TANQUE DE TANQUE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
INGENIERIA MECÁNICA – CICLO VII
ALUMNOS:
PROF. ING. NELVER J. ESCALANTE ESPINOZA
GONZALES QUINTANA POOl PRETEL DIAZ CHARLTON
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
OBJETIVOS Conocer los parámetros más importantes necesarios para el diseño de un tanque de almacenamiento de aceite de pescado. Mediante la norma API 650 llevar a cabo los cálculos respectivos de los componentes del tanque de almacenamiento.
ING. MECÁNICA
1
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
INTRODUCCIÓN Para Para tanq tanques ues de almac almacena enami mient ento o a presi presion ones esat atmos mosfé féric ricas as o baa baass pres presio ione ness ! de tama tamaños ños relat relativ ivam ament ente e "rand "randes es se util utili# i#a a la re"la re"la de construcci$n ! diseño de acuerdo al c$di"o establecidos por% API 650&'anques 650&'anques atmosféricos ! con presiones presiones de "as internas de (asta ).5 psi. *os *os c$di" c$di"os os API son son establ establec ecido idoss siem siempr pre e para para trat tratar ar probl problem emas as de naturale#a "eneral. +n "eneral estos c$di"os son revisados ! modificados, reafirmados o eliminados al menos cada 5años.*os estándares API son publ public icado adoss para para faci facililita tarr una una ampl amplia ia apli aplica caci ci$n $n de buena buenass práct práctic icas as comprobadas de in"enier-a ! operaci$n. +stos estándares no tienen la intenci$n de obviar la necesidad de la aplicaci$n de los criterios de la buena in"enier-a. +l c$di c$di"o "o API 650 650 está está basa basado do en el cono conoci cimi mien ento to ! la epe eperi rien enci cia a acumulado de fabricantes ! usuarios de tanques de almacenamiento de petr$l petr$leo eo soldad soldados, os, de varios varios tamaños tamaños ! capacid capacidade ades, s, con una presi$n presi$n manométrica interna que no eceda de ).5 psi. *a intenci$n del c$di"o es servir como una especificaci$n de compra para tanques en la industria petrolera. +l comprador o usuario deberá especificar ciertos requisitos básicos para la compra ! podrá modificar, eliminar o ampliar los requerimientos del c$di"o, pero no podrá ei"ir certificaci$n de que se cumplieron los requisitos del c$di"o, a menos que se (a!an cumplido los requisitos m-nimos o que no se (a!an ecedido sus limitaciones.
DISEÑO Y CÁLCULO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTOPARA ACEITE DE PESCADO620TM ING. MECÁNICA
2
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
! SELECCIÓN DE LA DENSIDAD DEL ACEITE Y CALCULOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DEL TANQUE /elecci$n de la densidad del fluido que se encuentra en un ran"o de 1)0& 1203 4"m, nosotros (emos seleccionado la densidad de 120 4"m.Capacidad a almacenar 6)0 'M de aceite de pescado. Para determinar la altura ! el diámetro de nuestro tanque tenemos que tomar en cuenta las dimensiones de la planc(a a utili#ar, "uiándonos del anc(o ! lar"o de la planc(a provista por el catálo"o de productos de AC+78/ A7+9:IPA, el "rosor de nuestra planc(a se determinará más adelante.
C"#$%#& '(# ')"*(+,& - #+%, '(# $%(,&
ρ= 940
kg m
3
M/ 620 TM 6200001. S3)(4'& 5%( ρ=
m V
ING. MECÁNICA
3
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM V =
620000 kg 940
kg m
3
3
V =659.574 m
P#4$7 E/+,%$+%,# ASTM A896 :;00<6000 CÁLCULO DEL DIAMETRO π ∗ D =5∗6000 mm D = 9549.3 mm
D = 9.55 m
CÁLCULO DE LA ALTURA V =
H =
π 4
∗ D2∗ H
649.574 ∗4
π ∗9.55
2
H =9.21 m
:tili#aremos 5 planc(as A/'M A&6por anillos para obtener un diámetro de 1.55m. Para la altura, debemos tomar en cuenta de que las planc(as tienen un anc(o de ;.5mcon eso podemos determinar que nuestro tanque tendrá una altura de ;0.5m deando un espacio para cualquier vapor que emane nuestro aceite de pescado< el espacio libre se de ;. m ! esto representa un ;)= del total, considerando que +* >olumen Máimo de diseño, que es la capacidad máima que permite el estanque, se asocia al nivel de volumen en relaci$n a la altura del estanque, que por lo "eneral es de un ?0= a 10=.
