INTERFASE ENTREDOMOS DE ALUMINIO Y TANQUES API 650 Carlos R Gómez CST COVERS Marzo 2010 Rev. 2 Obviamente el único impedimento de caminar libremente sobre la superficie del domo es su condición esférica. El detalle de cuales son las ventajas técnicas y económicas de los Domos se trata en otro documento. es una estructura esférica. fabricación e instalación están contemplados en el API. completamente modular y auto-soportada. INTRODUCCIÓN: El DOMO GEODÉSICO DE ALUMINIO. 3ra adenda de Septiembre del 2003. 650 Apéndice G. El domo es una estructura rígida. Las referencias al API 650 indicadas en este documento. petróleo crudo o productos derivados. agua para incendios. que sustituye a los techos fijos de acero con asombrosas ventajas técnicas. corresponden a la Décima Edición. en combinación con una cubierta interna flotante o para cubrir un techo flotante externo que requiera ser convertido a techo flotante interno por razones ambientales o de mantenimiento. etc. productos derivados tales como gasolina y petroquímicos o fluidos de servicios tales como agua de enfriamiento. La principal aplicación del Domo CST Covers en la industria petrolera es como sistema de techado para tanques almacenando petróleo crudo. Se puede caminar sobre su superficie sin riesgo de que uno de los paneles ceda y la persona caiga al interior del tanque. El domo puede ser instalado en tanques nuevos o existentes. 2 . Los requisitos mínimos de diseño. diseñada a la medida para las condiciones de carga particular de cada aplicación.OBJETIVO: El objetivo del presente documento es ilustrar como se acopla (sistema de interfase) un Domo de Aluminio cuando se utiliza como techo para un tanque (API 650) de almacenaje de combustible. El domo puede ser instalado como techo fijo. .3).5.. INTERFASES Las siguientes son las interfases entre el Domo de Aluminio y el tanque (generalmente de acero al carbono para el caso que nos ocupa API 650) .PANEL BAJO PRUEBA DE CARGA .950 Kg A continuación se trata cuales son las interfases cuando se utiliza un Domo de aluminio como techo en un tanque API 650.RESISTENCIA MECÁNICA O ESTRUCTURAL .4 los cables de aterramiento deben ser de acero inoxidable con un diámetro mínimo de 1/8 de pulgada (3 mm) y colocados en cada tres de los soportes del Domo.5. 2. Por lo tanto los Domos de aluminio son suministrados con cables de aterramiento que conectan el aluminio con el cuerpo de acero y a su vez a tierra. párrafo G.REMATE O CERRAMIENTO CON LA PARED DEL TANQUE ATERRAMIENTO Los tanques metálicos y otras estructuras deben ser aterradas para disipar las descargas electroestáticas En los domos las zapatas de aluminio que soportan el domo sobre la pared se encuentran aisladas eléctricamente del acero al carbono a fin de evitar problemas de corrosión galvanica (API 650 párrafo G..ATERRAMIENTO . Según el API 650 Apéndice G. RESISTENCIA MECÁNICA O ESTRUCTURAL 3 . 3.1. El tanque al ser diseñado como de tope abierto requiere de un rigizador de viento (“wind girder”) de acero en el anillo superior de la pared (API 650 párrafo 3. Sin embargo cabe señalar que la sugerencia indicada en ese párrafo de colocar el anillo rigizador a 1. sin embargo repetimos. El ángulo estructural mínimo a ser utilizado como anillo rigizador debe ser 2-1/2 x 2-1/2 x 1/4. independientemente de la magnitud de las reacciones transmitidas. no es necesario incrementar la distancia entre el tope de la pared y el rigizador puesto que el domo evitaría la caída accidental del personal hacia el interior del tanque (Como ya se ha mencionado.3. a fin de generar ahorros. es recomendable que el operador del tanque considere su uso como pasillo para permitir el acceso a accesorios e instrumentos alrededor del tanque. En vista de la necesidad obligatoria de utilizar un anillo rigizador de tope. Dicho rigizador debe ser de acuerdo a los requisitos del párrafo 3. Por lo tanto independientemente de la magnitud de las reacciones transferidas por los soportes del Domo.1. y el mínimo espesor de lamina de acero a ser usada debe ser 6 mm (1/4 in). deben ser diseñados como tanques de tope abierto.9) para mantener su redondez y estabilidad cuando el tanque es sometido a la acción de las cargas del viento.De acuerdo con la sección G. El anillo rigizador puede ser fabricado mediante miembros estructurales.5. Cuando el anillo rigizador es localizado a mas de 0. el domo es una estructura rígida). un rigizador de tope es requerido.6 m (2 pies) por debajo del tope de la pared.9 del API 650. Por lo tanto es recomendable localizar el anillo rigizador a menos de los 0. El uso del anillo rigizador de viento como pasillo se encuentra regulado por el párrafo 3. los tanques que utilicen Domos Geodésicos de