipo de 32 canales y un equipo de 16 canales para acceder a zonas ms restringidas).Se detectan problemas de corrosin localizadas y prdida de espesor gradual. Es posible determinar con precisin el lado del defecto.Una vez detectado el defecto es posible dimensionarlo con alto grado de precisin valindose del ultrasonido como auxiliar del scan (los defectos localizados por el Tank Scan son zonas de pequeas reas que se marcan in situ y se dimensiona su profundidad con el mtodo de ultrasonido).

RESULTADOS DE INSPECCION CON METODO LFETConfiabilidad de Inspeccin con Tank Scan 2000

En vista que el barrido del fondo del tanque es del 100% del rea del fondo, la confiabilidad de una inspeccin mediante Tank Scan 2000, es alta y est en funcin de una adecuada calibracin del equipo, seleccin de la frecuencia ms adecuada a cada tipo de plancha y a la experiencia del inspector para discriminar el tipo de defectos que se observan en la pantalla

RESULTADOS DE INSPECCION CON METODO LFETVentajas de una elevada confiabilidad en la inspeccin

Puede determinarse con precisin la magnitud de la reparacin necesaria.Considerando el tiempo reducido que se requiere para esta inspeccin y los menores costos de mantenimiento al reparar estrictamente lo necesario, el costo de la inspeccin con Tank Scan es menor que con la inspeccin convencional.La garanta de una operacin segura y sin problemas de fugas y por ende la contaminacin es muy baja.El perodo entre inspecciones se incrementa (en funcin de conocer el estado de todas y cada una de las planchas que conforman el fondo del tanque).

COMPARACION DE EFICIENCIA DE TCNICAS PARA DETECCION DE DEFECTOS

CASOS REPRESENTATIVOSCASO A

Tanque: Almacenamiento de productos de petrleoServicio: GasolinaAntigedad del fondo: 35 aosUbicacin: Planta ubicada en cercana al marProteccin del fondo: Carece de sand oil y proteccin catdicaFalla detectada: Fuga de producto, plancha con 05 perforaciones agrupadasDecisin tomada inicialmente: Cambio de fondo debido a antigedad del mismo, presenta perforaciones y se ahorran los gastos de inspeccin. El cliente adems haba adquirido ya el lote de planchas para cambiar el fondo.

CASOS REPRESENTATIVOSCASO ADecisin tomada despus de Scaneo LFET: Despus de inspeccionar el tanque en forma visual se observ una plancha con 07 perforaciones de gran tamao en una plancha pequea correspondiente a la zona perimetral del tanque, se recomend al cliente inspeccionar todo el fondo. Luego de la inspeccin se recomend el cambio de 01 plancha (la que estaba perforada inicialmente) y el pintado de la parte superior del fondo para detener el ataque corrosivo por efecto del producto. Se recomend como prxima fecha de inspeccin despus de ocho aos.

CASOS REPRESENTATIVOSCASO A

CASOS REPRESENTATIVOSCASO BTanque: Almacenamiento de productos de petrleoServicio: Diesel 2Antigedad del fondo: 30 aosUbicacin: Planta ubicada en cercana al marProteccin del fondo: Carece de sand oil y proteccin catdicaTipo de falla: Fuga de productoDecisin tomada inicialmente: Cambio de fondo debido a antigedad del tanque y como antecedente un tanque cercano haba cambiado fondo por perforaciones. Adems se ahorrara el costo de la inspeccin

CASOS REPRESENTATIVOSCASO BDecisin tomada despus de Scaneo LFET: Despus de inspeccionar el tanque en forma visual se observ una plancha perforada correspondiente a la zona perimetral del tanque, se recomend al cliente inspeccionar todo el fondo. Luego de la inspeccin se recomend el cambio de un anillo perimetral de todo el fondo y el pintado de la parte superior del fondo para detener el ataque corrosivo por efecto del producto, se recomend como la prxima fecha de inspeccin despus de ocho aos.

CASOS REPRESENTATIVOSCASO B

CASOS REPRESENTATIVOSCASO CTanque: Almacenamiento de productos qumicosServicio: Producto qumico inorgnicoAntigedad del fondo: 5 aosUbicacin: Planta ubicada en cercana al marProteccin del fondo: Sistema con proteccin catdica desde el arranque, las mediciones de potencial indicaban que sta trabajaba correctamente. El espesor de las planchas del fondo adems eran de 3/8.Tipo de falla: Fuga de productoInspeccin preliminar: Mediante una inspeccin visual realizada por el propietario no se detect el origen de la fuga, el fondo del tanque se vea en excelente estado haba soportado adems un intenso martilleo.

CASOS REPRESENTATIVOSCASO C Resultados de la inspeccin con Scaneo LFET: Se detectaron 56 perforaciones muy finas a manera de un taladrado de 3/16 de dimetro y alrededor de 500 pits en proceso de incubacin.Se recomend cambio total de fondo, previo reemplazo de la tierra debajo del tanque y excavacin en las zonas aledaas para retirar la tierra contaminada con el producto qumico, en vista que la planta estaba al lado de terrenos agrcolas. Se aprovech del cambio de fondo para la instalacin de geomembranas.El cliente obviamente antes de cambiar el fondo (alternativa completamente inesperada) decidi con todo derecho cortar planchas para verificar la precisin de la inspeccin.

