Diseño de Tanques Segun Normas API 650

8/12/2019 Diseo de Tanques Segun Normas API 650

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Ingeniera y Diseo deTanques segn API-650


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Ingeniera y Diseo de Tanques segn API-650

Alcances de la Norma: Normas

Materiales, diseo, fabricacin, montaje y pruebas

Tanques soldados,

verticales,

cilndricos,

no enterrados,

con extremo superior abierto o cerrado

atmosfricos

pisos totalmente soportados

Temperatura de diseo menor a 90 grados centgrados


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Apndices:

A. Bases de diseo opcional para tanques pequeos. Mximo 100.000 Bbl Espesor nominal mximo de 12.5 mm ( los sometidos a

esfuerzo) incluyendo CA.

Aplicable a cualquier material de la seccin 2 del cdigo.

B. Recomendacin para el diseo y construccin de lafundacin civil para tanques de almacenamiento

sobre la superficie. Otorga criterios importantes para el diseo

Indica la buena prctica y para puntualizar algunasprecauciones que se deben considerar en el diseo de lafundacin civil.



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Apndices:

C. Techos flotantes externos Plato (pan type)

Pontn (pontoon type)

Pontn doble cubierta (double deck type)

D. Consultas tcnicas

Hacer consultas tcnicas a los encargados de laelaboracin del cdigo.

Incluye respuestas seleccionadas a solicitudes deinterpretacin del cdigo



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Apndices:

E. Diseo ssmico de tanques de almacenamiento.

F. Diseo de tanques para presiones internaspequeas.

Mxima presin interna aceptada 2.5 psi

G. Techos de tipo Domo de aluminio

estructuralmente soportados. Estructura triangular completa en el espacio en la que

las vigas (struts) estn unidas en puntos cuyo arreglo

caen en la superficie de una esfera.



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Apndices:

H. Techos flotantes internos I. Deteccin de fugas debajo del tanque y

proteccin del suelo.

J. Tanques de almacenamiento ensamblados enplanta.

Diseo de tanques verticales de tamaostransportables.

No deben exceder 6 m de dimetro



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Apndices:

K. Ejemplo de aplicacin del mtodo de diseopunto variable para determinar el espesor de las

lminas del cuerpo.

L. Hojas de datos (data sheet) cdigo API 650

M. Requerimientos para tanques que operan a

temperaturas elevadas. Temperaturas que exceden los 90 C



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Apndices:

N. Uso de nuevos materiales que no estnidentificados.

Materiales que no estn en el Cdigo pero quecumplen con alguno de los requerimiento de este.

O. Recomendaciones para conexiones por debajodel fondo.

P. Cargas externas permisibles en conexionesexternas al tanque.

Seccin P2 cargas lmites

Seccin P3 cargas esfuerzos admisibles



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Apndices:

R. Combinacin de cargas

S. Tanques de almacenamiento de acerosinoxidables.

Tipos: 304, 304L, 316, 316L, 317, 317L

T. Resumen de los requerimientos den ensayos no

destructivos.

U. Inspeccin ultrasnica en lugar de radiografa

Mayor que 10 mm



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Apndices:

V. Diseo de tanques de almacenamiento parapresiones externas.

Operacin con presiones externas como condicinnormal de operacin

Operacin Normal mayor a 0.25 kPa (o.o36 psi) que noexceda 6.3 kPa (1 psi)

W. Recomendaciones comerciales y dedocumentacin



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ALGUNAS DEFINICIONES

1. Temperatura de diseo del metal:

La temperatura ms baja considerada en el diseo, la cual amenos que por experiencia o condiciones locales especialesse justifique asumir otra cosa, deber ser asumida como 8 C(17 F) por encima de la temperatura promedio ambiente msbaja de un da de la localidad donde el tanque va a serinstalado.

2. Espesor de diseo

Espesor necesario para satisfacer los requerimientos detensin y compresin de este Estndar

3. Mxima temperatura de diseo

Igual o mayor que la ms alta temperatura de operacinconsiderada en el diseo durante la vida de servicio deltanque.



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MATERIALES

1. Se puede pedir por peso o por espesor

2. En ningn caso debe ser este menor

3. El espesor mximo de lmina es de 45

mm. Lminas ms gruesas de 40 mm

deben ser normalizadas, templadas y

revenidas



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MATERIALESEspecificaciones ASTM:

ASTM A36M / A36ASTM A131M/A131 Grados A, B, CS y EH36

ASTM A 283M/A283 Grado C

ASTM A 285M/A285 Grado C

ASTM A 516M grados 380, 415, 450, 485

ASTM A 516 grados 55,60, 65 y 70

ASTM A 537M/A537clases 1 y 2

ASTM A 516M grados 380, 415, 450, 485

ASTM A 573/A 573 grados 450, 485

ASTM A 516M grados 380, 415, 450, 485

ASTM A 633M/A 633 grados C y D

ASTM A 662M/A 662 grados B y C

ASTM A 678M/A 678 grados A y B

ASTM A 737M/A 737 grados B

ASTM A 841M/A 841 grados A clase 1 y grado B clase 23

Otros estndares deben ser verificables con los dados por el cdigo y aprobados por el cliente.



