1 Introducción a API 650 , Diseño de tanques de almacenamiento
Summary
TLDREl script detalla la importancia de los tanques de almacenamiento en las plantas industriales y su función fundamental para almacenar grandes volúmenes de fluidos a bajo costo. Se discuten los diferentes tipos de tanques y sus usos específicos, como el almacenamiento de petróleo, gas natural, agua y otros productos. Se mencionan las características clave de los tanques, como su construcción en situ debido a su tamaño y los componentes fundamentales como el techo, la pared y el fondo. El estándar API 653 es esencial para la inspección y la aplicación de buenas prácticas en la construcción y el diseño de tanques. El código API 650 del Instituto Americano del Petróleo establece los requisitos mínimos para el diseño, fabricación y inspección de tanques de acero soldado, destacando la importancia de cumplir con estos estándares para evitar desastres que afecten a las personas. Además, se exploran los distintos tipos de techos de tanque, como los techos fijos y los techos flotantes, y sus aplicaciones en función del proceso y el emplazamiento. El diseño de los tanques debe tener en cuenta una amplia variedad de factores, incluidos la presión, la temperatura, las cargas y las condiciones ambientales. El texto también aborda los materiales adecuados para la fabricación de tanques y los métodos para determinar el espesor de las paredes y fondos de los tanques, destacando la importancia de la seguridad y la calidad en el diseño y la construcción de estos equipos.
Takeaways
- 🚀 Los tanques de almacenamiento son el dispositivo más común para almacenar fluidos y varían en tipos para adaptarse a una amplia gama de productos.
- 💼 Los tanques sirven para almacenar grandes volúmenes de fluidos a bajo costo, funcionando como un 'pulmón' entre distintas etapas del proceso.
- 🏗️ Los componentes fundamentales de un tanque de almacenamiento incluyen el techo, la pared del tanque y el fondo.
- 📏 El estándar API 653 es utilizado para realizar verificaciones como la verticalidad, el asentamiento diferencial y la cimentación del tanque.
- 🛡️ Los códigos de diseño, como el estándar PI 650, son esenciales para evitar desastres y están basados en experiencias y buenas prácticas.
- 🔍 Los tanques de baja presión, según el código API 650, operan con compresiones internas de hasta 18 kilopascales y están diseñados para almacenar fluidos líquidos.
- ⛓️ La sección de materiales, diseño y fabricación son aspectos claves en el proceso de diseño mecánico de un tanque de almacenamiento.
- 🏢 Los techos de tanque tienen distintas configuraciones como cónico, tipo Domo y tipo sombrilla, y pueden ser autos soportados o soportados mediante estructura.
- 🌊 Los techos flotantes son estructuras metálicas que flotan sobre el líquido almacenado y se dividen en internos y externos, con cada uno teniendo sus propios beneficios y usos.
- 💧 Los tanques con techo flotante interno previenen la contaminación del fluido y son más ligeros, mientras que los externos son adecuados para grandes dimensiones y son generalmente menos costosos.
- ⚙️ La definición de las condiciones de diseño es crucial y abarca múltiples requerimientos, incluyendo presión, temperatura, cargas, nivel de líquido y capacidades del tanque.
Q & A
¿Para qué se utilizan los tanques de almacenamiento?
-Los tanques de almacenamiento se usan para almacenar grandes volúmenes de fluidos a bajo costo. Sirven como un pulmón entre distintas etapas del proceso y son de fácil construcción.
¿Qué estándar se menciona en el script para la inspección y reparación de tanques de almacenamiento?
-El estándar API 653 se menciona en el script como el estándar para la inspección y reparación de tanques de almacenamiento.
¿Qué tipo de tanques de almacenamiento son los más utilizados en la industria?
-Los tanques de techo fijo son los más utilizados en la industria para el almacenamiento de un gran número de productos, generalmente fluidos no volátiles a temperaturas cercanas a la ambiente.
¿Cuáles son las tres configuraciones de techos aceptadas por el código API 650?
-Las tres configuraciones de techos aceptadas por el código API 650 son: techo cónico, techo tipo Domo y techo tipo sombrilla.