3! CÁLCULO DEL ESPESOR DEL CUERPO
ING. MECÁNICA
4
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM +n el caso de que los cálculos de los espesores de diseño ! de prueba (idrostática sal"an menores, tenemos que tomar las condiciones establecidas para el diseño del tanque. Como se muestra en la si"uiente tabla%
C"#$%#& '(# (/(/&, '(# $%(,& &, (# *=+&'& '(# )( 8CALCULO DE ESPESOR POR EL METODO DE : PIE, +ste método calcula el espesor requerido en puntos de diseño locali#ados 0. m @; ftpor encima del borde inferior de cada anillo del cuerpo. +l apéndice A solo permite estemétodo de diseño. +ste método no se debe usar para calcular tanques de diámetros ma!oresde 60 m @)00 ft de diámetro. +l m-nimo espesor requerido de cada anillo del cuerpo deberá ser el ma!or valor entrelos calculados por las formulas. Para condici$n de diseño% +n /I de unidades% td =
( −0.3 )G
4.9 D H
tt =
Sd
+CA
4.9 D ( H −0.3 )
St
B$nde%
+' ++ D >
+spesor de casco de diseño, en mm. +spesor del casco de la prueba (idrostática, en mm. Biámetro nominal del tanque, en m. ivel de diseño del l-quido, en m.
ING. MECÁNICA
5
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM Dravedad espec-fica de diseño del l-quido que será almacenado, especificado por el comprador. CA 'olerancia de corrosi$n en mm, especificado por el comprador. S' +sfuer#o admisible para la condici$n de diseño, en MPa. S+ +sfuer#o admisible para las condiciones de prueba (idrostática en MPa. Bebemos tomar en cuenta las consideraciones para el valor de /d ! /t que tienes el API 650 para las planc(as estructurales A&6, como se muestran en la tabla si"uiente%
G
+l tanque será montado para la fábrica que se encuentra en las #ona costera de C(imbote en donde la corrosi$n son considerables ! vamos a tomar un CAE 1 / 8 pul". Además para planc(a A/'M A& 6% Sd =160 MPa y St =171 MPa
C"#$%#& '(# (/(/&, 8 ,)*(, 4)##&
td =
(
4.9 x 9.55 x 9.2
−0.3 ) x 0.94
160
+
25.4 8
td = 5.62 mm
ING. MECÁNICA
6
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM P&, ,%(3 7)',&/+"+)$ tt =
(
−0.3 )
4.9 x 9.55 x 9.2 171
tt =2.44 mm
Como se puede observar el espesor de la planc(a de diseño en cálculo que pecio en el ran"o en el que el API 650 muestra< pero tenemos que considerar que el primer anillo tiene que soportar una "ran cantidad de presi$n, (emos considerado que el espesor sea de 1 mm ! que conforme (allemos los cálculos de los anillos tenemos que ir reduciendo los espesores de estas planc(as. Por lo tanto el espesor en el primer anillo a utili#ar para una planc(a estructural A/'M A&6 comercial será%+:?**.
