Diseno Tanque Pemex

DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOSFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA ZONA POZA RICA - TUXPAN “DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 000 BLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA DE PEMEX EN NARANJOS VERACRUZ” EN LA MODALIDAD DE TESINA QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO MECÁNICO ELÉCTRICO PRESENTAN: REY ALONSO GARCIA ISLEÑO ALBERTO JUAN DE GANTE DIRECTOR DE TRABAJO: ING. ALEJANDRO MARQUINA CHAVEZ POZA RICA, VER. 2005 11 DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 22 DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 366 6 3 5 ESPESOR Y DISEÑO DE LA PLACA DE LA CÚPULA (TECHO)…………………. SENTIDO Y ALCANCE DE TRABAJO…………………………….6 NORMAS Y ESPECIFICASIONES TÉCNICAS……………………………………….3.2 DISEÑO Y ESPESOR DE LA PLACA DEL FONDO………………………………….1.4.1. 24 2.3..4.4.6 CIMENTACIÓN…………………………………………………………………………. 55 2. 9 1.3..4.0 ACCESORIOS Y PROTECCIONES…………………………………………………….3 COMPONENTES PRINCIPALES DE UN TANQUE…………………………………… 33 2.0 PROCESO DE LA DESHIDRATACIÓN DEL CRUDO………………………………… 18 2. 63 2.3...1.4.4 CÁLCULO Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE LA CÚPULA O (TECHO)……….4..1.3.4 EXPLICACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO……………………………… 11 CAPÍTULO II DESARROLLO DEL TEMA 2..3.. 19 2..3. 38 2.2 NATURALEZA. 33 2..3..3..3 CÁLCULO Y DISEÑO DEL ESPESOR DE LA PLACA DE LA ENVOLVENTE……..3. 28 2.2 ENVOLVENTE DEL TANQUE…………………………………………………………. 31 2... 53 2.3.1..5 SISTEMAS DE PROTECCIÓN…………………………………………………………... 10 1.1 PLATAFORMAS Y PASARELAS……………………………………………………….3 ENUNCIACIÓN DEL TEMA…………………………………………………………….3..0 CÁLCULO Y DISEÑO DEL TANQUE…………………………………………………..1..4 CÁLCULO DE LA DESHIDRATACIÓN DEL CRUDO……………………………….5 CÁLCULO DEL TIEMPO RECORRIDO DE LAS PARTÍCULAS DE ACEITE Y DEL AGUA…………………………………………………………………………….3.4.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS ÍNDICE INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………. 13 2.4..3..2.4.3. 18 2..3.3.3..3 DRENAJES………………………………………………………………………………...3 QUE ES LA DESHIDRATACIÓN………………………………………………………. 40 2.3.3..3.4. 8 1.. 45 2..4 CÁLCULO DEL TIEMPO DE RESIDENCIA DEL AGUA Y DEL CONDENSADO….2 UBICACION DEL TANQUE DESHIDRATADOR…………………...1.3.3. 58 2. 34 2.3..3.. 40 2.2.3.3. 13 2.2..3.2 QUE ES UN TANQUE DESHIDRATADOR…………………………………………….1 PRODUCCIÓN DE CRUDO…………………………………………………………….2 MARCO CONTEXTUAL………………………………………………………………… 13 2. 55 2.. 54 2.4 MUROS DE CONTENCIÓN…………………………………………………………….1..2.3.. 25 2.1 FONDO DEL TANQUE………………………………………………………………….. 65 4 .3. 57 2.3.. 29 2.2 CÁLCULO DE VELOCIDAD DE ASENTAMIENTO………………………………….1.3. 6 CAPÍTULO I 1..4.3. 14 2.2 EMULSIONES…………………………………………………………………………….2 ESCALERA DE ACCESO………………………………………………………………. 23 2.3 CÁLCULO DEL NIVEL OPERABLE DEL AGUA…………………………………… 26 2.2..2. 30 2.1.. 19 2.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS………………………………………………………..6 DIÁMETRO Y NUMERO DE ORIFICIOS DEL DISTRIBUIDOR DEL TANQUE DESHIDRATADOR……………………………………………………………………… 28 2.3. 27 2.1 JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………………...3 MARCO TEÓRICO……………………………………………………………………….4.1 CÁLCULO DE VELOCIDAD DE ASCENSO…………………………………………...3. 21 2.1 TIPOS DE TANQUES…………………………………………………………………….1 CONSIDERACIONES GENERALES DEL DISEÑO…………………………………… 38 2.1.0 GENERALIDADES……………………………………………………………………….3.4...3. 36 2.3.2.3..3.3 CÚPULA O (TECHO)……………………………………………………………………. 53 2..3..2..1 PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE LA INVESTIGACIÓN………………………….2.3. ...... 116 5 . 71 2..….....5.... 72 2.......4 SEGURIDAD INDUSTRIAL……………………………………………………………. 93 A-1 CALCULO DE VELOCIDAD DE ASENTAMIENTO……………………… 95 A-2 CALCULO DEL NIVEL OPERABLE DEL AGUA Y ACEITE……………. 97 A-3 CALCULO DE TIEMPO DE RESIDENCIA DEL AGUA Y ACEITE……… 99 A-4 CALCULO DE TIEMPO DE RECORRIDO DE LAS PARTICULAS DEL ACEITE Y AGUA.…………………………………… ……………………………….. 86 TABLA DE PROPIEDADES DEL AGUA B PROPIEDADES DE LOS MATERIALES……………………………………… 88 C CODIGOS.. 68 2.0 PRUEBAS………………………………………………………………………...3... 100 A-5 CALCULO DEL DIAMETRO Y NUMERO DE ORIFICIOS DEL DISTRIBUIDOR……………………………….. 68 2.3....3. 113 B-4 CALCULO DE LA COLUMNA………………………………………...3 APLICACIÓN DE PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS AL TANQUE………………….…. 81 NOMENCLATURA………………………………………………………………………...DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2. 82 ANEXOS A DIAGRAMA DE LA VISCOSIDAD Y PESO ESPESIFICO DEL ACEITE..….. 76 CAPITULO III CONCLUSION…………………………………………………………………………… 79 BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………….5..3. 100 B -0 CONSIDERACIONES GENERALES DE DISEÑO……………………… 102 B-1 CALCULO Y DISEÑO DEL ESPESOR DE LA ENVOLVENTE………… 103 B-2 CALCULO Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE LA CUPULA (TECHO) 109 B-3 CALCULO DE LAS TRABES QUE FORMAN EL PENTAGONO…….2 ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LAS PRUEBAS A DESARROLLAR………….5.…………………………………….5.5. SOLDADURA……………………………………………………… 90 APENDICE A-0 CALCULO DE VELOCIDAD DE ASCENSO……………………………….1 TIPOS DE PRUEBA PARA LA INSPECCIÓN DEL TANQUE……………………….3.. DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS INTRODUCCION 5 5 Acorde al desarrollo integral de la industria petrolera de nuestro país y con el objeto de dar un impulso al crecimiento económico del mismo. En este compendio solo abordaremos lo que son los tanques deshidratadores (Tipo Gun Barrel) que es un tanque de asentamiento por gravedad. operación y mantenimiento de tanques. donde los químicos desemulsificantes juegan un valor importante al promover la coalescencia y acelerar el asentamiento del agua para llegar con una calidad adecuada a la “Refinería Madero”. ASME. lo que es el diseño de un tanque deshidratador de 33 000 Bls para la planta Deshidratadora Naranjos Activo Integral Poza Rica. Es importante resaltar que. en el desarrollo de esta tesina se hace alusión a las normas API. Al término de la lectura de la tesina el lector tendrá una idea clara y concisa del cálculo y diseño del tanque deshidratador. además de permitir poner fuera de operación uno de los dos tanques. La intención primordial de esta tesina es que sirva de ayuda a estudiantes y personas que de alguna manera estén relacionadas con el desarrollo de tan amplio tema como lo son los tanques deshidratadores. se separa el agua libre y las gotas de mayor tamaño emulsionadas.000 Bls (Tipo Gun – Barrel) en la planta deshidratadora Naranjos. la paraestatal Petróleos Mexicanos. AWS. tratadores convencionales y los tratadores electroestáticos. ya que por los años que llevan de operación es necesario darles un mantenimiento adecuado sin parar el proceso y la producción. En los equipos para deshidratación y desalado de crudo. Área Cerro Azul. las cuales rigen el diseño y operación de los recipientes y que es necesario acatar estrictamente dichas normas en la construcción. 6 . los más usuales son: los tanques deshidratantes. con el fin de hacer mas eficiente el proceso. En la deshidratación del crudo. El presente trabajo tiene como objetivo informar de forma sencilla y accesible.Altamira. requiere de la construcción de obras que servirán de fuentes de abastecimiento y/o reguladoras de la materia fluida necesaria para diseñar y construir un tanque deshidratador de crudo con capacidad de 33. DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 7 . P. en la que los países desarrollados y los que se encuentran en vías de desarrollo como el nuestro.mx 8 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 1. agua salada y otros materiales.org.com. no sin descartar la particularidad de la obra en cuestión. por lo que ocasionaría una baja importante tanto económica como productiva si se llegase a parar la producción.pemex.672. las cuales 11 280 Bls son de crudo y 6 720 de agua congénita.E. se ha tratado de obtener resultados óptimos en la industria petrolera para frenar y resolver esta problemática.51 por Barril (**) y si se esta produciendo 11280 BLS en este único tanque por lo tanto dejaría de percibir una cantidad de USD $ 445.1 JUSTIFICACIÓN Actualmente el plano ambiental a nivel mundial es de vital y primordial importancia.000 Bls (Tipo Gun – Barrel) en la Planta Deshidratadora Naranjos del activo integral Poza Rica.Altamira. Por consiguiente. taponamiento de cambiadores de calor e incrustaciones en cambiadores de calor. Área Cerro Azul. que es la causa de diversos problemas tales como: corrosión acelerada. hidrocarburos líquidos. que se deshidratan en el tanque. debido a las continuas transformaciones que se viven hoy día.80 En base a lo anterior se ha proyectado dicha tesina dedicada al diseño del tanque deshidratador basándome en normas o reglas que se han elaborado por asociaciones de técnicos e ingenieros especializados y que permitan dar un grado mayor de seguridad a la industria en general. al estar en contacto se forman emulsiones agua crudo que deben romperse para separar esta agua ya que esto provoca que el crudo llegue a la refinería con alto contenido de sal. Debido a los hechos que se han generado últimamente en la región y para evitar un derrame y se perjudique al ambiente ecológico se a tomado la decisión de diseñar y construir un tanque deshidratador de crudo con capacidad de 33. Ya que el barril de crudo se encuentra en un precio a la venta de USD $39. (**) www. Debido a la explotación de los campos petroleros en el Área Cerro Azul se tiene una producción diaria de 18 000 Bls (*). FUENTES: (*) Bases de Usuario de P. Siendo el agua y el aceite inmiscibles. La producción en los pozos petroleros esta formada por hidrocarburos gaseosos. depende altamente de la tecnología que exista dentro de ellos para prevenir que el medio ambiente se deteriore y el ciclo de la vida sufra cambios. 9 . El petróleo de crudo es comprado y vendido en base a la gravedad ºAPI y un crudo con alta gravedad de ºAPI es comprado a un mejor precio. Las sales minerales presentes en la salmuera corroen el equipo de producción. el contenido de agua en el crudo baja la gravedad ºAPI y reduce su precio de venta. el cual es extremadamente corrosivo. El agua presente en el crudo puede estar en forma libre o emulsionada con el petróleo crudo. El envió y manejo de agua contenida en el crudo implica un gasto inútil de transporte y de energía. SENTIDO Y ALCANCE DE TRABAJO En el siguiente trabajo se establecerá las bases para la construcción de un tanque deshidratador de 33 000 Bls de capacidad.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 1. El rompimiento de estas emulsiones puede llegar a ser un problema muy serio y costoso.1 a 0. Así mismo el contenido de sal en la salmuera producida varía en el rango de cero a casi totalmente saturada. para que opere en forma alternativa como tanque deshidratador y de almacenamiento. Pemex Exploración y Producción debe deshidratar y desalar el crudo por las siguientes razones: En el mercado del petróleo se compra y se vende el crudo con un rango de 0.5 % volumen de agua y de 30 a 50 libras por mil barriles (LMB) de contenido de salinidad.2 NATURALEZA. carrostanque. En la refinación del crudo la presencia de salmuera asociada contribuye a los problemas de corrosión e incrustaciones y fallas de equipo bajo algunas circunstancias. y los tanques de almacenamiento de crudo. La aplicación de la coalescencia electrostática con la adición de químicos para resolver el problema de las emulsiones provee la herramienta necesaria para obtener el crudo deshidratado y desalado. donde los iones de cloruro se hidrolizan a acido clorhídrico. de modo que garantice su optimo funcionamiento de acuerdo a la norma API- 650 y las especificaciones de PEMEX. Añadiendo 1% de agua se genera un incremento de 2% en la viscosidad de un crudo de 30º API y un 4% en un crudo de 15% ºAPI. ductos. adecuado para el transporte y venta. La viscosidad del crudo se incrementa con el aumento del contenido de agua. 962 BLS.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 1.000 Bls (Tipo Gun – Barrel) en la Planta Deshidratadora Naranjos del Activo Integral Poza Rica. La producción se recibe mediante dos oleoductos principales uno de 12”Ø. esto con el fin de hacer mas eficiente el proceso además de permitir poner fuera de operación uno de los tanques ya que por los años que llevan de operación ya es necesario darle un mantenimiento adecuado para mejorar el manejo y reacondicionamiento de los fluidos y así evitar un derrame de crudo. Área Cerro Azul. ambos manejan crudo emulsionado el cual se recibe en un tanque deshidratador TD-2 de 21.3 ENUNCIACIÓN DEL TEMA. el cual colecta y transporta todo el crudo de los campos del área sur y otro oleoducto de 8”Ø que transporta el crudo del área norte. Se Diseñara un Tanque Deshidratador de crudo con capacidad de 33. 10 . y perjudicar el ambiente ecológico y económico de nuestro país. Por el que será sustituido temporalmente para poder darle mantenimiento.Altamira. explicación de la estructura del trabajo CAPÍTULO II Muestra el planteamiento del tema de la Investigación. Deberá cumplir con las características estructurales del código API – 650 y API-620 con dichas especificaciones que requiere PEMEX y dentro de los márgenes de mayor seguridad durante su operación. enfocado a la información indispensable que servirán de sustento para este proyecto. BDP: Barriles por Día. “DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33. 11 . esperando que el presente trabajo sea de interés debido a la importancia que se requiere en el almacenamiento y transporte de hidrocarburos. Calculo y Diseño. dentro del marco contextual se menciona los antecedentes históricos. la ubicación geográfica del tanque deshidratador y el Marco Teórico el cual se conforma de la siguiente manera: Proceso de la Deshidratación del Crudo. sentido y alcance de trabajo. naturaleza. enunciación del tema. Generalidades del Tanque. .4 EXPLICACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO En base a los requerimientos demandados por el sector industrial y su desarrollo se determino la elaboración del presente trabajo. contado con sistemas de prevención y control de incendios.0000 BARRILES EN LA PLANTA DESHIDRATADORA DE PEMEX EN NARANJOS VERACRUZ” CAPITULO I Se desarrolla bajo el siguiente contenido temático: justificación. Accesorios y Protecciones y Pruebas CAPÍTULO III Para finalizar anexamos conclusiones.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 1. DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 12 . 1 ANTECEDENTES HISTORICOS La planta deshidratadora naranjos fue puesta en operación el 16 de febrero de 1972 y aquí se recibe la producción total del área Cerro Azul – Naranjos con la capacidad de (18.1 PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE LA INVESTIGACIÓN Se presenta esta tesina con los datos necesarios para el desarrollo del proyecto. 13 . Los trabajos a desarrollar son los siguientes:  Levantamiento de las áreas donde se realizaran los trabajos que se consideraran instalaciones petroleras.280 Bls. sistema contra incendio. Red de contra incendio con codos giratorios. ingeniería de cálculo de las placas.  Construcción del drenaje aceitoso y pluvial del tanque. instrumentación. Pasando posteriormente al tanque TV-4 de 48.  Construcción de la cimentación ingeniería básica de proceso. el cual colecta y transporta todo el crudo de los campos del área sur y otro oleoducto de 8”Ø que transporta el crudo del área norte. obra civil. 211 Bls.2.962 Bls. MARCO CONTEXTUAL 2. ambos manejan crudo emulsionado el cual se recibe en un tanque deshidratador TD-2 de 21. corrosión. el crudo es enviado por un oleoducto de 16” Ø a la estación de re-bombeo de PEMEX – Refinación para ser recibido en refinería Madero un promedio diario de 11.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS DESARROLLO DEL TEMA 2. se describe de manera clara la información indispensable que servirán de sustento para este proyecto.  Estudio de mecánica de suelos.  Pruebas hidrostáticas al tanque: prueba no destructivas al tanque. ingeniería de detalle como lo es: tuberías.El agua drenada es inyectada al yacimiento mediante los pozos naranjos 101 y naranjos 44.000 BPD en promedio emulsionado).  Levantamientos topográficos en el lugar del trabajo para la construcción del TD-33 MBLS.2.720 Bls. de crudo y se inyectan al yacimiento el agua salada producto de la deshidratación un volumen de 6. protección catódica. recubrimiento al tanque 2. La producción se recibe mediante dos oleoductos principales uno de 12”Ø. cámaras de espuma. La deshidratación del aceite crudo se lleva acabo mediante el sistema de reposo combinando la inyección de reactivos químicos como lo son desemulsificante y desparafinante.  Construcción del dique.  Construcción del sistema contra incendio del tanque. Ver (figura 1. presentándose los valores mínimos entre los meses de noviembre y marzo.5° C registrada en junio de 1969 registrándose las temperaturas máximas entre abril y septiembre.2 UBICACION DEL TANQUE DESHIDRATDOR Naranjos se encuentra localizada dentro del estado de Veracruz.) 14 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2. la mínima temperatura registrada fue de 16. el cual sus coordenadas geográficas del centro del tanque será X = 104665. ubicándose entre los 21° 21´ y 20° 34´ de latitud norte y los 97° 41´ y 97° 50´ de longitud al oeste del meridiano de Greenwich sobre una altitud media de 740 metros sobre el nivel del mar. El tanque deshidratador se construirá dentro de las instalaciones de la planta deshidratadora naranjos con las siguientes características de la zona (Ver Tabla 1) y con las características físicas del fluido a manejar (Ver Tabla 2).. al norte con el municipio de San Lorenzo a 12 Km.128. al sur con el municipio de Cerro Azul a 20 km. a 740 m de altitud.. Considerando que es la que se registra anualmente aunque la máxima fue de 41.5°.2° C y los 25. cabecera del municipio de Naranjos Amatlan..125. Como se ve en la (figura 2.7° C ( Enero de 1958 y 1961 ) .2. al sureste con el municipio de Tamiahua a 28 Km.625 y Y= 183.) DATOS METEOROLÓGICOS El territorio en que se encuentra el municipio de Naranjos es en una zona de clima cálido – subhúmedo con abundantes lluvias en verano y principio de otoño. al este con el municipio de Tantoyuca a 58 km. la temperatura media anual varía entre los 23.5° C y la máxima de 35. 15 . LOCALIZACION DE LA CD.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS FIGURA 1. NARANJOS VER. ALEJANDRO MARQUINA CHAVEZ "DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33. ACTIVO INTEGRAL POZA RICA ELABORO: REY ALONSO GARCIA ISLEÑO -ALTAMIRA. VER. A 02 DE MAYO DEL 2005 ALBERTO JUAN DE GANTE PLANO DE LOCALIZACIÓN ACOTACION: EN MILIMETROS ESCALA: 1:1000 LUGAR: POZA RICA H-200 Figura 2.000 BARRILES EN PLANTA DESHIDRATADORA FACULTAD DE INGRIA. PLANO DE LOCALIZACION DE LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 16 . DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS ESTADO DE VERACRUZ MUNICIPIO DE NARANJOS TAMPICO PANUCO OZULUAMA NARANJOS E S T A CERRO AZUL ALAMO TUXPAN DE RODRIGUEZ CANO POZA RICA DE HIDALGO TIHUATLAN D O MARTINEZ DE LA TORRE TLAPACOYAN XALAPA DE GOLFO DE PEROTE ENRIQUEZ MEXICO D VERACRUZ E ORIZABA TLALIXCOYAN V E SAN ANDRES R TUXTLA A VILLA COATZACOALCOS C AZUETA MINATITLAN RU Z FECHA DESCRIPCIÓN REVISIONES NUM. MECANICA ELECTRICA NARANJOS. PLANOS DE REFERENCIA MODALIDAD DE TESINA REVISO: ING. CERRO AZUL" POZA RICA DE HG. EXTREMA: TEMPERATURA MEDIA 24.000 BPD VIENTOS: C)VELOCIDAD MÁXIMA: 190 km/hr. NARANJOS F)VELOCIDAD OTOÑO- 90 km/hr. DIRECCIÓN PLANTA DESHIDRATADORA 1. DIRECCIÓN DESCARGA ENE EL TANQUE: VERANO: E-O. TEMPERATURA: TEMPERATURA MÁXIMA 35. SECO): 17 . INVIERNO: G)VELOCIDAD 270 km/hr. CORROSIVA (SO2 SO3 ATMÓSFERA: PRECIPITACIÓN PLUVIAL ALTA HUMEDAD) HUMEDAD RELATIVA PROMEDIO DEL MES MÁS 80% 370 mm.F. ANUAL: LLUVIOSO: CORROSIVO CLIMA: AMBIENTE HÚMEDO PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL: 1300 mm Y SALINO PRECIPITACIÓN PLUVIAL DIRECCIÓN DE VIENTOS: 2345 mm ACUMULADA MÁXIMA: A)REINANTES TODO EL S. CONDICIONES DE OPERACIÓN: AÑO: CONDICIONES DE OPERACIÓN B)DOMINANTES: NTE. CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA: DE ACUERDO A LO ESPECIFICADO EL PRESIÓN ATMOSFÉRICA: 761.9 ºC. ACTUAL VELOCIDAD DE LOS BOMBEO DE CRUDO: 12. SUCCION DE BOMBA EN E)VELOCIDAD 35 km/hr.0 kg/cm2 PRIMAVERA–INVIERNO: N – S.E. PRESIÓN D)VELOCIDAD MEDIA EN 20 km/hr.9 ºC.2 DE Hg ZONA SÍSMICA Nº 2 MANUAL DE OBRAS CIVILES DE LA C.E. ANUAL (BULBO SECO): MEDIA ANUAL (BULBO 24.5 ºC EXTREMA: TEMPERATURA MINIMA 15 ºC.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS TABLA 1. REGIONAL: H)VELOCIDAD BÁSICA: 220 km/hr. al final del cual se les determino la eficiencia de deshidratación y desalado.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS TABLA 2. 18 . Estos productos tienen la propiedad de modificar tenciones superficiales e interfaciales de las emulsiones.3. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL FLUIDO A MANEJAR CARACTERÍSTICAS PRODUCTO: PETRÓLEO CRUDO GRAVEDAD API: 25 VISCOSIDAD SSU @ 37. En la deshidratación del crudo se separa el agua libre y las gotas de mayor tamaño emulsionadas.0 PROCESO DE LA DESHIDRATACIÓN DEL CRUDO El proceso de la deshidratación del crudo consiste en lavar el crudo con agua dulce.0 MARCO TEORICO 2.8 ªC 180 GRAVEDAD ESPECIFICA 0.2 - 2%) y la salinidad asociada. Para que esta técnica sea aceptable no implica una gran inversión. Estas pruebas se hicieron a 3 muestras de crudo con distinto contenido de sal a las cuales se les adiciono un 5 % en volumen de agua. considerándose que el tiempo y la agitación a que van a estar sometidos será suficiente para hacer un buen lavado.3. el agua residual (0. En el desalado. agua salada y otros materiales siendo el agua y el aceite inmiscibles. que son compuestos químicos que están formados por un grupo soluble en aceite o lipófilo. al llegar a los tanques de Deshidratación se dará un tiempo de reposo para que el agua agregada se separe ya que la producción de los pozos petroleros están formados por hidrocarburos gaseosos. este lavado se efectuara mediante la inyección de agua en la tubería por donde llega el crudo y en el trayecto hacia los tanques de agua dulce. agitándolas con el fin de que el crudo se lavara. Para desarrollar la técnica de desalado se hicieron algunas pruebas de asentamiento a nivel de laboratorio. se reduce mediante la adición de agua de bajo contenido de sal. al estar en contacto. El primer paso en la deshidratación del crudo es la adición de agentes químicos desemulsificantes. se forman emulsiones agua-crudo que deben romperse para separar el agua. ni grandes operaciones. Después se le dio un tiempo de asentamiento. hidrocarburos líquidos. de tal forma que el costo del tratamiento del crudo no sufre un gran incremento.900 2. Los agentes químicos desemulsificantes juegan un valor importante al promover la coalescencia y acelerar el asentamiento del agua dispersa.1. cuando se efectúa una eficiente limpieza del crudo se depositan menores cantidades de sales y otros sólidos en los cambiadores de calor y en el equipo de destilación. 