Aluminio en lugar de techos fijos de acero.9. En los domos CST COVERS se utilizan las zapatas para soportar el domo sobre las paredes de los tanques.6 m ( 2pies) indicados. el rigizador de tope es obligatorio cuando se utiliza un domo.1 establece que los esfuerzos locales resultantes de las cargas o reacciones transferidas del Domo a la pared del tanque deben ser mantenidos dentro del los limites admisibles. secciones de laminas. o con un ángulo de 3 x 3 x 1/4 para espesores mayores a 5 mm (3/16 pulg). Ver la Fig. El uso del anillo rigizador de viento contribuye a la resistencia a los esfuerzos locales producto de las reacciones del domo. (para tanques existentes) del API 650 Apéndice G. 3-20 API 650 donde se muestran algunos detalles sugeridos. o con otros ángulos de modulo de sección equivalente. Por otro lado el aparte G. el tanque debe ser provisto con un ángulo de tope de 2-1/2 x 2-1/2 x 3/16 para tanques con espesor de pared mínimo de 5 mm (3/16 pulg).4 del API 650. Las zapatas son extrucciones de aluminio (6061 T6) y son de dos tipos: Zapatas deslizantes y Zapatas fijas 4 . En el caso que exista un domo.2. secciones soldadas o combinaciones ensambladas mediante soldadura.1 m (42 pulgadas) por debajo del tope aplica para tanques realmente de tope abierto (por ejemplo techo flotante externo) y se basa en evitar la caída del personal hacia dentro del tanque.1 (para tanques nuevos) y G. b) Se utilizan para domos con Anillo de Tensión interno c) Utilizan una cartela de acero (puede ser acero al carbono pintado o acero inoxidable) como base la cual es fijada al tanque.ZAPATA DE ALUMINIO ZAPATA DE ALUMINIO Zapatas deslizantes a) Son diseñadas para transmitir mayormente cargas verticales y muy poca o nada de carga radial u horizontal. La zapata desliza sobre esa cartela mediante unas guiás de acero inoxidable y sobre un material aislante de baja fricción. Las cartelas son suministradas por CST COVERS 5 . 5.3) en el soporte deslizante el aluminio es aislado del acero al carbono mediante una lamina de teflón y una guía de acero inoxidable.1. Para el caso de bases apernadas.d) Las cartelas soportes de las zapatas deslizantes pueden ser apernadas o soldadas a la pared del tanque. 6 . API 650 párrafo G. los pernos también son suministrados por CST COVERS e) Tal como lo requiere el API 650 (párrafo G.5. utilizando soportes deslizantes. reforzar el tope de la pared con material adicional en acero al carbono o pagar un mayor precio en el domo. y por lo tanto transmiten mayores magnitudes de carga radial u horizontal. NO se requiere reforzar la pared del tanque. Sobre estas placas se sueldan unas cartelas 7 . en esta situación pudiera ocurrir un pandeo por compresión axial.f) En el 99% de los casos cuando se utilizan zapatas deslizantes. Zapatas fijas a) Se utilizan para Domos sin Anillo de tensión interno b) El movimiento del domo con respecto al tanque esta restringido. e) La instalación de este tipo de soporte requiere el suministro por parte del fabricante o propietario del tanque de unas placas de montaje en igual cantidad al numero de zapatas que tiene el domo. Por lo general se utilizan en Domos de gran diámetro (mayores o igual a 200 pies). permitiéndose limitado movimiento para absorber las reacciones debido a las cargas térmicas c) Utilizan parte de la pared del tanque como soporte de la estructura del Domo. . donde las cargas esperadas pueden resultar en secciones del Domo mas pesadas y de mayor costo. debido a que la magnitud de la reacción horizontal es muy poca y la pared del tanque tiene alta resistencia a carga vertical. d) Se debe hacer un análisis para determinar que es mas conveniente. El caso extremo que requiere refuerzo es aquel donde el rigizador de tope se coloca exageradamente separado del tope. Por lo general. los refuerzos requeridos son del tipo cartelas o anillos locales. permitiendo movimiento limitado a través de una junta pivotante Juntas pivotantes Placas de montaje Cartelas El fabricante del Domo debe proporcionar las reacciones resultantes de soportar el Domo sobre las paredes del tanque en los puntos espaciados uniformemente. en caso que hagan falta. el fabricante del domo o el que instala o modifica el tanque. 