¿Qué son los techos flotantes y para qué sirven?
-Los techos flotantes son estructuras metálicas circulares provistas de una capacidad de flotación gracias a los pontones incluidos en la estructura. Sirven para eliminar la cámara de aire entre el nivel del líquido y el techo fijo del tanque.
¿Cuáles son las diferencias entre los techos flotantes externos e internos?
-Los techos flotantes externos están en contacto con el medio ambiente, mientras que los internos no lo están. Los techos internos previenen la contaminación del fluido y son más adecuados para tanques de grandes dimensiones, mientras que los externos son generalmente menos costosos.
¿Qué estándar establece los requerimientos mínimos para el diseño, la fabricación y la inspección de tanques fabricados con chapas de acero soldadas?
-El estándar PI 650 establece los requerimientos mínimos para el diseño, la fabricación, los materiales y la inspección de tanques fabricados con chapas de acero soldadas.
¿Cómo se divide el código API 650 del Instituto Americano del Petróleo?
-El código API 650 se divide en dos grandes apartados: el de requerimientos obligatorios, que incluye el alcance, definiciones y contenidos principales, y el apartado de anexos que es un compendio de buenas prácticas, recomendaciones y ejemplos.
¿Qué son los techos autosoportados y cómo se diferencian de los techos soportados?
-Los techos autosoportados son un conjunto de chapas soldadas que son capaces de sostenerse sin ningún elemento estructural y solo están soportadas por la pared del tanque. Los techos soportados, por otro lado, utilizan una estructura para soportar las chapas del techo, generalmente debido al peso de las chapas y las cargas externas.
¿Qué son los techos de cubierta simple y cómo están compuestos?
-Los techos de cubierta simple consisten en una cubierta central plana rodeada por pontones flotadores que se dividen radialmente en compartimentos. La cubierta central está formada por una membrana compuesta por chapas de acero solapadas y soldadas.
¿Cómo se determinan las condiciones de diseño para los tanques de almacenamiento?
-Las condiciones de diseño para los tanques de almacenamiento se determinan considerando factores como la presión y la temperatura, la temperatura ambiente, la temperatura del fluido, las cargas internas y externas, el nivel de líquido, la capacidad del tanque, el diámetro, la altura neta, y las consideraciones de fabricación.
Outlines
😀 Introducción a la Inspección y Reparación de Tanques de Almacenamiento
Este primer párrafo presenta la importancia de los tanques de almacenamiento en las plantas industriales. Se discuten los conceptos fundamentales para entender las lecciones subsiguientes, destacando que los tanques son los dispositivos más utilizados para almacenar fluidos, como petróleo, butano, propano, solventes y agua. Los tanques tienen múltiples usos, incluyendo actuar como un 'pulmón' entre etapas del proceso y su construcción es generalmente fácil y se realiza en el lugar debido a su tamaño. Se mencionan componentes clave del tanque, como el techo, la pared y el fondo, y se introduce el estándar API 653 para la inspección y el estándar PI 650 para el diseño, fabricación y materiales de tanques de acero soldado. Además, se describe la diferencia entre tanques de almacenamiento atmosféricos y de baja presión.
🏭 Tipos de Tanques y Diseño de Techos
El segundo párrafo se enfoca en los diferentes tipos de tanques y sus techos, dependiendo de los requerimientos del proceso y del emplazamiento. Se abordan los tanques de techo fijo, utilizados para productos no volátiles a temperaturas ambiente, y los tanques con techos flotantes, que se usan para productos que tienden a evaporar. Se describen las características de los techos fijos, incluyendo las formas como cónico, tipo Domo y tipo sombrilla, y los techos autosoportados y soportados. También se mencionan los tanques con techos flotantes internos y externos, sus ventajas y diseños específicos, y se concluye con la importancia del diseño de los techos en función de las dimensiones del tanque y las cargas que deben soportar.