19 . ya que mientras el contenido de sal en el crudo sea menor la producción de acido clorhídrico por efectos del calor y del agua que no es posible separar será menor. Los cloruros de fierro que se forman durante el transporte y almacenamiento del crudo producen corrosión adicional cuando algunos ácidos orgánicos y acido sulfhídrico están presentes en el aceite bajo condiciones reductoras. Los principales daños que ocasionan son: Corrosión. etc. En la actualidad dos terceras partes de la producción mundial de crudo se obtiene en forma de emulsiones que necesariamente deben ser tratadas. disminuirán al grado de requerir mas frecuentemente la limpieza de equipo. 2. afectan de múltiples formas la refinación del crudo. este acido de sobra es sabido que es bastante corrosivo..3.1.1. En ocasiones la acumulación de cera (parafinas) acelera la descomposición del petróleo con la siguiente depositacion de coque. las sales y los sólidos que acompañan al aceite. Taponamiento.3. Abrasión.2 EMULSIONES Siendo el agua y el aceite fluidos inmiscibles cuando se ponen en contacto bajo condiciones de turbulencia se forman dispersiones estables “emulsiones” de ambos fluidos. tales como tubería de alimentación de crudos.. Los cloruros de fierro reaccionan con el acido sulfhídrico produciendo acido clorhídrico. en la capacidad de fraccionado del crudo y su gasto. generalmente cloruros. cambiadores de calor.1 PRODUCCIÓN DE CRUDO Las sales que trae disuelta el agua consisten principalmente de sales de sodio. de donde se concluye que estos cloruros al tener una doble acción deben reducirse a su mínima concentración posible. La concentración de estas sales varía ampliamente. es disminuir los problemas que se generan en la destilación del crudo.con la depositacion de sólidos. aumentando los costos de tratamiento. Incrustación. bombas. es común encontrar agua con un contenido de sales semejantes al del agua de mar aunque puede encontrarse agua con concentración de sales mayor a la del mar. disminución de la corrosión en equipos.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Lo que se intenta al desarrollar esta técnica y aplicarla.mientras mas se acerque el desalado de los crudos al 100% será menor la formación de acido clorhídrico en la destilación. El agua..mientras mayor cantidad de sólidos sean separados del aceite será menor la acción erosiva en los puntos de máxima velocidad y turbulencias. calcio y magnesio. la eficiencia en la transmisión de calor.. 2. accesorios. como: asfáltenos. etc. Cada gota es cubierta por una película de agente emulsificante.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS En su apariencia. en el que se vuelven estables por la acción de algunos materiales presentes en el aceite ( agentes emulsificantes). rígida o elástica. Las emulsiones recién producidas presentan normalmente un aspecto esponjoso. tanto física como eléctricamente. aunque la mayoría son de aproximadamente diez micras. las gotas quedan aisladas entre si. por ejemplo un aceite de color verde obscuro presenta una apariencia café pajiza. resinas. una emulsión es mas espesa y no fluirá con la misma facilidad que lo haría el agua o el aceite en forma independiente. La complejidad de las emulsiones aumenta día con día debido al creciente empleo del método de recuperación secundaria que introduce cambios notables en las características de las emulsiones por el efecto de los productos químicos utilizados. cresolés.1990. sales metálicas. sólidos finamente divididos. fenoles. ) Microfotografia de una emulsión agua en aceite (PETEX. dependerá la estabilidad de la emulsión. Esta película es el resultado de la absorción de los agentes químicos emulsificantes polares y de alto peso molecular. ácidos orgánicos. De la naturaleza de esta película. El diámetro de las gotas de agua en el aceite varia de una micra hasta centenas de micras. sedimentos arcillosos. las emulsiones no parecen ser ni agua ni aceite.p. Figura ( 3. Las emulsiones de aceite y agua son dispersiones de gotas de agua en el aceite como se muestra en la siguiente figura ( 3 ). En otras palabras. esto es ocasionado por las burbujas de gas que aun prevalecen atraídas en el aceite crudo. Generalmente la viscosidad de una emulsión es mucho más alta que la viscosidad del aceite o la del agua. productos de la corrosión.79) 20 . la película que rodea a la gota se engruesa y se torna más resistente a la emulsión y resulta mas estable. este lavado se efectuara mediante la inyección de agua dulce al tanque o colchón de agua contenida dentro del tanque y es mezclada junto con el crudo (aceite con agua). Durante el ascenso de la emulsión por la tubería de producción se ocasiona más agitación y mezclado. Todos estos efectos de agitación y mezclado del aceite y agua producidos. los cuales generan y estabilizan las emulsiones son mas pronunciados en pozos que producen con sistemas artificiales como son el bombeo mecánico o el neumático. catiónicas o no iónicas. las cuales originan una mezcla violenta de aceite y agua formándose así una emulsión. por otro lado a las gotas pequeñas se opone una mayor resistencia al asentamiento.Lipofilo (HLB). conocida comúnmente como emulsión. Los desemulsificantes anfoteritos son también moléculas orgánicas cuyo grupo hidrófilo puede cargarse positiva o negativamente o estar descargado. El HLB es una medida de la solubilidad del desemulsificante en agua-aceite. Un aceite de alta viscosidad permite mantener grandes gotas en suspensión. Al alcanzar la superficie. Los iónicos o cationicos según sea el grupo químico hidrófilo. esto se intensifica por la liberación de burbujas de gas. El tratamiento de una emulsión es la adición de compuestos desemulsificantes.3. 21 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Por lo común las emulsiones no se presentan en la formación productora si no que se generan cuando el aceite y el agua son producidos simultáneamente en presencia de un alto grado de agitación. Dependiendo del PH del sistema los desemulsificantes anfoteritos pueden exhibir propiedades aniónicas. llamada comúnmente balance Hidrófilo. Estos productos tienen la propiedad de modificar las tenciones superficial e interfacial de las emulsiones.3 QUE ES LA DESHIDRATACIÓN Es lavar el crudo con agua dulce. debida a la reducción de presión que se tiene a medida que los fluidos ascienden a través de la tubería de producción. Una de la propiedades mas importantes de los desemulsificantes es la relación de grupo hidrófilo y lipófilo. Cuando el aceite y el agua fluyen del yacimiento del fondo del pozo a través de las perforaciones en la tubería de revestimiento se crean diferencias de presión relativamente grandes. La naturaleza de las emulsiones cambia con el tiempo. Hay dos tipos de desemulsificantes: los que puedan disociar en iones o desemulsificantes iónicos. 2. negativo o positivo respectivamente. se presenta una agitación mas violenta al pasar los fluidos a través del estrangulador.1. Estos compuestos químicos están formados por un grupo soluble en el agua hidrófilo y otro soluble en aceite o lipófilo. 4. 22 . La película que rodea a las gotas se rompe o reduce su resistencia. Por otro lado la adición de calor permite un asentamiento más rápido de las partículas de agua a través de los siguientes efectos. 3. los agentes químicos desemulsificantes juegan un papel muy importante al promover la coalescencia y acelerar el asentamiento del agua dispersa. Esteres de glicoles. mediante la unión de ellas (coalescencia). Este último equipo ha aumentado actualmente su uso en el campo. por la expansión del agua 2. En esta etapa se remueve el agua libre y las gotas de mayor tamaño. Otra propiedad deseable en un desemulsificante es la capacidad para humectar los sólidos presentes en la emulsión para que sean incorporadas en el agua separada. Permite acentuar la diferencia de densidades entre las partículas de agua y aceite. incluyendo el calor con que el aceite sale del pozo. son generalmente dos o mas compuestos los que intervienen en la formulación de un desemulsificante. tratador convencional y tratadores electrostáticas. Existen varios tipos de unidades de separación entre las cuales puede mencionarse: tanques deshidratadores. Aumenta el movimiento de las moléculas. Reduce la viscosidad de aceite. siempre que sea posible debe de aprovecharse cualquier fuente disponible de calor.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS La mayoría de los tensoactivos comerciales que intervienen en las formulaciones de desemulsificantes pertenecen a algunas de las familias o grupos químicos siguientes: Glicoles polioxietilenicos Glicoles polioxipropilenicos Productos de condensación del oxido de etileno o de oxido de propileno Aminas polioxietilenicas y polioxipropilenicas. La importancia de la adición de calor a la emulsión en la deshidratación se comprueba calculando la velocidad de asentamiento para una partícula de agua a distintas temperaturas utilizando para esto la ley de Stokes. 1. Rara vez un solo compuesto actúa como agente floculante y coalescente. El mecanismo de acción de los desemulsificantes consiste en romper y desplazar la película de agente emulsificante que rodea a la gota de agua (floculación) y aumentar su tensión superficial y la atracción molecular propiciando que haya una tendencia a reducir el área de las gotas dispersas. Flujo: Normal 1.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2. A 23 .98 m³/min = 70.233 0.R.31 Viscosidad Din. Used by permission. CARACTERISTICAS DEL CRUDO °API = 25 Densidad Relativa = 0. 2001) Para el calculo de la velocidad de asentamiento necesitamos algunas características del crudo ya que en la alimentación del Gun Barrel es una mezcla liquida de Hidrocarburo Condensado + Agua. 1954.1.37 )( 0.347 ft³/min Diseño 2.26 0.3.025 m /s TABLA 3.L:Daugherty Ver Anexo A Fig. Courtesy of .91 Viscosidad Cin.04 ) 3 FTdAg = 0.5 (96) Peso especifico kg/m³ 878 895 920 Peso especifico gr/cm³ 0.4 CALCULO DE LA DESHIDRATACIÓN DEL CRUDO (REALIZADOS MEDIANTE EL PROGRAMA DE MATHCAD VER. sin embargo para cuestiones de diseño y considerando que el flujo de alimentación no será continuo se multiplica el flujo promedio por un factor de 1. cuya composición es de ACEITE (Ac) = 63 % y de agua (Ag) = 37% El volumen que deberá manejarse en un día de operación NORMAL es de 18000 bls por día. por lo tanto el flujo promedio es igual a 119. gr/cm-seg 0. McGraw-Hill Book Co.2.25 m³/hr o 525 GPM.878 0.285 Temperatura ºC ( ºF ) 15 (60) 25 (77) 35.920 Nota: La viscosidad y peso especifico fueron tomadas del libro del Apéndice 4-a de Fluid Mechanics. Inc.37 m³/min = 84.184 0. Bajo las anteriores consideraciones se obtiene el flujo de diseño.015 m /s FLUJO DE DISEÑO DEL ACEITE FTdAc =%63Ac* Fd (2) FTdAc = ( 0.21 0.63 )( 0.04 ) 3 FTdAc = 0.417ft³/min Por lo tanto los flujos de agua y Aceite a la alimentación son: FLUJO TOTAL DE DISEÑO DEL AGUA FTdAg =%37Ag* Fd (1) FTdAg = ( 0.895 0. cm²/seg 0. cm²/seg 0.00894 0. por lo tanto para cuestiones de diseño se considera el diámetro de partícula mínimo. ( g )(Dp) 2 ( ag ac) VAc (3) (981)(0.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS TABLA 4.001) 2 (0.999)(0. cuya formula es: g * D2 ( Ag Ac) V La velocidad de elevación de las partículas de condensado (fase ligera) en el agua (fase pesada) está en función del diámetro de partícula.993 Nota: La viscosidad y peso especifico fueron tomadas en el libro Manual de Hidráulica Tabla que se muestra en el Anexo A Tabla. es decir entre más grande es la partícula de condensado mayor será la velocidad de elevación. CARACTERISTICAS DEL AGUA Viscosidad Cin.01130 0. Nota: La tabla 3 y 4 hacen referencia a las características de los fluidos ( crudo y agua ) utilizados en los cálculos de velocidad de asentamiento Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de ascenso para una temp.999 0.00727 Viscosidad Din. gr/cm-seg 0.451x10 6 s 24 .997 0. de 15ºc para el aceite.1 CALCULO DE VELOCIDAD DE ASCENSO (VER APENDICE A-0) La velocidad de ascenso de las partículas ligeras en la fase pesada o la velocidad de asentamiento de las partículas pesadas en la fase ligera es considerada como flujo laminar y esta gobernada por la ley de Stokes. de la misma manera sucede con las partículas pesadas.1.5 (96) Peso espesifico kg/m³ 999 997 993 Peso espesifico gr/cm³ 0.00897 0.184 m VAc 6.4.878) VAc 0. A 2.3.00721 Temperatuar ºC ( ºF ) 15 (60) 25 (77) 35.01142 0. ( g )(Dp) 2 ( ag ac) VAc (981)(0. ( g )(Dp) 2 ( ag ac) VAg (981)(0.001) 2 (0.997)(0.285 m VAc 2. 25 .895) VAg 0.4.001) 2 (0.999)(0.00897 m VAg 1. ( g )(Dp) 2 ( ag ac) VAc (981)(0. de 25ºc para el agua.513x10 6 s 2. de 15ºc para el agua.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de ascenso para una temp.3.5ºc para el aceite.001) 2 (0.878) VAg 0. de 25ºc para el aceite.05x10 4 s Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de asentamiento para una temp.920) VAc 0. ( g )(Dp) 2 ( ag ac) VAg (4) (981)(0.001) 2 (0.233 m VAc 4.5ºc para el agua. de 35. de 35.2 CALCULO DE VELOCIDAD DE ASENTAMIENTO (VER APENDICE A-1) Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de asentamiento para una temp.993)(0.997)(0.295x10 6 s Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de ascenso para una temp.1.0113 m VAg 1.895) VAc 0.116x10 4 s Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de asentamiento para una temp. 37) Nopag 439. es decir.0006451 cm/seg y para el asentamiento es de 0.22 0. se multiplica por la fracción de agua en la alimentación y se divide entre el área del tanque.650. hm h C B (5) hm 12. B= 0.010 cm/seg. tardan menos las partículas ligeras en subir por el líquido pesado que las partículas pesadas en bajar por el líquido ligero.35 m Para obtener el nivel de agua se resta a la altura total del tanque lo equivalente a los volúmenes muertos.63m Vop (hm)( At) (6) Vop (10.29) 3 3 Vop 4. (dados por la altura de las boquillas B y C).932x10 5 s De los anteriores resultados observamos que la condición crítica para la velocidad de ascenso es 0. 2.1. C = 1.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS ( g )(Dp) 2 ( ag ac) VAg (981)(0.4.00721 m VAg 9.933m 26 .29 Nopag 3.3.67 x10 m (Vop)(%37) Nopag (7) At 3 (4.993)(0.920) VAg 0.22 m La altura de la boquilla B ( salida de agua ) se fija al mínimo permitido por norma API .001) 2 (0. dicho de otra manera el volumen operable se multiplica por la fracción de agua en la alimentación y se divide entre el área del tanque.67 x10 )(0.3 CALCULO DEL NIVEL OPERABLE DEL AGUA (VER APENDICE A-2) La altura de la boquilla C (salida de crudo) se determina considerando el 90% de la altura del cuerpo.63)(439.35) hm 10.20 (1. 3.283m Voltag ( Ntag)( At) (9) 3 3 Voltag 1. Vopcr trac ( 13 ) FTdAc 2942 trac 1.4 CALCULO DEL TIEMPO DE RESIDENCIA DEL AGUA Y DEL ACEITE.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Ntag Nopag B (8) Ntag 4.4.288 x10 s SIGUIENDO LA MISMA SECUENCIA PARA EL ACEITE. (VER APENDICE A-3) El tiempo de residencia del agua en el tanque está dado por: Voltag trag ( 12 ) FTdAg 1882 trag 0.697)(439.882x10 m NIVEL OPERABLE DEL ACEITE Nopcr hm Nopag ( 10 ) Nopcr 6.29) 3 3 Vopcr 2.493 trac 1.942 x10 m 2.1.697 Vopcr ( Nopcr)( At) ( 11 ) Vopcr (6.182x105 s 27 .877 5 trag 1. El gas en la corriente de alimentación puede estar disuelto o bien puede ser producto de una vaporización debido a la caída de presión en el trayecto.038 x10 s 2. es decir a 0.1.4. Para asegurar un flujo laminar se considera un diámetro de 36" para la columna.3. la cual disminuye la velocidad inicial de alimentación y para contener la formación de gases se considera que la altura de la columna sea 1 pie mayor de la altura del Gun Barrel lo cual nos da un volumen de 7. se puede determinar el tiempo que tardan las partículas en recorrer la distancia desde el distribuidor hacia sus respectivas boquillas de salida donde esta dada por la siguiente Ecuación.697 TrecAc 0. (hd hB) TrecAg ( 14 ) VAg (0. 28 .35) TrecAg 0. suficiente para contener un bache de aire atrapado en una tubería de 24" de diámetro sin sobre presionar el sistema.144 pies cúbicos.1.33x103 s Tiempo de recorrido de las partículas del Aceite dada por la Ec. DIFUSOR: La presión de descarga de los líquidos en el Gun Barrel deberá ser la mínima necesaria para evitar altas velocidades de descarga que puedan provocar una propulsión de las partículas pesadas hacia la boquilla de salida del condensado.91 m. Dado lo anterior. Nopcr TrecAc ( 15 ) VAc 6.02 metros abajo del nivel de agua. También con la columna se separa el aire atrapado en la tubería como consecuencia de una separación intermitente.5 CALCULO DEL TIEMPO DE RECORRIDO DE LAS PARTICULAS DEL ACEITE Y DEL AGUA ( VER APENDICE A-4) Se considera fijar la altura del distribuidor de líquidos a aprox.4.6 DIAMETRO Y NÚMERO DE ORIFICIOS DEL DISTRIBUIDOR DEL TANQUE DESHIDRATADOR (VER APENDICE A-5) La finalidad de la columna es eliminar el gas en la corriente de alimentación y disminuir la velocidad de flujo para forzar un régimen laminar.00000645 6 TrecAc 1.000105 TrecAg 5.91 0. desde el fondo del tanque. 3.3.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2. (0.3048 m Ø) utilizando las propiedades promedio se obtiene una velocidad de 0. El diseño de tanques cilíndricos verticales para contención de fluidos armados con soldadura de arco se basan en las especificaciones de API -650 29 .3.9144 m/seg. 2.11 recomienda como velocidad máxima de entrada de líquidos. del agua en la mezcla) + Viscosidad del condensado (fracción vol. del agua en la mezcla) + densidad del condensado (fracción vol. Sabiendo que en los tanques no se presentan o se establecen una serie fija de tamaños y capacidades estos no se encuentran restringidas a un tamaño específico.031m.877 Veld (0. que trabajaran a una presión aproximadamente igual a la atmosférica destinados a almacenar hidrocarburos para su sedimentación y/ o distribución. (0. En base a la anterior recomendación se deberá encontrar un área que pueda transportar el flujo de diseño 74 m3/hr (326 GPM) a una velocidad de 3 fts/seg.2.9144 m/seg).073 m El diámetros del orificio se propone de 1/2pulgada (0.157m / s Dd 2 At (19) 4 2 Atd=0. soldados.77kg / m3 Viscosidad promedio =Viscosidad del agua (fracción vol.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Criterios para el dimensionamiento del difusor de líquidos El API 2003 en su sección 2. Dpt ( Ag)(%37 Ag) ( Ac)(%63Ac) ( 16 ) Dpt 922.) Densidad promedio =Densidad del agua (fracción vol.0 GENERALIDADES El termino tanque de almacenamiento se le da a los recipientes cilíndricos verticales u horizontales. de acero. del condensado en la mezcla.3048) 2 Veld 0.012kg / ms Simulando el flujo de diseño a través de una tubería de 12" Ø (0. por lo tanto el difusor deberá tener un área total de: FTdAg Veld ( 18 ) 2 Dd 0.157 m/seg lo cual resulta aceptable. 3 pies /seg. del condensado en la mezcla. Viscp ( Ag)(%37 Ag) ( Ac)(%63Ac) ( 17 ) Viscp 0.0127 m) con espaciamiento de 0. aparatos de medición. ya que el líquido por almacenar se encontrara solo bajo la presión atmosférica. es necesario conocer inicialmente el volumen y capacidad del tanque que se desea proyectar. la altura varía de acuerdo al número de anillos.3.2. 2. anillos de la envolvente y cúpula o tapa del tanque. proceso y transporte.  Cúpula flotante. como tanques cilíndricos verticales eficaces por su poca adhesión a retener la mezcla fluida. Debido a su funcionamiento estos tanques se consideran como atmosféricos. condiciones de operación y localización. produciendo facilidad de procesamiento y además facilidad de limpieza de los mismos. los cuales dependen del producto. transporte y el proceso de lo que vaya a almacenar. Los recipientes estarán apoyados superficial e independientemente sobre un anillo anular de concreto el cual confinaría un relleno sobre el que descansaría el fondo. válvulas de presión y vació. Los tanques se construyen con diferentes conformaciones. considerándolos obviamente. 4.  Sin techo. 3. El techo de los tanques constara de una tapa fija apoyada en una estructura de trabes y columnas de acero además del apoyo de la pared del mismo tanque.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Para determinar los espesores de las placas del fondo. Los tanques más comunes se clasifican según las condiciones antes mencionados en: 1.  Techo fijo auto soportado. aparta flamas tipo vertical y horizontal. También el tamaño va en función de la demanda del producto. CILINDRICOS HORIZONTALES. entradas de hombre en el cuerpo. También contara con sus accesorios. CILINDRICOS VERTICALES ATMOSFERICOS. protección contra incendio.  A Presión.  Atmosféricos. refuerzos para conexiones en el cuerpo.1 TIPOS DE TANQUES. En Petróleos Mexicanos se designa con el nombre de tanques a los recipientes destinados a contener o a almacenar los productos de extracción. boquillas en el cuerpo. 30 .  Techo fijo soportado con estructura. ESFERICOS A PRESIÓN. el fondo se diseña con una distribución de placas adaptándose a las especificaciones y normas del API-650 El primer anillo de la envolvente se diseña con el espesor de la placa mayor especificada por el API- 650 disminuyendo en los siguientes anillos. 2. GOTIFORMES O ESFEROIDES A PRESIÓN. por su forma. El diámetro y la altura determinan este volumen. a atrapar burbujas de gas y reducir la turbulencia a la entrada. Las presiones a las que trabajan varían 2 de 2 a 15 kg/cm . Riesgo de fuego. 4. Por mencionar algunos productos que se almacenan: propano. Perdidas por evaporación. cada una de las cuales cumple uno o más propósitos específicos. TANQUES ESFÉRICOS A PRESIÓN. 3.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 1. FLUME: Es un Accesorio del tanque que tiene como fin controlar la presión y velocidad a la entrada del producto al tanque. Mantenimiento resultante de la corrosión. TANQUES CILINDRICOS HORIZONTALES. e. 2 butano. d. TANQUES GOTIFORMES O ESFEROIDES A PRESIÓN. La mayoría de estos recipientes son de acero y se distinguen por la ausencia o por el tipo de techos antes mencionados. tendrá dimensiones adecuadas para evitar turbulencia así como lograr un flujo laminar y evitar la entrada de gas al distribuidor del tanque. Los tanques que se usan para almacenar gases volátiles o líquidos a presión son llamados esferas. Contaminación del producto con la atmósfera. y esta constituido esencialmente de cinco partes.3. Su principal característica y ventaja es que no permiten pérdidas de vapor tanto en el llenado como en la descarga evitando la entrada de aire. ya sea a presión interna o a presión atmosférica. 31 . 2. Se le conoce con el nombre de gotiformes por la semejanza de la gota de un líquido sobre un plano. c. Una característica de ellos es la de almacenar poco volumen. etano. Los Tanques Cilíndricos Horizontales que se emplean en refinerías y terminales de distribución son llamados salchicha. trabajan en la forma semejante a los esféricos. b.2. La designación de los diversos tipos de techos se hace en consideración de varios factores que a continuación se mencionan: a. Este equipo posee un dispositivo en la parte superior para la eliminación del gas separado “Flume”. 