CASOS REPRESENTATIVOSCASO C

CASOS REPRESENTATIVOSCASO CFoto 1

Perforaciones mltiples detectadas por el Scan, al igual que stas perforaciones en total se detectaron 56 perforaciones en todo el fondo

CASOS REPRESENTATIVOSCASO CFoto 2

Zona de plancha cortada para verificar si realmente el fondo estaba deteriorado tal como indicaban los resultados del scaneo

CASOS REPRESENTATIVOSCASO CFoto 3Segmento de plancha arenado para ver los pits y perforacin, obsrvese que hay una sola perforacin y alrededor muchsimas ms con un avance muy importante de corrosin localizada.

CASOS REPRESENTATIVOSCASO CFoto 4Obsrvese slo 3 perforaciones y el resto de la plancha con innumerable cantidad de pits la mayora de los cuales cerca de perforar la plancha.

CASOS REPRESENTATIVOSCASO DTanque: Almacenamiento de productos de petrleoServicio: ResidualAntigedad del fondo: 25 aosUbicacin: Planta ubicada en cercana al marProteccin del fondo: Sand oil Tipo de falla: Fuga de productoDecisin tomada inicialmente: Inspeccin mediante ultrasonido, pruebas de martillo y corte de planchas. La calibracin por ultrasonido fue durante 01 mes y bastante ajustada, no se encontr la falla.

CASOS REPRESENTATIVOSCASO DInspeccin con Scaneo LFET: Despus de inspeccionar el tanque se detect una perforacin en todo el fondo del cilindro. Obviamente encontrar una sola perforacin en todo el tanque usando ultrasonido es casi imposible.En la figura siguiente se observa la gran cantidad de puntos tomados por ultrasonido, a pesar de ello no se detect la falla.

CASOS REPRESENTATIVOSCASO D

CASOS REPRESENTATIVOSCASO ETanque: Almacenamiento de productos de petrleoServicio: GasolinaAntigedad del fondo: 8 aosUbicacin: Planta ubicada en cercana al marProteccin del fondo: Sand oil Tipo de falla: Ninguna, inspeccin de rutina de acuerdo a estndares del cliente

CASOS REPRESENTATIVOSCASO EResultado despus de Scaneo LFET:

Despus de scanear el fondo del tanque todas las planchas se encontraron en excelente estado. El cliente cuenta con la confiabilidad operativa del tanque

CASOS REPRESENTATIVOSCASO E

Problemas Tpicos de Corrosin y Sistemas de Proteccin

BUSCAR CARPETA NACE COROOSION/PROTECCION CATODICA/P2

INTRODUCCIONDEFINICION DE CORROSIONEs el ataque destructivo que sufre un metal por medios fsicos, qumicos o electroqumicos al interaccionar con su medio ambiente, produciendo el consiguiente deterioro de sus propiedades tanto fsicas como qumicas

TIPOS DE CORROSION

TIPOS DE CORROSION

TIPOS DE CORROSION

PRINCIPIO DE LA CORROSION GALVANICA

PROTECCION CATODICA CON ANODOS DE MAGNESIO

PROTECCION CATODICA POR CORRIENTE IMPRESA

FENOMENOS DE CORROSION EN EL TANQUEEN LOS TECHOS EN LAS PAREDES CILINDRICASEN EL FONDO

CORROSION GENERALIZADA

DESPRENDIMIENTO DE PINTURA POR ATAQUE CORROSION PARTE INFERIOR TECHO

CORROSION LOCALIZADA (PRESENCIA DE PITS)

METODO DE PROTECCIONPROTECCION EXTERNAAPLICANDO PINTURA DE ALTA ELASTICIDAD, RESISTENCIA A ACIDO Y ALCALISALTO CONTENIDO DE PIGMENTOS ORGANICOS

PROTECCION INTERNAAPLICANDO PINTURA DE ALTA ELASTICIDAD, ALTA RESISTENCIA A LOS ALCALIS Y ACIDOS

CORROSION EN EL CILINDRO Y PANTOGRAFOS EN UN TECHO FLOTANTE

CORROSION GENERALIZADA EN PARED INFERIOR CILINDRICA

DESPRENDIMIENTO DE ZAPATAS POR CORROSION DE PERNOS

Mtodo de proteccines aplicando pintura adecuada en el cilindro, (de caractersticas: elsticas, baja friccin en la mano de acabado y alta resistencia mecnica).Seleccionar un sello de baja friccin y alta resistencia a los lcalis y solventes de HC.Un adecuado programa de Mantenimiento preventivo.

CORROSION EN EL FONDO

PROTECCION CATODICALa proteccin catdica es un mtodo de control de corrosin aplicado como un sistema enterrado, se trata de colocar estructuras parcialmente sumergidas y enterradas diseados apropiadamente las cuales actan por la inyeccin de corriente impresa a travs del metal base. La corriente es descargado directamente a la superficie del metal desde los electrodos adyacentes o cercanos a la estructura a ser protegidas, de esta manera la corrosin es contrarrestada cuando la corriente directa es de suficiente magnitud y es apropiadamente distribuida sobre la superficie entera a ser protegida.

TIPOS DE PROTECCION CATODICAExisten dos tipos bsicos de sistema de proteccin catdica que pueden ser usados para contrarrestar la corrosin: El primer mtodo llamado sistema galvnico o nodo de sacrificio, sistema que esta basado bajo la diferencia de potencial que existe entre la estructura que va ser protegida y el electrodo auxiliar (nodo) que es instalado en el electrolito, como resultado de la diferencia de potencial, un efecto de batera es creado y un flujo de corriente elctrica del nodo a travs del electrolito a la estructura. Los materiales que comnmente son usados para proteccin por nodos de sacrificio, son de Magnesio, Zinc y Aluminio.