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MATERIALES



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MATERIALES



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Requerimientos y tratamientos

El material usado debe estar de acuerdoal requerido en la Norma. No seespecifica el origen.

El tratamiento trmico del material debeestar de acuerdo a los requerimientos delpunto 4.2.7

Las pruebas de impacto deben estar deacuerdo a requerimientos del comprador osegn los puntos 4.28, y 4.29



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Juntas A tope doble

A tope sencilla

De traslape doble

De traslape sencillo

Filete Filete completo

Punto de soldadura



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DISEO

Tamaos de Soldadura

El tamao de una soldadura de ranurabiselada deber estar biselada en la

penetracin de la junta.

El tamao de la soldadura de filete

Lados iguales: el lado ms grande del tringuloissceles

Lados desiguales: el lado ms grande deltringulo rectngulo.



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DISEO

Restricciones en las juntas Ver los puntos 5.1.2.3 hasta 5.1.3.8 Los puntos de soldadura no se consideran como valor de

resistencia de la soldadura.

El tamao mnimo de las soldaduras de filete: Lminas de 5 mm: filete completo

Lminas > de 5 mm el espesor deber ser no menor que untercio del espesor de la parte ms delgada ne la junta y nomenor a 5 mm

Traslapes se permite solo en las lminas del fondo y deltecho. El traslape al menos 5 veces el espesor nominal dela parte ms delgada.

En traslape doble no se requiere ms de 50 mm detraslape



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DISEO

Consideraciones para el diseo: Cargas:

Carga muerta

Presin interna de diseo

Carga viva mnima del techo

Sismo (E) Nieve (S)

Peso del lquido almacenado (F)

Presin de prueba (Pt)

Viento (W)



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DISEO

Piso: Todas las lminas del fondo debern tener un espesor

nominal mnimo de 6 mm (1/4 pulg) 70 kPa (10.2 lb/pulg2)

sin incluir ninguna tolerancia por corrosin especificada.

Si no se indica las planchas deben tener mnimo 1800mm de ancho.

Debe tener mnimo una proyeccin de 50 mm

Debern ser soldadas por los mtodos de los puntosanteriores.

Los fondos que requieran inclinacin deben tener por lomenos 1:12 subiendo desde el centro



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DISEO

Cuerpo: El espesor debe ser el mayor entre el

requerido por el peso del producto ms elespesor de corrosin y el espesor requeridode prueba hidrosttica, pero no debe sermenor que:


Dimetro Nominal del tanque Espesor nominal de lminam ft mm in

< 15 < 50 5 3/16

15 hasta < 36 50 hasta < 120 6 1/4

36 hasta < 60 120 hasta < 200 8 5/16

60 > 200 10 3/8


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DISEO Consideraciones para el diseo:

El dimetro debe ser el de la lnea media de las lminas. Salvo que se indique lo contrario.

Las lminas tendrn un tamao mnimo de 1800 mm, a menos que se indique lo contrario El esfuerzo calculado no debe ser mayor que el admisible de las lminas

El cuerpo se debe verificar al pandeo producido por el viento. Si esto sucede se deben utilizaranillos rigidizadores.

Cargas puntuales deben ser distribuidas mediante placas.

Esfuerzos admisibles: Los esfuerzos admisibles Sd son los mostrados en la Norma, tabla 5.2

El espesor neto menos el espesor de corrosin deben ser utilizados en los clculos.

El esfuerzo de diseo mximo admisible de producto Sd, debe ser el menor entre los siguientesvalores:

2*Sy /3 del material

2*Su / 5 del material

Los esfuerzos de diseo mximos admisibles de prueba hidrosttica, St son losmostrados en la tabla 3.2 de la Norma.

El espesor bruto de la lmina, incluyendo la tolerancia a la corrosin, deber ser usadoen los clculos.

El esfuerzo de diseo mximo admisible de prueba hidrosttica, St deber ser el menor entre: 3*Sy / 4 del material

3*Su / 7 del material



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DISEO

Clculo del espesor por el mtodo de 1 pie Utiliza puntos de diseo localizados, a 0.3 m

(1 pie) por encima del borde inferior de cadaanillo del cuerpo.

No se debe utilizar para calcular tanques

con dimetro mayor a 60 m (200 pies).