2. etc. Los tanques cilíndricos verticales atmosféricos almacenan productos a la presión atmosférica o muy poco mayor que ella. y trabajan a presiones internas que varían de 14 a 21 Kg/cm .2 QUE ES UN TANQUE DESHIDRATADOR UN TANQUE DESHIDRATADOR (GUN BARREL) es un tanque de asentamiento por gravedad. CILINDRICOS VERTICALES ATMOSFERICOS. Corrosión. con la diferencia de que estos apoyan parte de su superficie en el terreno. 4) Línea de salida del agua. ya que el distribuidor trabaja sumergido en el colchón de agua salada. Esto. 32 . el cual sirve de lavado a la emulsión. A través del tubo igualador se mantiene la misma presión en el sifón y el tratador. DISTRIBUIDOR DE CRUDO INTERNO Tiene como finalidad controlar la entrada del producto por múltiples agujeros pequeños distribuidos en tubos en toda el área del fondo del tanque. también se utiliza válvulas automáticas que pueden recibir señal de una celda de presión diferencial o una conductividad eléctrica. es el tubo que conduce la emulsión procedente del separador hacia el distribuidor. esta conduce el aceite limpio del tanque deshidratador al de almacenamiento. Este tiene dos propósitos. y cumple las siguientes funciones: Separar el gas de la emulsión y reducir la turbulencia en el interior del tanque deshidratador. mediante un espaciador ubicado en el fondo del tubo conductor.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 1) Línea de entrada. constituida por un sifón. El sistema de descarga del agua en los tanques deshidratadores esta constituido por un sifón que funciona pasando el liquido a través de un tubo conductor y asciende hasta entrar en un tubo ajustable. este contiene un volumen de agua en su interior conocido como “colchón de agua”. Regular la altura del colchón de agua en el tanque deshidratador. el asentamiento se efectúa en el estrato de la emulsión. Proporcionar una salida para el agua separada.La función de este consiste en distribuir el crudo con agua desde el fondo. Por lo regular es un tubo central localizado sobre el eje horizontal del tanque. 5) Línea de salida del aceite. Sirve como sección de amortiguamiento al disminuirse la presión de entrada de la emulsión. Permite a la emulsión distribuirse uniformemente a través del colchón de agua de lavado. por esta razón se ha construido de tubo de asbesto (cemento) que además de tener una resistencia mecánica son muy fáciles de manejar e instalar. La altura del colchón es variable de acuerdo al tipo de emulsión. lateralmente tiene tubos con perforaciones circulares directamente opuestas alternadas sobre el eje horizontal del tubo. cualquier flujo del tratador al sifón depende solamente de los niveles mantenidos en el tratador. a través de este pasa la emulsión antes de entrar al fondo del distribuidor. es natural que se encuentre sujeto a corrosión. 3) Cuerpo del deshidratador. La altura de la interfase se puede modificar a la altura del tubo ajustable. mismo que reparten el crudo conveniente. 2) Tubo conductor. por lo tanto. La acción que tiene el tanque deshidratador consta de dos etapas: lavado y asentamiento: El lavado ocurre en el colchón de agua. 5. el cual descansa sobre una cimentación de concreto.3. todas las placas del fondo son de 6 mm.3 COMPONENTES PRINCIPALES DE UN TANQUE CÚPULA DEL TANQUE CUPULA ENVOLVENTE DEL TANQUE FONDO DEL TANQUE Fig. Traslapado de las placas del fondo del tanque deshidratador 33 .2... con esa pendiente también se evita que escurra agua de lluvia entre el fondo y la base.3.3.2.4. 6) del fondo de un tanque. 5 y Figura. A continuación se muestran fotografías (ver Figura.057 mts. (1/4 de plg. de 150 lbs.. Figura. Partes principales de un tanque 2. el fondo debe tener un declive de 1:16 para obligar que todo el liquido almacenado se concrete en los carcamos o en los drenajes para proceder a vaciarlo o purgarlo cuando se requiera.) de espesor y van traslapadas unas con otras. 000 bls.. Este tipo de tanques debe llevar 3 carcamos repartidos circunferencialmente y a una distancia de la envolvente de 2. se inicia en la parte inferior que es el fondo. Para ejemplificar esto mencionaremos un tanque de 33.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2. el cual esta compuesto de 34 placas irregulares que son las que conforman la periferia en donde descansa la envolvente y 22 placas regulares.1 FONDO DEL TANQUE Es la parte mecánica de un tanque. el diámetro de la boquilla para la purga es de 4 plg. P.3 mts.2 ENVOLVENTE DEL TANQUE La envolvente constituye en si el cuerpo del tanque y es la parte fundamental que de acuerdo a la calidad de su acabado permitirá que la cúpula se desplace de arriba hacia abajo o viceversa sin peligro de que la cúpula sufra un colapso.Los radios de la envolvente medidos a 0. ver (tabla 5).650 VERTICALIDAD DE LA ENVOLVENTE.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Figura 6.2..La máxima desviación de la verticalidad desde la parte mas alta de la envolvente a un punto situado a 0. REDONDEZ. deben cuidarse durante el montaje de la envolvente su horizontabilidad. Fondo del tanque deshidratador traslapado. en cualquier parte del perímetro del tanque y una tolerancia de ± 6 mm..I. arriba del fondo no deberá exceder de ½” de la altura total de la envolvente.La orilla superior de cada anillo de la envolvente deberá estar a nivel con una tolerancia de ± 3 mm.650. Estas tolerancias son aplicables a cualquier tipo de cimentación tomadas por norma A. arriba del fondo no excederán las tolerancias indicadas por norma API. verticalidad y la redondez de la misma. en la circunferencia total desde un punto de referencia. 2.3 mts. 34 .. HORIZONTABILIDAD DE LA ENVOLVENTE.3. esto es en tanques de cúpula flotante.3. Para lograr tener una envolvente dentro de los términos aceptables. en cada longitud de 9 mts. (μ ½”) De 12 a 45 metros (40 a 150’) μ 19 mm.La tolerancia por distorsión vertical en la envolvente será de 13 mm. Se colocan los tramos de las cintas métricas a una distancia a 0..La tolerancia por distorsión horizontal en la envolvente sera de 13 mm. para lo cual se tomara la medida con una cercha de madera (plantilla para medir superficies curvas) de 0.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Tabla 5. de longitud. Esto se ejecuta fácilmente usando pedazos de cinta métrica adhiriéndolos y localizándolos exactamente a una distancia de la orilla superior del anillo. Ver figura 7 y 8. DISTORSION HORIZONTAL. Figura 7. (μ 1 ¼” ) DISTORSION VERTICAL.. Tolerancias en cuanto al radio para tanques de diferentes diámetros.650 La forma adecuada para verificar una buena nivelación es por medio del establecimiento de puntos de referencia precisos y bien definidos en cada junta vertical y a la mitad de cada placa en el primer anillo de la envolvente.3 mts. de longitud curvada al radio exterior del tanque tomadas por norma API – 650. de cada junta vertical y otra a la mitad de cada placa asegurándose de que estén alineados perpendicularmente a su orilla horizontal. para lo cual se tomara la medida con una cercha de madera de 0. tomadas por norma API.9 mts. DIAMETRO DEL TANQUE TOLERANCIAS EN RADIO Hasta 12 metros (40’) μ 13 mm. (μ ¾”) De 45 a 76 metros (150 a 250’) μ 25 mm. (μ 1”) Mayor de 76 metros (mayor de 250’) μ 32 mm.9 mts. Montaje de la envolvente del tanque 35 . Figura.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Figura 8. 2. (TECHO) La cúpula es la parte superior o el cierre de un tanque.3.9.3. 36 . A continuación se muestra una fotografía de la cúpula o (techo) de un tanque ver figura 9. entrada y salida del producto y la escalera helicoidal para subir a la parte superior del tanque..2.3 CUPULA. Cúpula del tanque y parte de su estructura. en el primer anillo se encuentra localizado los diferentes registros para los servicios del tanque como son: entrada hombre. Montaje de la envolvente del tanque En la parte inferior de la envolvente. La cúpula y la envolvente son las partes más delicadas y su buen funcionamiento depende de la supervisión en la construcción y que la secuencia del montaje se haga de acuerdo a las normas. .. El medidor de cinta automática sirven para leer directamente el tirante del líquido almacenado. es un polígono regular con tantos lados como placas haya en el techo. Aparatos de medición... En los tanques de almacenamiento atmosféricos son relativamente pocos los aparatos de medición automáticos.. para boquillas menores es recomendable utilizar coples por factores económicos. Protección contra incendio.Todas las conexiones tanto de boquillas como de entrada hombre.Un techo tipo sombrilla auto – soportado es una modificación del techo tipo domo para formar este en su sección horizontal.soportado es un techo formado por la superficie esférica.Un techo tipo domo auto .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Las siguientes definiciones podrán aplicarse para diseños de techos pero no deberán ser consideradas como limitación del tipo de techo permitido.Las entradas hombre son necesarias en los recipientes cerrados.8 (2”).la línea de tubería que conduce el fluido hasta el tanque son unidas a este por medio de conexiones que constan de una brida soldada a un tubo corto (carrete). soportado solamente en su perímetro. Estas conexiones se llaman boquillas y se saldan a ras de la superficie interior del tanque y deben tener como mínimo un diámetro nominal de 50. Refuerzos para conexiones en el Cuerpo.-Este sistema consta de tuberías conductoras de espuma procedentes de un cabezal con varias tomas las cuales con sus conexiones adecuadas se conectan con pipas que transportan el producto químico. o sea la altura del fondo hasta la superficie o espejo del líquido.. 3) TECHO TIPO DOMO AUTO – SOPORTADO. 2) TECHO TIPO CONO AUTO – SOPORTADO. 4) TECHO TIPO SOMBRILLA AUTO – SOPORTADO. De acuerdo con el diámetro. 1) TECHO CONO SOPORTADO. a condición de que el principal soporte es por vigas y columnas o vigas en armazón con o sin columnas. Un techo cono soportado es un techo formado aproximadamente por una superficie de un cono. Este refuerzo evitara mayor esfuerzo local sobre el cuerpo alrededor de las aberturas. ACCESORIOS Para que el diseño del tanque requerido sea funcional es necesario que cuente con los siguientes accesorios: Boquillas en el cuerpo. un cable flexible al centro del flotador corre por un mecanismo de poleas cubierto por tuberías en cuyo interior se desliza el cable moviendo el 37 ...8 mm (2”) deberán ser reforzadas. Este consiste en un flotador circular de metal inoxidable guiado por pequeños cables sujetos al fondo del tanque y a la cúpula. soportado solamente en su perímetro. en las cuales la abertura sea mayor de 50. se diseña el número adecuado de tomas. soportado solamente en su perímetro.Un techo tipo domo auto – soportado es un techo formado aproximadamente por la superficie de un cono. para permitir inspección y mantenimiento por lo tanto estos accesos deben ser localizados en el cuerpo. Entradas de hombre en el cuerpo. en el techo o en ambas partes. DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS extremo de una cinta conforme el flotador se va elevando de acuerdo con la altura del liquido; en la parte exterior tiene un indicador el que se desliza sobre una regla graduada y en la que se toma las lecturas del tanque. Aparatos de control A).- Válvulas de presión y vació (Barec).- En los tanques de almacenamiento solamente se emplean aparatos de control para conservar una pequeña presión interna en la cúpula por medio de los vapores; la válvula de presión y vació operan automáticamente a presión según si el tanque se encuentra recibiendo, o bien, al vació si el tanque se encuentra descargando; el objeto es conservar una pequeña presión para evitar deformaciones en la cúpula así como la entrada excesiva de oxigeno provocando mezclas explosivas. B).- Aparta flamas tipo vertical y horizontal.- este mecanismo consiste en una caja metálica en cuyo interior se encuentra un elemento compuesto con gran numero de laminillas acanaladas de aluminio a través de las cuales pasan los vapores en condiciones de temperatura normal; el objeto de colocar el aparta – flamas es evitar en caso de un aumento de temperatura, un incendio o explosión en el interior del tanque y va colocado antes de la válvula de presión y de vació. 2.3.3.0 CÁLCULO Y DISEÑO DEL TANQUE 2.3.3.1 CONSIDERACIONES GENERALES DE DISEÑO Antes de iniciar el cálculo de los espesores de las placas que formaran la envolvente de los tanques señalaremos que las bases en las que estriba nuestro diseño se encuentran establecidos en la Norma Standard API - 650 (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE), por lo tanto las formulas empleadas así como las recomendaciones que para el propio diseño que se requieren se han tomado de la norma antes mencionada. El tanque será diseñado según la capacidad deseada y se buscaran las dimensiones óptimas con las cuales será construido el tanque considerando el peso muerto para determinar el tamaño de la cimentación, su resistencia, así como el tamaño y dimensiones de la cúpula. (CALCULOS REALIZADOS POR EL PROGRAMA DE MATHCAD VER.2001 VER APENDICE B-0) Vt Ath (20) También que el área de un cilindro es Dt 2 At (21) 4 Despejando el diámetro de la Ec…..20 se obtiene la Ec…22 Vt4 Dt (22) h Dt=23.65 m 38 DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Para obtener la altura del tanque hay que basarse en las medidas de las placas comerciales. se usaran placas de las siguientes dimensiones: 240 plg de largo por 96 plg de ancho (8 ft x 20 ft), Numero de anillos = altura total / Ancho de la lamina h = (2.44 m) ( 5 anillos) = 12.20 m Tendríamos que la altura total de 12.20 y con el diámetro de 23.65 m. Estamos dentro de los límites de 5200 m³. Los tamaños y las capacidades mas usuales en este tipo de estructuras se encuentran en la norma API – 650, ver (tabla 6). Tabla 6. Características generales de tanques 39 DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2.3.3.2 DISEÑO Y ESPESOR DE LA PLACA DEL FONDO Para el diseño del fondo se deben tomar las consideraciones siguientes: 1. Dimensiones de las Placas.- Todas las placas del fondo tendrán un espesor mínimo de 1/4 de plg. de acuerdo a la norma API – 650, el largo y el ancho será de ( 6.10 x 1.829 ) m. 2. Diámetro.- Las placas del fondo deberán de sobresalir por lo menos 1.5 plg. más allá de la orilla exterior de la soldadura que une a las placas del fondo con las placas de la envolvente tomado en cuenta por norma API - 650. 3. Diseño.- Las placas del fondo deberán de ser traslapadas y soldadas (ver detalle en figura plano del fondo de la placa T - 001.) Las placas soldadas del fondo deberán ser razonablemente rectangulares y con bordes a escuadra. Tres placas traslapadas en el fondo del tanque no deberán estar mas cercanas de 12 plg una de la otra y también de la envolvente del tanque. Las placas del fondo necesitan ser soldadas solamente por la parte superior con una soldadura continua de filete completo en todas las costuras. Las placas del fondo abajo del anillo inferior de la envolvente deberán tener los extremos exteriores de la juntas dispuestas y soldadas con traslape para formar un soporte enrasado liso para las placas de la envolvente. La unión del borde inferior del primer anillo de la envolvente con la placa del fondo deberá ser una soldadura de filete continua en ambos lados de la placa de la envolvente. El tamaño de cada soldadura no deberá ser mayor de 1/2 plg ni menor del espesor nominal de la placa mas delgada de las dos uniones (placa de fondo y placa de la envolvente del primer anillo). Ver plano del fondo de la placa T - 001. 2.3.3.3 CÁLCULO Y DISEÑO DEL ESPESOR DE LA PLACA DE LA ENVOLVENTE (CALCULOS REALIZADOS MEDIANTE EL PROGRAMA DE MATHCAD VER. 2001 VER APENDICE B-1) El cálculo del espesor mínimo requerido para las placas de la envolvente se realiza con la Ecuación siguiente, misma que fue tomada por Norma API - 650 Apéndice A, Sección A-4. método de un pie (ONE – FOOT), considerándose el mas usual. Donde: 2.6 = Una constante, Dt es el diámetro del tanque el cual es considerado de acuerdo a su capacidad, h es la altura del tanque considerado mediante la caída de presión de acuerdo a las dimensiones requeridas, ver (figura 10 ), 1 es el punto de diseño para el anillo considerado, se sitúa a 304.8 mm ( 1 pie) por encima de la parte mas baja del mismo; este método no es aplicable para tanques mayores de 61 m de diámetro, G es la gravedad especifica del liquido almacenado considerado menor que 1, E es la seguridad de confiabilidad de juntas, Sd es el esfuerzo básico para el diseño de la placa de acuerdo a las características del material a utilizar, C.A. es un factor de tolerancia de corrosión que se le adiciona al material. 40 el esfuerzo básico para diseño ( Sd ).Altura y número de anillos CALCULO DEL PRIMER ANILLO Para el cálculo del primer anillo se utilizara la formula dada anteriormente.6 * Dt(h 1)G t CA (23) E * (Sd) Considerando los esfuerzos de la placa tomando las características para el tipo de material ASTM- 283 grado “C” por norma API – 650. 2. para el primer anillo deberá de ser de 2/3 del esfuerzo de cedencia ó 3/8 del esfuerzo a la tensión.000 lb/plg² Figura 10. (Ver Anexo B tabla de propiedades de los materiales) Sd = ( 2/3 ) ( 30..DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2.000 lb/plg² ) = 20. proporcionada por FORTIACERO no se tiene la placa de 9/16” por lo que se opta por la placa de 5/8” 41 .967 ft NOTA: De acuerdo a la tabla 7.000 lb/plg² Sd = ( 3/8 ) ( 55.625 lb/plg² Para efecto este cálculo se toma el máximo valor de Sd = 21.000 lb/plg² ) = 20.56 in) El primer anillo lo constituyen 13 placas: 12 placas de 5/8" X 8 ft X 20 ft 1 placa de 5/8 X 8ft X 3.6 * Dt(h1 1)G t1 CA E * (Sd) t1 9 / 16in (0.52)in El espesor para el primer anillo de acuerdo a condiciones de diseño será de 9/16 in (0. CALCULO DEL TERCER ANILLO 2.25 in) El cuarto anillo lo constituyen 13 placas: 12 placas de 1/4" X 8 ft X 20 ft 1 placa de 1/4 X 8ft X 3. CALCULO DEL CUARTO ANILLO 2.32 in) El tercer anillo lo constituyen 13 placas: 12 placas de 5/16" X 8 ft X 20 ft 1 placa de 5/16 X 8ft X 3.96 ft NOTA:Se recomienda esta última placa de 5 ft de longitud para ajustar y recortar en campo.27)in El espesor para el cuarto anillo de acuerdo a condiciones de diseño sera de 1/4 in (0.6 * Dt(h4 1)G t4 CA E * (Sd) t 4 1/ 4in (0.6 * Dt(h3 1)G t3 CA E * (Sd) t3 5 / 16in (0.36)in El espesor para el tercer anillo de acuerdo a condiciones de diseño será de 5/16 in (0.44)in El espesor para el segundo anillo de acuerdo a condiciones de diseño será de 7/16 in (0.6 * Dt(h2 1)G t2 CA E * (Sd) t 2 7 / 16in (0.43 in) El segundo anillo lo constituyen 13 placas: 12 placas de 7/16" X 8 ft X 20 ft 1 placa de 7/16 X 8ft X 3.946 ft NOTA: Se recomienda esta última placa de 5 ft de longitud para ajustar y recortar en campo.953 ft NOTA: Se recomienda esta última placa de 5 ft de longitud para ajustar y recortar en campo.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS CALCULO DEL SEGUNDO ANILLO 2. 42 . 47 174 347 416 556 1/4" (6.35 3.14 8. A .565 578 1157 1388 1852 3/4" (19.95 46.97 23.15 41.5 mm) 497.934 347 694 833 1112 7/16" (11.07 20.18 in) El quinto anillo lo constituyen 13 placas: 12 placas de 3/16" X 8 ft X 20 ft 1 placa de 3/16 X 8ft X 3.1 mm) 149.38 13.49 11. A -516.8 mm) 398.69 6. A .2mm) 448.5 mm) 348.6 mm) 224.634 2081 4163 4995 6660 2 1/2" (63. (Ver plano de la envolvente T .8 mm) 218.783 289 578 694 924 3/8" ( 9.56 32.252 463 925 1110 1480 5/8" (15.38 1618 3239 3885 5180 2" (50.36.1 mm) 298.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS CALCULO DEL QUINTO ANILLO 2.75 1388 2775 3330 4440 1 3/4" (44.817 1041 2081 2497 3330 1 1/4" (31.8 mm) 37.4 mm) 199.24 5.504 925 1850 2220 2950 1 1/8" (28.191 810 1619 1943 2595 1" (25.572 PESOS POR PLACAS EN KILOGRAMOS M² PIE² 5' X 10' 5' X 20' 6' X 20' 8' X 20' 3/16" (4.36 37.19)in El espesor para el quinto anillo de acuerdo a condiciones de diseño será de 3/16 in (0.283 C.939 ft NOTA: Se recomienda esta última placa de 5 ft de longitud para ajustar y recortar en campo.26 2303 4625 5550 7400 43 .13 1156 2313 2775 3700 1 1/2" (38.59 9.7 mm) 99.285 C.626 231 463 555 740 5/16" (7.002) TABLA 7.095 405 809 971 1295 1/2" (12.CARACTERISTICAS DE PLACAS COMERCIALES FORTACERO PLACA EN ACEROS A .6 * Dt(h5 1)G t5 CA E * (Sd) t5 3 / 16in (0.9 mm) 62.4 mm) 49.79 4..38 16.1 mm) 87.18 18.5mm) 79.77 23.9mm) 124. A .878 694 1388 1665 2220 7/8" (22.2 mm) 174.008 1850 3700 4440 5920 2 1/4" (57. ALEJANDRO MARQUINA CHAVEZ "DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33. MECANICA ELECTRICA NARANJOS.-LIMPIEZA INTERIOR Y EXTERIOR SP-10 SAND . ACTIVO INTEGRAL POZA RICA ELABORO: REY ALONSO GARCIA ISLEÑO -ALTAMIRA. ACTIVO INTEGRAL POZA RICA ELABORO: REY ALONSO GARCIA ISLEÑO -ALTAMIRA.. PLACAS DEL FONDO DEL TANQUE PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL DETALLE DE " DE P-1" DETALLE DE " DE P-6" DETALLE DE " DE P-11" PL PL PL PL PL PL DETALLE DE " DE P-7" DETALLE DE " DE P-12" DETALLE DE " DE P-2 " "B" DETALLE DE " DE P-13" DETALLE DE " DE P-3 " DETALLE DE " DE P-8" DETALLE DE " DE P-16" "B" DETALLE DE " DE P-9" DETALLE DE " DE P-14" DETALLE DE " DE P-4 " "A" "A" DETALLE DE " DE P-15" DETALLE DE " DE P-5 " DETALLE DE " DE P-10" 3 5 TIPO 3 5 TIPO SECCION "B-B" LOCALIZACION DE PLACAS DEL FONDO DETALLE DE TRASLAPES NOTAS : 1. 2° Y 3° ANILLO P-7 12 PLACA ASTM-A 283-C 2438 X 6010 X 1/4" 14.16 1/4" DE ESPESOR 2° P-4 1 PLACA ASTM-A 283-C 2438 X 3960 X 7/16" 5.002 44 .281 49.0 3° P-6 1 PLACA ASTM-A 283-C 2438 X 3953 X 5/16" 5.24 329 JUNTA VERTICAL 1° .5 526 P-3 12 PLACA ASTM-A 283-C 2438 X 6010 X 7/16" 14. CERRO AZUL" POZA RICA DE HG.LAS PLACAS DE FONDO DEBERAN GIRARSE 2° HACIA LA IZQUIERDA CON RESPECTO A LOS 0° 5.281 62.18 KG 1/4" DE ESPESOR JUNTA VERTICAL 4° Y 5° ANILLO FECHA DESCRIPCIÓN REVISIONES NUM.652 124. PLANOS DE REFERENCIA TRABAJO DE MODALIDAD (TESINA) REVISO: ING.4 263 PESO TOTAL 65 391.4 6576 5° P-10 1 PLACA ASTM-A 283-C 2438 X 3939 X 3/16" 5.000 BARRILES EN PLANTA DESHIDRATADORA FACULTAD DE INGRIA.652 37.652 87..281 124. 2005 ALBERTO JUAN DE GANTE PLANO DE PLACAS DE LA ENVOLVENTE ACOTACION: EN MILIMETROS ESCALA : 1:1000 LUGAR: POZA RICA T .04 !° P-2 1 PLACA ASTM-A 283-C 2438 X 3967 X 5/8" 5.001 PLANO T – 002 PLACAS DE LA ENVOLVENTE (ANILLOS) 250° 201° 125° 265° 3° 57° 135° 21° 204° 233° 201° FIN DE ESCALERA 280° INICIO DE ESCALERA 150° 290° 312° 340° 353° 113° 163° LISTA DE MATERIALES ANILLO MARCA CANTIDAD DESCRIPCION AREA m2 PESO UNITARIO 2 PESO TOTAL 2 (Kg/m) (Kg/m) P-1 12 PLACA ASTM-A 283-C 2438 X 6010 X 5/8" 14.ACOTACIONES EN MILIMETROS NIVELES EN METROS 2. 