PROTECCION CATODICA POR CORRIENTE IMPRESAEl otro mtodo de proteccin catdica usado es aquel que acta conjuntamente con una fuente de poder externa DC, este tipo de proteccin catdica es conocido como sistema de corriente impresa. Los nodos son instalados en lechos de suelo o agua y son conectados a los terminales positivos de una fuente de poder DC tal como un rectificador. La estructura a ser protegida es conectado al terminal negativo de la fuente poder y una corriente elctrica es forzado a fluir del terminal positivo a los nodos a travs del electrolito a la estructura. Este tipo de sistema de proteccin catdica usan materiales de nodos de larga vida tales como Acero fundido de alto cromo-silicio, Grafito, y Titanio protegido con oxido de metales aleados.Como los nodos de sacrificio, tienen vida limitada, aunque resulte mas econmico su aplicacin, implica que el mtodo mas usado para proteccin sea este segundo caso, por lo que en este capitulo nos referiremos a las amplias aplicaciones de este metodo

Mtodos de Proteccin Catdica en Tanques existentesnodos distribuidos Horizontal y Verticalmente alrededor de la periferia del tanqueSistema de nodo profundo en columnas largas verticalesSistema de nodos taladrados en ngulos extendidos bajo el fondo del tanqueSistema de nodo taladrado horizontalmente debajo del fondo del Tanque.

NODOS DISTRIBUIDOS HORIZONTAL Y VERTICALMENTE ALREDEDOR DE LA PERIFERIA DEL TANQUE

SISTEMA DE ANODO PROFUNDO

SISTEMA DE ANODOS TALADRADOS EN ANGULOS EXTENDIDOS BAJO EL FONDO DEL TANQUE

SISTEMA DE ANODOS TALADRADOS HORIZONTALMENTE DEBAJO DEL FONDO DEL TANQUE

MEDIDA DE POTENCIAL

SISTEMAS DE PROTECCION CATODICA PARA TANQUES NUEVOS

MONITOREO PARA TANQUE NUEVO

METODO DE REJILLA

PROTECCION MODERNA COMBINADA REJILLA CON MALLA GEOTEXTIL

CONCLUSIONESLa proteccin Catdica es requerida para proteger los fondos del os Tanques con capas secundarias de proteccin.. Aun si la capa es perfectamente sellada en la pared del anillo, se forma condensacin en el fondo del tanque debido a diferencias de temperatura. que resulta en un ambiente corrosivo.

Los sistemas de nodos enrejados provee excelentes niveles de proteccin contra la corrosin reduciendo costos.

Con solamente colocar las conexiones elctricas selladas debajo del Tanque, la probabilidad de una mal funcin del sistema debido a una falla de la conexin es nula.

Los diseos de estos sistema pueden garantizar una duracin de hasta cincuenta aos.

Inspeccin y Anlisis de Falla de Pintura en Tanques de Almacenamiento

INSPECCION Y ANALISIS DE FALLA DE PINTURA1 INTRODUCCION2 PRINCIPIO DE PROTECCION3 PREPARACION DE SUPERFICIE4 APLICACION5 FALLAS TIPICAS DE PINTURA6 RESULTADOS DE UN BUEN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO7 INSPECCION

Proteccin AnticorrosivaUna pintura bien aplicada protege el acero y concreto de ambientes humedos y Corrosivos Seguridad Los colores permiten identificar los tanques de una manera rapida y segura HigieneSuperficies lisas y claras permiten visualizacin de contaminantes, posibilitando asepsia y mantenimiento mas fcil ProductividadEl uso de pinturas con matices apropiados, producen un ambiente Mas seguro y agradable, mejorando el espiritu de la gente y aumentando la productividad Ahorro de EnergiaLos colores y grado de pigmentacion de pinturas, reflejan y absorven el calor, propiciando ahorro de energia y seguridad

PARA EVITAR CORROSION EN PLANCHA DE TANQUE

Este es un caso tpico de falla de la estructura de concreto por agresin del medio ambiente

Estructura de Acero al Carbono atacada por el ambiente

CONCRETOACTIVIDADES CAPILARES DE FISURASPELICULA DE AGUALLUVIA

CorrosinCorrosinPasivado c i d oA l c a l i n o

NoSiNoNoSiNoSiMetal AElectrolitoElectrolitoElectrolito : Solucin Acuosa de Acidos, Bases o Gases, conductora de ElectronesMetal BMetal AMetal BPintura

Condicin para que exista Corrosin:Metales diferentes en contacto con un electrolitoelectrnelectrneltrons

Corrosin en medio HmedoO2O2O2O2O2O2O2O2O2Alta concentracinde oxigenoO2Baja Concentracin De OxigenoElectrolitoO2O2O2

PinturaComposicin liquida, pigmentada no, que al ser aplicada sobre una superficie, despus de secar o curar, se transforma en una pelcula fina, continua y adherida, impermeable y flexible

PintadoEs un proceso en que los pasos mas importantes son: pintura, preparacin de superficie y aplicacin

Esquema de pintadoEs una secuencia de aplicacin de pintura (base y acabado), desde los procesos de limpieza, aplicacin de primer, intermedio y la pintura de acabado, llevando los espesores a los niveles indicados por el fabricanteConceptos Bsicos