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DISEO

Para condicin de diseo la ecuacin es:


td = 2.6 D (H1) G + CA Sd

td = Espesor de diseo del cuerpo (in)D = Dimetro nominal del tanque (ft)H = Nivel de diseo del lquido (ft)G = Gravedad especfica de diseoCA = Corrosin admisibleSd = Esfuerzo admisible condicin de diseo

Para condicin de prueba hidrosttica la

ecuacin es:

tt= 2.6 D (H1) GSd

tt = Espesor de prueba hidrostticadel cuerpo (in)D = Dimetro nominal del tanque (ft)H = Nivel de diseo del lquido (ft)G = Gravedad especfica de diseoCA = Corrosin admisibleSd = Esfuerzo admisible condicin de diseo


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DISEO

Clculo del espesor por el mtodo de puntovariable Este mtodo da espesores del cuerpo en

puntos de diseo, lo que da que losesfuerzos calculados son ms cercanos alos esfuerzos circunferenciales reales delcuerpo.

Se utiliza cuando el comprador no hayaespecificado el mtodo de 1 pie y cuando losiguiente es verdadero:


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DISEOL 2 donde L = (6 D t )^0.5

HL , en pulg.H y D, en piest , espesor del anillo inferior del cuerpo, en pulg.Se calcula segn lo mostrado en los pargrafos

5.6.4.2 a 5.6.4.8 de la Norma.

Para tanques de L/H > 1000 / 6 (2 en unidadesUS) se deber seguir los requerimientos delpargrafo 5.6.5.


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td tt

35 0.107 0.042

530 0.175 0.104

11

24 0.242 0.167

17

18 0.309 0.230

23

12 0.376 0.292

29

6 0.444 0.355

35

100 pie

H 35 pie

T 100 F

G 0.89

Acero A 36

CA 0.0625 in

Sd 23200

St 24900

H placas 6 pie

100 pie

H 35 pie

T 100 F

G 0.89

Acero A 516

CA 0.0625 in

Sd 23200

St 24900

H placas 6 pie


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JUNTAS TPICAS


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JUNTAS TPICAS


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JUNTAS TPICAS


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JUNTAS TPICAS


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JUNTAS TPICAS


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JUNTAS TPICAS


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Refuerzos Estructurales

Refuerzos contra vientos,

Todo tanque abierto en la partesuperior, necesita los anillos derefuerzo para mantener suredondez contra las fuerzas deviento.

Los refuerzos se instalarn en eltope del tanque o cerca del tope,preferentemente en la parteexterna.


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Diseo de Tanques


Estos refuerzos se construirn

con materiales estructurales,dependiendo del tamao yespesor.

El mnimo tamao a usar ser el

ngulo de 2 x 2 x .El espesor mnimo de cualquierelemento de refuerzo ser de


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Diseo de TanquesRefuerzos Estructurales

Cuando los anillos de refuerzo

estn localizados mas bajo que 2 piesdel tope del tanque, se usarn ngulosde 2 x 2 x 3/16 para anillos de3/16 de espesor, y ngulos de 3 x 3x

x para anillos de ms de 3/16 deespesor, o con perfiles estructurales

con un modulo de seccin equivalente.


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Diseo de Tanques


Los refuerzos que puedan

retener liquido, debern teneragujeros de drenaje.

Las sueldas cuando crucen

cordones verticales, debernestar ubicadas a 6 de la junta


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Diseo de Tanques


Los refuerzos utilizados como

camineras debern tener unancho mnimo de 24.Debern ser ubicados 42 debajo

del filo superior del tanque ydebern tener un pasamano enla parte externa.


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Diseo de tanques


Refuerzos intermedios:

La altura mxima de un sector de

anillos sin refuerzo se calcula con lasiguiente frmula:

t

x

3

H1 = 6x0,000 t


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Diseo de Tanques



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Diseo de Tanques

Refuerzas Estructurales


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Diseo de Tanques

Techos y Cubiertas

Todos los techos y soportados y auto

soportantes debern ser diseadaspara soportar una carga muerta yuna carga viva uniforme no menor

que 25 lbf/pie 2 de rea proyectada.

Las planchas de cubiertas deberntener un espesor mnimo de 3/16.La tolerancia para corrosin seaadir al espesor de diseo.


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Diseo de Tanques

Techos y Cubiertas

Las planchas de techos cnicos

soportados no debern fijarse a losmiembros de soporte.

Todos los miembros estructuralesinternos o externos debern tener

un espesor nominax mnimo de0.17 (~3/16).Las planchas de techo se unirn alngulo de filo con un cordn

continuo solo en el lado superior


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Diseo de Tanques

Techos y Cubiertas

El espesor mnimo de cualquier

elemento estructural incluyendo latolerancia de corrosin en el ladoexpuesto, no sex menor de

para columnas, soportes, vigas orefuerzos que por diseo estn pararesistir fuerzas compresivas de

x.17 H2O.