2005 ALBERTO JUAN DE GANTE PLANO DE PLACAS DEL FONDO DEL TANQUE ACOTACION: EN MILIMETROS ESCALA : 1:1000 LUGAR: POZA RICA T .281 37.79 263 P-9 12 PLACA ASTM-A 283-C 2438 X 6010 X 3/16" 14.TODO EL MATERIAL DE LAS PLACAS ES A-288-C 3. MECANICA ELECTRICA NARANJOS.001..79 8760 4° P-8 1 PLACA ASTM-A 283-C 2438 X 3946 X 1/4" 5. ALEJANDRO MARQUINA CHAVEZ "DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33.24 10944.10 395 P-5 12 PLACA ASTM-A 283-C 2438 X 6010 X 5/16" 14.281 87.TODAS LAS SOLDADURAS DE UNION DE LAS PLACAS DEBERAN SER DE PENETRACION COMPLETA 4. CERRO AZUL" POZA RICA DE HG..DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS PLANO T .652 62.000 BARRILES EN PLANTA DESHIDRATADORA FACULTAD DE INGRIA.BLAST A METAL BLANCO DETALLE DE LA SECCIÓN A NUMERO DE PLACA SECUENCIA DE MONTAJE LOCALIZACION DE PLACAS PARA FONDO TRASLAPE DE PLACAS 6.652 49.5 21890. VER. VER.SE REALIZARAN LOS AJUSTES NESESARIOS EN CAMPO FECHA DESCRIPCIÓN REVISIONES NUM.10 15314.. PLANOS DE REFERENCIA TRABAJO DE MODALIDAD (TESINA) REVISO: ING. La estructura en general consiste básicamente en un sistema de columnas.11.3. Ver FIGURA 12.. LARGUEROS TRABES Y COLUMNAS DE LA ESTRUCTURA DEL TANQUE.2001 VER APENDICE B-2) Los techos y sus estructuras se diseñan para soportar su propio peso (carga muerta) más una carga viva uniforme sobre su área superior no menor de 122 kg/ cm² ( 25 lb/p² ).DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2.. (Estructura para la cúpula o techo) muestra de modo general el arreglo adoptado para nuestros recipientes. 45 . estas trabes a su vez se apoyaran de 5 columnas que van de cada esquina del pentágono al piso. Otra serie de largueros ira de las trabes del pentágono a la columna principal colocada en el centro del recipiente.4 CALCULO Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE LA CUPULA (TECHO) (CALCULOS REALIZADOS MEDIANTE EL PROGRAMA DE MATHCAD VER. Esta estructura consta de una serie de largueros que van de la envolvente a las trabes que forman el pentágono. trabes y largueros como se muestra en la siguiente figura.11. FIGURA. Usualmente la disposición de la estructura es la siguiente.3. polígonos de trabes circunscritos al anillo del casco y una columna central los cuales soportan los largueros y estos a su vez las laminas del techo. 545 kg/cm² (22. Soldaduras de ranura con penetración completa sobre el área de la plancha más delgada: 1.400 kg/cm² (20. ESTRUCTURA PARA LA CUPULA Las bases de diseño de las estructuras que se consideran en el presente estudio están basadas en la norma (A.265 kg/cm² (18. 46 . Flexión.P.I.000 lb/pulg²)..3 ).650 C.400 kg/cm² (20.000 lb/pulg²). Para el diseño de la estructura del techo se deben de tener presente las condiciones siguientes: 1. La tensión en las fibras extremas de otros perfiles laminados.Los esfuerzos estáticos máximos no excederán los siguientes valores A tensión. .000 lb/ pulg²)..400 kg/cm² (20.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 1 C1-2 CE- C1-2 C1-2 CE -1 CE-1 FIGURA. cuando la longitud del patín a compresión sin soporte lateral es de 13 veces su ancho como máximo. secciones compuestas y trabes de plancha debe ser de 1.400kg/cm² (20. Soldaduras de ranura con penetración completa sobre el área de la plancha más delgada: 1. La tensión y compresión en las fibras exteriores de perfiles laminados y de secciones compuestas con un eje de simetría en el plano de carga debe ser de 1.000lb/pulg²).000 lb/ pulg²). A comprensión.000 lb/pulg² ).12.000 lb/pulg²). cuando el elemento de soporte lateralmente sea a intervalos no mayores de 13 veces el ancho del patín a compresión. Acero laminado en su sección neta: 1.310.. La tensión y compresión en las fibras extremas de los elementos asimétricos debe ser de 1.400 kg/cm² (20. la relación ancho del patín-espesor es de 16 como máximo y la relación altura del alma-espesor es de 70 como máximo. Acero laminado cuando se impida el pandeo: 1. El espacio real entre dichos largueros en la pared del tanque será: Dt Lsr ( 29 ) N PLE Lsr=1. las grapas o estribos para las hileras exteriores de travesaños se soldaran a la envolvente del tanque. Dichos largueros se apoyaran en las trabes (5) que forman el pentágono correspondiendo a 12 largueros por trabe con un espacio de 1. por seguridad y equidad. por lo tanto es correcto 47 . y un máximo de 167. Para determinar el espacio máximo entre largueros primero calcularemos el numero de largueros necesarios. además de que las condiciones de construcción lo permiten. En primer lugar se requiere de un pentágono formado por columnas intermedias que soporten a los largueros por medio de las trabes ESPACIAMIENTO DE LARGUEROS El estándar API .129in Que es menor que el especificado. de tapón. el resto de las conexiones podrán ser atornilladas o soldadas.0 cm sobre el perímetro cuando lleva columnas interiores.85 m Lsr 73.85 m.51 cm sobre el perímetro exterior del circulo de largueros. esta ira soldada al fondo del tanque mediante filete simple y continuo.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS CORTANTE Aplica para soldaduras de filete.600lb/pulg²). 2 rt N PLE ( 28) Ls N°PLE=38.650 especifica un máximo espaciamiento del largueros de 191. Las columnas para soportar el techo serán construidas con piezas estructurales. La fijación: para evitar el movimiento lateral de la base de la columna.89 piezas Se determina emplear 40 piezas. de ranura y para soldaduras con penetración parcial en el área de la garganta: 950 kg/cm² (13. 2187 CALCULO DE LOS PERFILES DE LAS TRABES QUE FORMAN EL PENTAGONO.3) Cada trabe tiene una longitud de 6. por lo que se consideran como vigas simplemente apoyadas con carga uniforme. para posteriormente calcular los mismos en base al esfuerzo cortante y a la flexión debido a carga.958 lb/in) Aru=3. Del apéndice "D" del libro mecánica de materiales de Fitzgerald tenemos que el momento flexionante máximo es: WLMV * LL2 ML (32) 8 Propondremos una viga de sección en canal cuyas características son las siguientes..5 WLU=11. (CALCULOS REALIZADOS MEDIANTE EL PROGRAMA DE MATHCAD VER. ya que se desconoce inicialmente sus dimensiones.35 in2 hpuL=8 in Ix=32.67m NºPLI=20.30in4 Sx=8.07in3 tL=0. de tal forma que escogemos un perfil IPR cuyas características son: 48 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS El número de largueros entre el pentágono y la columna central será: LT 5 NºPLI ( 30 ) 1.78 piezas Se determina emplear 20 largueros apoyando 4 de ellos por cada trabe. Cálculo y diseño de los largueros El diseño de largueros depende de la carga del techo y del propio peso pero por lo tanto se tratara de determinar haciendo un diseño preliminar. Los largueros son atornillados a las trabes. en base a que se requiere cubrir un menor espacio y que las condiciones de construcción permitan recibir mas de estas piezas en la base superior de la columna central.27 plg) y cada uno recibe 12 largueros Ahora debemos de escoger un perfil con un modulo de sección mayor al que obtuvimos en el paso anterior. (TODOS LOS CALCULOS FUERON REALIZADOS POR EL PROGRAMA DE CÁLCULO DE MATHCAD VER.941 m (273.5lb/ft (0.2001 VER APENDICE B.2001 VER APENDICE B-2) 8 " X 11. 167 lb/in 2 Aru=14. Al aplicarse una carga axial tiende a flexionarse como resultado de un esfuerzo de flexión superpuesto al esfuerzo de compresión.hcc =13. Altura central de la columna serà la cual se le descontara el peralte de los largueros ( 8 plg ) . Como es sabido. el tipo que utilizaremos será el IPR compuesto de dos perfiles.650 para este tipo de recipientes es el de secciones compuestas de dos elementos ya sea canales o vigas tipo IPR.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS IPR 12" X 50 WTU=50 lb/ft WTU=4.41 in² At=8.hcc =583.004).4) Utilizaremos un total de 6 columnas.P.3 in .640 in CALCULO DE LA COLUMNA (TODOS LOS CALCULOS FUERON REALIZADOS POR EL PROGRAMA DE CÁLCULO DE MATHCAD VER .27 m (50 plg).2001 VER APENDICE B . 49 . Debido a que la carga es uniformemente distribuida y solo varia la altura.26 m Altura intermedia de las columnas .74 in Tt=0. esta sección será la misma para todas las columnas (Ver plano de la estructura T – 003 Y T .I .57 in² .3 in hINT = 12. La carga que soporta cada columna es la carga que soporta la trabe mas el peso propio de la trabe para las columnas que forman el pentágono: CALCULO DE LA ALTURA DE COLUMNAS Columna central: Esta será la altura del casco mas la altura debida a la conocidad del techo=1. IPR 12" X 14 14 lb/p A=4.16 in² IPR 10 X 15 15 lb/p A=4.70 in hpuT=12 in 4 3 IX =394 in SX =64.32 m El tipo de columna que recomienda el A. las columnas son elementos a compresión que tiende a fallar por el equilibrio inestable. 5 piezas para formar el pentágono-columna y una para la columna central.hINT = 485. 003 PLANO T. ACTIVO INTEGRAL POZA RICA ELABORO: REY ALONSO GARCIA ISLEÑO -ALTAMIRA.PARA SOLDADURAS UTILIZAR PROCESOS DE SOLDADURA ( SEGUN APLIQUE) 3. CE-1 CE-4 CE -3 CE- 3 CE-4 C1-1 C1-2 C1-1 C1-1 CE-4 C1-1 C1-1 CE-1 C1-2 C1-2 CE-1 CE-3 C1-2 C1-2 C1-1 C1-1 CE-1 CE-2 C1-1 C1-1 C1-2 CE-1 C1-2 CE-1 C1-2 C1-2 C1-1 C1-1 CE-2 CE-1 CE-2 CE- -2 3 CE -3 CE CE -4 -4 CE CE 4 CE- -4 CE-3 CE-3 CE-2 CE-2 CE-1 CE-1 SE NEC 10 PZAS. CE-4 6 NOTAS : 1. ACTIVO INTEGRAL POZA RICA ELABORO: REY ALONSO GARCIA ISLEÑO -ALTAMIRA. CE-2 DETALLE 1 AMBOS LADOS DETALLE DE P-6 DETALLE DE P-5 DETALLE DE P-3 NOTA: SE NEC 10 PZAS. C1-2 DETALLE DE P-1 CE-4 CE-4 CE-3 CE-3 CE-2 CE-2 1 CE- CE- 1 -1 CE CE -1 2 CE CE- -2 SE NEC 10 PZAS. VER..004 50 .000 BARRILES EN PLANTA DESHIDRATADORA FACULTAD DE INGRIA.ACOTACIONES EN MILIMETROS. CERRO AZUL" POZA RICA DE HG.004 DETALLES DE LARGUEROS P-8 PL C L PL (TIPO) P-7 PL 8 PL PL PL P-6 P-2 P-5 P-4 P-4 P-3 P-4 P-4 P-5 P-2 P-6 PL SE NEC 5 PZAS MCA T-2 PL SE NEC 10 PZAS. CE-3 SE NEC 10 PZAS... A MENOS QUE SE INDIQUE OTRA COSA 2. 2005 ALBERTO JUAN DE GANTE PLANO DE DETALLES DE LARGUEROS DEL TV ACOTACION: EN MILIMETROS ESCALA: 1:1000 LUGAR: POZA RICA T .ACOTACIONES EN MILIMETROS. MECANICA ELECTRICA NARANJOS. PLANOS DE REFERENCIA TRABAJO DE MODALIDAD (TESINA) REVISO: ING.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS PLANO T – 003 TAVES Y COLUMNAS DEL TD "D" "D" PL "B" "B" PL PL PL 3 PL NOTA: PL 3 PL PL 6 6 PL PL PL 3 PL 3 6 CE-4 CE-4 CE-3 CE-3 2 CE- CE-2 -1 CE CE 6 -1 -1 CE CE -1 CE -2 CE -2 CE -3 -3 CE CE-4 CE-4 C1-1 C1-2 C1-1 C1-1 CE-4 C1-1 CE-1 C1-2 C1-1 C1-2 CE-1 CE-3 C1-2 C1-2 C1-1 C1-1 CE-1 CE-2 C1-1 C1-1 C1-2 CE-1 C1-2 CE-1 C1-2 C1-2 C1-1 C1-1 CE-2 CE-1 CE-2 CE -2 -3 CE -3 CE CE -4 "C" "C" -4 CE CE -4 -4 CE CE- CE-3 CE-2 CE-2 3 CE-1 CE-1 "A" "A" DETALLE DE P-9 DETALLE DE P-4 3 6 3 6 3 3 6 6 DETALLE DE P-8 DETALLE DE P-10 DETALLE DE P-11 DETALLE DE P-3 3 3 6 6 DETALLE DE P-5 3 6 NOTAS : 1.SE REALIZARAN LOS AJUSTES NESESARIOS EN CAMPO DETALLE DE " B-B" DETALLE DE " C-C" DETALLE DE " C-C" DETALLE DE " D-D" FECHA DESCRIPCIÓN REVISIONES NUM. MCA.PARA SOLDADURAS UTILIZAR PROCESOS DE SOLDADURA 3.000 BARRILES EN PLANTA DESHIDRATADORA FACULTAD DE INGRIA.PARA LIMPIEZA Y RECUBRIMIENTO INTERNO Y EXTERNO 6 VER NOTAS GENERALES 4.. MCA. MCA. C1-1 SE NEC 10 PZAS. CERRO AZUL" POZA RICA DE HG.SE REALIZARAN LOS AJUSTES NESESARIOS EN CAMPO FECHA DESCRIPCIÓN REVISIONES NUM. ALEJANDRO MARQUINA CHAVEZ "DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33. 2005 ALBERTO JUAN DE GANTE PLANO DE TRAVES Y COLUMNAS DEL TD ACOTACION: EN MILIMETROS ESCALA: 1:1000 LUGAR: POZA RICA T . VER. MECANICA ELECTRICA NARANJOS.. MCA. NIVELES EN METROS DETALLE DE P-7 DETALLE DE P-4 DETALLE DE P-2 A MENOS QUE SE INDIQUE OTRA COSA 2.. MCA.. MCA.TRABAJAR ESTE PLANO EN CONJUNTO CON EL PLANO DETALLE DE CLIPS 5. ALEJANDRO MARQUINA CHAVEZ "DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33.. PLANOS DE REFERENCIA TRABAJO DE MODALIDAD (TESINA) REVISO: ING. BLAST A METAL BLANCO NUMERO DE PLACA SECUENCIA DE MONTAJE LOCALIZACION DE PLACAS PARA TECHO TRASLAPE DE PLACAS 6. ALEJANDRO MARQUINA CHAVEZ "DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33.005 PLANO T-006 DETALLEDE BOQUILLAS DEL TD 3 3 PL PL 6 6 PL PL 3 8 DETALLE DE P-1 PL 3 DETALLE DE P-5 3 75° B B 6 3 6 PL PL 3 BOQUILLA MCA "B-24.283-C 4.-SOLDADURA AWS XX7018 3. CERRO AZUL" POZA RICA DE HG.-P.ACOTACIONES EN MILIMETROS. VER. CERRO AZUL" POZA RICA DE HG. MECANICA ELECTRICA NARANJOS.SE REALIZARAN LOS AJUSTES NESESARIOS EN CAMPO DETALLE DE P-12 6 BOQUILLA MCA B-7 C FECHA DESCRIPCIÓN REVISIONES NUM. PLANOS DE REFERENCIA TRABAJO DE MODALIDAD (TESINA) REVISO: ING.000 BARRILES EN PLANTA DESHIDRATADORA FACULTAD DE INGRIA. VER. ACTIVO INTEGRAL POZA RICA ELABORO: REY ALONSO GARCIA ISLEÑO -ALTAMIRA.-LIMPIEZA INTERIOR Y EXTERIOR SP-10 SAND . 2005 ALBERTO JUAN DE GANTE PLANO DE PLACAS DE LA CUPULA Y DETALLES ACOTACION: EN MILIMETROS ESCALA: 1:1000 LUGAR: POZA RICA T .SE REALIZARAN LOS AJUSTES NESESARIOS EN CAMPO FECHA DESCRIPCIÓN REVI SIONES NUM. NIVELES EN METROS ESPESORES EN PULGADAS 2.P.PARA SOLDADURAS UTILIZAR PROCESOS DE SOLDADURA 3.T NIVEL DE PISO TERMINADO 3 6 DETALLE DE P-11 6. MECANICA ELECTRICA NARANJOS.B-25 Y B-B26" 8 75° 3 6 PL 3 8 75° 3 3 6 3 PL 6 DETALLE DE P-7 8 BOQUILLA MCA "B-1" DETALLE DE P-6 C PL 3 3 3 6 8 75° 6 BOQUILLA MCA "B-8" C 3 3 6 PL 8 75° 3 3 3 6 PL 6 6 BOQUILLA MCA "B-2" C 3 3 6 3 6 3 6 8 75° DETALLE DE P-9 Y P-10 BOQUILLA MCA "B-4" DETALLE DE P-8 3 6 3 C 30° 3 6 3 8 75° 3 3 3 6 3 6 8 6 BOQUILLA MCA "B-3" 75° C 3 BOQUILLAS MCA "B-13 A B-17" 3 8 75° NOTAS : 3 6 6 1.-N.000 BARRILES EN PLANTA DESHIDRATADORA FACULTAD DE INGRIA. NIVELES EN METROS 3 ESPESORES EN PULGADAS BOQUILLA MCA "B-5" 6 2. ALEJANDRO MARQUINA CHAVEZ "DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33.-TODO EL MATERIAL DE LAS PLACAS ES A..T.. PLANOS DE REFERENCIA TRABAJO DE MODALIDAD (TESINA) REVISO: ING..-TODAS LAS SOLDADURAS DE UNION DE BOQUILLAS AL TECHO DEBERAN SER DE PENETRACION COMPLETA 5. PUNTO DE TRABAJO 3 5.. ACTIVO INTEGRAL POZA RICA ELABORO: REY ALONSO GARCIA ISLEÑO -ALTAMIRA.-ACOTACIONES EN MILIMETROS.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS PLANO T – 005 PLACA DE LA CÚPULA Y DETALLES PL PL PL PL PL PL "A" PL PL PL PL DETALLE DE " DE P-1" DETALLE DE " DE P-6" DETALLE DE " DE P-11" PL PL PL PL PL PL DETALLE DE " DE P-7" DETALLE DE " DE P-12" DETALLE DE " DE P-2 " DETALLE DE " DE P-13" DETALLE DE " DE P-3 " DETALLE DE " DE P-8" "B" DETALLE DE " DE P-16" "B" DETALLE DE " DE P-14" DETALLE DE " DE P-4 " DETALLE DE " DE P-9" "B" "B" DETALLE DE " DE P-15" DETALLE DE " DE P-5 " DETALLE DE " DE P-10" 3 5 TIPO 3 5 TIPO "A" SECCION "B-B" LOCALIZACION DE PLACAS PARA TECHO DETALLE DE TRASLAPES NOTAS : 1.-LOS BARRENOS DE LAS BRIDAS QUEDARAN SIMETRICAMNETE C DISTRIBUIDOS CON RESPECTO A LOS EJES DEL TANQUE SIN COINCIDIR CON ELLOS 4. 2005 ALBERTO JUAN DE GANTE PLANO DE DETALLE DE BOQUILLAS DEL TD ACOTACION: EN MILIMETROS ESCALA: 1:1000 LUGAR: POZA RICA T .006 51 . ALEJANDRO MARQUINA CHAVEZ "DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33.-LAS BRIDAS CIEGAS LAS BRIDAS PARA LAS BOQUILLAS 3 8 3 8 75° SERAN MAQUINADAS CON UN ACABADO DE 3 75° 3 3 8 8 125-250 RMS 75° 75° 6 7. PUNTO DE TRABAJO 8 3 8 75° 5.. 2005 ALBERTO JUAN DE GANTE PLANO DE DE ENTRADA HOMBRE Y REFUERZOS ACOTACION: EN MILIMETROS ESCALA: 1:1000 LUGAR: POZA RICA T. PLANOS DE REFERENCIA TRABAJO DE MODALIDAD (TESINA) REVISO: ING..ACOTACIONES EN MILIMETROS. VER.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS PLANO T-007 ENTRADA HOMBRE Y REFUERZOS DETALLE DE P-4 PL 3 PL 8 PL PL PL PL PL PL PL 3 6 PL 3 3 10 3 PL 6 30° PL PL 3 13 BOQUILLA MCA "B-9" 3 6 C 3 6 3 3 6 6 BOQUILLA MCA "B-6" C DETALLE DE P-12 DETALLE DE P-11 DETALLE DE P-9 DETALLE DE P-10 3 3 3 8 6 8 30° 3 NOTAS : 3 3 5 3 8 3 3 6 1.-LOS BARRENOS DE LAS BRIDAS QUEDARAN SIMETRICAMNETE DISTRIBUIDOS CON RESPECTO A LOS EJES DEL TANQUE SIN COINCIDIR CON ELLOS 3 4.-EMPAQUE DE FIBRA DE CARBON DE 3mm (1/8") ESPESOR 75° 6.SE REALIZARAN LOS AJUSTES NESESARIOS EN CAMPO 3 3 BOQUILLAS MCA B-22 DETALLE DE P-8 3 8 6 6 BOQUILLAS MCA "B-23" BOQUILLAS MCA "B-18.-P. MECANICA ELECTRICA NARANJOS. NIVELES EN METROS 8 6 30° ESPESORES EN PULGADAS 2.B-21" BOQUILLAS MCA "B-10.007 52 . ACTIVO INTEGRAL POZA RICA ELABORO: REY ALONSO GARCIA ISLEÑO -ALTAMIRA.000 BARRILES EN PLANTA DESHIDRATADORA FACULTAD DE INGRIA..T. B-11Y B-12" FECHA DESCRIPCIÓN REVISIONES NUM.B-19. CERRO AZUL" POZA RICA DE HG.PARA SOLDADURAS UTILIZAR PROCESOS DE SOLDADURA 3. las placas de techo se diseñan para resistir un mínimo de carga viva y muerta de 122. formulada por la SOCIEDAD AMERICANA DE INGENIEROS MECANICOS.9 cm ( 6ft ) de ancho y 609. por lo tanto al diseñar los largueros. La acción de la columna también debe de considerarse independientemente de la forma o método de soporte. 182. la fabricación y el montaje de estos recipientes. El traslape en las juntas de las placas será de 2. (Ver plano de la placa de la cúpula T . los largueros y trabes se consideran como vigas con carga uniforme libremente apoyadas.5 ESPESOR Y DISEÑO DE PLACA DE LA CUPULA (TECHO) Al igual que en el fondo.E Sección IX estándar para clasificación de procedimientos de soldadura.6 NORMAS Y ESPECIFICACIONES TECNICAS Para que la industria puede preverse de recipientes que cumplan los requisitos de seguridad y que puedan construirse en cualquier tamaño para satisfacer sus necesidades. únicamente el ángulo superior del tanque con un filete continuo de soldadura sobre el lado superior. 53 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2.3.005). El diseño del techo incluye la consideración de flexión y corte sobre las placas. Las dimensiones de las placas a utilizar en la construcción del techo son las siguientes: 0. además el filete de soldadura será continuo y completo en todas las costuras y se hará únicamente en el lado superior.06 kg/m² Las laminas del techo tendrán un espesor nominal mínimo de 0. así como los códigos que rigen el diseño. Estos tanques de almacenamiento y otros grandes recipientes generalmente son diseñados sin realizar ninguna prueba para prevenir la flexión de las placas en el techo. ASM.65 lb/in²) sin incluir tolerancia por corrosión.3. Las placas del techo no deberán fijarse a los miembros del soporte. Las placas de techo se comportan como vigas con carga uniforme. el techo o cúpula de los recipientes se regirá su diseño de acuerdo a lo especificado por el API .650 INSTITUTO AMERICANO DEL PETROLEO. largueros y trabes. la distribución de estos debe de hacerse de tal manera que la separación entre ellos sea la mínima para evitar sobreesfuerzos en la fibra exterior de las placas del techo debido a la flexión.48 cm (3/16") y un peso por unidad superficial de 37.5 cm ( 1 plg ) como mínimo. inspección. se han elaborado por sociedades de técnicos e ingenieros especialistas.650. ESPECIFICACIONES API . Estas fueron preparadas por la comisión encargada de normalizar la construcción de tanques para almacenamiento de petróleo en colaboración con la SOCIEDAD AMERICANA DE SOLDADURA EN ESTADOS UNIDOS DE AMERICA. trabes y largueros para soportar el techo. Un tanque de estas dimensiones requiere columnas.3. normas y especificaciones que deben cumplir los materiales a usar.48 cm ( 3/16") de espesor.3. ASTM SOCIEDAD AMERICANA PARA PRUEBAS Y MATERIALES para los elementos del acero. 2.4 kg/m² (7.6 cm (20 ft ) de largo. DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS ASA ASOCIACION AMERICANA DE STANDARS para las bridas y tuberías. por ejemplo: Una escalera es una vía de acceso colocada estratégicamente para entrar o abandonar una puerta de limpieza. diseñado para operar a presiones internas máximas aproximadamente a la presion atmosférica (API . con óptima seguridad en la colocación de accesorios y protecciones. Ver plano de accesorios T-006 y T-007 Es necesario tener conocimiento de que clase de liquido se pretende almacenar ya que permitirá saber las condiciones de riesgo. se tendrá que sujetar a reglamentos locales. protecciones fijas. etc. es un acceso al interior de un tanque que se construye para fines de mantenimiento.6 ºC De acuerdo al tipo de producto y al tipo de tanque de almacenamiento dependerá la clasificación del riesgo.4. siendo estas de aplicación obligatoria en todas las instalaciones para enfriamiento de tanques expuestos al fuego. drenajes.0 ACCESORIOS Y PROTECCIONES Para una operación confiable es necesario que todos los tanques de almacenamiento se sujeten a las especificaciones en lo que respecta a sus accesorios y protecciones. Además de este tipo de normas y especificaciones de fabricación y montaje de los tanques de almacenamiento. que en muchos de los casos. son bastantes estrictos. MANUAL PARA CONSTRUCTORES Editada por la COMPAÑÍA FUNDIDORA DE FIERRO Y ACERO MONTERREY para estructura metálicas.650) se deben de considerar las siguientes características del liquido. las boquillas de acero son accesorios con dimensiones tales que permiten la entrada o salida con facilidad del personal. venteos y arrestadores de flama. así como las normas de especificación para manejo del producto y almacenamiento del mismo. 2. muros de contención. tratándose de un tanque de almacenamiento atmosférico de tipo vertical cilíndrico.3. Producto por almacenar: El petróleo crudo que es una mezcla de hidrocarburos la cual no ha sido procesada en refinería y tiene un punto de inflamación menor de 65. 54 . en la zona donde se va a construir el tanque y. distancia entre tanques y accesos. especificaciones de la red general de contra incendio en los casos en que se requiere contar con protección superior. En nuestro caso. de techo fijo. Se puede definir como Accesorio al dispositivo que esta diseñado y construido de acuerdo a normas ó estándares para cumplir una función dada. ó sea. 4 La altura del pasamanos sobre el piso de la plataforma o pasarela será de 1. 10 En las partes donde no hay barandal. El peralte debe ser constante para todos los escalones de la misma escalera. mayor de 150 mm (6”) deberá cubierto con emparrillado o con material antiderrapante. 7 La distancia máxima entre los postes del barandal medida sobre el pasamano debe ser de 2438 mm (96 pulg). 55 .3.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2. 5 Las huellas deben ser de emparrillado o de material antiderrapante.La huella y el peralte tendrán una relación tal que la suma del doble del peralte más la huella debe estar comprendida entre 610 mm (24 pulg) y 660 (26 pulg). mencionados en las normas generales del instituto Americano de Petróleo (API – 650) y/o a las especificaciones particulares de operación. 8 La distancia máxima entre postes del barandal será de 2438 mm (96”). 7 El refuerzo del barandal ira aproximadamente a la mitad de la altura del pasamano y paralelo a este. en los escalones se sueldan las partes de los barandales con materiales estructurales como ángulos y soleras unidos con soldadura o con tornillos. 6 Los pasamanos de la escalera y de la plataforma se unirán sin rebordes.067 m(42”). En los tanques de almacenamiento. las cuales consisten en soldar sobre la envolvente escalones de lamina antiderrapante unidos entre si por medio de soleras.1 PLATAFORMAS Y PASARELAS 1 Todas las piezas serán metálicas.3. 1 Todas las piezas deben ser metálicas. 3 El ángulo máximo de la escalera con respecto a la horizontal debe ser de 50°. 