C"#$%#& '(# (/(/&, 8 /(%4'& 4)##& FE;0.5&;.5E1m td =
( −0.3 ) x 0.94
4.9 x 9.55 x 9
160
+
25.4 8
td = 5.56 mm
/e"undo anillo% +2?**
C"#$%#& '(# (/(/&, 8 +(,$(, 4)##& FE1&;.5E G.5m td =
(
− 0.3 ) x 0.94
4.9 x 9.55 x 7 .5
160
td = 5.15 mm
ING. MECÁNICA
7
+
25.4 8
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
'ercer anillo% +9@**
C"#$%#& '(# (/(/&, 8 $%,+& 4)##& FE G.5&;.5E6m td =
4.9 x 9.55 x ( 6 −0.3 ) x 0.94 160
+
25.4 8
td = 4.74 mm
Cuarto anillo% +@**
C"#$%#& '(# (/(/&, – 5%)4+& 4)##& FE 6&;.5E 2.5m td =
(
4.9 x 9.55 x 4.5
−0.3 ) x 0.94
160
+
25.4 8
td = 4.33 mm
9uinto anillo% +;@**
C"#$%#& '(# (/(/&, – /(<+& 4)##& FE 2.5&;.5 E m td =
( −0.3 ) x 0.94
4.9 x 9.55 x 3
160
+
25.4 8
td = 3.92 mm
/eto anillo% +6 6**
C"#$%#& '(# (/(/&, – /=+)*& 4)##& ING. MECÁNICA
8
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
FE &;.5 E ;.5m td =
(
− 0.3 ) x 0.94
4.9 x 9.55 x 1.5
160
+
25.4 8
td = 3.5 mm
/éptimo anillo% + 6**
$! DISEÑO DE LA BASE – PLACAS DE FONDO. *os fondos de tanques de almacenamiento cil-ndricos verticales son "eneralmente fabricados de placas de acero con un espesor menor o i"ual al usado en el primer anillo del cuerpo. +sto es posible para el fondo, porque se encuentra soportado por una base de concreto, arena o asfalto, los cuales soportarán el peso de la columna del producto< además, la funci$n del fondo es lo"rar la (ermeticidad para que el producto no se filtre por la base. *as planc(as de fondo tendrán una anc(ura radial tal que sea por los menos 600 mm @)2 pul" entre el interior del casco ! cualquier uni$n soldada a solapa en el resto del fondo ! por lo menos unos 50 mm @) pul" salientes fuera del casco. 'odas las planc(as del fondo deberán tener como m-nimo un espesor de 6 mm fuera de cualquier corrosi$n admisible especificado por el comprador para las planc(as de fondo. 'odas las planc(as rectan"ulares deberán tener de preferencia un anc(o m-nimo de ;?00 mm. +l traslape de planc(a a planc(a es de ) mm.
ING. MECÁNICA
9
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
Bado que el espesor m-nimo de fondo es 6 mm sin considerar corrosi$n ! no puede ser ma!or pero s- i"ual que el espesor del primer anillo por tanto el espesor de fondo esco"ido es% '+I+B8 + C8/IB+7ACI8 9:+ +* MIIM8 +/P+/87 /+7A 6mm H CA, CA E ;? pul" E .;G5 mm +spesor del fondo E + 6** 9** ?** +ste espesor es i"ual al espesor del primer anillo ! coincide con el requerimiento del API 650.
'! CALCULO DEL ESPESOR DEL TEC>O
'ec(os /oportados /e recomienda que para estanques con un diámetro relativamente pequeño @J ;? m, no requiere de estructura soportantes para el tec(o. Cuando se requiere de una estructura soportante para el tec(o, se debe determinar los miembros estructurales, principalmente las columnas, vi"as ! barras.
ING. MECÁNICA
10
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM +l tec(o de este tanque tendrá una pendiente, con un An"ulo de .6 "rados con respecto a la (ori#ontal, para tanques que tiene un diámetro considerable, sepropone c$nico soportado. +spesor m-nimo de 6 mm sin factor de corrosi$n de acuerdo al API 650. Por lo tantoprimero se deberá conocer el diámetro, del tec(o, para poder calcular el espesor quesoportara las car"as de diseño. +lecci$n de nuestro espesor es de 6mm por que la presi$n atmosférica se considera i"ual a 0, por lo tanto +spesor del tec(o +6** +l perfil estructural a soportar (a sido seleccionado de acuerdo al catálo"o de /IB+7P+7:%
Para que pueda soportar el peso del tec(o con los accesorios ! del personal.
A4)##& '( C&,&4*)(4+& 'odos los estanques deben tener un perfil o anillo de coronamiento ubicado en la parte superior del manto, a obeto de entre"ar una ma!or resistencia al estanque en esa #ona. Además, este anillo debe soportar la estructura en el caso de tec(os auto soportado.