Esquema de PinturaPintura de Base (Primer)Es la primera aplicacin de pintura, tiene contacto directo con el sustrato metlico (Acero). Por este motivo debe contener pigmentos anticorrosivos y ser compatibles con la pintura intermedia y de acabado.Pintura intermediaTiene como finalidad, aumentar el espesor del esquema y no necesita pigmentos de corrosion y coloridos, siendo por lo tanto de menor costo. Debe tener sin embargo las mismas caracteristicas de las demas pinturas del esquema.Pintura de acabado o EsmaltePintura de Acabado del sistema. Debe resistir al medio ambiente ser compatible con las demas pinturas del sistema

2.1 tipos de proteccionProteccin por BarreraProteccin andicaProteccin Catdica

La proteccin por barrera, debe utilizar pinturas con alta impermeabilidad

Las mas eficientes son:

EpxicasAlto contenido de polimeros (catalizadas com amina o poliamida)

Epoxi-bituminosasAdemas de resina epoxica, contiene alquitrn que es un componente mas impermeable y con alta inercia quimica Proteccion por barrera

Barniz Pintura sin pigmentosPintura con pigmentos comunes Proteccin por barreraPintura con pigmentos laminares(efecto laberinto)

Influencia de pigmentos con proteccin anticorrosivaPintura con pigmentos convencionalesLa corrosividad del medio no es alteradaLos pigmentos actuan como barreraPintura com pigmentos anticorrosivosLa corrosividad del medio es atenuadaLos pigmentos neutralizan o forman capa impermeable aislante

Acero con pigmentos anticorrosivosCon pigmentos anticorrosivosCon pigmentos comunesPintura antes de ser expuesta al medio agresivoPintura despues de la exposicionCORROSIONCORROSION

Acero con pigmentos anticorrosivosones: fosfato, cromato y clcioLECHO DE IONESDEPOSITADOS

Proteccin catdicaRESINAPIGMENTOACEROPintura rica en Zinc

Proteccin catdicaRevestimento de sacrifcioACDependiendo de la cantidad de Zinc suficiente, no sufrir corrosinACEROACEROACEROACERO

Eficiencia de proteccin CatdicaRESINAPIGMENTOACEROACERORica en zinc: contacto entre partculasPequea rea: corrosin de zincHerrumbrePoco pigmento: proteccin por BarreraArea Grande:Corrosin del Acero

Lecho de Oxido de Estereado de alumino

AlumnioEl contacto electrico entre dos pigmentos esPerjudicial, por el lecho que envuelve cada particula.

APLICACIN DE PINTURA Aprendimos a conocer una diversidad de mtodos de seleccin de pintura!Cul debe ser el mtodo para obtener el mximo de eficiencia en un trabajo de pintado?Depende solo de la calidad de pintura o existen otros requisitos?

SELECCIN DE PINTURAPREPARACION DE SUPERFICIEAPLICACION

FITA 880 da 3MFITA 710 da 3M

Gr 0 BGr 4 B

Y 2Y 4

Medidor de espessura midaEQUIPOS PARA INSPECCION

Cortesia Sr. Ricardo Athayde Silva proprietrio da Stock MinasMedidor de espesor de capa hmedaEQUIPOS PARA INSPECCION

Medidor de temperatura (Termmetro digital de contato)EQUIPOS PARA INSPECCION

Termo-higrmetroHigrmetroTermmetroEQUIPOS PARA INSPECCION

Termmetro digital de contatoTermo-higrmetroEQUIPOS PARA INSPECCION

Termmetro digitalCortesia Sr. Ricardo Athayde Silva proprietrio da Stock MinasEQUIPOS PARA INSPECCION

PsicrmetroEQUIPOS PARA INSPECCION

PsicrmetrosCortesia Sr. Ricardo Athayde Silva proprietrio da Stock MinasEQUIPOS PARA INSPECCION

TermohigrgrafoEQUIPOS PARA INSPECCION

Medidor de espessura secaEQUIPOS PARA INSPECCION

Medidor de espessura secaCortesia Sr. Ricardo Athayde Silva proprietrio da Stock MinasEQUIPOS PARA INSPECCION

Importancia del Sellado en Techos Flotantes y Seleccin del Sello

SELLADO DE UN TECHO FLOTANTE

INTRODUCCIONLos tanques que almacenan hidrocarburos de bajo punto de inflamacin (CLASE I), generalmente originan prdida de producto por evaporacin y por consiguiente contaminacin del medio ambiente.Tal como lo hemos indicado en los captulos anteriores. El sistema de sellado constituye un tema muy importante para la conservacin de la proteccin interna del cilindro del tanque y tambin por la reduccin de mermas, si el sistema es adecuadamente seleccionado la reduccin por perdidas por evaporacin.En este capitulo vamos a definir los diferentes arreglos de sellos para techos flotantes y mostrar los mtodos de clculos para determinar las perdidas por evaporacin.