2 El ancho mínimo de escaleras debe ser de 610 mm (24 pulg). cualquier espacio entre un tanque y una plataforma. es muy común el diseño de escaleras espirales. 4 El ancho mínimo de la huella debe ser de 203 mm (8 pulg). 9 Los barandales deberán ir a ambos lados de la plataforma y se discontinuaran cuando sea necesario para acceso.2 ESCALERA DE ACCESO La escalera de acceso al tanque es un accesorio y deberá estar de acuerdo al diseño.4.4. 2. 6 La distancia entre la parte superior del piso y la parte inferior de la placa de tope 6 mm (1/4”). La altura de los pasamanos medida desde el principio de la huella debe ser de 762 a 864 mm (30 a 34 pulg). material y localización. 2 El ancho mínimo a nivel de piso será de 610 mm (24”) 3 Los pisos serán de emparrillado o material antiderrapante. dimensiones. 5 La altura mínima de la placa de tope será de 76 mm (3”). así como el procedimiento de sujeción deberán satisfacer estrictamente las condiciones que el proyecto indique. 6 Inspección y verificación de cámaras de espuma. las campanas de reducción y la caja de conexiones. 11 Las escaleras helicoidales deben ir totalmente apoyadas sobre la envolvente del tanque y el extremo inferior de su estructura no debe apoyarse en el piso. a continuación una reducción campana. en el tramo conduit vertical. 11 Mantenimiento general de láminas de cúpula. 9 Reparación y mantenimiento de luminarias. 8 Reparación y mantenimiento de luz piloto. Este deberá ser cuidadosamente armado antes de montarse. igual a la anterior. verificación y mantenimiento de tele medición. La derivación de cada uno de estos se hará de una caja de conexiones del tipo que el caso amerite. 3 Mantenimiento y cambio de arrestadotes de flama. en cualquier dirección y en cualquier punto. MONTAJE DE LUMINARIA EN ESCALERA Una de las instalaciones más comunes de luminarias en las áreas de proceso son los de cuello de ganso. 10 Los barandales deben ir a ambos lados de las escaleras rectas y también de las circulares cuando la distancia entre la envolvente del tanque y la escalera sea mayor de 203 mm (8 pulg). Se deberá empezar por colocar un tramo corto de tubo conduit. 5 Accesibilidad para la ejecución en soporte central para colocación de andamios. 56 . las escaleras de acceso son necesarias para llevar a cabo 11 objetivos fundamentales que son los siguientes: 1 Toma de medición. de la que saldrá un tubo conduit en forma de media circunferencia. 2 Mantenimiento de válvulas atmosféricas. en el extremo del cual se acoplara la luminaria. 7 Inspección. 10 Reparación y mantenimiento de aparta rayos. 4 Acceso de entrada hombre en la cúpula.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 8 La escalera debe diseñarse para soportar una carga concentrada móvil de 455 kg (1000 lb) como mínimo. La curvatura del tubo conduit y su longitud. Es importante que se cumplan estas especificaciones ya que por razones de seguridad. Todo el arreglo descrito es conveniente armarlo en el piso previa verificación de limpieza y buen estado de materiales. 9 La estructura de los pasamanos debe soportar una carga de 91 kg (200 lb) como mínimo. Los volúmenes colectados por el drenaje aceitoso deben conducirse a los sistemas de tratamiento de efluentes que permitan la recuperación de hidrocarburos y que las aguas residuales cumplan con los límites máximos permisibles de contaminantes de acuerdo con la NOM–001- ECOL. 2 Drenaje pluvial.4. así como válvulas de purga y descarga en posición de no cerrar en forma hermética. Clasificación de los drenajes. fosas y registros entre otros.3 DRENAJES Drenaje. herrumbre y cuando no funcionan en forma correcta los drenes por encontrarse obstruidos de herrumbre. Es necesario indicar el sentido de flujo de las corrientes mediante flechas tanto en los planos como marcadas sobre el piso o en la tapa de registro.7 de petróleos mexicanos “Diseño de tanques atmosféricos “ 2. b) Del volumen colectado de agua contra incendio que se requiere para atender el riesgo mayor en el área considerada. 1 Drenaje aceitoso. cuando se tiene la necesidad de eliminar la sedimentación. PUERTA DE LIMPIEZA. Los drenajes se clasifican en cuatro tipos.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS El alumbrado específico de tanques de almacenamiento se limita a la escalera y al extremo superior de la misma. incrementándose este con las aportaciones constantes del área de estudio: a) Del gasto de agua colectada durante la precipitación pluvial máxima horaria. de los diez años anteriores a la fecha del diseño. 4 Drenaje sanitario. que generalmente queda próximo a la entrada hombre del tanque.Es el sistema formado por el conjunto de tuberías. según los datos estadísticos meteorológicos de la zona.3. 3 Drenaje químico.. pozos de visita. válvulas y accesorios que sirven para colectar y desalojar líquidos de desecho.02 h. incluye obras complementarias tales como: los carcamos colectores. Drenaje aceitoso. 57 . La puerta de limpieza es un accesorio requerido para tener acceso al tanque. La capacidad de drenaje en las áreas operativas debe calcularse tomando en cuenta el volumen mayor que resulte de las siguientes consideraciones. NOM–002-ECOL y NOM–003-ECOL. El número de puertas de limpieza al nivel del fondo de los tanques de almacenamiento esta dado por la norma D. el gasto de agua contra incendio captado empleado en el combate del riesgo mayor. las descargas de las purgas deben ser visibles. En los centros de trabajo donde se justifique la descarga del drenaje pluvial debe contar con detectores de gases y mezclas explosivas que funcionen de manera continua y alarmen en caso de existir contaminación del agua con hidrocarburos. Los registros del drenaje aceitoso deben tener sello hidráulico en cada una de las tuberías de llegada a los mismos. la válvula del drenaje pluvial debe mantenerse invariablemente cerrada y se abrirá la válvula del aceitoso para dosificar el purgado y posteriormente se debe volver a cerrar.ECOL. a) El gasto de agua colectada en las áreas consideradas durante la precipitación pluvial máxima horaria. NOM-002-ECOL y NOM-003. de los diez años anteriores a la fecha del diseño. En las operaciones de purgado de tanques. En las áreas de almacenamiento. b) El volumen de agua colectada en las áreas pluviales el día más lluvioso. canalizando y dosificando posteriormente el flujo a través del drenaje aceitoso. antes de su desalojo por el emisor. Las aguas de drenaje pluvial pueden enviarse fuera del centro de trabajo siempre y cuando la descarga no rebase los límites máximos permisibles de contaminantes de acuerdo con las normas NOM-001-ECOL. para lo cual se tomaran los datos estadísticos meteorológicos de la zona correspondiente a diez años anteriores a la fecha del diseño. Las aguas del drenaje pluvial deben descargar directamente a un colector. el cual las conduce al cuerpo receptor o a un cárcamo regulador que debe tener una derivación con bloqueos hacia el 58 . En caso de incendio o derrame de hidrocarburos la válvula del drenaje pluvial debe mantenerse cerrada. La capacidad del drenaje pluvial debe calcularse de acuerdo con el volumen mayor de las siguientes consideraciones. c) En el caso de las áreas operativas.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS El drenaje aceitoso puede contar con uno o más cárcamos reguladores para controlar el flujo hacia los separadores. en caso contrario deben enviarse a fosas de retención para su tratamiento y neutralización. no se deben unir drenajes de aguas negras con el drenaje pluvial. Drenaje pluvial. las copas y registros de purga del drenaje aceitoso deben estar diseñados de tal manera que se evite la introducción de materiales que se hayan acumulado dentro del dique. Antes de su tratamiento. según datos estadísticos meteorológicos de la zona. deben enviarse a sistemas de tratamiento o fosas sépticas. Las aguas de los drenajes químicos deben ser neutralizadas y/o tratadas antes de ser vertidas al drenaje aceitoso. El tratamiento de las corrientes particulares debe hacerse localmente en cada instalación mediante plantas de tratamiento (cuando así se requiera) y fosas de neutralización. pudiéndose conectar su efluente al drenaje pluvial o al emisor directamente. No deben mezclarse en los drenajes las aguas residuales que contengan sustancias que reaccionen en forma violenta o formen compuestos peligrosos. La capacidad del drenaje químico debe calcularse tomando en cuenta la suma de aportaciones de cada instalación en particular. previa verificación que las corrientes vertidas no rebasan los limites máximos permitidos de contaminantes que establece la Norma NOM-001-ECOL. La capacidad del drenaje sanitario debe calcularse tomando como base el número de muebles sanitarios. una vez neutralizadas. municipal o cuerpo receptor. pueden ser enviadas a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal. antes de ser enviadas al drenaje municipal o fosa séptica. La conducción de las aguas de los drenajes químicos hacia las plantas de tratamiento y neutralización debe ser mediante un sistema hermético cuyos registros puedan ser abiertos eventualmente para efectuar inspecciones. neutralizada y reutilizada o vertida al drenaje aceitoso. Drenaje químico. Antes de su tratamiento. Las aguas provenientes de lavabos y regaderas de los baños. siempre y cuando cumplan con los límites máximos de contaminantes permitidos por las normas NOM–01-ECOL. Drenaje sanitario. 59 . y previa verificación de que las corrientes cumplen con los limite máximos permisibles de contaminantes de acuerdo con la normatividad local. no se deben unir drenajes de aguas negras con el drenaje pluvial. debe ser lo más corta posible con el objeto de minimizar los riesgos inherentes a su conducción. estas pueden ser enviadas al drenaje aceitoso.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS sistema de tratamiento de efluentes para ser utilizada en caso de contaminación del drenaje pluvial. Las aguas del drenaje sanitario que no puedan enviarse directamente al drenaje urbano. De acuerdo a cada diseño. deben pasar por una trampa de grasas. Las aguas negras deben ser tratadas antes de ser enviadas a los cuerpos receptores o bien. NOM– 002-ECOL y NOM–003-ECOL. la distancia recorrida por la corriente del drenaje químico a ser tratada. 2 metros como se muestra en la siguiente Figura 13.3.4. deben construirse vías de escape adicionales tales como escalones empotrados a la parte interior del muro de contención para facilitar la salida del personal en casos de emergencia.4 MUROS DE CONTENCIÓN Los muros de contención deben ser construidos de mampostería o concreto armado.8 metros ni menor de 1.. Cuando por circunstancias especiales.8 metros señalados anteriormente. deben construirse mamparas o extensiones de muro que cubran las válvulas o 60 .13 MURO DE CONTECIÓN Su altura con respecto al piso interior del dique de contención. FIGURA. las válvulas de entrada y salida de productos y/o los dispositivos de los sistemas fijos o semi-fijos de espuma contra incendio localizados en las partes cercanas al muro de contención queden expuestas a la afectación por fuego o radiación por incendio.8 metros.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2. En aquellos casos en donde por situaciones especiales. sea necesario que la altura del muro de contención por la parte interna del dique rebase los 1. Para los muros de contención de mampostería o concreto armado se debe considerar que su altura con respecto al piso de la calle no deberá ser mayor de 1. no debe exceder de 1. queden localizados “corriente arriba”. en tanto que los que contengan productos combustibles. Para conservar la capacidad de contención de los muros de un dique debe llevarse a cabo el sellado (emboquillado) alrededor de las tuberías que crucen a través de los mismos. Debe efectuarse el sellado de la tubería que conduce cables eléctricos. gases o vapores de hidrocarburos a su interior. los "racks" o corredores de tuberías deben bloquear las vías destinadas al ataque de emergencias. incluyendo el de instrumentación y control dentro del dique de contención. incluyendo el de instrumentación y control que se localice en el interior de los diques de contención. es preciso que cada tanque tenga adyacente una calle que permita la libre intervención de los medios móviles para el combate de incendios.  Las calles que circundan las áreas de tanques de almacenamiento deben tener como mínimo 7 metros de ancho. la distribución de tanques de almacenamiento y sus sistemas de protección contra incendio debe hacerse de preferencia de manera que aquellos que contengan productos inflamables queden localizados “corriente abajo” con relación a la dirección de los vientos dominantes. así como zonas ocupadas por personal. accesos y frentes de ataque. así como de las juntas de expansión en el caso de muros de contención de concreto armado. tales como oficinas. debe alojarse en tubería conduit metálica.  Los tanques verticales no deben estar dispuestos en más de dos filas.  Los tanques de almacenamiento atmosférico vertical de 200 mil barriles y mayores deben tener acceso vehicular por calle pavimentada por los cuatro costados (cuatro frentes de ataque). considerando el líquido almacenado como agua. Localización. El cableado eléctrico. galvanizada. De forma similar. para prevenir la acumulación de humedad o entrada de líquidos. cumpliendo con lo establecido en la NRF-036-PEMEX-2003. conforme a la NOM-001-SEDE-1999. así como que protejan al personal que combate un siniestro. 61 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS dispositivos que puedan ser afectados. Clase 1 División 2. Para la localización de las áreas de tanques de almacenamiento y sus sistemas de protección contra incendio deben tomarse en cuenta la dirección de los vientos dominantes y reinantes para evitar que vapores emanados de los propios tanques invadan áreas de quemadores y lugares donde existan flamas abiertas. vías de escape y accesos para mantenimiento.  En ningún caso. En todos los casos. áreas habitacionales u otras similares. los muros de contención deben estar diseñados para resistir la presión lateral que les pueda transmitir la altura hidrostática máxima del líquido contenido en el tanque de almacenamiento de mayor capacidad. cédula 40. Para diques de contención que en su interior alberguen varios tanques de almacenamiento atmosférico la capacidad volumétrica mínima será la necesaria para contener la capacidad total nominal del tanque mayor. de la dependencia de Seguridad Industrial y Protección Ambiental del Organismo Subsidiario. La capacidad volumétrica de diques de contención que en su interior alberguen un solo tanque de almacenamiento del tipo atmosférico debe ser cuando menos de una vez la capacidad total nominal de dicho tanque. Distanciamientos mínimos. por el lado donde se ubica la toma para la protección contra incendio. es necesario llevar a cabo un análisis de riesgos para cada caso en particular. en donde participe personal del centro de trabajo correspondiente. debe ser como mínimo la equivalente a la altura del tanque considerado. Diques de contención para tanques atmosféricos.  Para tanques atmosféricos con capacidad mayor a 30 mil barriles la distancia mínima de la tangente del tanque al muro de contención será la correspondiente a la mitad del diámetro del tanque considerado.  Los tanques atmosféricos verticales menores de 55 mil barriles de capacidad deben tener como mínimo un acceso vehicular (un frente de ataque) por calle pavimentada.  La distancia entre tangentes de tanques de almacenamiento atmosféricos y el muro de contención para el caso de tanques con capacidad nominal igual o menor a 30 mil barriles. de la entidad responsable del diseño y construcción de las instalaciones y. Cuando las condiciones topográficas del lugar o las dimensiones del terreno disponible no permitan cumplir con los requerimientos de capacidad volumétrica establecidos en los dos incisos anteriores. más el volumen que otros tanques ocupen hasta la altura que tenga el muro de contención por la parte interior del dique. en su caso.  Los tanques atmosféricos verticales menores de 100 mil barriles y hasta 55 mil barriles de capacidad deben tener cuando menos dos accesos vehiculares ( dos frentes de ataque ) por calles pavimentadas. 62 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS  Los tanques de almacenamiento atmosféricos verticales de 100 mil barriles y menores de 200 mil barriles deben tener accesos vehiculares cuando menos por tres de sus costados (tres frentes de ataque) por calles pavimentadas. más el volumen de otras construcciones que ocupen un espacio en el interior del dique de contención. 63 . Para el servicio de agua contra incendio debe preferirse el agua limpia y dulce. que mediante circuitos cerrados de tuberías proteja adecuadamente todas las áreas y zonas que lo requieran de un centro de trabajo. de servicios municipales o de ríos cuyo caudal en ciertas épocas del año sea irregular.4. El almacenamiento de agua contra incendio debe determinarse en función del requerimiento total de agua que demanda la protección de la instalación que represente el riesgo mayor de un centro de trabajo y del tiempo de aplicación de agua. todos los centros de trabajo de PEMEX-Refinación en donde se manejan. siempre y cuando se encuentre libre de hidrocarburos.  Abastecimiento. Si esto no es posible. es necesario considerar la instalación de interconexiones para su utilización. debe existir obligatoriamente uno o varios tanques atmosféricos. es aceptable el uso de cualquier tipo de agua. Todas las redes de agua contra incendio deben contar con las siguientes especificaciones: Una fuente de abastecimiento de agua que satisfaga las necesidades de mayor demanda en casos de emergencia. Cuando los depósitos de agua municipales u otros abastecimientos semejantes sean susceptibles de ser aprovechados. En estos casos. Una red de distribución de agua de capacidad suficiente.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2. La succión de las bombas contra incendio no debe conectarse directamente al abastecimiento proveniente de pozos. Esta capacidad de almacenamiento debe ser suficiente para combatir ininterrumpidamente el incendio del riesgo mayor durante un mínimo de 4 (cuatro) horas. La fuente de abastecimiento podrá ser primaria. lagos y ríos). pero dichos volúmenes no deberán ser contabilizados como parte del almacenamiento de agua destinado para fines contra incendio. que proporcione el agua en la cantidad y presión requerida para el combate del riesgo mayor estimado en el centro de trabajo.5 SISTEMAS DE PROTECCIÓN En general. destinados específicamente para el almacenamiento de agua contra incendio. El diseño y el dimensionamiento de la capacidad de cualquier red de agua contra incendio debe fundamentarse en los análisis de riesgos que se lleven a cabo para determinar el riesgo mayor que pudiera originarse en un centro de trabajo. secundaria (como pozos y servicios municipales) o terciaria (como sistemas de tratamiento de agua y/o de recuperación de efluentes).  Almacenamiento. de los cuales succionen las bombas para este servicio. deben contar con una red contra incendio que garantice el suministro de agua suficiente para combatir el incendio de mayor magnitud que pueda generarse en las instalaciones. procesan o almacenan líquidos inflamables o materiales combustibles.3. (como el mar. Un sistema de bombeo confiable. Estas casetas deben ser construidas con material no combustible. debiéndose señalizar convenientemente esta última condición en el exterior de la construcción. La caseta o cobertizo debe poseer un mínimo de dos accesos a su interior. lo suficientemente amplias para facilitar la operación y el mantenimiento de los equipos. para el caso de refinerías.  Requerimiento total de agua contra incendio. ( * ) gpm: galon/min 64 . el cual resulta de sumar las cantidades necesarias de agua para la extinción del riesgo mayor en la zona del incendio.25 gpm/pie²) ( * ) Los métodos para la determinación de las cantidades de agua requeridas para enfriamiento y los arreglos de tubería correspondientes se encuentran descritos en las Normas DG-GPASI-SI-3600 y DG-GPASI-SI-3601 de Pemex-Refinación. las fosas de las torres de enfriamiento y los sistemas de efluentes son aceptables como suministro auxiliar de agua contra incendio.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS De la misma manera. El sistema de bombeo para servicio contra incendio debe proporcionar el agua en la cantidad y presión suficiente para cubrir los requerimientos totales que demande el riesgo mayor estimado en el centro de trabajo. los cuales deberán mantenerse en todo momento libre de obstrucciones. Adicionalmente. deben tener buena iluminación tanto natural como artificial. el suministro de energía eléctrica a las bombas de agua contra incendio deberá tomarse de un circuito eléctrico independiente de los demás servicios del centro de trabajo. dicha caseta debe estar equipada con un sistema de iluminación de emergencia con baterías.1 gpm/pie² ). En el caso de áreas de almacenamiento deberá considerarse el enfriamiento de los tanques anexos cuando su separación sea menor a la establecida en la Norma DG-GPASI-SI-3600 de Pemex-Refinación. En todos los casos. pero su volumen tampoco debe ser considerado como parte del almacenamiento disponible de agua contra incendio. excepto para recipientes presurizados que es de (0. así como ventilación y drenaje adecuados que permitan mantener su interior seco y libre de humedad. la cual es de (0. los consumos para la protección con agua de enfriamiento están basados en su densidad de aplicación por unidad de superficie. El requerimiento total de agua contra incendio es considerado como el mayor volumen de agua que se requiere en un centro de trabajo para combatir un incendio.  Bombas de agua contra incendio. Las bombas contra incendio deben instalarse en casetas o cobertizos localizados en lugares estratégicos que no sean susceptibles de sufrir daños durante incendios o emergencias. las cuales no deberán interconectarse a ningún elemento del sistema de bombeo ni a ninguna batería destinada a la operación de los motores. Además. y requerimientos no resulta práctico establecer reglas generales o definidas. debe estar conectada al sistema fijo de generación de espuma ( presión balanceada ) mediante una red de tuberías localizadas de preferencia a un costado de los diques de contención de los tanques de almacenamiento ( ver figura 14. Es obvio que para la construcción de cualquier tanque de almacenamiento sea necesario conocer la naturaleza del terreno sobre el cual se va a desplantar. FIGURA. El termino cimentación se refiere al apoyo de toda la estructura y comprende tanto el terreno mismo como a cualquier elemento que se emplea para transmitir las cargas al terreno natural de desplante. sea necesario suministrar espuma contra incendio en forma simultánea. así como la recuperación que tendrá sobre el recipiente. subsuelos. cuya capacidad sea suficiente para manejar el gasto que se requiera para combatir el riesgo mayor que representa un tanque o un grupo de tanques de almacenamiento. afín de poder estimar el asentamiento que pudiera sufrir.3.6 CIMENTACION. Las recomendaciones básicas para el diseño y construcción de este tipo de cimientos nos la da la norma API ya que debido a la diversidad de suelos.4.