🚿 Tanques con Techos Flotantes Internos y Contención de Contaminación
Este párrafo se centra en los tanques con techos flotantes internos, que se utilizan para reducir las emisiones de vapor y prevenir la contaminación del fluido. Se describe cómo estos techos no están en contacto directo con la atmósfera y son más ligeros en comparación con los techos flotantes externos. Se discuten los diferentes tipos de techos flotantes internos aceptados por el código API 650 y se destaca su uso en tanques pequeños y en áreas con altas cargas de precipitaciones y escombros. Además, se abordan los requerimientos de diseño para techos flotantes internos y se menciona la importancia de la ventilación para evitar la acumulación de gases explosivos.
📐 Condiciones de Diseño y Cálculo del Espesor de la Pared del Tanque
El cuarto párrafo explora la definición de las condiciones de diseño, que es fundamental para un diseño satisfactorio. Se abordan factores como la presión, la temperatura, las cargas internas y externas, y la capacidad del tanque. Se destaca la importancia de analizar las cargas antes del diseño, ya que influyen en la estructura del tanque. Se discuten los materiales que se pueden usar en la fabricación de tanques de almacenamiento según el código PI 650, y se mencionan los métodos aceptados para determinar el espesor de la pared del tanque, incluido el método del pie, que es el más utilizado debido a su simplicidad y conservaduría en los resultados.
⚙️ Diseño del Fondo del Tanque y Ensamblado
El penúltimo párrafo se enfoca en el diseño del fondo de los tanques de almacenamiento cilíndricos verticales, que generalmente están fabricados de chapas de acero soldadas. Se describen las diferentes formas en que se pueden unir las chapas del fondo, destacando las juntas solapadas como la opción más común debido a su facilidad de construcción y bajo costo. Se abordan los requisitos de diseño para las chapas del fondo, la importancia de prevenir deformaciones durante el soldado y la utilización de chapas anulares para disminuir el efecto de la concentración de esfuerzos en la junta pared-fondo. Se concluye con las recomendaciones del estándar API 650 en cuanto a los ensamblajes y las dimensiones mínimas de las chapas anulares.
🔩 Espesores Mínimos de las Chapas Anulares
El último párrafo no proporciona información detallada, ya que el contenido se interrumpe antes de que se pueda proporcionar un análisis exhaustivo. Sin embargo, se puede inferir que abordaría los espesores mínimos de las chapas anulares, un aspecto crucial en la construcción y el diseño de tanques de almacenamiento para garantizar la integridad estructural y la resistencia a las cargas aplicadas.
Mindmap
Keywords
💡Tanques de almacenamiento
💡Estándar API 653
💡Código de diseño
💡PI 650
💡Techos de tanques
💡Techos flotantes
💡Carga hidrostática
💡Soldadura
💡Capacidad de almacenamiento
💡Materiales de construcción
💡Cálculo del espesor de paredes
Highlights
Los tanques de almacenamiento son los dispositivos más utilizados para almacenar fluidos en las plantas industriales.
Los tanques de almacenamiento son fundamentales para almacenar grandes volúmenes de productos a bajo costo.
Los tanques pueden ser de fácil construcción y generalmente trabajan a presiones cercanas a las atmosféricas.
El estándar API 653 es utilizado para realizar verificaciones como la verticalidad, el asentamiento diferencial y la cimentación del tanque.
El estándar PI 650 establece los requerimientos mínimos para el diseño, fabricación y inspección de tanques de acero soldado.
Los tanques de almacenamiento diseñados según el código API 650 son denominados atmosféricos o de baja presión.
Existen distintos tipos de techos de tanques que varían según los requerimientos del proceso y del emplazamiento.
Los tanques de techo fijo son empleados para el almacenamiento de productos no volátiles a temperaturas ambiente.
Los techos flotantes se utilizan para eliminar la cámara de aire entre el nivel del líquido y el techo fijo del tanque.
Los tanques con techo flotante interno previenen la contaminación del fluido y reducen las emisiones de vapor.
Los techos flotantes externos son menos costosos y adecuados para tanques de grandes dimensiones.
El diseño del techo y sus accesorios debe permitir el movimiento del techo sin dañar el cuerpo del tanque.