ING. MECÁNICA
11
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM Calculo del án"ulo de inclinaci$n del tec(o% tt =
D 4.8∗Sen ( θ )
B$nde% tt E +spesor m-nimo requerido @mm. B E Biámetro medio del tanque @m. K E Ln"ulo con respecto a la (ori#ontal @"rados. 8'A% Anteriormente !a especificamos el espesor de nuestro tec(o el cual i"ualamos a esta f$rmula para encontrar el án"ulo. Para 'odos los tec(os soportados para encontrar el án"ulo que forma el tec(o con la (ori#ontal tenemos que tomar la si"uiente proporci$n%
1 12 A(ora en el para los valores de r ! 7% 9.55
rE
2
r E 2.GG5m /i tan ( 4.76 )= x =0.3976 m
2 2 ! 7 E √ 4.775 + 1,67
7E 2.G1 m
ING. MECÁNICA
12
x 4.775
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
(! DISEÑO DE BOQUILLAS EN TANQUE DE ALMACENAMIENTO BOQUILLAS 'odos los tanques de almacenamiento deberán estar provistos deboquillas que deberán ser instaladas en los tanques de almacenamiento. ;.& oquilla de car"a o boquilla de entrada de producto. ).& oquilla de sobrefluo. ).& salida de producto. .& /umidero de drenae. 2.& >enteo @s. 5.& Man(ole de tec(o ! cuerpo. *as boquillas cerca del fondo del tanque son las más cr-ticas pues tienden a "irar con la deformaci$n del tanque durante las pruebas (idrostáticas de operaci$n. *os refuer#os de éstas tomas deberán considerar no s$lo la condici$n estática, sino también las car"as transmitidas por la tuber-a que se empata. 'oda apertura ma!or a ) pul" P/ deberá tener refuer#o. +l área m-nima de la secci$n recta del refuer#o no deberá ser menor que el producto del diámetro vertical de la apertura ! el espesor nominal de la planc(a. +l refuer#o debe ser provisto por% *a brida de acople del accesorio, la placa de refuer#o, la porci$n del cuello del accesorio que pueda ser considerado como refuer#o. Por mutuo acuerdo, las aperturas circulares ! planc(as de refuer#o si se utili#a, pueden ser colocadas en una unta soldada (ori#ontal o vertical, cuidando de que se manten"an las distancias m-nimas ! que se realicen radio"raf-as de las untas soldadas. *as untas soldadas deben ser ;00 = radio"rafiadas por una lon"itud i"ual a tres veces el diámetro de apertura.
MAN>OLES *os Man(oles son boquillas de tamaños predeterminados ! se pueden admitir otras formas ! tamaños. *os refuer#os deben tener un a"uero de N ING. MECÁNICA
13
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM pul" para (acer la prueba de fu"a en las soldaduras. +l a"uero debe estar locali#ado en el ee (ori#ontal ! estar abierto a la atm$sfera.
PUERTAS DE LIMPIEZA *as puertas de limpie#a deben ubicarse en #onas adecuadas ! accesibles para la funci$n que tendrán. Beben tener acceso para retirar los materiales que se saquen por a(-, ! no deben tener interferencias con tuber-as de proceso.
BOCAS DE LIMPIEZA /e puede tener bocas o coneiones limpie#a en el fondo del tanque bao ciertas condiciones% Beberá soportar las mismas car"as de diseño, presi$n de prueba, viento, terremoto, etc< de forma que no sufra las uniones del fondo. *a altura máima (, de la apertura en el anillo cil-ndrico, no debe eceder 6 pul". +l espesor m-nimo de la placa de transici$n en el fondo será de O pul".
BOQUILLAS EN EL CUERPO. /e pueden instalar boquillas permanentes en el cuerpo del tanque pero su ee de soldadura deberá estar aleado por lo menos pul" de una unta (ori#ontal, ! al menos 6 pul" de cualquier unta vertical. *as soldaduras pueden cru#ar untas verticales u (ori#ontales probando que las sueldas son continuas ! que el án"ulo de incidencia entre dos sueldas es ma!or o i"ual a 25. /e puede instalar boquillas con otros án"ulos que no sea 10 con la planc(a, pero aumentando el tamaño de la placa de refuer#o. oquillas de (asta pul" para po#uelo de term$metros o toma de muestras pueden instalarse a un án"ulo de ;5 o menos con la perpendicular, sin modificar el refuer#o.