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS La red de contra incendio citada en el punto anterior. RED DE CONTRAINCENDIO 2. Estudios efectuados por el departamento de geotecnia de la subdirección de proyecto y construcción de obras local de petróleos mexicanos en el área de construcción de los tanques así como la experiencia y comportamiento de construcciones en el lugar. permitieron determinar el tipo 65 .. a los cuales según lo indique un análisis de riesgos. ).14. 16.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS mas apropiado de cimiento para el recipiente.-16. 17 y 18. Desmantelamiento Fig. Estructura de cimentación. Compactación 66 . Fig. el cual consistiría en una cimentación de terracerías confinadas con muro anular de concreto.17. Preparando el agregado Fig. Fig. como se muestran en las siguientes fotografías..-15.. ver figuras 15.18. En nuestro país se ha generalizado el uso de anillos de concreto para cualquier capacidad de tanques. actúa como aislante contra la humedad y conserva la capacidad de carga del terraplén. Dichos factores son: 1. La profundidad de desplante del muro anular de concreto no será mayor de 1. especialmente a su resistencia y compresibilidad. Para grandes tanques y aquellos con paredes muy altas que transmiten cargas considerables a los cimientos bajo la envolvente se recomienda usar una cimentación a base de anillos. evitando perdidas de material por erosión y por ultimo.25 ni mayor que 1. 3.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Dicha cimentación evita asentamientos diferenciales no continuos en el perímetro del tanque y al mismo tiempo confina las terracerías compactadas y controladas que rellenan el interior del anillo. Cimentaciones Profundas. Los relativos al suelo que se refieren a sus propiedades mecánicas. proporciona una base sólida de desplante para la construcción de la envolvente. además retiene las terracerías bajo el fondo del tanque. Tradicionalmente se ha clasificado la cimentación en dos tipos: Cimentaciones Superficiales. Los relativos a las superestructuras que engloban su función. piedra triturada o grava gruesa. este tipo de cimentación permite distribuir de modo uniforme la carga concentrada de la envolvente sobre el piso bajo el tanque. brinda un mejor medio para la nivelación de las terracerías del tanque conservando su contorno durante la construcción. materiales que los constituyen. a fin de que transmita al suelo aproximadamente la misma carga unitaria que se tendrá bajo las terracerías confinadas a la misma profundidad. que pueden ser de concreto armado. 67 . cargas que transmiten al suelo. Los factores económicos. que deben balancear el costo de la cimentación en comparación con la importancia y aun el costo de la superestructura. etc. a sus condiciones hidráulicas. La diferencia entre una cimentación superficial y una profunda es que en la primera el cociente de dividir la profundidad entre el ancho de la base no debe ser menor de 0. mientras que para las profundas es en general mayor que 5. etc.50 mts. 2. Para el proyecto de cualquier cimentación deben ser tomados en cuenta los factores que influyen en la correcta selección de una cimentación. calificación de operarios y otros documentos. También se dan fallas que van asociadas en el diseño. telescopios. errores u omisiones en la calidad de los productos durante la fase de construcción. montaje. Se depende de la habilidad y entrenamiento del inspector y está limitado a detectar defectos superficiales. proceso de montajes incorrectos. Un beneficio que este tipo de pruebas nos brinda es que no se altera de forma ni destruye el material de prueba. de acuerdo a los señalamientos en los códigos de ingeniería de diseño. inspección y pruebas. uniones. etc.0 PRUEBAS Las medidas para reducir las fallas en la inspección de la construcción o el mantenimiento de tanques son con el fin de mejorarlos y mantenerlos en los más altos índices de eficiencia y seguridad. El procedimiento consiste en iluminar la superficie y aplicar la visión humana a veces con la ayuda de los instrumentos detallados arriba. etc. además de empleo de pruebas no destructivas apropiadas o por normatividad.3. Las pruebas indicadas en este capitulo se harán conforme se vaya terminando la erección de las diferentes partes. ya que las experiencias nos dan una idea de cómo analizar y formular una identificación completa para así eliminarlas.3 se efectuaran los trabajos necesarios para llevar a cabo dichas pruebas a medida que se vaya requiriendo y hacerlas de acuerdo con los estándares del API.5.3.  EXAMEN VISUAL Comprende la verificación por simple vista o incluyendo la ayuda de espejos.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2.5. 68 . soportes. analizadores digitales de imágenes y el reporte escrito del inspector. el empleo de materiales inadecuados.. Se pueden tener records permanentes usando fotografías. de los materiales utilizados. Es simple y relativamente barato. dimensiones. alineamientos. videos. ensamble.1 TIPOS DE PRUEBA PARA LA INSPECCIÓN DEL TANQUE. Para garantizar que se está de acuerdo con los requerimientos del Código API- 650 sección 5. cámaras. Es de suma importancia mencionar que el material a examinar se realice con la prueba adecuada. preparación de juntas. El inspector puede adicionalmente checar procedimientos. En base a la importancia que tienen las pruebas no destructivas en inspecciones de servicio de las diferentes partes de que consta el tanque se le pueden realizar los diferentes tipos de pruebas:  EXAMEN VISUAL  EXAMEN POR LÍQUIDOS PENETRANTES  EXAMEN POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS  EXAMEN POR RADIOGRAFÍA 2. se aplica un líquido penetrante el cual se introduce en las discontinuidades existentes.  EXAMEN POR RADIOGRAFÍA Se utiliza cuando se debe mostrar una gran integridad de la soldadura. el área a examinarse es magnetizada y a continuación se aplican partículas ferromagnéticas finamente distribuidas. electroimanes. La pieza a examinar absorbe la radiación. Se pueden observar cavidades de dimensiones del orden del 1% del espesor de la pared. estas partículas se irán acercando en las discontinuidades de la pieza examinada debido a las fugas del campo magnético en esas zonas. Durante el desarrollo normal del examen. el cual permitirá observar los defectos. con este método las imperfecciones serán claramente visibles debido a su brillantez. lo cual obliga a desmagnetizarlos antes de su uso con corriente alterna. por esto. Se utilizan diversos tipos de magnetización para observar los defectos. a mayor espesor a investigar mayor voltaje para mantener un tiempo de exposición de 4 – 6 min. Los mayores voltajes reducen la calidad de la imagen. Los rayos X operan con voltajes desde 120 hasta 400KV. Posteriormente cuando el penetrante esté seco. aceite. se aplicará un revelador.5pulg 69 . se absorbe menos radiación lo que a su vez se refleja en un mayor oscurecimiento de la película. también puede hacerse con corriente directa o alterna pasando a través del material. El isótopo de Iridio 192 es muy común para espesores de 2. pues las grietas orientadas en el sentido del campo magnético pueden pasar desapercibidas. pero cuando se encuentran grietas. Después de realizar la limpieza y secado completo de la superficie a examinar. El área mencionada debe estar libre de polvo. La técnica radiográfica usa ya sea rayos X o rayos gamma para penetrar el cordón de soldadura y crear una imagen radiográfica en una película.  EXAMEN POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS Aplica a todos los materiales ferrosos. bobinas o cables colocados adecuadamente. que se va reduciendo gradualmente a cero.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS  EXAMEN POR LÍQUIDOS PENETRANTES Este examen es de gran utilidad para detectar fallas superficiales de materiales ferrosos y no ferrosos. grasa. El campo puede proporcionarse con imanes permanentes. Antes del examen es necesaria una buena limpieza del área que va a examinarse. u otra materia extraña y tener una superficie regular. Este método puede detectar grietas superficiales y sub-superficiales. sin embargo es un método caro. Los rayos gamma se producen por el decaimiento de isótopos radioactivos y no necesitan corriente eléctrica. excepto los aceros austeníticos. La orientación del campo magnético es importante. Cuando es requerida una sensibilidad mayor deberán utilizarse líquidos penetrantes fluorescentes y luz ultravioleta. es común esmerilar o maquinar según se requiera. La corriente alterna detecta grietas superficiales mientras que la corriente directa puede detectar defectos sub-superficiales como inclusiones. Los tubos pueden quedar magnetizados. Primeramente. por lo menos dentro de una distancia de 25 mm. DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS pero para espesores gruesos se puede necesitar Cesio 197 o Cobalto 60 y para espesores delgados se usa Iterbio 169. La calidad de las radiografías con rayo gamma no es tan buena como la de los rayos X. Como alternativa a la película radiográfica que puede tomar unos 20 min para revelarse se puede usar radioscopia que provee de imágenes en tiempo real en un monitor. Obviamente para una buena radiografía se necesita acceso a ambos lados del objeto. La inspección radiográfica es requerida para soldaduras en la envolvente, soldaduras de placas anulares y conexiones del tipo embutido con terminales soldadas. Las inspecciones por métodos radiográficos no son requeridas para placas del techo, de fondo y entradas a tanques según norma API - 650. NÚMERO Y LOCALIZACIÓN DE RADIOGRAFÍAS. Los siguientes requerimientos se aplican a uniones verticales: A. Para los extremos de las uniones soldadas en las cuales las placas mas delgadas de la envolvente es de 3/8 de pulgada o menos, una radiografía será tomada en los primeros 10 pies de unión vertical completa para cada tipo de espesor de soldadura y para cada soldador. La radiografía tomada en las uniones verticales puede ser usada para conocer los requerimientos para uniones individuales. De ahí en adelante sin observar el numero de soldaduras o soldadores, una radiografía adicional será tomada a cada 100 pies adicionales (aproximadamente) y cualquier fracción mayor permanente de la unión vertical del mismo tipo y espesor. Al menos un 25% de los lugares seleccionados serán en juntas de uniones verticales y horizontales con un mínimo de dos de tales intersecciones por tanque. B. Para los extremos de las uniones soldadas en las cuales la placa de la envolvente es mayor de 3/8 de pulgada y hasta incluir una pulgada de espesor, en la toma radiográfica deberán ser tomadas como se indica en el inciso A. En adición todas las juntas de uniones verticales y horizontales en este rango de espesor serán radiografiadas; cada película deberá mostrar claramente no menos de dos pulgadas de cordón de soldadura por cada lado de la intersección vertical. En el curso mas bajo, dos radiografías serán tomadas en cada unión vertical; una de las radiografías deberá ser tan cercana al fondo como sea posible y la otra deberá ser tomada al azar. C. Las uniones verticales en las cuales las placas de la envolvente es mayor de una pulgada de espesor será completamente radiografiada. Todas las juntas de uniones verticales y horizontales en este rango de espesor será radiografiadas; cada película deberá claramente mostrar no menos de dos pulgadas de cordón de soldadura en cada lado de la intersección vertical. 70 DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Una radiografía será tomada en los primeros 10 pies de la unión horizontal completa de los extremos del mismo tipo y espesor (basada en el espesor de la placa más delgada de la unión) sin considerar el número de soldaduras. De ahí en adelante deberá ser tomada una radiografía en cada 200 pies adicionales (aproximadamente) y en cualquier fracción permanente mayor de una unión horizontal del mismo tipo y espesor, sin incluir las juntas de las uniones verticales requeridas en el punto anterior del inciso C. Como avance de la aplicación de la soldadura deberán ser tomadas radiografías tan pronto como sea practico. El lugar para la toma de radiografías podrá ser determinada por el inspector. 2.3.5.2 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LAS PRUEBAS A DESARROLLAR Todos los exámenes no destructivos deben hacerse bajo ciertas especificaciones técnicas consistiendo en un procedimiento por escrito, detallado y comprobado por una demostración real así como satisfactoria al inspector y capaz de detectar y localizar discontinuidades del tipo tanto como inaceptables ó requeridos para ser reportados. Donde se requiera de estos procedimientos y reportes escritos se demostrara la capacidad de la prueba, debiendo estar a disposición del inspector cuando lo solicite y se deberá tener listo por lo menos una copia de cada procedimiento para el personal de inspección de exámenes no destructivos para su referencia y uso. EQUIPO: Los equipos que se emplean deberán ser los adecuados y apropiados para cada examen que se realice, esto influye ya que están interrelacionados cada uno de los puntos aquí mencionados; como el material, el personal calificado y el inspector. Se puede tener todo esto, pero si el equipo no es el adecuado, esto provocara problemas tales como: retraso, pérdida de tiempo y esto da lugar a algo muy importante, al incremento de costos. CALIFICACIÓN DE PERSONAL El personal empleado en estos exámenes por parte del fabricante ó empresa, deberá ser calificado de acuerdo con los requerimientos establecidos (Normas y Códigos). En algunos casos esto puede implicar simplemente demostraciones de operaciones de rutina de producción a satisfacción del inspector. El personal que ejecuta estos exámenes será competente para hacerlos, de acuerdo con lo antes mencionado. Por lo tanto, las referencias requieren un programa de confiabilidad en la calidad demostrada y aprobada por la sociedad ASME como condición de autorización para el uso del sello con el símbolo del código apropiado. Algunos requerimientos en especial con sus suplementos y apéndices serán generalmente aplicados a nivel apropiado en la calificación del personal de examinación por métodos de exámenes no destructivos para su calificación. 71 DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS INSPECTOR AUTORIZADO. El inspector es la persona autorizada y calificada para atestiguar, verificar e inspeccionar a satisfacción cualquier examen que se realice durante la construcción o mantenimientos de tanques, como lo exigen las normas y códigos nacionales e internacionales (FABRICANTE, PEMEX, ASME, ASTM, ANSI, ISO, ETC.) 2.3.5.3 APLICACIÓN DE PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS AL TANQUE PRUEBAS DEL FONDO: a. Un procedimiento eficaz para inspeccionar los cordones de soldadura de fondos y aprobado por API es mediante la prueba de vacío hecha por medio de una caja de metal de 150 mm de Ancho y 900 mm de largo con una tapa de doble cristal y el fondo abierto el cual es sellado contra la superficie del fondo del tanque con un empaque de neopreno o de hule espuma. La caja tiene además una conexión de tubo apropiado, válvula y un tubo sifón para medir el vacío (figura 19). Aproximadamente 900 mm de la soldadura por probarse es mojada con una solución de jabonadura o aceite de linaza (en temperatura ambiental muy fría es necesario agregar una solución anticongelante). Se coloca la caja sobre el cordón enjabonado y se origina un vacío. La presencia de porosidad o fugas en la costura es indicada por burbujas o espuma producidas por aire succionado a través del cordón de soldadura. El vacío en la caja se obtiene conectando un compresor de 7 kg como máximo o conectando la caja a una bomba especial de vacío. En la misma forma que se inspeccionan las costuras traslapadas del fondo, con la caja de vacío, se probará la soldadura del diafragma. Si se descubren porosidades o fugas es necesario reparar de inmediato. Asimismo, la soldadura en el fondo/envolvente en el primer anillo será probada con líquido penetrante después de soldar el cordón exterior. Rociar petróleo diáfano (keroseno) por la junta interior antes de soldarla. Después que todas las fugas de la soldadura externa han sido reparadas, podrá soldarse el cordón interior. FIGURA.- 19. PRUEBA DE FONDO (CAJA DE VACIÓ). 72 la prueba deberá ser realizada mediante: (1) cubriendo el interior de todas las uniones con aceite altamente penetrante tal como el aceite para resortes automotrices y examinando cuidadosamente el exterior de las uniones buscando fugas. incluyendo sus placas de refuerzo. se cubren todas las juntas soldadas con jabonaduras. esta agua sirve de sello al aire que se inyecta en el centro del 2 fondo a una presión de 3 lb/plg de agua.08 cm arriba del ángulo superior para tanques abiertos. este deberá ser probado mediante uno de los siguientes métodos:  Si hay agua disponible para la prueba el tanque deberá ser llenado con agua e inspeccionado frecuentemente durante la operación de llenado. PRUEBAS DE CUPULA DEL TANQUE: A la terminación de la cúpula del tanque deberá ser probado mediante la aplicación de presión interna de aire o de vació exterior a las costuras empleando una película de jabón. El segundo método consiste en construir un dique temporal comúnmente de tabique aproximadamente de 30 cm. estas se descubrirán por la formación de burbujas. 73 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS b. Todas las conexiones así como registros y boquillas en el techo también serán inspeccionados. el llenado se hará hasta el ángulo superior o hasta la parte inferior de cualquier derrame que limite la altura de llenado. se les hará una inspección visual y luego serán probadas con líquidos penetrantes y/o neumáticamente. Antes de inyectar el aire. la altura de llenado será de 5. Se vierte agua en el canal formado y se mantiene a una altura de 20 cm. Después de terminadas las soldaduras en todo el diafragma. (2) mediante la aplicación de vació a cualquier lado de las uniones o aplicando presión interna de aire como esta especificado para la prueba de techos y examinando cuidadosamente las uniones buscando fugas. de altura alrededor del tanque. aceite de linaza u otro material adecuado para la detección de fugas donde la presión interna no deberá exceder el peso de las planchas de la cúpula. PRUEBA DE LA ENVOLVENTE DEL TANQUE: A la terminación del tanque en su totalidad y antes de que se haya conectado cualquier tubería exterior para petróleo al mismo. Para tanques con cúpula fija.  Sino no hay disponible suficiente agua para llenar el tanque.. Si hay fugas.(3) mediante cualquier combinación de los métodos señalados en (1)y (2). se procede a inspeccionar pontones y boyas del diafragma. buscando juntas sin soldar. cordones de menor dimensión y áreas sin soldar. porosidades. Deberá darse especial atención a las áreas alrededor de las escaleras. rebabas y mellas o muescas. se hará una amplia revisión final al trabajo hecho para confirmar que está completo y por encima de la calidad requerida. FONDO AL PRIMER ANILLO: Remover la escoria de toda la soldadura de filete interior y exterior. 2. ENVOLVENTES: Todos los salientes o conexiones a andamiajes serán removidos y resanados. Todas las soldaduras verticales y horizontales serán inspeccionadas para descubrir socavados y que los refuerzos y porosidades estén dentro de las tolerancias especificadas. Las soldaduras horizontales se revisarán para cerciorarse que son de la misma calidad que las horizontales de la envolvente. Revisar para localizar soldaduras de menor dimensión de socavados y juntas no soldadas. Las soldaduras a tope en la trabe de refuerzo y ángulo de coronamiento se revisarán para que la junta tenga penetración completa y sea de la misma calidad que las verticales de la envolvente. FONDO: Revisar. Remover la escoria de todas las soldaduras. Barrer todo el fondo para dejarlo limpio y revisar si se descubren salientes. Todas las rebabas serán removidas de la intersección de placas. soldaduras defectuosas y socavaciones. ACCESORIOS: Todas las soldaduras serán del tamaño indicado en planos y sin socavados. Las pruebas se quitarán con cincel. Remover todos los salientes y rebabas. Los agujeros de entrada y las caras de todas las bridas se revisarán para que estén de acuerdo a los planos respectivos. TRABES DE REFUERZO Y ÁNGULOS DE CORONAMIENTO: En la misma forma que en el fondo y en la envolvente. se revisaran todas las soldaduras localizando socavados. 5. 74 . soldaduras de menor dimensión. La siguiente es la mínima inspección final requerida: 1. 3. Asegurarse que todos los refuerzos hayan sido probados. 4.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS INSPECCIÓN FINAL Antes de entregar el tanque totalmente terminado al usuario. los socavados seran rellenados y luego esmerilados. 6.  El montaje del tubo-sello se hará simultáneamente con la etapa de pintura exterior.  Prueba del fondo. pernos y empaques deberán instalarlas apropiadamente. previo al tendido llevarán aplicada la pintura que fija la norma. El trabajo de pintura interior se inicia cuando se ha terminado:  Armado y soldado del fondo. las huellas a nivel. los barandales a plomo y todas las soldaduras completas.  La pintura se aplicará antes de hacer la prueba de flotabilidad e hidrostática del cuerpo del tanque. Envolvente por el lado interior (todas las superficies metálicas en contacto con el crudo). PINTURA INTERIOR Y EXTERIOR: La pintura de los tanques se aplicara de acuerdo con las especificaciones y normas vigentes para tal fin.  Las placas del diafragma. Las soldaduras en los pasamanos serán alisadas con esmeril.  Limpieza y resane general del interior del tanque. 7.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Las bridas ciegas. 1. 2.  Armado y soldado del diafragma del techo.  Pintura inferior del diafragma. Las rebabas alrededor de las boquillas serán removidas.  No armar el sello y la banda de desgaste antes de haber terminado la pintura inferior y superior del diafragma. Las escaleras se instalarán derechas y a plomo.  Armado y soldado de la envolvente. pontón y fondo. ESCALERAS: Las escaleras serán revisadas para un contorno apropiado. Los resanes originados de la soldadura se harán como complemento de terminación..Pintura exterior de la envolvente:  Iniciar esta etapa cuando se haya terminado de aplicar en su totalidad la pintura interior. Boyas. los resanes y la limpieza de rebabas de soldadura. 