FUNDAMENTO

PARTES DE UN SELLO

CONSIDERACIONES PARA LA SELECCIN DE UN BUEN SELLOEL SISTEMA DE SELLADO DEBE TENER:

SELLO HERMETICOFLEXIBLE, DEBE ACOMODARSE A LA OVALICIDAD DEL CILINDRO.RESISTENTE A LOS HIDROCARBUROS

TIPOS DE SELLOS

SELLO CON ZAPATA MECANICAFORTALEZAS:Resistente a la friccinBajo costo de adquisicin

DEBILIDADES:No realiza un sello hermticoAlto costo de mantenimientoAlto costo en perdidas por evaporacion

SELLO TIPO BOLSA

SELLO TIPO BOLSAFORTALEZASAlta FlexibilidadSello hermticoReduccin drstica de las perdidas por evaporacinResistente a los Hidrocarburos.Bajo costo de mantenimiento

DEBILIDADESRelativo mayor costo de adquisicinLa superficie cilndrica, debe estar permanentemente pintada.Moderada resistencia mecnica

SELLO TIPO WIPER

SELLO FLEXIBLE TIPO WIPER, SELLO PRIMARIOFORTALEZASAltamente flexible

DEBILIDADESNo sella hermticamenteEspacios anulares mayores a 8, requieren diseos especiales

SELLO CON ZAPATA

SELLO CON ZAPATAFORTALEZASResistente al movimientoMayor sellado que los convencionales de zapata

DEBILIDADESNo ofrece mayor sellado que los de espuma goma

PERDIDA POR EVAPORACION EN TANQUES DE TECHO FLOTANTEDesde que los sellos deben ser capaces de sellar superficies anulares entre el techo flotante y el cilindro, que casi siempre no tiene una superficie cilndrica y recta, se infiere que est supeditada a dejar un espacio no hermtico (dependiendo del tipo de sello, habr menos o mas luz).

Como el producto a almacenar de Hidrocarburo contiene elementos voltiles, es seguro que habrn prdidas de evaporacin.

En este parte definiremos un mtodo practico que nos permitir cuantificar estas prdidas.

DESARROLLO DEL CILINDRO DE UN TANQUE DE HIDROCARBURO

PERDIDA POR EVAPORACION EN TANQUES DE TECHO FLOTANTEFORMULA PARA DETERMINAR PERDIDAEl clculo de la perdida total es la suma de las prdidas parciales indicados anteriormente, de acuerdo a la siguiente frmula.

Ls (Lbs/ao) = (Fr + Ff) x P* x Mv x KcLs (Lbs/ao) = (Fr + Ff) x P* x Mv x Kc

EJEMPLO DE APLICACIONRESULTADO DE CALCULO

EJEMPLO DE APLICACIONRESUMEN DE RESULTADOS

EVALUACION DE PERDIDAS REALIZADAS A LOS TANQUES DE TECHO FLOTANTE REFINERIA TALARABARRILES / AO

AHORRO AL MEJORAR LOS SISTEMAS DE SELLADO TANQUES DE TECHO FLOTANTE REFINERIA TALARADOLARES / AOUS$ 74,993TOTAL

CONCLUSIONESEl uso de sello en los tanques de techo flotante, es necesario para reducir la prdida por evaporacin y contaminacin del medio ambiente.El tipo de sello a usar, deber ser seleccionado de acuerdo a las condiciones del producto almacenado y el tipo de juntas del cilindro del tanque.

Los sellos tipo bolsa montado en el lado liquido, son los que tienen mejor perfomance de sellado que los del tipo zapata mecnica. Sin embargo, el uso de estos est limitado, no puede ser usado en tanques con juntas remachadas y en aquellos productos que afectan el elastmero del que est fabricado.El uso de sello secundario, en cualquier tipo de sello, reduce la prdida por evaporacin. De contar con sellos ya instalados, se pueden instalar estos, sin sacar fuera de servicio el tanque.Los tanques pintados de color blanco reducen la temperatura de almacenamiento y por consiguiente reducen la prdida por evaporacin.Luego de seleccionado el tipo de sello a usar en el techo flotante, proporcionar toda la informacin necesaria, como son: Dimetro del tanque, producto almacenado, tipo de junta del tanque, espacio anular y detalle de la forma de sujecin del sello en el techo, al fabricante para el diseo de los mismos.

RECOMENDACIONESUsar techo flotante en tanques que almacenan productos de presin de vapor altos (mayor de 4 Psia), para reducir la prdida por evaporacin y por consiguiente contaminacin al ambiente.

Los techos flotantes debern usar el sello adecuado para las condiciones particulares del tipo de producto almacenado y tipo de juntas del cilindro del tanque.

Usar sellos tipo bolsa montado el lado vapor, con sello secundario, en tanques que tengan un espacio anular uniforme y que tengan proteccin interior de pintura.

Usar sellos tipo zapata mecnica con sello secundario, en tanques de juntas remachadas.

De tener sellos primarios instalados de cualquier tipo, instalar sellos secundarios, a fin de reducir la prdida por evaporacin. Estos se pueden instalar sin sacar fuera de servicio el tanque.

Cubicacin de Tanques

METODOS PARA LA CUBICACION DE TANQUES EN ORDEN DE PRECISIN DESDE LA MEJOR

Mtodo de la linea de referencia ptica.Mtodo Strapping. Mtodo de triangulacin externa.Mtodo EODR interno.Mtodo EODR externo de triangulacin.Mtodo de triangulacin interna.Mtodo de mediciones de diametro interno.

METODOS PARA LA CUBICACION DE TANQUES VERTICALESMtodo Strapping:

La norma es API MPMS 2.2 AVentajas: Buena precisin Permite el chequeo inmediato de las mediciones durante el trabajo de campo. Desventajas: Mucho tiempo en la toma de mediciones Requiere andamios No puede ser usado para tanques aisladosSe puede alcanzar una precisin total de 0,05%.