BOCAS DE TEC>O *as boquillas sobre el tec(o deben tener bridas normali#adas, ! construirse de acuerdo a la fi"ura ! tablas< ! si se espera reali#ar trabaos con el tanque de operaci$n, la entrada deberá refor#arse. *as aperturas rectan"ulares son similares a las redondas, deben tener sus refuer#os. *as tapas no deben ser menores a O pul" de espesor. Beben resistir el peso de una persona de )50 lb. Parada en el centro de la tapa. 'apas con bisa"ra no pueden usarse en tanques con presi$n interna. /e ING. MECÁNICA
14
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM debe tener cuidado en el diseño de las tapas rectan"ulares, ! en los pernos de sueci$n.
DRENAJES DE FONDO *os drenaes de fondo se utili#an cuando no (a! puertas o tapas de limpie#a de fondo, o como auiliares diarios para estas tapas o puertas de limpie#a. *os drenaes de fondo se utili#an continuamente cuando (a! muc(os dep$sitos o sedimentos s$lidos durante el proceso. *os drenaes de fondo sirven para desaloar el a"ua de formaci$n que se decanta en la parte inferior del tanque, untos con sedimentos en suspensi$n.
REFUERZOS ESTRUCTURALES /oporte para el cable de andamios, debe estar lo más cerca del centro del tanque.
PLATAFORMAS CAMINERAS Y ESCALERAS DE ACCESO /on elementos de servicio, que muc(as veces pueden ser diseñados como refuer#os estructurales al mismo tiempo. Cuidar los espacios m-nimos para los operadores, evitar interferencia con instrumentos o boquillas. Cuidar el espacio entre peldaños en las escaleras, deben tener una altura adecuada para evitar el esfuer#o innecesario.
BOQUILLAS EN LAS PAREDES DEL TANQUE 'odas las boquillas de G6mm @ pul". de diámetro ! ma!ores deberán contar con una placa de refuer#o< con el fin de absorber la concentraci$n de esfuer#os debidos a la perforaci$n (ec(a al tanque !o a los esfuer#os producidos por la car"a que presenta la l-nea de la boquilla en cuesti$n, la cual contará con un barreno de 6.mm @;2 pul". de diámetro roscado con cuerda P' para boquillas menores de 56mm @;2pul". de diámetro nominal ! con dos barrenos para boquillas ma!ores, con la finalidad de que por ellos sal"a la acumulaci$n de "ases al reali#ar la soldadura ! para que, posteriormente, se realice una prueba de (ermeticidad. *as dimensiones ! detalles especificados en las fi"uras ! tablas son para boquillas instaladas con sus ees perpendiculares a las placas del tanque. Cuando las boquillas son instaladas con un án"ulo diferente de 10Q respecto a las placas del tanque en el plano (ori#ontal, estarán provistas de una placa de refuer#o. *as boquillas bridadas o roscadas de 5; mm @) pul". de diámetro menor no requieren placa de refuer#o< será el diámetro de la boquilla en el cuerpo ! la
ING. MECÁNICA
15
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM soldadura. *as placas de refuer#o pueden ser usadas, aun cuando no sean necesarias. ota% /i el espesor de la placa de refuer#o en el cuerpo es ma!or que el requerido, servirá de aporte para soportar la car"a (idrostática del fluido, el eceso de espesor en la placa, inclu!endo la distancia vertical, ambas arriba ! abao de la l-nea de centros de la boquilla en el cuerpo del tanque, i"ual a la dimensi$n vertical de la boquilla en el cuerpo del tanque deberán ser consideradas como aporte de refuer#o ! el espesor de la placa de refuer#o de la boquilla podrá ser reducido se"Rn corresponda. +n ese caso, la soldadura de refuer#o ! de ase"uramiento deberá estar conforme a los l-mites de diseño de los refuer#os en la abertura del cuerpo especificado.