75 . tapas de registros de hombres.  Todos los tanques de almacenamiento deberán estar conectados a tierra con el objeto de descargar la corriente estática. 76 .  Los caminos de acceso a los lugares donde sea necesario revisar tuberías deberán mantenerse transitables y libres de hierva y estorbo.5.  Todo el personal de los centros de trabajo en donde exista el equipo de contra incendio deberá participar en las practicas contra incendio que en forma periódica se lleven a cabo con el fin de capacitar a todos según su ocupación en el uso y aplicación en los medios contra incendio disponibles.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2. así como de una plataforma de piso antiderrapante rodeada de barandal. para que en ellas se paren los operarios y se les facilite la ejecución de esos trabajos.  Deberán de mantenerse en condiciones de buen funcionamiento el equipo contra incendio.  Los anteojos comunes y corrientes que usan los que tienen algún defecto visual no sirven de protección contra los accidentes de trabajo.4 SEGURIDAD INDUSTRIAL Los aspectos básicos de seguridad que se requieren en el área de trabajo de acuerdo al reglamento de seguridad e higiene de PEMEX son los siguientes:  En ningún caso los trabajadores usarán vestiduras. casco de plástico y guantes de carcaza. cuellos de material fácilmente inflamable. los arrestadores de flama. deberán seguir estrictamente los reglamentos de seguridad en vigor y los que en el futuro se implanten.  No es conveniente llevar materiales o herramientas que impidan el uso de las manos al subir o bajar escaleras de mano. etc.  Los tanques de almacenamiento deberán estar previstos de escaleras con barandales para dar acceso al lugar donde el personal tenga que tomar las medidas y muestras del material que contengan.  Para subir a los tanques de almacenamiento queda prohibido el uso de botas de hule o zapatos con suela de dicho material a fín de evitar resbalones que puedan ser causa de accidentes. las cajas para espuma.  El personal que efectué las revisiones previas para ejecutar reparaciones a los tanques de almacenamiento de petróleo crudo o sus derivados.  La administración proporcionara la ropa adecuada para el trabajo lo cual consiste en botas de tipo industrial. Asimismo.3. los aspersores de agua. el área circundante de los tanques deberá mantenerse limpia y los muros de contención deberán reunir las condiciones de seguridad de las normas correspondientes. quienes los usan deberán protegerse además con el equipo de protección ocular adecuado. los sistemas de alivio. pantalón y camisa de algodón.  Las válvulas de alivio de los tanques de almacenamiento se deberán mantener calibradas a las presiones adecuadas según el diseño de los tanques. 77 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS  Los tanques de almacenamiento deberán contar con los dispositivos de alivio y seguridad que establecen los reglamentos correspondientes según el tipo de tanque y el producto contenido. DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 78 . pasando posteriormente al tanque TV-4 de 48. esperando una mayor producción se opto por construir otro de mayor capacidad ( 33 000 Bls ) y así no interrumpir la operación. PLI = 1 62.1 15.456.422. PLI = 34 49. 50 lb/p. 5. el cual colecta y transporta todo el crudo de los campos del área sur y otro oleoducto de 8”Ø que transporta el crudo del área norte.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS CONCLUSIÓN Debido a que el tanque de 21962 BLS esta en operación desde hace algunos años.80. PLI = 1 124. ya que en ella se concentra la producción de crudo con una capacidad de (18.8 20.5 lb/p CE-2 = CANAL 8" CUPULA PL = 6' X 20' X 3/16" PLR = 22. PLI = 1 87. 6.16 ANILLO 3 PL = 8' X 20' X 5/16" PLR = 12.962 Bls..023. T-02 = 14 lb/p y 15 lb/p.774.4 6.574.44 79 . CLIPS.00 ANILLO 4 PL = 8' X 20' X 1/4" PLR = 12.00 ANILLO 5 PL = 8' X 20' X 3/16" PLR = 12.773. ya que es muy distinto a un tanque de almacenamiento. PLI = 1 37. CE-1 = CANAL 8". PLI = 34 37.52 ANILLO 2 PL = 8' X 20' X 7/16" PLR = 12. 211 Bls. B = 26 5.25 11. PLI = 1 49.5 22. ESTRUCTURA IPR 12". el cual muestra que se evita ocasionar problemas al ambiente ecológico. ya que de una u otra forma tienen varios años en funcionamiento y llegarán a su fin algunas partes del material que la integran lo cual ocasionaría perdidas tanto económicas como ambientales.000 BPD en promedio).672.273. ambos manejan crudo emulsionado el cual se recibe en un tanque deshidratador TD-2 de 21.00 BOQUILLAS TOTAL 124. es necesario darle mantenimiento total. 40. ya que el barril del crudo oscila entre 39. 20 16.26 ESCALERAS.PESOS TOTAL DEL TANQUE PARTES DEL TANQUE MATERIAL CANTIDAD DE MATERIAL PESO UNITARIO (KG/M²) PESO TOTAL ( KG ) FONDO PL = 6' X 20' X 1/4" PLR = 22.695. C = 80.538. En la construcción del tanque deshidratador se llego a los resultados obtenidos en la Tabla 8. La producción se recibe mediante dos oleoductos principales uno de 12”Ø. ACCESORIOS E = 1. Viéndolo en forma económica y de producción se dejaría de obtener ganancias. Por otro lado este trabajo en modalidad de tesina se hizo con el fin de que los estudiantes y toda persona interesada en este tema conozcan un poco más a cerca del tanque deshidratador de crudo.79 9.547.50 B-09 = IPR 12" y 10". Y con este trabajo esperemos que sea del agrado de las personas interesadas en este amplio tema como lo es tanques deshidratadores.51 dólar por barril y se estan produciendo 11280 BLS.00 11. TABLA 8.00 ANILLO 1 PL = 8' X 20' X 5/8" PLR = 12. en este único tanque y por lo tanto dejaría de percibir la cantidad de USD $ 445.4 16. 29 m 101 Espesor del primer anillo tl 0.444 in 103 Espesor del Tercer Anillo t3 0.3 in 116 Peso y Peralte de la Columna Central IPRCC 1-2 12 in x 14 lb/ft 117 10 in x 15 lb/ft Peso y Peralte de la Columna Intermedia IPRCI 1-2 12 in x 14 lb/ft 118 80 .038 x 10 s 98 aceite 5 2 Área del tanque A 6.526 in 102 Espesor del Segundo Anillo t2 0.197 in 106 Espacio real entre Largueros Lsr 1.279 in 105 Espesor del Quinto Anillo t5 0.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS TABLA DE RESULTADOS OBTENIDOS MEDIANTE CALCULOS DESCRIPCION NOMENCLATURA RESULTADO PAG.362 in 104 Espesor del Cuarto Anillo t4 0.451 X 10 92 m/s -6 Velocidad de Ascenso del aceite a 25°C VAc 4.3 in 116 Altura de la Columna Intermedia IPR HCI 1-2 485.513 X 10 93 m/s -4 Velocidad de Asentamiento del agua a VAg 1. -6 Velocidad de Ascenso del aceite a 15°C VAc 6.857 m 108 Numero de piezas de largueros interiores N°PLI 20 pzas 108 del tanque Número de piezas de largueros exteriores N°PLE 40 pzas 107 del tanque Radio del circulo circunscrito al pentágono R 5.5 lb/ft 109 Longitud del Larguero o Canal LL 25 in 110 Altura de la Columna Central IPR HCC 1-2 538.182 x 10 s 97 3 Tiempo de recorrido de las partículas del TrecAg 5.932 X 10 94 35.809 x 10 in 101 Diámetro nominal del tanque D 23.33 x 10 s 98 agua 6 Tiempo de recorrido de las partículas del TrecAc 1.288 x 10 s 97 5 Tiempo de Residencia del Aceite Trac 1.697 m 96 5 Tiempo de Residencia del Agua Trag 1.912 m 112 Longitud de la trabe LT 6.5°C m/s Nivel Operable del Agua Nopag 3.5°C VAc 2.05 X 10 m/s 93 15°C -4 Velocidad de Asentamiento del agua a VAg 1.933 m 95 Nivel Operable del Aceite Nopcr 6.941 m 112 Canal o Larguero Ca 8 in x 11.116 X 10 94 25°C m/s -5 Velocidad de Asentamiento del agua a VAg 9.295 X 10 92 m/s -6 Velocidad de Ascenso del aceite a 35. - 81 . A HARLA (6 EDIC.0341. MEGYESY. DOCUMENTO NORMATIVO NORMA PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE REDES DE AGUA CONTRA INCENDIO EN CENTROS DE TRABAJO DE PEMEX REFINACIÓN FECHA: (MARZO / 1996) 2. MANUAL DE RECIPIENTES A PRESIÓN.01 PRIMERA EDICIÓN (MAYO 2001) 4. SECOND EDITION. ROBERT MECHANICS OF MATERIALS.2. 8.0143. J. MANUAL DE HIDRAULICA EDIT.2. EPESIFICACIÒN DE PEP DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS (DESIGN OF ATMOSPHERIC TANKS) P. DE ACEVEDO Y GUILLERMO ACOSTA A. R. EUGENE F.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS BIBLIOGRAFÍA 1. MECHANICS DE FLUID MCGRAW-HILL BOOK (INC. FITZGERALD W. INSTITUTO AMERICANO DEL PETRÓLEO ( API) “NORMA DE CONSTRUCCIÓN DE TANQUES ATMOSFÉRICOS 650” EDICIÓN (EN INGLES 2003) 5. 1954) . EPESIFICACIÒN DE PEP DRENAJES EN ZONAS INDUSTRIALES ( DRAINS ON INDUSTRIAL ZONES ) P.M. PUBLICADA ORIGINALMENTE POR ADDISON – WESLEY.01 PRIMERA EDICIÓN (MAYO 2001) 3. PROTECCIÓN DE ÁREAS Y TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS NFLAMABLES Y COMBUSTIBLES (NRF-015-PEMEX-2003) 6. 1975) 9. LIMUSA 7.L:DAUGHERTY. y presión normal kg/m Viscp Viscosidad promedio a Tem. hd Altura del distribuidor m hB Altura de la boquilla de salida del agua m 3 Dpt Densidad promedio a Tem.hm Altura muerta m 2 At Área del tanque m 3 Vop Volumen operable m Nopag Nivel operable del agua m Ntag Nivel total del agua m 3 Voltag Volumen total del agua m Vopcr Volumen operable del crudo m³ Nopcr Nivel operable del crudo m trag Tiempo de residencia del agua seg trac Tiempo de residencia del aceite seg TrecAg Tiempo de recorrido de la partícula del agua seg. kg/m-s Veld Velocidad del flujo dentro del distribuidor m/seg Dd Diámetro del difusor m 2 Atd Área total del distribuidor m t Espesor mínimo de la placa in Dt Diámetro nominal del tanque en m rt Radio del tanque m G Gravedad Especifica del liquido almacenado E Eficiencia en juntas 0.85 CA Tolerancia por corrosión en m (in) Sd Esfuerzo básico para diseño en lb/plg² Dmedio Diámetro medio en m (ft) largolamina Largo de la lamina m (ft) Nºlaminas Numero de laminas a utilizar pza Pe Perímetro de la envolvente m (in) 3 Vt Volumen total del tanque m Espsold Espesor de soldadura para 13 uniones (in) Recorte Es el recorte complementario p/ cerrar el diámetro del tanque m (ft) 2 Fs Esfuerzo permisible ( 20000 lb/in ) según código del API 2 ωv Carga viva del techo lb/in 2 ω LMV Total de cargas muertas y vivas del techo lb/in NºPLE Numero de piezas de largueros exteriores del tanque LS Espacio entre largueros in Lsr Espacio real entre los largueros Exteriores m (in) 82 .h Altura total del cuerpo m C Salida del crudo m B Salida de agua m .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS NOMENCLATURA 3 3 FTAg Flujo total de diseño del agua m /s (ft /s) %37 Ac Porcentaje de agua contenida en el crudo 3 3 Fd Flujo de diseño m /s (ft /s) 3 3 FTdAc Flujo total de diseño del aceite m /s (ft /s) %63 Ag Porcentaje de aceite contenida en el crudo VAc Velocidad de ascenso del aceite m/s VAg Velocidad de asentamiento del agua m/s g Constante gravitacional cm/s² Dp Diámetro de la partícula cm δag Densidad del agua gm/ cm³ δac Densidad del aceite gm/ cm³ μ Viscosidad del aceite gm/ cm -seg . TrecAc Tiempo de recorrido de la partícula del aceite seg. y presión normal. he Altura de donde llega la envolvente in .re Radio de la relación de esbeltez . DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS NºPLI Número de piezas de largueros interiores del tanque WLMV Carga muerta y viva lb/in = Longitud LL de los larg Lon l Longitud de los largueros m ( in ) WLU Peso del larguero único lb/in ML Momento máximo del larguero en lb-in SL Modulo de sección necesaria para largueros en in³ hPuL Altura del peralte único del larguero in WtL Carga total del larguero lb/in tL Espesor único del larguero in MFL Momento de flexión del larguero lb-in 3 SFL Modulo de sección de flexión para el larguero in FvL Esfuerzo por cortante del larguero kg/cm² ( lb/in² ) VvL Carga por cortante del larguero lb/in 2 AvL Área por cortante del larguero in FrL Esfuerzo real de trabajo de larguero kg/cm² ( lb/in² ) VrL Carga real por trabajo de larguero kg (lb) 2 Aru Área real por trabajo de larguero in NºT Numero de trabes del pentágono R Radio del circulo circunscrito al pentágono m (in) NºLT Numero del larguero que caben en la trabe pza LT Longitud de la trabe m ( in ) WT Carga de la trabe lb/in WTU Peso de la trabe único lb/in MT Momento máximo de la trabe en lb-in ST Modulo de sección necesaria para la trabe en in³ hpuT Altura del peralte único de la trabe in WTT Carga total de la trabe lb/in tT Espesor único de la trabe in MFT Momento de flexión de la trabe lb-in 2 SFT Modulo de sección de flexión para la trabe in FvT Esfuerzo por cortante de la trabe kg/cm² ( lb/in² ) VvT Carga por cortante de la trabe lb/in 2 AvT Área por cortante de la trabe in FrT Esfuerzo real de trabajo de la trabe kg/cm² ( lb/in² ) VrT Carga real por trabajo de la trabe kg (lb) 2 ArT Área real por trabajo de la trabe in 2 ωuP Peso único de la placa lb/in Wlam Peso de la lamina lb Wviva Peso por carga viva lb PesoTC Peso del techo lb PesoTL60 Peso total de 60 largueros lb PesoTT Peso total de trabes lb NºT Numero de trabes del pentágono PTLT Peso del techo mas el peso de largueros mas peso de la trabe lb Pc Peso de la columna lb Le Altura interior de la columna (Relación de esbeltez) .hPL Altura del peralte del larguero in hcc Altura de la columna central in hcINT Altura de la columna intermedia in 2 fpc Esfuerzo promedio en compresión de la columna ln/in 2 Asc Área para la sección necesaria de la columna in 2 Fspc Esfuerzo permisible de la columna lb/in 83 .hcn Altura de la conocidad del techo in .hPT Altura del peralte de la trabe in . DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2 Ppc Peso permisible de la columna lb/in Apc Área permisible de la columna 2 Frc Esfuerzo real de trabajo para la columna lb/in Prc peso real de trabajo para la columna lb 2 Arc Área real de trabajo para la columna in Ca Peso y Peralte del Canal o Larguero lb/ft y in IPRCC 1-2 Peso y Peralte de la Columna Central lb/ft y in IPRHCC 1-2 Altura de la Columna Central in IPRCI 1-2 Peso y Peralte de la Columna Intermedia lb/ft y in IPRHCI 1-2 Altura de la Columna Intermedia in 84 . DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 85 . A La viscosidad y peso especifico 86 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS ANEXO A Figura.. 99224 992.000001007 30 0.99567 995.13 0.000000569 50 0.24 0.000001792 5 0.0000815 0.0001167 0.0000666 0.99 0.73 0.23 0.99913 999.000001308 15 0. A PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA TEMPERATURA DENSIDAD PESO COEFICIENTE VISCOSIDAD °C ESPECIFICO VISCOSIDAD CINEMATICA ( kg/m3) (kg.988 988 0.s/m2) ( m2/s) 0 0.99987 99987 0.99999 999.0000560 0.67 0.000001146 20 0.0001548 0.99973 999.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Tabla.000000804 40 0.0001029 0.000000556 87 .0001335 0.0001828 0.99823 998.000001519 10 0. .8 17. 70. 65.0 36. .5 Placa C-Si SA-516 55 Para servicio a 55.2 8.0 3 13.0 3. - estacionario y otros recipientes a presión Placa C-Si SA-515 55 Principalmente para 55.0 32. DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS ANEXO B TABLA 1. secciones II Y VIII Los valores de Esfuerzo de esta tabla pueden interpolarse para determinar los valores de Temperatura Intermedia 88 .5 13.5 servicio a temperaturas media y alta Placa C-Si SA-515 60 --.3 12.3 6.4 8.5 2.0 32.7 13. la o Punto de Temperatura del metal en F nominal Ver APLICACIÓN tención. .5 2.8 8.0 30.8 8.5 4.4 8.3 6.“ --.5 Placa C-Si SA-515 70 --.2 6.5 4.8 13.0 3 15 14.M.0 3. 60.8 15 14.0 3.5 2.5 4.5 13.5 Placa C-Mn-Si SA-516 65 --. 65.5 16.5 4.0 35.6 6.0 38.6 .5 2.5 temperaturas moderada y baja Placa C-Mn-Si SA-516 60 --.5 4.0 30.5 Placa C-Si SA-515 65 --.2 12 10.S.2 12 10.0 2.8 11.5 2.7 13.“ --.5 16.7 12 9.-PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ACERO AL CARBON Y BAJO CONTENIDO DE ELEMENTOS DE ALEACIÓN Composición Espesificación Resist.2 12 10.6 13. .2 8. 70.7 13.9 6.3 6.2 6. Placa C Numero Grado 1000 lb/ 1000 lb/ in 2 notas -20 A 700 750 800 850 900 950 1050 2 in 650 Placa C SA-283 C Calidad estructural.2 15.7 12 9.3 12. 60.“ --.5 4.0 30.E.6 14.0 3 16.5 2.5 .5 2. Para 55.5 2. Ver nota 1 Placa C-Si SA-285 C Calderas para servicio 55.0 3.9 10.“ --.6 6.5 4.“ --. - recipientes a presión Puede usarse con limitaciones.9 6. cedencia.5 Datos de los materiales de Uso mas frecuentes tomados de la Normas A. .“ --.5 SA-516 70 --.9 10.8 11.6 14.2 8.0 3 17.2 15.5 4.0 30.0 1 12.0 35.8 16. no se tolerará ningún incremento en estos valores de esfuerzo por haberse efectuado radiografía. 4 . Los aceros muertos que han sido desoxidados con grandes cantidades de aluminio y los aceros rebordeados pueden tener propiedades de escurrimiento plástico y ruptura por esfuerzo en el intervalo de temperatura superior a los 850ºF.-Para tubo soldado los valores máximos de esfuerzo permitido son 15% menores.  Para cascos. 1 . 2 . un poco inferiores a las que se han tomado como base a los valores de la tabla.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Notas.  Que la temperatura de aplicación del material este comprendida entre -20º F y 650 ºF.-Arriba de 850ºF se utilizara solo acero muerto. 89 . 3 . la fase de carburo del acero al carbón puede convertirse en grafito. 6 . sólo se use si el espesor de las placas en la que se aplique soldadura de resistencia no exceda de 5/8 de pulg. valor de esfuerzo permitido 7000 lb/ in .-La placa SA-283 ABCD puede usarse para partes de presión en recipientes sujetos a presión siempre que se cumplan todos los requisitos siguientes:  Que los recipientes no se usen para contener sustancias letales.  Que el material no se utilice en la construcción de calderas de vapor sin fuego directo ( ver párrafo U-1 (g)).-No se permite arriba de 450ºF. cabezas y boquillas.-No se usara el material en espesores mayores de 2 pulg. 8 .-Los valores de esfuerzo a usar para temperaturas inferiores a -20ºF cuando los aceros cumplan con el suplemento (5) SA-20.-Para temperaturas de servicio superiores a 850 ºF se recomienda usar aceros muertos que contengan no menos de 0.10% de silicio residual. 2 5 . sean liquidas o gaseosas.-Por exposición prolongada a temperaturas superiores aproximadas de 800ºF. serán los que se dan en la columna de -20 a 650ºF. 7 . CÓDIGOS Todos los diseños. 90 . Este código se puede desglosar en las siguientes secciones: SECCIÓN I Power Boilers (Calderas de Potencia).E. Nuclear Power Plants(División 1 y División 2. Cada uno de los diferentes códigos tienen diferentes factores de seguridad. PARTE A: Ferrous Materials (Especificación de materiales ferrosos). utilizado comúnmente en las industrias nacionales. SECCIÓN II Material Specifications (Especificación de materiales). Plantas de Potencia Nuclear). esto es sobre la resistencia última a la tensión especificada a la temperatura ambiente o de diseño.E.(Japanese Industrial Standard).S. PARTE B: Non ferrous Materials (Especificación de materiales no ferrosos).I. SECCIÓN III Division 1 y Division 2. SECCIÓN VIII División 1: Pressure Vessels (Recipientes a presión). el Código A. dentro de los cuales los de mayor importancia son.S. que es el que actualmente se rige en los Estados Unidos. así por ejemplo. PARTE C: Welding Materials (Especificación de materiales de soldadura).M.M. Division 2: Alternativa Rules for pressure vessels (Reglas para diferentes alternativas de Recipientes a presión). SECCIÓN VII Suggested Rules for Care of Power Boiler (Reglas sugeridas para el cuidado de las calderas de potencia). utiliza un factor de seguridad de 4 y el BS – 1515 de 2. el Código Alemán entre otros. SECCIÓN V Non-Destructive Examinations (Pruebas no destructivas).S. El Código adoptado actualmente en nuestro país es el A. por lo que en el presente Trabajo Práctico Técnico nos referimos exclusivamente a dicho código. fabricación. el Código Británico BS – 5500 ó BS – 1515 ( British Standard). SECCIÓN VI Recommended Rules for Care and Operation of Heating Boiler (Reglas recomendadas para cuidado y operación de calderas para calefacción). pruebas e inspección de recipientes a presión se basan en un código.35.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS ANEXO C I. SECCIÓN IV Heatings Boilers (Calderas para calefacción). SECCIÓN IX Welding Qualifications (Requisitos de soldadura). el cual dictamina los requerimientos mínimos para cualquiera de las fases mencionadas.M. el Código Japones J. Los países más altamente industrializados cuentan con códigos propios. el Código A.E.(American Society of Mechanical Engineers).S. T.M. Existe una gran diversidad de materiales especificados por el A.S. basándose en general en la parte UG de la Sección VIIi.E. Las placas de acero al carbón se usan en la mayoría de los casos donde lo permiten las condiciones de servicio. lo que da como resultado la presión de diseño. III y IV. inspección y certificación de recipientes a presión. indica que en ningún caso la temperatura en la superficie del metal excederá la máxima temperatura enlistada en las tablas de esfuerzos.M. (American Welding Society) son las autoridades máximas en materiales y electrodos respectivamente.S. En cuanto a la temperatura medida del metal esperado bajo o o º º condiciones de operación. y antepone la letra S. A – 515 – 70 Nominación : A. en donde se indican fórmulas y parámetros que se deben considerar para el diseño.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS SECCIÓN X Fiberglass-Reinforced Plastic Pressure Vessels (Recipientes a presión de plásticos y fibra de vidrio). SA – 515 – 70 (Temperaturas relativamente altas). Sección VIII. (American Society for Testing and Materials) y la A. de los aceros al carbón los más comerciales en nuestro país son el SA – 285 – C ( Para temperaturas moderadas). así como sus esfuerzos máximos permisibles a diferentes temperaturas. a parte de aquellos cubiertos por las secciones I. SA – 516 –70 (Temperaturas relativamente bajas).E. la cual está entre 0 (32 F) y 400 (750 F). tales como: cabezas o tapas. y cortados por medio de oxígeno si el contenido de carbono no excede 0. División 1. el código A. que ampara los aceros al carbón y de baja aleación y la UHA – 23 que cubre los aceros de alta aleación.M.E. parte UG – 20. se le debe hacer un º º incremento mínimo de 14 C(35 F).M.DISEÑO El diseño de recipientes a presión operando bajo presión interna consiste básicamente en el cálculo de los espesores de los diferentes elementos que lo integran.S. Estos parámetros principalmente son presión de diseño (P) y temperatura (T).E. El código A.S. SA – 515 – 70 Lo anterior se aplica de manera similar a los materiales para los electrodos de la A. División 1. debido a su bajo costo y mayor disponibilidad.S.S. en este caso la A.W.S. Nominación : A. así como métodos y pruebas para dichos materiales mediante un acuerdo con esta Institución adicionando dos modificaciones. envolventes y conos principalmente.E. sobre la resistencia a la tensión. 