Diseño y Construcción de Tanques de Almacenamiento de Acero

Depósitos

Construidos para almacenar equipos sujetos a presión atmosférica. Presión del líquido de 0 a 0,5 kg/cm².

Construcción

Remaches, soldadura de pernos, en posición vertical cilíndrica. Reguladas por API 650, en Brasil NBR 7821. Tipos de cubiertas:

• Techo fijo con cúpula: Directamente en la parte superior, independiente o apoyada por una estructura interior de perfiles metálicos. Formas: cónica, paneles curvados, polígono regular.
• Techo móvil: Se mueve hacia un lado debido a la presión de vapor. Dispositivo de seguridad para evitar exceso de presión interna y externa. Sistema de cierre para evitar pérdidas por evaporación (sello líquido o seco).
• Techo de diafragma flexible: Para cambios en el volumen de vapor por variación de presión. Membrana flexible de neopreno, nylon u otro plástico resistente al producto almacenado.
• Techo flotante: Apoyo directo sobre el líquido, minimiza pérdidas por evaporación. Tres tipos:
  • Flotante simple: Económico, flotabilidad precaria, mayor evaporación.
  • Con float: Disco central y flotador en el borde, menor evaporación, mayor costo.
  • Flotante doble: Placas conectadas por estructura metálica, estanco, flotabilidad robusta.

Cuenca de Contención

Propósito de seguridad. Contiene derrames en caso de fugas. Construida con capas sucesivas de espesor uniforme (mínimo 30 cm). Superficie compactada y protegida contra erosión (césped o pavimento).

Fundaciones

Excesiva represión causa deformaciones y tensiones, poniendo en riesgo el equipo. El Apéndice B de API 650 ofrece recomendaciones para la construcción de bases. Construcción 30 cm sobre el fondo de la cuenca, directamente sobre anillo de hormigón. Capa impermeable bajo la losa de cimentación, con pilotes de concreto.

Medición de Recalque

NBR 1807 establece la medición con prueba hidrostática. Pines de referencia 10 cm bajo la cima de la fundación. Para D < 30m: 4 pines / D 30 < 50: 6 pines / D > 50: 8 pines. Medición en llenado al 0, 25, 50, 75 y 100%.

Represión Admisible (NBR 270)

• Ningún punto del borde: 300 mm
• Diferencial entre 2 puntos: 38 mm (en 9000 mm)

Normas y Especificaciones

API 650

Tanques de acero soldados para almacenamiento de petróleo. Cubre diseño, fabricación, montaje, pruebas. Tanques verticales, cilíndricos, no enterrados, abiertos o cerrados, de construcción soldada, para servicio a presión atmosférica (2,5 psig).

NBR 7821 (ABNT)

Condiciones similares a API 650.

BS 2654

Requisitos para tanques de acero no soldados, refrigerados, cilíndricos y verticales. Diseño para alta presión (56 mbar) y baja temperatura (-10 ºC).

API 620

Diseño y construcción de grandes tanques soldados de baja presión para petróleo y derivados. Presión máxima de vapor de 15 psig.

API 2000

Requisitos para tanques no enterrados de petróleo, aceite o refrigerados.

API 12A

Tanques de acero remachados, verticales y cilíndricos, de 240 a 250.000 barriles.

API 12B

Tanques de acero no enterrados, cilíndricos y verticales, de 100 a 10.000 barriles.

API 12D

Tanques de acero soldados, no enterrados, de 500 a 10.000 barriles.

API 12E

Tanques de madera, verticales y cilíndricos, no enterrados, de 130 a 1500 barriles.

API 12F

Tanques de acero soldados, cilíndricos y verticales, de 90 a 750 barriles.

N-270

Diseño mecánico de tanques de acero al carbono, soldados, verticales y cilíndricos, para petróleo y derivados, con techo fijo o flotante. Temperatura máxima de 260 ºC.

N-271

Montaje de tanques de acero soldados, cilíndricos y verticales, a presión atmosférica y temperaturas de -6 a 150 ºC (hasta 1 kg/cm² y -50 a 95 ºC).

N-1888

Fabricación y transporte de tanques atmosféricos.

Fondo

Pendiente mínima de 1:120 del centro a la periferia. Placas con uniones de tope (chaflán V o simple) y juntas de vuelta. Soldadura en filete en la parte superior. Soldadura continua entre placas base y primer anillo. Espesor de soldadura no mayor a ½ del espesor de la placa más delgada, ni menor al valor de la tabla API 650. Dos pasadas para materiales de los grupos IV, IVa, V o VI. Refuerzo en zonas de soporte del techo (19 mm para techo fijo, 6,3 mm para flotante). Placas de 2 mm extra en zonas de mezcladores.

Espesor Nominal de las Placas

No menor al mínimo estructural. Considerar corrosión. Disposición simétrica (recomendada) o interior (más común). Juntas verticales de anillos adyacentes desfasadas al menos 1/3 de la longitud de la placa. Cierre mínimo de 5 veces el espesor del anillo.

Techo

Diseño para soportar carga estática (peso propio, nieve - 120 kg/cm² en superficie proyectada). Acero al carbono estructural (A-283 Gr. B, GR-570 33). Placas superpuestas (mínimo 3/16"). Perfiles de apoyo en A-36. Pendiente mínima 1:16. Anillo superior circular o poligonal, con soldadura continua. Anillos intermedios para mantener circularidad con viento y vacío.

Almacenamiento de Materiales

Placas calandradas en cunas de madera (20 cm del suelo). Piezas pequeñas en cajas secas. Protección contra corrosión. Bridas cubiertas con discos de madera.

Montaje del Fondo

Soldaduras entre fondo y lados después de soldar juntas verticales del primer anillo (preferiblemente el segundo). Secuencia: 1. Soldadura interior, 2. Inspección, 3. Soldadura exterior.

Inspección

Verificar estado físico del tanque (interno y externo). Determinar velocidad de corrosión. Evaluar causas de deterioro. NBR 2318 establece requisitos para inspección de tanques de acero al carbono para petróleo, derivados, agua y alcohol.