Los techos de cubierta simple y de cubierta doble tienen usos específicos y diseños que varían según el tamaño del tanque y las condiciones ambientales.
Los techos flotantes internos están diseñados para estar en contacto directo con el producto almacenado y requieren un adecuado ventilado a la atmósfera.
La definición de las condiciones de diseño es fundamental y puede ser más desafiante que el cálculo mecánico en sí.
Las cargas que influyen en el diseño de tanques incluyen el peso del fluido, las cargas sísmicas y la presión del viento.
El código API 650 no recomienda materiales específicos, sino que indica y lista los materiales adecuados para la construcción de tanques.
Existen varios métodos para determinar el espesor de la pared del tanque, incluyendo el método del pie, el método del punto de diseño variable y el análisis elástico.
El método del pie es el más utilizado debido a su simplicidad y conservaduría en los resultados.
Las chapas del fondo de los tanques pueden unirse mediante juntas solapadas, soldaduras de filete o juntas a tope.
Las chapas anulares se utilizan para disminuir el efecto de la concentración de esfuerzos en la junta pared-fondo.
Transcripts
Hola Estás viendo un vídeo
correspondiente a inspección y
reparación de tanques de almacenaje para
plantas industriales
los contenidos incluidos en esta lección
han sido diseñados para adquirir los
conceptos básicos fundamentales
necesarios para la resolución de las
siguientes lecciones
Estos son
[Música]
de todos los dispositivos usados para
almacenar fluidos los tanques de
almacenaje son los más usados los
distintos tipos de tanques son
utilizados para almacenar Gran variedad
de productos como por ejemplo petróleo
crudo y sus derivados butano propano
calicuado solventes etcétera incluso
para almacenar agua
para qué sirven los tanques de
almacenamiento
fundamentalmente para almacenar grandes
volúmenes a bajo coste algunas de sus
características son las siguientes
representan un pulmón entre las
distintas etapas del proceso
son de fácil construcción
trabajan a presiones cercanas a las
atmosféricas por lo general se fabrican
in situ debido a su gran tamaño
entre los distintos componentes de un
tanque de almacenaje podemos mencionar
los siguientes techo pared del tanque
fondo estos tres componentes son los
fundamentales de cualquier tanque de
almacenaje aunque también podemos
encontrar la vida contra vientos las
escaleras los accesorios
la soldaduras
de aquí en adelante vamos a mencionar
algunas de las verificaciones que se
deben realizar mediante la aplicación de
El estándar Api 653 Como por ejemplo la
verticalidad el asentamiento diferencial
o el asentamiento de borde y también por
supuesto la cimentación del tanque
el objeto de usar códigos de diseño es
evitar desastres que puedan afectar a
seres humanos por lo tanto los códigos
de diseño comprenden una serie de
experiencias y buenas prácticas
el estándar pi 650 establece los
requerimientos mínimos para el diseño la
fabricación los materiales y la
inspección de tanques fabricados con
chapas de acero soldadas
para que un tanque pueda diseñarse con
este estándar se deben cumplir los
siguientes puntos que se trate de un
tanquer para almacenar fluidos líquidos
el fondo tiene que estar soportado por
arena grava u hormigón la presión dentro
del tanque debe ser menor a 18
kilopascales
y la temperatura de operación tiene que
ser menor a 93 grados Celsius o
centígrados pudiendo elevarse el límite
hasta 260 grados centígrados si se
cumplen los requerimientos de la
apéndice m
antes de empezar a hablar de la
organización del código y los
requerimientos mínimos es conveniente
establecer las diferencias entre los
tipos de equipos para almacenamiento en
base al nivel de presión con el que
pueden operar
los tanques de almacenamiento diseñados
según el código Api 650 son también
denominados atmosféricos o de baja
presión ya que solo pueden operar
compresiones internas de hasta 18
kilopascales
el código Api 650 del Instituto
Americano del petróleo se divide en dos
grandes apartados el de requerimientos
obligatorios donde encontramos el
alcance definiciones y contenidos
principales y el apartado de anexos que