BOQUILLAS EN EL TEC>O. *as boquillas bridadas o roscadas con diámetro de ;5) mm @6 pul". ! menores no requieren placa de refuer#o, a menos que as- lo solicite el usuario. /e recomienda que todas las boquillas no sean ma!ores de 05 mm @;) pul". de diámetro, ecepto las entradas (ombre. *os sumideros ! coneiones en el fondo tendrán particular atenci$n para el relleno ! compactaci$n del suelo para prevenir asentamientos irre"ulares del tanque, as- como para las coneiones ! soportes, que tendrán que ser calculadas para confirmar la resistencia del arre"lo contra las car"as estáticas ! dinámicas, as- como de flei$n ! esfuer#os permisibles. *as coneiones ! arre"los mostrados pueden variar para llevar a cabo la utilidad ! servicio de los mismos.
ENTRADAS >OMBRE >ORIZONTALES Y VERTICALES. *os tanques de almacenamiento contarán, por lo menos con una entrada (ombre en el cuerpo o en el tec(o con la finalidad de poder reali#ar limpie#a, revisiones o reparaciones en el interior del tanque. *as entradas (ombre contarán con una placa de refuer#o.
VENTEOS. *os tanques de almacenamiento contarán con una boquilla eclusiva para venteo, la que tendrá que ser diseñada ! calculada, con la finalidad de que dentro del tanque no se "enere presi$n interna al ser llenado o vaciado, el cual debe colocarse de ser posible, en la parte más alta del tanque.
DRENES Y SUMIDEROS.
ING. MECÁNICA
16
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM *os tanques de almacenamiento también deberán contar con una boquilla por lo menos para el drenado de lodos, la cual podrá estar al ras del fondo, diri"idas a un sumidero o por debao del tanque. *os sumideros ! coneiones en el fondo tendrán particular atenci$n para el relleno ! compactaci$n del suelo para prevenir asentamientos irre"ulares del tanque, as- como para las coneiones ! soportes, que tendrán que ser calculadas para confirmar la resistencia del arre"lo contra las car"as estáticas ! dinámicas, as- como de flei$n ! esfuer#os permisibles. *as coneiones ! arre"los pueden variar para llevar a cabo la utilidad ! servicio de los mismos.
! REQUERIMIENTOS PARA ESCALERAS. P#+&,*/ S 'odos los componentes deberán ser metálicos. S +l anc(o m-nimo del piso será de 6;0mm. S 'odo el piso deberá ser de material antidesli#ante. S *a altura de la baranda a partir del piso será de ;0G0mm. S *a altura m-nima de la protecci$n de pie @rodapié será de G5mm. S +l máimo espacio entre el piso ! la parte inferior del rodapié será de 6mm. S *a altura de la baranda será aproimadamente la mitad de la distancia desde lo anc(o del pasillo a la parte inferior de la baranda. S *a distancia máima entre los postes del barandal deberá ser de )200mm. S *a estructura completa tendrá que ser capa# de soportar una car"a viva concentrada de 2,5 4, ! la baranda debe ser capa# de soportar una car"a de 0.1 4 aplicada en cualquier direcci$n ! en cualquier punto superior del riel. S *os pasamanos estarán en ambos lados de la plataforma, ! estarán interrumpidos donde sea necesario para un acceso. S Cualquier espacio ma!or de ;50mm. +ntre el estanque ! la plataforma deberá tener una pisadera. S *os corredores de los estanques que se etienden de un lado al otro del suelo o a otra estructura deberán estar soportados de tal manera que ten"a un movimiento relativo libre de las estructuras unidas por los corredores< ésta puede estar acompañada por una firme uni$n del corredor a los estanques, además del uso de una unta corredi#a o de dilataci$n en el puente de contacto entre el corredor ! el otro estanque @este método permite que en caso de que un estanque sufra ruptura o al"Rn movimiento brusco, el otro no resulte dañado. E/$#(,/ S'odas las partes de la escalera serán metálicas. S+l anc(o m-nimo de las escaleras será de 6;0mm. S+l án"ulo máimo entre la escalera con la (ori#ontal será de 50Q. ING. MECÁNICA
17