8 . REMATE O CERRAMIENTO CON LA PARED DEL TANQUE El domo es una esfera truncada formada por perfiles de ala ancha (de aluminio) ensamblados en el espacio (unido en sus extremos por nodos) y luego cubiertos con paneles de aluminio. La solución de incrementar todo el espesor del anillo superior del tanque se descarta por ser costoso e ineficiente cuando existen otras soluciones más eficientes. fijándose de ese modo el domo al tanque. Será responsabilidad del constructor o modificador del tanque proporcionar los refuerzos necesarios (en caso que hagan falta) para que la pared del tanque pueda soportar el domo sin exceder los esfuerzos admisibles. Se debe llegar a un acuerdo sobre quien debe verificar la capacidad del tanque para soportar las cargas o reacciones impuestas por el Domo.de acero inoxidable que son parte del domo. La hermeticidad se logra con juntas mecánicas y un elemento de sellado.La fijación de los perfiles a los nodos se hace mediante remaches estructurales ciegos del mismo tipo que se utiliza en la Industria Aeronáutica El Domo CST Covers es completamente hermético a la entrada o salida tanto de líquidos como de gases. 9 . 10 .La estructura como tal se ensambla en anillos concéntricos y los espacios a ser cubiertos por los paneles tienen forma triangular. Quedando un espacio vacío entre el ultimo anillo y la pared del tanque. que no es cubierto con paneles sino que es cubierto con piezas de aluminio conocidas como cerramiento (“flashing” en Ingles). Por lo general se utiliza sellantes como silicona.Ultimo anillo Zapatas El ultimo anillo de la estructura va soportado a las zapatas y estas a su vez van soportadas a la pared del tanque. párrafo G. El elemento sellante tiene que ser químicamente compatible con la atmósfera y el fluido almacenado. Igualmente este cerramiento es sellado mediante juntas mecánicas y un elemento sellante.5) 11 .2. urethano y otros (API 650 Apéndice G. vista exterior Cerramiento vista interior Existen también unos elementos que se llaman Contra-cerramiento (“counterflshing” en Ingles) los cuales son el remate inferior entre el cerramiento y la pared del tanque. Ver API 2000 y/o NFPA 30 para mayor información). Por ejemplo diesel de punto de 12 .Cerramiento Zapata Pared del tanque Escotilla de visita Ultimo anillo Cerramiento. los cuales permiten ventilación periférica y se utilizan en los tanques que van equipados con cubiertas internas flotantes (API 650 Apéndice H) o en tanques que almacenan productos de baja presión de vapor (pocos volátiles) y con un punto de inflamación (“Flash point”) alto mayor o igual a 60 oC (140 o F. Abiertos con pantalla anti-aves o anti-insectos. Los contra-cerramientos pueden ser de varios tipos dependiendo de la aplicación. hypalon. Almacenaje de agua seria otro ejemplo. Se recomienda este cerramiento en tanques donde la presión interna NO supera las 2 pulgadas de agua y donde se desea evitar problemas de olores y condensación en la periferia Sello a presión para aplicaciones donde la hermeticidad del gas es necesaria (producto altamente contaminante o por condiciones de proceso) y/o la presión es mayor a 2 pulgadas de columna de agua. Por ejemplo diesel con punto de inflamación baja.inflamación superior a los 140 oF y con temperatura de almacenaje menor al punto de inflamación. Venteo central abierto o atmosférico o de muy baja presión.) para aplicaciones a muy baja presión (2 pulgadas o menos de columna de agua) y donde la hermeticidad del gas no es critica. uretano. teflón. Contra-cerramiento Abierto. Por debajo del domo en la periferia Cerrados Los contra-cerramientos cerrados pueden ser de 3 tipos Material sólido (aluminio) para tanques que almacenan un producto poco volátil pero con punto de inflamación bajo y donde se debe evitar la dispersión de alguna chispa de ignición hacia el interior del tanque. menos de 140 oF o con temperatura de almacenaje superior al punto de inflamación Combinación de sólido (aluminio) y membrana (silicón. La hermeticidad del gas NO tiene ninguna importancia. Esto se logra con una combinación de material sólido (aluminio y acero inoxidable) y membrana. etc. mesathane. 13 . Dicho material es químicamente compatible y resistente al fluido almacenado Tanto el domo como el contra-cerramiento son herméticos. b) Las laminas para el contra-cerramiento son de acero inoxidable c) Se utilizan ángulos de aluminio y acero inoxidable para reforzar el contracerramiento d) La membrana es un material flexible para lograr el sellado. CST Covers ha diseñado y probado domos de aluminio hasta 24 pulgadas de columna de agua (0.8663 psig o 5.Los domos con sellos a presión o herméticos a salida de gases tienen las siguientes características: a) El cerramiento (flashing) está constituido por piezas de aluminio más gruesas que en los domos “No-presurizados”.97 Kpascal) Contra-cerramiento cerrado (sólido) Sello a presión 14 . 1. párrafo G. Hermeticidad a la entrada de agua. cubriendo un tanque de 120 pies de diámetro.1 y hermeticidad a presión de gases. párrafo G.La hermeticidad de los domos debe ser comprobada mediante pruebas consideradas en el API 650 apéndice G.10.10.2 Domo de aluminio. que almacena petróleo crudo 15 .1.