es un compendio de buenas prácticas
recomendaciones y ejemplos
los requerimientos obligatorios están
divididos en 10 secciones que abarcan el
proceso completo de la fabricación de un
tanque las acciones más importantes para
el diseño mecánico son
la sección de materiales
la sección de diseño y la sección de
fabricación
por otro lado el código ápice 650 tiene
27 anexos que cubren los diferentes
tipos de techos las consideraciones para
presión interior y exterior el diseño
sísmico y las cargas admisibles en
conexiones entre otras cosas
[Música]
[Música]
como se observa en la figura existen
distintos tipos de techos de tanques
dependiendo principalmente de los
requerimientos del proceso y del
emplazamiento
desde el punto de vista mecánico
necesitamos conocer la configuración del
tanque para poder diseñar los distintos
componentes y lo más importante para
determinar las cargas a ser soportadas
los tanques de techo fijo se emplean
para el almacenamiento de un gran número
de productos por lo general fluidos no
volátiles a temperaturas cercanas a la
temperatura ambiente se puede decir que
la mayor cantidad de aplicaciones en la
industria utilizan tanques de techo fijo
cuando el fluido será almacenado es un
producto que tiende a evaporarse a la
temperatura o operación del tanque se
genera una cámara de vapor o aire entre
el nivel del líquido y el techo fijo del
tanque para eliminar la cámara de aire
entre el nivel del líquido y el techo se
utilizan techo flotantes que descansan
sobre el líquido
los tanques de almacenamiento con techos
fijos se emplean para almacenar
productos no volátiles o de bajo
contenido de productos livianos no
inflamables como son el agua el diesel
el asfalto el petróleo crudo etcétera
los techos fijos pueden adoptar
distintas formas dependiendo de las
dimensiones del tanque del fluido hacia
el almacenado del material del tanque y
del proceso de fabricación entre otras
cosas
Las tres configuraciones aceptadas por
el código Api 650 son las siguientes
techo cónico techo tipo Domo y techo
tipo sombrilla
al mismo tiempo los techos pueden ser
soportados de la siguiente forma pueden
ser autos soportados o puede ser techos
soportados mediante estructura
los techos cónicos Se caracterizan por
su fácil construcción la configuración
de este tipo de techos es una cubierta
con la forma y superficie de un cono
recto
los techos tipo Domo son menos usados
que los casos anteriores debido a que
tienen un proceso de fabricación
laborioso cada chapa y segmento tiene
que conformarse por el radio de
curvatura incrementando de esta forma Su
costo complejidad y plazo de entrega
los techos tipo sombrilla son una
variedad del dicho Domo el cual solo
conserva la curvatura sobre el eje
vertical ya que sobre el eje
circunferencial tiene semejanza con el
techo tipo cónico
por su parte los dichos autosoportados
consisten en un conjunto de chapas
soldadas a solape o a tope las cuales
Por su forma física son capaces de
sostenerse sin ningún elemento
estructural y únicamente soportadas por
la pared del tanque
los techos autosoportados pueden adoptar
cualquiera de las tres configuraciones
vistas anteriormente
cónicos tipo Domo o tipo sombrilla
los techos soportados Tienen las mismas
características que lo que hemos
descrito anteriormente Aunque en este
caso se utiliza una estructura para
soportar las chapas del techo
el principal motivo para utilizar un
marco se debe al peso propio de las
chapas a soportar y las cargas externas
a las que está sometido el techo
peso propio elementos mecánicos nieve
etcétera
dependiendo del diámetro del tanque y de
las cargas que se deben soportar estos
pueden diseñarse con o sin columnas
un techo flotante es una estructura
metálica circular provista de una
capacidad de flotación gracias a los
pontones incluidos en esta estructura
los pontones permiten al techo flotar
sobre el líquido almacenado en un tanque
abierto o cerrado
existen dos tipos de techos flotantes
los externos los cuales se apoyan sobre
el líquido almacenado y están en
contacto con el medio ambiente y los
internos aquellos que no están en
contacto directo con la radiación solar
y las precipitaciones pluviales
el proceso de envío y recepción de