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Diseo de tanques

Techos y cubiertas

Los radios mximos de limpieza de

los elementos estructurales paracolumnas L/rc no debe exceder 180.

Para otros elementos a compresin,

el valor L x r no debe exceder 200.Para otros miembros, excepto

varillas de amarre, cuyo diseo sebasa en fuerzas de tensin, el valorL/r no debe exceder de 300.


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Diseo de Tanques

Techos cnicos Auto Soportantes


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Diseo de Tanques

Cargas de Viento y Estabilidad de Vuelco


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Diseo de Tanques


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Montaje de Tanques

TOLERANCIASDESVIACIONES LOCALES:Desviaciones en soldaduras verticales (picos) no deben

exceder 13 mm (1/2).Para la medida se utiliza un calibrador con la curva del

tanque de 36 de largo.

Las desviaciones en soldaduras horizontales no deben

exceder 13 mm (1/2).Para la medida se utiliza un calibrador recto vertical de 36de largo.


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Montaje de Tanques

FUNDACIONES

Cuando se especifica fundaciones planas, y se usa anillo,

este debe estar nivelado dentro de +- 3 mm (1/8) encualquier parte de 9 m (30 ft) de la circunferencia, y dentro

de 6mm (1/4) en el total de la circunferencia.Si no se usa anillo, la fundacin debe estar dentro de un

nivel de (1/8) en cualquier parte de 3 m (10 ft) de

circunferencia y dentro de 13 mm (1/2) en la circunferenciatotal.


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Se requiere tomar radiografas ytodas las juntas del cuerpo, de lasplanchas anulares, y conexiones delimpieza de fondo.

No es obligatorio para las planchas

de techo, ni de fondo, tampoco parael ngulo de tope, la unin delcuerpo al fondo, soldaduras enbocas, ni accesorios.

Montaje de Tanques

Radiografa


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Montaje de Tanques

Radiografas:

Para soldaduras en las que el menorespesor es de 3/8, se toma unaradiografa en cualquier punto de losprimeros 10 pies de cada juntavertical, de cada espesor, y de cadaoperador.

Luego se toma una radiografaadicional por cada 100 pies ofraccin del mismo tipo y espesor dejunta.


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Mxntaje de TanquxxMontaje de Tanques

Radiografas:

Si el espesor es mayor a 3/8 peromenor o igual a 1, se tomarnradiografas igual numero que antes,pero adems todas las juntas

horizontales con verticales debernser radiografiadas, con 3 de lasuelda vertical y 2 la sueldahorizontal a cada lado de lainterseccin.


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Montaje de TanquesMontaje de Tanques

Radiografas:

En el primer anillo, se deben tomar

dos radiografas en cada vertical, unade las radiografas deber estar tancerca del fondo como sea posible.

En las juntas verticales de anillos de

espesor mayor a 1 se debe tomarradiografa total a todas las juntas.


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Montaje de tanques

Radiografas:

Todas las uniones de juntas

horizontales con verticales deberntambin ser radiografiadas en estosespesores.

La soldadura alrededor de la periferia

de una boquilla y entrada inserta,debe ser completamenteradiografiada.


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Montaje de Tanques

Radiografas:

En las juntas horizontales se debe

tomar una radiografa en losprimeros 10 pies de suelda delmismo espesor.

Despus se tomar una radiografa

por cada 200 pies adicionales ofraccin de junta horizontal delmismo tipo y espesor.


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FABRICACIN

Cuando el material requiera conformado, el trabajo debe ser hecho con prensasu otro mtodo que no dae el material, previo a cualquier trazado o

conformado. Calentamiento o martillado no es permitido a menos que el

material se ha mantenido a temperatura de forjado durante el enderezamiento.

Las planchas pueden ser cortadas con guillotina hasta un espesor de 3/8 parajuntas a tope y hasta un espesor de 5/8 para juntas traslapadas.

Para espesores mayores se deben cortar por procesos de corte con gas, lasuperficie resultante deber ser suave, uniforme y deber estar libre de

escamas y escorias.

Los bordes circunferenciales de las planchas del techo y fondo pueden cortarsemanualmente con oxgeno.


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FABRICACIN

MARCADO Todas las planchas especiales, las cuales son cortadas y presentadas, antes del

embarque, tal como los miembros estructurales que soportan el techo, debern

ser marcados tal como figuran en los planos del fabricante.

EMBARQUE Las planchas y materiales de los tanques debern cargarse en camiones de tal

manera de asegurar una entrega sin daos.


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