METODOS PARA LA CUBICACION DE TANQUES VERTICALESMtodo de la lnea de referencia ptica:

La norma es API MPMS 2.2 BVentajas: Rapidez en la toma de mediciones Buena precisin Permite el chequeo inmediato de las mediciones durante el trabajo de campo.Desventajas: En tanques con aislamiento la circunferencia de referencia es calculado en base al dimetro interno del tanque. Se puede alcanzar una precisin total de 0,05%.

Manual of Petroleum Standards

API Manual of Petroleum Measurement Standards(MPMS)

Capitulo 2- Tank Calibration

Seccin 2A - Medicin y calibracin de tanques cilndricos verticales por el mtodo Strapping (primera edicin, febrero de 1995)

CONDICIONES PARA LA MEDICIONTodos los procedimientos y la informacin obtenida necesaria para la preparacin de las tablas deben tener un soporte en los Principios de Ingeniera conocidos.

Las mediciones deben ser tomadas solo despus que el tanque ha sido llenado al menos una vez en el lugar que est instalado, con un lquido al menos tan denso como el que se espera vaya contener. La usual Prueba Hidrosttica cumple con este requerimiento.

Los tanques deben encontrarse limpios en su parte interna incluyendo pared y accesorios internos, esto puede llevar a la necesidad de requerir una limpieza interna para eliminar residuos de anteriores cargas, oxidos, suciedad, emulsin, parafinas, etc.

CONDICIONES PARA LA MEDICION

Las incrustaciones internas tienen el mismo efecto que un descuento (deadwood) y debera ser tomado en cuenta en el procedimiento de clculo de la tabla para obtener los mrgenes de precisin deseados, de acuerdo a la norma API 2556 Correcting Gauge Tables For Incrustation.

Para tanques de capacidad menores a 500 barriles, el strapping se puede hacer en cualquier condicin de llenado e incluso se permite pequeos movimientos de producto hacia adentro o hacia afuera de los tanques durante dicha operacin.

CONDICIONES PARA LA MEDICION

Para tanques con capacidad mayores de 500 barriles y empernados, el strapping debe hacerse al menos con las 2/3 partes llenas de producto y se permite pequeos movimientos de producto hacia adentro hacia afuera del tanque.

Para tanques de ms de 500 barriles de capacidad, soldados y/o remachados, el strapping puede ser realizado en cualquier condicin de llenado, en este caso no est permitido hacer movimientos de producto.

La informacin completa de la toma de mediciones del tanque deben ser registrados en formatos adecuados como los que muestra la norma.

Se debe registrar las caracteristicas completas del producto contenido en el tanque al momento de la cubicacin, tales como la gravedad API y la temperatura del producto.

Si fuera necesario dependiendo del tipo de tanque, grficos complementarios deberan acompaar a la informacin obtenida de las mediciones del tanque.

Los registros de las mediciones de tanques as como la data complementaria no deberan ser borrada. Si alguna medida tuviese que ser cambiada, el cambio de dato debera ser reportado adyacente al valor cambiado marcandolo con una linea simple. REGISTRO DE LA TOMA DE MEDICIONES

TOMA DE ESPESORES:TOMA DE MEDICIONESTomar un mnimo de 2 medidas de espesores en cada anillo. El procedimiento usando un instrumento snico de medicin es el ms recomendado.

Los espesores tomados antes o durante la construccin del tanque son aceptados. En la ausencia de obtener medidas de espesores en forma directa es posible emplear los espesores consignados en los planos de fabricacin del tanque.

En los tipos de tanques en que los bordes se encuentran expuestos, un mnimo de dos medidas de espesores debe ser efectuado en cada anillo. El promedio aritmtico por cada anillo debe ser registrado.

TOMA DE MEDICIONESTOMA DE MEDICIONES VERTICALES:La altura total es la distancia desde el ngulo formado por el fondo interior del tanque y la pared hasta la parte superior del ngulo formado por la pared y el techo, esta debe ser medida en un punto cerca de la boca de medicin.

Medidas de altura adicionales pueden ser tomadas en otras posiciones para investigar la posible presencia de un doble fondo o de una inclinacin del tanque.

La altura de referencia (gaging height), es la distancia vertical entre el punto de referencia en la boca de medicin y el punto de referencia en el piso del tanque el "deep plate". y debe ser medido en un punto usualmente usado en el borde de la boca de medicin.

Una descripcin de la ubicacin del punto de referencia en la boca de medicin debe ser incluido en los registros de cubicacin del tanque.

Debe hacerse una comparacin entre la altura de referencia con la suma de la altura total de la pared y la distancia desde el ngulo superior en el techo hasta el nivel del borde del punto de referencia, con la finalidad de investigar la posible existencia de un "deep plate" un falso fondo.

La altura interna efectiva es una distancia vertical a lo largo de la altura de referencia y debe establecerse los limites de esta variable para confeccionar la tabla de calibracin.TOMA DE MEDICIONESTOMA DE MEDICIONES VERTICALES:

En el caso de que el tanque tenga un rebose el cual permanecer siempre abierto, la altura efectiva de cubicacin ser la altura desde el fondo del tanque deep plate y el nivel en el cual el lquido contenido en el tanque comienza a rebosar.

La capacidad del tanque entre el nivel de rebose y el techo del tanque no debera tomarse en cuenta para la elaboracin de la tabla de cubicacin.

Si el rebose tiene vlvula que puede ser cerrada en cualquier momento. Entonces la altura efectiva interna para elaborar la tabla de cubicacin debe ser extendida hasta el ngulo formado por el techo y la pared interior del tanque.