líquido almacenado es el mismo para
ambos tipos de techo la diferencia entre
el tanque de almacenamiento de techo
flotante externo y el tanque de
almacenamiento de techo flotante interno
son los siguientes
ambos tanques reducen las pérdidas por
evaporación
ahora bien los tanques con techo
flotante interno previenen la
contaminación del fluido
los tanques con techo flotante interno
son fáciles de construir y mantener
mientras que los tanques de techo
flotante externos son más adecuados para
tanques de grandes dimensiones
por último los tanques de techo flotante
externo son por lo general menos
costosos
debido a las tolerancias de fabricación
en la construcción de grandes
estructuras circulares el diámetro de
techo flotantes es menor que el diámetro
interior del tanque permitiendo así al
techo subir y bajar sin interferencias
con la pared del tanque
el espacio entre el techo flotante y la
parte interior de la pared del tanque se
cierra por medio de un conjunto de
sellos mecánicos divididos en sellos
primarios y sellos secundarios
los requerimientos y guías de diseño de
este tipo de techos están contenidos en
el anexo c del código x650 este anexo
establece los requerimientos mínimos en
cuanto a seguridad y durabilidad de
techos flotantes externos de acuerdo
numerosos estándares
el diseño del techo y sus accesorios
deberán permitir al techo llegar al
límite superior del nivel del líquido y
bajar hasta el nivel inferior del
líquido sin dañar el cuerpo del tanque
la tapa o cualquier otro accesorio
[Música]
los techos flotantes de cubierta Simple
consisten en una cubierta central plana
rodeada por pontones flotadores los
cuales se dividen radialmente en
compartimentos dado que el techo está
expuesto al ambiente el diseño debe
garantizar un drenaje adecuado
la cubierta central está formada por una
membrana compuesta por chapas de acero
solapadas y soldadas por medio de un
filete por lo general solo en la parte
superior y conectadas a la parte
interior del pontón en la pantalla se
muestran las distintas partes de este
tipo de techos
este tipo de techos se utilizan
principalmente para tanques de hasta 65
metros de diámetro en diámetros mayores
se han experimentado fatiga inducida por
viento debida a la excesiva flexibilidad
originada en la parte central del tanque
por su parte los techos flotantes de
cubierta doble consisten en dos
cubiertas que configuran un solo pontón
que abarca todo el techo el pontón tiene
una membrana Superior y una inferior
separada por una serie de costillas o
cartelas circunferenciales y radiales
que definen los compartimentos el anillo
exterior de los compartimentos
representa la principal flotabilidad del
techo
este tipo de techos es de construcción
mucho más pesada que el anterior y
también más costosa no obstante una
construcción más rígida permite un mejor
drenaje desde la parte superior del
techo y a su vez la membrana inferior
está más en contacto con el fluido
debido a la baja de formación de la
misma
en la pantalla se muestran las distintas
partes de este tipo de techos
este tipo de techos son los preferidos
para estanques pequeños por debajo de 10
metros de diámetro si se quisiera usar
techos de cubierta Simple la cubierta
central sería muy pequeña
los techos de cubierta doble son también
los preferidos para tanques con
diámetros por encima de los 65 metros de
diámetro
su utilización Es recomendable en
aquellas zonas donde las cargas en la
cubierta por precipitaciones y escombros
es muy elevada
[Música]
los techos flotantes internos son usadas
en el interior del tanque de techo fijo
para reducir las emisiones de vapor
debido a que este tipo de techos no está
en contacto directo con la atmósfera su
construcción es mucho más ligera
comparada con los techos flotantes
externos
los requerimientos de techo flotantes
internos son limitados sólo por factores
que afectan la seguridad y a la
durabilidad del techo
los tipos de techo flotantes internos
aceptados y descritos en el anexo H del
código Api 650 son los que se resumen en
el esquema que se muestra en la pantalla
hay diferentes tipos de techos flotantes
internos desde abiertos abiertos con
refuerzos con pontones de acero y de
aluminio tipo sándwich