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM S+l anc(o m-nimo de los peldaños será de )00mm. *a elevaci$n será uniforme a lo lar"o de la escalera. S*os peldaños deberán estar (ec(os de reilla o material antidesli#ante. S+l lado superior de la rea deberá estar unida al pasamano de la plataforma sin mar"en ! la altura, medida verticalmente desde el nivel del peldaño (asta el borde del mismo de G60 a ?60mm. S*a distancia máima entre los postes de la reilla medidos a lo lar"o de la elevaci$n de )200mm. S*a distancia máima entre los postes del barandal deberá ser de )200mm. S*a estructura completa tendrá que ser capa# de soportar una car"a viva concentrada de 2,5 4, ! la baranda debe ser capa# de soportar una car"a de 0.1 4 aplicada en cualquier direcci$n ! en cualquier punto superior del riel. S*os pasamanos deberán estar colocados en ambos lados de las escaleras rectas< éstos serán colocados también en ambos lados de las escaleras circulares cuando el espacio entre cuerpo del estanque ! los lar"ueros de la escalera ecedan )00mm. S*as escaleras circulares estarán completamente soportadas en el cuerpo del estanque ! los lar"ueros finales apo!ados en el piso. 'enemos que tener en cuenta que nuestro tanque será cerrado por lo tanto los postes ! barandas serán colocadas en el tec(o, pero las escaleras se"uirán con el requerimiento especificado por el API 650 ! de acuerdo a tabla%
ING. MECÁNICA
18
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
! CÁLCULO POR SISMO Y VIENTO. CÁLCULO POR SISMO. *os movimientos telRricos son un tema mu! especial dentro del diseño de tanques verticales de almacenamiento, sobre todo en #onas con un alto "rado de sismicidad. +stos movimientos telRricos provocan dos tipos de reacciones sobre el tanque, las cuales son% a Cuando la alta frecuencia relativa amplificada provoca un movimiento lateral del terreno sobre el que está situado el tanque, posteriormente la cantidad de l-quido que el recipiente contiene, se mueve al un-sono con el cuerpo del tanque. b Cuando la baa frecuencia relativa amplificada provoca un movimiento de la masa del l-quido contenido, ocasionando oleae dentro del tanque. +l movimiento lateral de las masas, "enera fuer#as que actRan en el centro de "ravedad del tanque, ocasionando la inestabilidad del conunto, que multiplicado por el bra#o de palanca respecto del fondo, ori"inan un momento de volcadura, produciendo una compresi$n ING. MECÁNICA
19
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM lon"itudinal, provocando la deformaci$n del cuerpo. Por lo que el tanque será diseñado para resistir este fen$meno.
7! MOMENTO DE VOLTEO. +l momento de volteo deberá determinarse mediante la si"uiente epresi$n, efectuando los cálculos respecto a la base del tanque, por lo que la cimentaci$n requiere de un diseño particular aparte.
B$nde%
M E Momento de volteo @ Kg T m.. Z E Coeficiente s-smico @>er Ui"ura .;. ! 'abla .;. V #E0.2 #ona s-smica tipo V Wona Costera I E Uactor de ri"ide# E ; para todos los tanques ecepto cuando un incremento en este factor es especificado por el usuario. /e recomienda que este factor no eceda de ;.5 que es el máimo valor que se puede aplicar. C: C2 E Coeficiente de fuer#a lateral s-smica. / Peso total del cuerpo del tanque @X".. / Altura desde el fondo del cuerpo del tanque al centro de "ravedad de este @m.. , Peso total del tec(o del tanque más una car"a viva especificada por el usuario @X". >+ Altura total del cuerpo del tanque @m. : Peso de la masa efectiva contenida en el tanque que se mueve al un-sono con el cuerpo del tanque @X". : Altura desde el fondo del cuerpo del tanque al centroide de la fuer#a lateral s-smica aplicada a Y; @m.. 2 Peso efectivo de la masa contenida por el tanque que se mueve en el primer oleae @X".. 2 Altura desde el fondo del tanque al centroide de la fuer#a s-smica lateral aplicada a Y) @m..
ZONIFICACIÓN SHSMICA DEL PER
ING. MECÁNICA
20
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
)! MASA EFECTIVA CONTENIDA EN EL TANQUE. *as masas efectivas Y; ! Y) se determinarán multiplicando Y' por las relaciones Y;Y' ! Y)Y' respectivamente obtenidas de la Ui"ura .). ! de la relaci$n BF. Yt E Peso total del fluido del tanque @X".. B E Biámetro nominal del tanque @cm. F E Altura de diseño del l-quido @cm. *as alturas desde el fondo del tanque a los centroides de las fuer#as s-smicas laterales, aplicadas a Y; ! Y), @Z; ! Z), se determinan multiplicando F por las relaciones Z;F ! Z)F respectivamente obtenidas de la Ui"ura .. ! de la relaci$n BF.