91 . II.SECCIÓN VII..S. ya que estampa su símbolo junto del A.M. Incluye los esfuerzos permisibles basados en un factor de 3.T. del código A..E. El A. SECCIÓN XI Rules for Inservice Inspection for Nuclear Power Plant (Reglas para inspección en servicio de Plantas para Potencia Nuclear).35%.S. Normalmente los recipientes deberán ser diseñados al menos para la más severa condición de presión esperada en operación normal.. III.M. más un incremento mayor del 10%.S. fabricación.S.M.M. IV.S. considera las especificaciones A. En la presente especificación se incluye una lista de los materiales mas utilizados en el estudio y construcción de recipientes a presión.M. presenta las tablas de la sección UCS – 23.M.T.T... División 1. estos aceros son fabricados para que puedan ser soldados por fusión. División 2.MATERIALES Los materiales utilizados para el diseño y fabricación de recipientes a presión también se rigen por normas y códigos.W. . Normalmente el código que reglamenta el diseño de recipientes a presión reglamenta también los materiales a usar. Esta sección del código cubre los requisitos mínimos de construcción para el diseño. 92 . el tamaño máximo de cordón será igual a e.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Otro factor que interviene en el cálculo del espesor de recipientes es el esfuerzo máximo permisible (S) del material. que como se ha mencionado se encuentra en tablas de esfuerzos en función de la temperatura de diseño y la especificación del material seleccionado. La corrosión es otro factor considerable que afecta el espesor calculado. Cuando e > 6. ya que para los recipientes que están sujetos a adelgazamiento por sustancias corrosivas se les deberá incrementar el espesor de acuerdo al factor de corrosión considerado.3 mm (1/4 plg). el tamaño máximo de cordón será igual a ( e – 1/16”). Finalmente la eficiencia de la junta (E) define el tipo de radiografiado que se hará al recipiente además de afectar el espesor. se dan las siguientes recomendaciones: Donde : HS = Tamaño del cordón de soldadura e = Espesor mínimo de las placas que se conectan. DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO MÍNIMO DE CORDÓN a) Cuando e < 6.3 mm (1/4 plg). SOLDADURA Para la determinación del tamaño de un cordón en juntas conectadas mediante soldaduras de chaflán exclusivamente. 233 0.997 0.21 0.00894 0.5 ºC (96°F) Peso espesifico kg/m³ 999 997 993 gr/cm³ 0. cm²/seg 0. gr/cm-seg 0.63 3 m Fd 0.1.033 m³/s = 70. gr/cm-seg 0.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS APENDICE A 2.347 ft³/min Diseño 0.01142 0.04 m³/s = 84. cm²/seg 0.31 Din.025 s 3 ft FTdAc 0.26 0.04 s FTdAg %37Ag Fd 3 (1) m FTdAg 0.04 s FTdAc %63Ac Fd (2) 3 m FTdAc 0.25 m³/hr o 525 GPM.01130 0. Flujo: Normal 0. El volumen que debera manejarse en un dia de operacion NORMAL es de 18 000 bls por dia.417ft³/min %37Ag 0.999 0.00727 Din.3.4.37 3 m Fd 0.00897 0.920 Características del Agua Viscosidad Cin.523 s %63Ac 0. por lo tanto el flujo promedio es igual a 119. cuya composición es de ACEITE (Ac) = 63 % y de agua (Ag) = 37% .895 0.285 Temperatura ºC ( ºF ) 15 ºC (60°F) 25 ºC (77°F) 35.5 ºC (96°F) Peso espesifico kg/m³ 878 895 920 gr/cm³ 0.2.184 0.015 s 3 ft FTdAg 0.1CALCULO DE VELOCIDAD DE ASCENSO (A-0) Para el calculo de la velocidad nesecitamos algunas caracteristicas del crudo ya que en la alimentación del Gun Barrel es una mezcla liquida de Hidrocarburo Condensado + Agua. Bajo las anteriores consideraciones se obtiene el flujo de diseño.00721 Temperatura ºC ( ºF ) 15 ºC (60°F) 25 ºC (77°F) 35.993 91 93 . sin embargo para cuestiones de diseño y considerando que el flujo de alimentación no será continuo.878 0.89 s Características del Crudo Viscosidad Cin. se multiplica el flujo promedio por un factor de 1. 878 3 cm gm 0.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de ascenso para una temp. cm g 981 2 s Dp 0. de 25ºc para el crudo.295 10 s 94 .184 cm s 2 g Dp ( ag ac) VAc (3) 6m VAc 6.999 3 cm gm ac 0.233 cm s 2 g Dp ( ag ac) VAc 6m VAc 4.451 10 s Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de ascenso para una temp.895 3 cm gm 0.0010 cm gm ag 0.997 3 cm gm ac 0. de 15ºc para el crudo.451 10 s 4 cm VAc 6. cm g 981 2 s Dp 0.295 10 s 4 cm VAc 4.0010 cm gm ag 0. 993 3 cm gm ac 0.0010 cm gm ag 0.3.513 10 s 4 cm VAc 2.285 cm s 2 g Dp ( ag ac) VAc 6m VAc 2.0113 cm s 2 g Dp ( ag ac) VAg (4) 4m VAg 1.999 3 cm gm ac 0.1.878 3 cm gm 0. cm g 981 2 s Dp 0.0010 cm gm ag 0.513 10 s 2.05 10 s cm VAg 0.011 s 95 .4. de 15ºc para el agua.5ºc para el crudo.920 3 cm gm 0. cm g 981 2 s Dp 0.2 CALCULO DE VELOCIDAD DE ASENTAMIENTO (A-1) Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de asentam iento para una temp. de 35.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de ascenso para una temp. 0010cm gm ag 0.0006451 cm/seg y para el asentamiento es de 0.997 3 cm gm ac 0. 94 96 .0010cm gm ag 0.010 cm /seg.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Sustituyendo los valores de la viscosidad del aceite se obtiene la velocidad de asentamiento para una temp.agua cm g 981 2 s Dp 0.5ºc para el . de 25ºc para el agua cm g 981 2 s Dp 0.011 s Sustituyendo valores se obtiene la velocidad de asentam iento a una temp.895 3 cm gm 0.932 10 s 3 cm VAg 9. tardan menos las partículas ligeras en subir por el líquido pesado que las partículas pesadas en bajar por el líquido ligero.993 3 cm gm ac 0.920 3 cm gm 0. de 35.00721 cm s 2 g Dp ( ag ac) VAg 5m VAg 9.932 10 s De los anteriores resultados obtenidos que para la velocidad de ascenso es 0. es decir.116 10 s cm VAg 0.00897 cm s 2 g Dp ( ag ac) VAg 4m VAg 1. 3.93 m Alimentación A de líquidos Difusor 0.35m B 13.65 m Salida de condensado La altura de la boquilla C (salida de crudo) se determina considerando el 90% de la altura total del cuerpo.22m C 48.65 m Altura 12.90 C h (h 90%) C 1.22 m Altura =12.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 2.78in Para obtener el nivel de agua se resta a la altura total del tanque lo equivalente a los volúmenes muertos. hm h (C B) (5) hm 10.35 m Diámetro = 23.20m 90% 0. h 12.2 m Nivel de agua: 3.67 10 m 97 . B 0.29 m² c Capacidad: 33695 bls 1.20 m Capacidad 33 000 bls Area 439.3 CALCULO DEL NIVEL OPERABLE DEL AGUA (A-2) Diametro del tanque 23.63m m 2 At 439.4. (dados por la altura de las boquillas B y C). se m ultiplica por la fracción de agua en la alimentación y se divide entre el área del tanque.031in La altura de la boquilla B (salida de agua ) se fija al minimo perm itido por norm a API .29m Vop hm At (6) 3 3 Vop 4.1.91m B 0. dicho de otra m anera el volumen operable se m ultiplica por la fracción de agua en la alim entación y se divide entre el área del tanque.650. 67 10 m 5 3 Vop 1.20m C 1.039 10 ft 98 .649 10 ft %37ag 0.933m Nopag 154.63m 2 At 439.626in Voltag Ntag At (9) 3 3 Voltag 1.846in Ntag Nopag B (8) Ntag 4.29m Vop hm At 3 3 Vop 4.645 10 ft NIVEL OPERABLE DEL ACEITE h 12.283m Ntag 168.37 Vop %37ag Nopag At Nopag 3.35m hm h (C B) hm 10.649 10 ft %37 0.933m Nopcr hm Nopag (10) Nopcr 6.882 10 m 4 3 Voltag 6.37 Vop %37 Nopag (7) At Nopag 3.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 95 5 3 Vop 1.942 10 m 5 3 Vopcr 1.697m Vopcr Nopcr At (11) 3 3 Vopcr 2.22m B 0. 288 10 s 3 trag 2.146 10 min Siguiendo la m isma secuencia.29m Vop hm At 3 3 Vop 4.942 10 m Vopcr trac (13) FdAc 5 trac 1.97 10 min 99 . (A-3) : El tiem po de residencia del agua en el tanque está dado por 3 m FdAg 0.4.63m 2 At 439.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 96 2.039 10 ft 3 m FdAc 1.933m Nopcr hm Nopag Nopcr 6.37 Vop %37ag Nopag At Nopag 3.493 min 3 3 Vopcr 2.182 10 s 3 trac 1.67 10 m 5 3 Vop 1. hm 10.877 min 3 Voltag 1882m Voltag trag (12) FdAg 5 trag 1.3. para el crudo.697m Vopcr Nopcr At 3 3 Vopcr 2.4 CALCULO DEL TIEMPO DE RESIDENCIA DEL AGUA Y RESIDENCIA DEL CONDESADO.1.942 10 m 5 3 Vopcr 1.649 10 ft %37ag 0. se puede determinar el tiempo que tardan las partículas en recorrer la distancia desde el distribuidor hacia sus respectivas boquillas de salida.35m m VAg 0.889min Tiempo de recorrido de las particulas del aceite.1.91m hB 0.000006451 s Nopcr TrecAc (15) VAc 6 TrecAc 1. desde el fondo del tanque. hd 0. es decir a 0. 3.4.63 100 .6 DIAMETRO Y NUMERO DE ORIFICIOS DEL DISTRIBUIDOR ( A-5) Densidad promedio =Dencidad del agua(fraccion vol.91 m .Tiempo de recorrido de las particulas del agua esta dada por la Ec.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 97 2.038 10 s 4 TrecAc 1.3. del condesado en mezcla la kg Ag 999 3 m %37Ag 0.4.333 10 s TrecAg 88. del agua en la mezcla)+densidad del condesado(fraccion vol.73 10 min 2.1.37 kg Ac 878 3 m %63Ac 0.02 metros abajo del nivel de agua.3.000105 s (hd hB) TrecAg (14) VAg 3 TrecAg 5. Dado lo anterior.5 CALCULO DEL TIEMPO DE RECORRIDO DE LAS PARTICULAS DEL ACEITE Y DEL AGUA (A-4) Se considera fijar la altura del distribuidor de líquidos a aprox. Nopcr TrecAc VAc Nopcr 6.697m m VAc 0. 3048 m Ø) utilizando las propiedades prom edio se obtiene una velocidad de 0.157 s 2 Dd Atd (19) 4 2 Atd 0.77 a temperatura y presion norm al 3 m Viscosidad promedio =Viscosidad del agua (fracción vol.3048m FTdAg Veld (18) 2 Dd m Veld 0. gm Ag 0.0127 m) con espaciamiento de 0. del agua en la mezcla) + Viscosidad del condensado (fracción vol.073m El diametro del orificio de 1/2" ( 0.184 cm s %63Ac 0.031m 101 .37 gm Ac 0.048 m/seg lo cual resulta aceptable.0113 cm s %37Ag 0. 3 m FTdAg 0.877 min Dd 0.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Dpt Ag %37Ag ( Ac %63Ac) (16) kg Dpt 922. del condensado en la mezcla.012 m s a temperatura y presion norml a Sim ulando el flujo de diseño a través de una tubería de 12" Ø (0.63 Viscp Ag %37Ag ( Ac %63Ac) (17) kg Viscp 0. .296m por lo tanto Dt 23.1416 2 Vt 4 Dt h Dt 23.21 2 Dt At 4 2 At 439. son para que la cantidad de m aterial empleado en su construccion sea minima...altura para este volum en sera de Dt = 23.1 CONSIDERACIONES GENERALES DE DISEÑO Sabemos que el volumen de un cilindro es Vt At h (20) Tambien que el área de un cilindro es 2 Dt (21) At 4 Y que el Diametro esta dada por la form ula: Despejando de la Ec....65m Las Dimensiones obtenidas de acuerdo al calculo realizado. pero por especificacion de Pemex y basandonos en la tabla (anexos) nos indica que la relacion diam etro ..3..20 2 Vt 4 (22) Dt h sustituyendo en la Ec.20m 3..22 tenem os que 3 Vt 5200m h 12.3.65 m Por lo consiguiente el area del tanque esta dad por la Ec.292m 102 ..DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS APENDICE B-0 2. 6 G 0.832ft largolamina 20ft Dmedio 243.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS APENDICE B-1 2.85 Sd 21000 CA 0.125 h1 40 2.192 piezas Usaremos 12 lam inas de 5/8" X 8ft X 20ft y se com pletara con un recorte (placa de cierre).6ft t1 0.3.3 CALCULO Y DISEÑO DEL ESPESOR DE LA PLACA DE LA ENVOLVENTE CALCULO DEL PRIMER ANILLO Se utilizara la formula dada anteriorm ente con los siguientes datos: Dt 77.6 Dt (h1 1) G t1 CA (23) E (Sd) t1 0.526in t1 0.3.044ft (24) Dmedio Dt t1 Dmedio 243.832ft (25) Dmedio Nºlaminas largolamina Nºlaminas 12.56 in) Puesto que no se tiene la placa de 9/16 comercialmente se opta por tomar la placa de 5/8 in de espesor .125in 13 piezas 103 .Calculando el numero de placas del 1er anillosarem u os placas de 8 ft x 20 ft: Dt 77. calcularemos la longitud del recorte: En el anillo habra 13 uniones a rellenar con soldadura cuya separacion sera de 1/8" de junta a junta segun espesificaciones: Con 12 laminas cubriremos 240 ft Espsold 0.91 E 0.526 in El espesor para el prim er anillo de acuerdo a condiciones de diseño será de 9/16 in (0. 865ft Recorte Dmedio Pe (27) Recorte 3.6 Dt (h2 1) G t2 CA E (Sd) t2 0.85 Sd 21000 CA 0.967ft El primer anillo lo constituyen 13 placas: 12 placas de 9/16" X 8 ft X 20 ft 1 placa de 9/16 X 8ft X 3.6ft t2 0. CALCULO DEL SEGUNDO ANILLO Dt 77.967 ft NOTA: Se recom ienda esta ultima placa de 5 ft de longitud para ajustar y recortar en campo.444in t2 0.825ft Dmedio Nºlaminas largolamina Nºlaminas 12.91 E 0.825ft largolamina 20ft Dmedio 243.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Espsold 0.4 in) Calculo del numero de placas del 2do anillo: Usaremos placas de 8 ft x 20 ft Dt 77.6 G 0.125 h2 32 2.135ft Pe 240ft Espsold (26) Pe 239.191 piezas 103 104 .037ft Dmedio Dt t2 Dmedio 243.444 in El espesor para el segundo anillo de acuerdo a condiciones de diseño sera de 7/16 in (0. 03ft Dmedio Dt t3 Dmedio 243.961ft El segundo anillo lo constituyen 13 placas: 12 placas de 7/16" X 8 ft X 20 ft 1 placa de 7/16 X 8ft X 3.6ft t3 0.135ft Pe 240ft Espsold Pe 239.125 h3 24 2.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Usaremos 12 lam inas de 7/16" X 8ft X 20ft y se completara con un recorte (placa de cierre). calcularemos la longitud del recorte: En el anillo habra 13 uniones a rellenar con soldadura cuya separacion sera de 1/8" de junta a junta segun espesificaciones: Con 12 laminas cubriremos 240 ft Espsold 0.85 Sd 21000 CA 0.91 E 0.362in t3 0.32 in) Calculo del numero de placas del 3er anillo: Usaremos placas de 8 ft x 20 ft Dt 77.818ft largolamina 20ft Dmedio 243. CALCULO DEL TERCER ANILLO Dt 77.6 G 0.818ft 104 105 .362 in El espesor para el tercer anillo de acuerdo a condiciones de diseño sera de 5/16 in (0.865ft Recorte Dmedio Pe Recorte 3.6 Dt (h3 1) G t3 CA E (Sd) t3 0.96 ft NOTA: Se recom ienda esta ultima placa de 5 ft de longitud para ajustar y recortar en campo.125in 13 Espsold 0. 811ft largolamina 20ft 106 .191 piezas Usaremos 12 lam inas de 5/16" X 8ft X 20ft y se completara con un recorte (placa de cierre).953 ft NOTA: Se recom ienda esta ultima placa de 5 ft de longitud para ajustar y recortar en campo.954ft El tercer anillo lo constituyen 13 placas: 12 placas de 5/16" X 8 ft X 20 ft 1 placa de 5/16 X 8ft X 3.023ft Dmedio Dt t4 Dmedio 243.279 in El espesor para el cuarto anillo de acuerdo a condiciones de diseño sera de 1/4 in (0.91 E 0. CALCULO DEL CUARTO ANILLO Dt 77.125 h4 16 2.279in t4 0.125in 13 Espsold 0.135ft Pe 240ft Espsold Pe 239.85 Sd 21000 CA 0.865ft Recorte Dmedio Pe Recorte 3.6 G 0.6ft t4 0.6 Dt (h4 1) G t4 CA E (Sd) t4 0. calcularemos la longitud del recorte: En el anillo habra 13 uniones a rellenar con soldadura cuya separacion sera de 1/8" de junta a junta segun espesificaciones: Con 12 laminas cubriremos 240 ft Espsold 0.25 in) Calculo del numero de placas del 4to anillo: Usarem os placas de 8 ft x 20 ft Dt 77.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Dmedio Nºlaminas largolamina Nºlaminas 12. 91 E 0. CALCULO DEL QUINTO ANILLO Dt 77.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Dmedio 243.191 piezas Usaremos 12 lam inas de 1/4" X 8ft X 20ft y se com pletara con un recorte (placa de cierre).197 in El espesor para el quinto anillo de acuerdo a condiciones de diseño sera de 3/16 in (0.947ft El cuarto anillo lo constituyen 13 placas: 12 placas de 1/4" X 8 ft X 20 ft 1 placa de 1/4 X 8ft X 3.6ft t5 0. calcularemos la longitud del recorte: En el anillo habra 13 uniones a rellenar con soldadura cuya separacion sera de 1/8" de junta a junta segun espesificaciones: Con 12 laminas cubriremos 240 ft Espsold 0.125 h5 8 2.946 ft NOTA: Se recom ienda esta ultima placa de 5 ft de longitud para ajustar y recortar en campo.6 G 0.811ft Dmedio Nºlaminas largolamina Nºlaminas 12.6 Dt (h5 1) G t5 CA E (Sd) t5 0.865ft Recorte Dmedio Pe Recorte 3.18 in) Calculo del numero de placas del 3er anillo: Usarem os placas de 8 ft x 20 ft Dt 77.197in t5 0.125in 13 Espsold 0.85 Sd 21000 CA 0.016ft 107 .135ft Pe 240ft Espsold Pe 239. 135ft Pe 240ft Espsold Pe 239.805ft largolamina 20ft Dmedio 243.805ft Dmedio Nºlaminas largolamina Nºlaminas 12. calcularemos la longitud del recorte: En el anillo habra 13 uniones a rellenar con soldadura cuya separacion sera de 1/8" de junta a junta segun espesificaciones: Con 12 laminas cubriremos 240 ft Espsold 0.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Dmedio Dt t5 Dmedio 243.939 ft NOTA: Se recom ienda esta ultima placa de 5 ft de longitud para ajustar y recortar en campo. 108 .19 piezas Usaremos 12 lam inas de 3/16" X 8ft X 20ft y se com pletara con un recorte (placa de cierre).94ft El quinto anillo lo constituyen 13 placas: 12 placas de 3/16" X 8 ft X 20 ft 1 placa de 3/16 X 8ft X 3.125in 13 Espsold 0.865ft Recorte Dmedio Pe Recorte 3. DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS APENDICE B-2 2. ademas de que las condiciones de construcciòn lo permiten.9 piezas Se determina emplear 40 piezas.3. dichos largueros se apoyaran en 5 trabes que forman el pentagono correspondiendo a 12 largueros por trabe.91m 2 rt NºPLE (28) Ls NºPLE 38.3.781 piezas 109 .65m NºPLE 40 piezas Dt Lsr (29) NºPLE Lsr 1.129in El numero de largueros entre el pentagono y la columna central será: LT 6. por seguridad y equidad.857m Que es menor que el espesificado. El espacio real entre dichos largueros enla pared del tanque será: Dt 23.4 CALCULO Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE LA CUPULA (TECHO) ESPACIAMIENTO DE LARGUEROS Para determinar el espacio maxim o entre largueros prim ero calcularemos el nuemero de largueros necesarios rt 11.941m LT 5 NºPLI (30) 1. por lo tanto es correcto.67m NºPLI 20.825m Ls 1. Lsr 73. LL 251in lb WLMV 17.5 WLU 0.07In x 109 110 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Se determina emplear 20 piezas.958 ft in 2 Aru 3.227 2 in Ls 78. apoyando 4 largueros por cada trabe.411 10 lb in lb fs 20000 2 in ML SL (33) fs 3 SL 7.918 in 2 WLMVLL ML (32) 8 5 ML 1.935in WLMV LMVLs (31) lb WLMV 17. Calculo y diseño de los largueros lb LMV 0.30in tL 0.918 in L = longitud promedio de los largueros exteriores 251 plg (6383 m m) por lo tanto el momento sera: .35in hpuL 8in 8 " X 11.411 10 lb in MODULO DE SECCIÓN 5 ML 1.5 4 I 32.en base a que se requiere cubrir un menor claro que para los anteriores.2187in x 3 S 8.055in propondrem os una viga de seccion en canal cuyas caracteristicas son las siguientes lb lb WLU 11. 918 in WtL WLU WLMV (34) lb WtL 18.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS A) REVISION POR FLEXION lb WLU 0.186 VvL FvL (38) AvL 4 lb FvL 1.958 in lb WLMV 17.877 in LL 251in 2 WtL LL MFL (35) 8 5 MFL 1.644 10 2 in 111 .433in 7.219in 2 hpuL AvL 1 (37) 2 7200tL AvL 1.487 10 lb in 4 lb fs 2 10 2 in 3 SFL 7.433 8.487 10 lb in MODULO DE SECCIÓN MFL SFL (36) fs 5 MFL 1.07 plg³ por lo tanto es correcto B ) REVISION POR ESFUERZO CORTANT E lb VvL 19500 2 in hpuL 8in tL 0. 369 10 lb 2 Aru 3.35in VrL FrL (40) Aru lb FrL 707. 112 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS ESFUERO REAL DE TRABAJO lb WtL 18.877 in LL 251in WtL LL VrL (39) 2 3 VrL 2.167 2 in 707.167 16440 lb /plg² por lo tanto la seccion es correcta . DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 111 APENDICE B-3 CALCULO DE LOS PERFILES DE LAS T RABES QUE FORMAN EL PENTAGONO Dt 23.587 LT (2 R) seno36 (41) LT 6.7 10 lb in CALCULO DEL MODULO DE SECCION: 5 MT 9.65m Dt R 4 R 5.27in (WtL LL NºLT) WT (42) LT 2 lb WT 103.7 10 lb in lb fs 20000 2 in MT (44) ST fs 3 ST 48.941m LT 273.498in 113 .912m 360 sen 2 NºT sen 36 seno36 0.911 in Entonces es el m om ento maximo 2 WT LT MT (43) 8 5 MT 9.912m Por lo tanto la longitud del lado del pentagono regular es determinado por la siguiente formula: NºT 5 piezas R 5.855 in LL 251in NºLT 12 piezas LT 273.255in lb WtL 18. 443in 50.911 in lb WTU 4.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Ahora debemos de escoger un perfil con un modulo de seccion mayor al que obtuvimos en el paso anterior.27in 6 MFT 1.640in x A) REVISION POR FLEXION lb WT 103.44 64.70in hpuT 12in 4 I 394in x 3 S 64.009 10 lb in MODULO DE SECCIÓN MFT SFT (47) fs 6 MFT 1. de tal forma que escogem os un perfil IPR cuyas caracteristicas son: lb lb WTU 50 WTU 4.009 10 lb in 4 lb fs 2 10 2 in 3 SFT 50.077 in 2 WTT LT MFT (46) 8 LT 273.7 plg³ por lo tanto la seccion es correcta 114 .167 ft in 2 IPR 12" X 50 Aru 14.74in tT 0.167 in WTT WT WTU (45) lb WTT 108. 27in 4 VrT 1. y el perfil propuesto para la trabe es el correcto 115 .477 10 lb 2 ArT 14.049 VvT FvT (49) AvT 4 lb FvT 1.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS B ) REVISION POR ESFUERZO CORTANT E lb VvT 19500 2 in 2 hpuT AvT 1 (48) 2 7200tT hpu 12in tT 0.859 10 2 in ESFUERZO REAL DE TRABAJO WTT LT VrT (50) 2 lb WTT 108.005 10 2 in 1005 18590 lb /plg² por lo tanto la seccion es correcta.7in VrT FrT (51) ArT 3 lb FrT 1.077 in LT 273.64in AvT 1. para las columnas que form an el pentagono: Calculam os el peso total del techoabemos s que el area del techo es: 680900 plg ² 5 2 At 6.544 10 lb PESO DEL LARGUERO lb WLU 0.958 in LL 251in NºLT 60 piezas PesoTL60 WLULL NºLT (55) 4 PesoTL60 1.1736 2 in Wviva At v (53) 5 Wviva 1.809 10 in lb up 0.0531 2 in Wlam At up (52) 4 Wlam 3. Al aplicarse una carga axial tiende a flexionarse como resultado de un esfuerzo de flexion superpuesto al esfuerzo de compresion.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS 114 APENDICE B .809 10 in lb v 0. 5 piezas para form ar el pentagono-columna y una para la colum na central.4 CALCULO DE LA COLUMNA Calculo de columna Utilizaremos un total de 6 columnas. las columnas son elementos a compresion que tiende a fallar por el equilibrio inestable.616 10 lb PESO POR CARGA VIVA 5 2 At 6.443 10 lb 115 116 . La carga que soporta cada columna es la carga que soporta la trabe mas el peso propio de la trabe. Como es sabido.182 10 lb PESO DEL TECHO PesoTC Wlam Wviva (54) 5 PesoTC 1. 3in hcn 50in hPL 8in hPT 12in 1 hcINT he hcn (hPL hPT) (60) 2 hcINT 485.739 10 lb PTLT PesoTC PesoTL60 PesoTT (57) 5 PTLT 1.3in La relacion de esbeltez será: Le hcINT Le re 180 re 0. he 480.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS PESO DE LAS TRABES: lb WTU 4.3in Altura intermedia de las columnas he 480.27in NºT 5 piezas PesoTT WTU LT NºT (56) 3 PesoTT 5.745 10 lb El peso soportado por cada colum na será: PTLT Pc (58) 6 4 Pc 2.068m re 2.909 10 lb CALCULO DE LA ALTURA DE COLUMNAS Colum na central: Esta será la altura del casco mas la altura debida a la conocidad del techo=1.2 in LT 273.27 m (50 plg).3in hcn 50in hPL 8in Hcc he hcn hPL (59) Hcc 538.696in 117 . IPR1 12" X 14 14 lb/p A = 4.909 10 lb 3 lb fpc 4.P. si la relación de esbeltez no exceda de 180.DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS El minimo radio de giro de la seccion de la columna es una funcion de la longitud de la colum na bajo consideración.Rankine cuando lb Ppc 18000 2 in hcINT 485.241 10 2 m 3 lb fpc 4.650 para este tipo de recipientes es el de secciones compuestas de dos elementos ya sea canales o vigas tipo IPR el tipo que utilizarem os será el IPR compuesto de dos perfiles.41 in² Arc = 8.609 10 2 in 2 Asc 6.311in El tipo de columna que recomienda el A.696in 2 hcINT Apc 1 (63) 2 18000re Apc 2.8 118 .I .3in re 2.57 in² Calculam os el esfuerzo permisible con la formula de Gordon . El esfuerzo promedio para m iembros en com presion de un acero ASTM A-36 será: kg 10500000 2 cm fpc (61) 2 Le re 6 kg fpc 3.609 10 2 in Calculam os el area de la sección necesaria: Pc Asc (62) fpc 4 Pc 2.16 in² IPR2 10 X 15 15 lb/p A = 4. 394 10 2 in 3394 6429 lb/plg ² por lo que la sección compuesta es aseptable. Debido a que la carga es uniformemente distribuida y solo varia la altura esta sección será la misma para todas las columnas.909 10 lb 2 Arc 8.57in Prc Frc (65) Arc 3 lb Frc 3. 119 .DISEÑO DE TANQUE DESHIDRATADOR DE 33 MBLS EN LA PLANTA DESHIDRATADORA NARANJOS Ppc Fspc (64) Apc 3 lb Fspc 6.428 10 2 in El esfuerzo real de trabajo será: Prc Pc 4 Pc 2.