TOMA DE MEDICIONESTOMA DE MEDICIONES VERTICALES:

Si en el momento de la toma de los strapping hay producto en el tanque, se debe tomar su nivel, temperatura promedio y el API del producto.

Las alturas de cada uno de los anillos deben ser medidos.

Si los tanques son traslapados, el traslape debe ser medido, para determinar la altura efectiva interna.

TOMA DE MEDICIONESTOMA DE MEDICIONES VERTICALES:

FACTOR DE CORRECCION A LA CINTA DE MEDICION DESDE LA TEMPERATURA DE CALIBRACIN A LA TEMPERATURA STANDARD DE 60F. La cinta de medicin calibrada debe ser corregida de la temperatura a la que fue calibrada a la temperatura standard (60F para el caso de la industria del Petrleo).

Factor de Correccin = 1 + ( (Ts - Tc) x C )

Donde: Ts = Temperatura a la que fue calibrada la cinta de medicin. Tc = Temperatura standard de referencia. C = Coeficiente de expansin para acero dulce.(0,00000645 pie/pie/F)

CORRECCION DE EXPANSION Y CONTRACCION DE LAS PAREDES DE LOS TANQUES DEBIDO AL NIVEL DEL LIQUIDO La expansin y contraccin de las paredes de un tanque debido al nivel del producto aunque pequeo debe ser tomado en cuenta.

Tanques con capacidad por encima de 500 barriles, deberan ser medidos al menos a las 2/3 partes llena.

Tanques ms pequeos pueden ser medidos en cualquier condicin de llenado e inclusive las mediciones pueden ser hechas en plena transferencia de producto.

El tanque debe haber sido llenado antes de la cubicacin por lo menos una vez.

Las longitudes de las circunferencias deben ser corregidas por medio de la siguiente ecuacin:CORRECCION DE MEDICION DE CIRCUNFERENCIA POR EXPANSION Y CONTRACCION DE LAS PAREDES DE LOS TANQUES DEBIDO AL NIVEL DEL LIQUIDO C = - WhC2 / 2 EtDonde :C = Correccin de la circunferencia a una base vacia.W = Peso de lquido por unidad de volumen.h = Nivel del lquido encima del nivel del strapping.C = Circunferencia antes de la correccin.E = Modulo de elasticidad del metal.t = Espesor de la pared donde fue tomado el strapping.

V = W d3/(4E) (h1/t1 + h2/t2 + h3/t3 + ... hn/tn)CORRECCION DE VOLUMEN POR EXPANSION Y CONTRACCION DE LAS PAREDES DE LOS TANQUES DEBIDO AL NIVEL DEL LIQUIDO V = Correccin de volumen debido a la expansin de la pared del tanque.W = Peso del lquido por unidad de volumen.d = Dimetro nominal del tanque. E = Mdulo de Elasticidad del material que ha sido construido el tanque.h = altura del anillot = Temperatura del anillo en el pto. de medicinDonde :Y la correccin de volumen en funcin al nmero de anillos es como sigue:

CORRECCION DEBIDO A LA EXPANSION Y CONTRACCION DE LAS PAREDES DE LOS TANQUES DEBIDO A LA TEMPERATURA DE LA PARED DEL TANQUELa expansin y contraccin de tanques sin calefaccin puede ser no tomada en cuenta. Esta correccin ser necesaria en tanques con calefaccin y donde se requiera la ms alta precisin.

En los casos en que las mediciones hayan sido hechas a condiciones ambientales y los tanques vayan a ser calentados en condiciones de servicio ser necesario computar las correcciones de volumen por expansin o contraccin debido a las variaciones en la temperatura.

CORRECCION DEBIDO A LA EXPANSION Y CONTRACCION DE LAS PAREDES DE LOS TANQUES DEBIDO A LA TEMPERATURA DE LA PARED DEL TANQUELas temperaturas estimadas, debieran ser verificadas una vez que el tanque se encuentre en servicio y si son diferentes debe aplicarse la correccin de deformacin de las paredes de los tanques por tener una temperatura diferente a la temperatura a la cual ha sido calculada la tabla.

El procedimiento para el clculo de la correccin de volumen a ser aplicada en el momento de hacer la tabla es la siguiente:

CORRECCION DEBIDO A LA EXPANSION Y CONTRACCION DE LAS PAREDES DE LOS TANQUES DEBIDO A LA TEMPERATURA DE LA PARED DEL TANQUEFactor de correccin al volumen si se considera que la pared del tanque es de acero:K= 1 + 12,4 x 10-6 Ts + 4,0 x 10-9 2TsTs = Temperatura de la pared menos 60 F.Ts = Temperatura de la pared. TL = Temperatura del lquido.Ta = Temperatura ambiente.Donde :Nota: Todas las circunferencias medidas deben estar a 60FTs= ( 7 TL + Ta ) / 8

CORRECCION DEBIDO A LA EXPANSION Y CONTRACCION DE LAS PAREDES DE LOS TANQUES DEBIDO A LA TEMPERATURA DE LA PARED DEL TANQUEFactor de correccin al volumen si se considera que la pared del tanque es de acero:K= 1 + 12,4 x 10-6 Ts + 4,0 x 10-9 2TsTs = Temperatura de la pared menos 60 F.Donde :Nota: Todas las circunferencias medidas deben llevados a 60F y de preferencia que el material de la cinta de medicin sea del material del tanque.

Para tanques no aislados, la temperatura puede ser calculado en general como la media de la temperatura del liquido adyacente y la temperatura ambiente.