! RESISTENCIA A LA VOLCADURA
ING. MECÁNICA
21
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM *a resistencia al momento de volcadura respecto del fondo del tanque podrá ser prevenido por el peso del cuerpo del tanque ! mediante anclae. Para tanques sin anclae, el peso de la porci$n del l-quido contenido puede ser usado para resistir la volcadura.
/iempre ! cuando Y* no eceda 0.000;?6 DFB. B8B+% Y* E peso máimo del l-quido contenido en el tanque que puede ser usado para resistir la volcadura @Kg T m., de la circunferencia del cuerpo. 'b E espesor de la placa del fondo bao el tanque @cm.. Ub! E esfuer#o m-nimo de cedencia especificado del fondo @ Kg cm) . D E Bensidad relativa del l-quido.
1! PRESIÓN DE VIENTO. 'odos los tanques de almacenamiento se diseñarán ! calcularán para lo"rar una estabilidad total. +l momento de volteo producido por la constante car"a del viento, la cual deberá ser considerada de por lo menos ;26 X" m) @0 lb pie) en la superficie del plano vertical, ?? X" m) @lb pie) , en las áreas pro!ectadas de las superficies del cilindro ! G X" m) @;5lb pie) en áreas pro!ectadas de superficies c$nicas ! doble curvadas. *o que se determina en base a una velocidad de viento de ;6; Xm ( @;00 mp(. +n el caso de que el tanque se localice en una #ona "eo"ráfica con una velocidad ma!or, se austarán las presiones multiplicando el valor especificado por el resultado de la si"uiente relaci$n% B8B+% > E velocidad del viento @ Km h. Fallando la presi$n del viento% @>;6;) E @10;6;) E 0.;) > E )5ms E 104m( @consideraci$n del viento máimo en el mes de mar#o en la #ona costera de C(imbote *a presi$n del viento, de acuerdo a estas condiciones ! los datos recopilados, +s i"ual a 21.16; 4"m)
#! MOMENTO DE VOLTEO.
ING. MECÁNICA
22
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM +l momento de volteo producido por el viento se considera una car"a uniformemente repartida sobre una vi"a empotrada en un etremo, por lo que el momento será i"ual a%
B8B+% M E Momento de volteo @ Kg T m. Pv E Presi$n de viento @ Kg m) . Bmá. E Biámetro eterior del tanque inclu!endo l-neas de tuber-as @m. F' E altura total del tanque inclu!endo el tec(o @m. Para tanques que no estén anclados, el momento de volteo por presi$n de viento no debe eceder de la si"uiente epresi$n% Pv E 21.16; 4"m) Bma E 1.55m Ft E ;).;Gm 2
ME
349.96 x 9.55 x ( 12.17 ) 2
M E )2G21?.G;4"&m
*! DIMENSIONAMIENTO DE LOS MAN>OLES ING. MECÁNICA
23
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
MAN>OLE SUELO
/i"uiendo los datos de las tablas%
ING. MECÁNICA
24
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
ING. MECÁNICA
25
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
MAN>OLE TEC>O
ING. MECÁNICA
26
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM :saremos la si"uiente tabla%
4! DIMENSIONAMIENTO DE LAS BOQUILLAS BOQUILLA REBALSE Y CARGA
ING. MECÁNICA
27
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
ING. MECÁNICA
28
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM
ING. MECÁNICA
29
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM B&5%)## '( '(/$,
ING. MECÁNICA
30
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACEITE DE PESCADO 620 TM TUBERIA DE SOPORTE Y VENTEO
S(#($$)K4 '( # +%3(, (4 (# C+"#&& '( A$(,&/ E/+,%$+%,#(/ COMERCIAL DEL ACERO S.A. NPS ; D(<+(,)&, ::.9** E/(/&, '( # +%3(, ?.;9**
ING. MECÁNICA
31