los techos flotantes internos pueden
flotar directamente sobre el producto
almacenado no existiendo espacio de
vapor o aire
el espacio libre sobre el techo flotante
debe estar adecuadamente venteado a la
atmósfera para de esta manera evitar la
acumulación de gases potencialmente
explosivos
para ello se diseñan expenteos
especiales en la periferia del techo
fijo del tanque
la adecuada definición de las
condiciones de diseño es la piedra
fundamental de todo diseño satisfactorio
en algunos casos la dificultad que puede
presentar Un diseño no radica en el
cálculo mecánico propiamente sino en la
definición de las condiciones de diseño
la presión y la temperatura son solo un
par de los muchos requerimientos de
diseño que deben ser tomados en
consideración algunos de ellos son la
temperatura ambiente la temperatura del
fluido los requerimientos por presión ya
sean de presión interior o presión
exterior las cargas a las que está
sometido el tanque
como preso propio cargas vivas cargas
muertas
el nivel de líquido la corrección
admisible
los requerimientos externos de viento
sismo nieve la capacidad del tanque
diámetro altura neta
y las consideraciones a la hora de la
fabricación
debido a su gran tamaño y a los grandes
volúmenes que pueden almacenar la
definición de cargas representa un
aspecto fundamental que debe ser
analizado antes de comenzar el diseño
del tanque
las cargas que por lo general gobierna
en el diseño de este tipo de tanques son
el peso del fluido en Operación las
cargas sísmicas y la presión del viento
que dependen del emplazamiento
todas las cargas actuando sobre el
tanque en forma simultánea deben ser
tenidas en cuenta
de esta forma se plantean los diferentes
escenarios de diseño y se evalúa el
tanque en los distintos casos para
determinar el más desfavorable
el código no recomiendan y sugiere
ningún material para ninguna aplicación
en concreto el código solamente indica y
lista los materiales con los que un
tanque de almacenamiento puede
construirse y los requerimientos que
estos materiales deben cumplir
para seleccionar un material para una
aplicación en concreto debemos basarnos
en mejores prácticas y lecciones
aprendidas
autores de referencia
publicaciones de gente como por ejemplo
de la Api o la nace
especificaciones de clientes y
especialistas en metalurgia
los tanques de almacenamiento pueden ser
fabricados de muchos materiales hacia el
carbono acero inoxidable aluminio
etcétera los materiales en el código pi
650 están divididos en seis grupos tal y
como se observa en la figura
es importante recordar Esta división ya
que algunos elementos del tanque como
las placas solares por ejemplo dependen
de ella
los materiales más usados en la
fabricación de tanques de almacenamiento
de acuerdo al código Office 650 son los
correspondientes a la designación Hazme
astm
en la pantalla se indican los materiales
más usados de acuerdo a las agrupaciones
mencionadas anteriormente
existen distintos métodos aceptados por
el estándar de tanques de almacenamiento
Api 650 para determinar el espesor de la
pared del tanque a continuación veremos
los aspectos a tener en cuenta en el
cálculo de este elemento
resulta claro observar que la presión
hidrostática debido a una mayor columna
de líquido será mayor en la base del
tanque
por ello la viruela del fondo será la de
mayor espesor reduciéndose a medida que
subimos por la pared del tanque
los esfuerzos circunferenciales
inducidos en la pared del tanque por la
presión hidrostática no son lineales
esto es principalmente debido a la
presencia de uniones soldadas que
presentan mayor esfuerzo admisible que
las chapas por ello la distribución del
esfuerzo en virolas no es lineal sino
que tienen un valor máximo a una altura
determinada
por lo tanto para establecer el espesor
de cada virola los distintos métodos de
cálculo definen la altura a la que se
produce el esfuerzo máximo en cada
virola los cuales deben ser menores que
el esfuerzo admisible del material
existen distintos métodos aceptados por
el estándar de tanque de almacenamiento
ap-650 para determinar el espesor de la
pared de un tanque Como por ejemplo el
método del pie onefoot el método del
punto de diseño variable