Para tanques aislados trmicamente la temperatura de la pared puede ser tomado igual a la temperatura del lquido adyacente.

Si la pared del tanque es construidas de otro material que no sea de acero, al factor K se le debe corregir en funcin a la relacin de coeficientes de expansin trmica a la temperatura que se desea construir la tabla, por ejemplo Ka = Ks x(0,0000130/0,0000065). CORRECCION DEBIDO A LA EXPANSION Y CONTRACCION DE LAS PAREDES DE LOS TANQUES DEBIDO A LA TEMPERATURA DE LA PARED DEL TANQUE

CORRECCION POR EFECTO DE LA INCLINACION DEL TANQUELa superficie del lquido en un tanque cilndrico inclinado es elptico, mas que circular, y la capacidad por unidad de altura es mayor a comparacin que si fuese verdaderamente vertical.

La tanques inclinados menos de 1/70 el error en una tabla de calibracin de considerarlo vertical para la porcin cilndrica sera menos de 0,01 % en volumen y el efecto puede no ser tomado en cuenta, pero si fuera mayor de 1/70, este debe ser ajustado a una base de inclinacin CERO.El factor de correccin de volumen en porcentaje es:100 ((1+ m2)1/2 1) m = Inclinacin por pie de altura del tanqueDonde :

CORRECCION POR EFECTO DE LA REDONDEZ DEL TANQUESi por efecto de la redondez el rea difiere en menos del 0,01 %, la norma establece que no es necesario aplicar correccin alguna.CORRECCION A LA CIRCUNFERENCIAS POR EFECTO DE LAS ELEVACIONES AL PASAR LA CINTA DE MEDICIONEn el caso que la cinta de medicin deje de estar en contacto con la pared del tanque en todos los puntos a lo largo de su recorrido por elevaciones tales como soldaduras, juntas traslapadas, la magnitud en el incremento de la circunferencia debido a estas elevaciones, deben ser determinadas y deducidas del strapping utilizando las ecuaciones siguientes:

Correccin por soldadura similares elevaciones:CORRECCION A LA CIRCUNFERENCIAS POR EFECTO DE LAS ELEVACIONES AL PASAR LA CINTA DE MEDICIONDeduccin = 2N t w / d + 8 N t / 3 (t / d)1/2 Donde :N= Nmero de elevaciones soldaduras.t = Altura de la elevacin soldadura.w= Ancho de la elevacin soldadura.d= Dimetro nominal del tanque.Correccin por las juntas traslapadas:Deduccin = 4 N t / 3 ( t / 2 d )1/2 N= Nmero de elevaciones soldaduras.t = Espesor de la plancha.w= Ancho de la elevacin soldadura.d= Dimetro nominal del tanque.Donde :

MEDICIONES DE LAS CIRCUNFERENCIASLas posiciones en las cuales se deben tomar las circunferencias depende del tipo de construccin del tanque, por lo tanto estas deben ser determinadas cuidadosamente y las circunferencias deben ser tomadas como lo indica la Norma API MPMS 2.2 A - tabla 3 pgina 13.

Suciedad y escamas deben ser removidas a lo largo del recorrido de la cinta.

Si por alguna razn no es posible tomar las mediciones en el lugar indicado para este tipo de tanque inclusive teniendo un step over, se debe tomar una circunferencia lo cercanamente posible al centro del anillo.

MEDICIONES DE LAS CIRCUNFERENCIAS

Se recomienda tomar las medidas de la circunferencia de una sola vez, pero en el caso que la circunferencia sea demasiado grande con respecto a la cinta de medicin se podr tomar, tramos de circunferencia teniendo en cuenta que deben ser ledos con lo ms cercano a 0,005 pies y las lecturas deben ser medidas alejados por lo menos a 2 pies de las soldaduras traslapes verticales.

Una vez tomada la lectura de la circunferencia la tensin debe ser reducida suficientemente para permitir que la cinta se mueva ligeramente y regrese a su posicin y a la tensin requerida y hacer la lectura nuevamente este procedimiento debe ser repetido hasta que dos lecturas sean iguales. Dichas lecturas sern las circunferencias en dicha ubicacin.

En el caso que se utilice el step over , ese tramo debera ser medido lo mas cercano a 0,001 pies (1/64 pulgadas).

Una vez tomada la lectura de la circunferencia la tensin debe ser reducida suficientemente para permitir que la cinta se mueva ligeramente y regrese a su posicin y a la tensin requerida y hacer la lectura nuevamente este procedimiento debe ser repetido hasta que dos lecturas sean iguales. Dichas lecturas sern las circunferencias en dicha ubicacin.En el caso que se utilice el step over , ese tramo debera ser medido lo mas cercano a 0,001pies (1/64 pulgadas).MEDICIONES DE LAS CIRCUNFERENCIASDEADWOODEl deadwood debera ser medido directamente, pero en el caso que sea imposible hacerlo, puede utilizarse las dimensiones dadas por el fabricante del tanque para asi determinar su volumen para ser incrementado descontado.

El deadwood debe mostrar el nivel superior e inferior del accesorio y debe ser medido desde el fondo adyacente a la pared del tanque.

DETERMINACION DE FONDOSDeterminar el fondo geomtricamente si es posible.

Si el fondo no puede ser determinado por mediciones presenta inestabilidad, ser necesario utilizar el procedimiento de calibracin liquida descrita en la norma API 2555.

Si la calibracin lquida es usada, esta debe continuar hasta un nive