o el análisis elástico es decir análisis
por elementos finitos
[Música]
en este módulo estudiaremos el método
del pie
de los tres métodos mencionados
anteriormente el método del pie es el
más usado debido a su simplicidad y al
aspecto conservador de sus resultados
este método Calcula los espesores
considerando que el punto de diseño para
cada virola es decir el punto de mayor
esfuerzo se sitúa a un pie 304,8
milímetros por encima de la parte más
baja de la virola
esta simplificación de cálculo está
siempre del lado de la seguridad y el
método no puede usarse para tanques con
diámetros mayores a 61 metros
el cálculo del espesor de la pared del
tanque según el método del pie compara
dos combinaciones de carga
las condiciones de operación normal
y la conexión de prueba hidrostática
el mayor espesor requerido por estas
cargas será adoptado para la pared del
tanque
el espesor de la pared del tanque es una
función de el diámetro de la fibra media
del tanque
el nivel de líquido la densidad relativa
del fluido la corrosión admisible si
fuera aplicable y el esfuerzo admisible
del material a la temperatura de diseño
los fondos de tanques de almacenamiento
cilíndricos verticales son Generalmente
fabricados de chapas de acero soldadas
las chapas del fondo pueden unirse de
las siguientes maneras mediante una
junta solapada empleando una soldadura
de filete o con juntas a tope Lo que
implica una soldadura de penetración
total
las juntas solapadas son las más usadas
en la fabricación de fondos de tanques
de almacenamiento debido a su fácil
construcción y reducido coste
su distribución o arreglo deberá
garantizar una distancia mínima de
solapamiento de 305 milímetros
debido a que la función de las chapas
del fondo es principalmente la de
garantizar la estanqueidad del tanque y
considerando que no soportan las
acciones de la presión hidrostática del
fluido requieren un menor espesor que la
pared del tanque
una chapa de metal de un milímetro y
medio de espesor o menor sería capaz de
soportar la flexión y la carga de
compresión que se genera en la periferia
del fondo por el peso del cuerpo que
descansa sobre esta sección
ahora bien para prevenir deformaciones
al soldar se usan chapas que tengan un
espesor mínimo nominal de 6 milímetros
según lo establecido por el estándar apy
650
dependiendo del diámetro del tanque el
arreglo de las chapas del fondo puede
adoptar distintas configuraciones
[Música]
el aspecto más importante a tener en
cuenta al diseñar el procedimiento de
ensamblado es la deformación que sufren
las chapas al ser soldadas
A menos que se indique lo contrario las
chapas para la fabricación de fondos
deberán ser de 1800 milímetros de ancho
como mínimo
[Música]
el cuerpo del tanque puede estar
soportado directamente por las chapas
del fondo o por una chapa anular
las chapas anulares se utilizan
principalmente para disminuir el efecto
de la concentración de esfuerzos en la
junta pared fondo
el estándar Api 650 recomienda el uso de
una chapa anular de mayor espesor debajo
de la pared del tanque en ocasiones de
Mucho peso
con esta chapa se reduce el efecto de
los asentamientos diferenciales en todo
el fondo y se aumenta la resistencia del
tanque contra el momento de vuelco
inducido por las cargas externas
exteriormente las chapas anulares deben
adoptar una configuración circular
mientras que en la parte interior pueden
ser tantos circulares como poligonales
por lo general interiormente las chapas
anulares presentan una configuración
poligonal
cuando se requiere el uso de la chapa
anular esta deberá tener un ancho radial
de acuerdo a la ecuación que se muestra
en la pantalla pero nunca será menor a
600 milímetros entre el interior del
tanque y cualquier cordón de soldadura
del fondo dejando una proyección
exterior de 51 milímetros como mínimo
el ancho recomendado de la placa anular
es función de El espesor de la placa
anular el nivel máximo de diseño del
líquido y de la gravedad específica del
líquido a almacenar
dependiendo del espesor de la primera
broma de la pared del tanque y
dependiendo del esfuerzo de esta misma
virola el estándar Api 650 establece los
espesores mínimos de las chapas anulares
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