presentaciÓn api 650 (11)

API 650Welded Tanks for Oil StorageELEVENTH EDITION, JUNE 2007

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Introduccin El almacenamiento de hidrocarburos refinados, petroqumicos, petrleo crudo, as como otros productos lquidos se lleva a cabo mediante el empleo de diferentes tipos de recipientes, siendo de los mas utilizados los tanques atmosfricos cilndricos verticales de acero, stos tanques en su mayora son construidos bajo la norma API 650.

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Introduccin El API 650 esta diseado para provee a la industria de tanques adecuadamente seguros, y razonablemente econmicos, Para use en el almacenamiento de productos de petrleo, y otros productos lquidos

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Introduccin El API 650 esta basado en el conocimiento y la experiencia de compradores y fabricantes de tanques de almacenamiento de hidrocarburos de varios tamaos y capacidades utilizados para presiones internas de no mas de 2,5 Lbs/pulg2.4

Introduccin Es un medio de ayuda para facilitar a comprador y Fabricante las especificaciones de compra, fabricacin , ereccin, y prueba de tanques de acero.

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Introduccin Cada edicin, revisin, o addenda a esta Norma API es efectiva seis meses despus de su publicacin.

Generalmente, las normas API son revisadas y actualizadas, confimadas, o descartadas por lo menos cada cinco aos.

5/6/2013

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Contenido - Secciones1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Alcance Referencias Definiciones Generalidades Materiales Diseo Fabricacin7

Contenido - Secciones8. Ereccin 9. Pruebas 10.Calificacin de procedimiento de soldadura

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Contenido Algunos anexos Anexo A Diseo basico opcional para tanque pequeos. Anexo B Recomendacin para diseo y construccin de fundaciones. Anexo C Techos flotantes Anexo D Investigaciones tecnicas Anexo E Diseo de tanque para cargas sismicas.

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Contenido Algunos Anexos Anexo F Diseo de tanques para pequeas presiones internas.

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Seccion 1 - Alcance Establece requerimientos mnimos para Materiales, Diseo, Fabricacin, Ereccin, y Prueba de tanques cilndricos verticales de acero soldados, Areos Cerrados o Abiertos en varios tamaos o Capacidades para presiones internas cercanas a la atmosfrica, y con temperaturas de operacin no mayores de 93C que no se usen en servicio de refrigeracin. Cubre la construccin de tanques en los cuales se almacenan fluidos lquidos y estn construidos de acero con el fondo uniformemente soportado por una capa de arena, grava, concreto, asfalto, etc.11

Seccion 2 Algunas Referencias API 620 Design and Construction of Large, Welded, Low-Pressure Storage Tanks API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks: Non-refrigerated ASME B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings (ANSI/ASME B16.5) AWS A5.1 Specification for Carbon Steel Covered ArcWelding Electrodes (ANSI/AWS A5.1) NFPA 30 Flammable and Combustible Liquids Code ASTM A 6M/A 6 General Requirements for Rolled Steel Plates, Shapes, Sheet Piling, and Bars for Structural Use

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Seccion 2 Algunas Referencias ASME BPVC, Section IX: Welding Qualifications ASTM A36, Standard Specification for Carbon Structural Steel ASTM 283 C

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Seccion 3 Algunas Definiciones ESTNDAR.- Sugerencias para la fabricacin y diseo, originadas por la experiencia NORMA.- Conjunto de reglas para el dimensionamiento yclculo de accesorios.

CDIGO.- Conjunto de mandatos dictados por una autoridad competente CARGA MUERTA.- La fuerza debida al peso propio de los elementos a considerar

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Seccion 3 Algunas Definiciones CARGA VIVA.- La fuerza ejercida por cuerpos externos, tales como: nieve, lluvia, viento, personas y/o objetos en trnsito, etc.. CARGA HIDROSTTICA.- La presin ejercida por un lquido en reposo EFICIENCIA DE JUNTAS SOLDADAS.- Valor numrico dado por el Cdigo o Estndar correspondiente (Grado de Confiabilidad). CORROSIN.- Desgaste no deseado, originado por la reaccin qumica entre el fluido contenido y/o procesado y el material de construccin del equipo en contacto con el mismo.

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Seccion 3 Algunas Definiciones PRESIN DE DISEO.- Es la presin manomtrica considerada para efectuar los clculos. PRESIN DE OPERACIN.- Presin manomtrica a la cual estar sometido el tanque en condiciones normales de trabajo. TEMPERATURA DE DISEO: La temperatura mas baja considerada en el diseo, la cual debe asumirse de 8C por encima de la temperatura ambiente mas baja de la localidad donde le tanque va a ser instalado.

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Seccion 3 Algunas Definiciones MAXIMA TEMPERATURA DE DISEO:La temperatura mas alta considerada en el diseo igual o mas grande que la mas alta esperada durante el tiempo de operacin del tanque. REQUERIMIENTOS: Criterios que deben ser usados RECOMENDACIONES: Criterios que proveen un diseo dentro de los niveles de aceptacin, y que opcionalmente pueden ser usados por el comprador o fabricante. ESPESOR DE DISEO.El espesor necesario para satisfacer los esfuerzos de tension y compresin requeridos por este estandar.

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Seccin 4Generalidades TIPOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO.

Los tanques de almacenamiento se usan como depsitos Para contener una reserva suficiente de algn producto para Su Uso posterior y/o comercializacin. Los tanques de almacenamiento, se clasifican en: 1.- Cilndricos Horizontales. 2.- Cilndricos Verticales de Fondo Plano. Los Tanques Cilndricos Horizontales, generalmente son de Volmenes relativamente bajos, debido a que presentan Problemas por fallas de corte y flexin. Por lo general, se usan para almacenar volmenes pequeos.

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Seccin 4 GeneralidadesLos Tanques Cilndricos Verticales de Fondo Plano nos permiten almacenar grandes cantidades volumtricas con un costo bajo. Con la limitante que solo se pueden usar a presin atmosfrica o presiones internas relativamente pequeas. Estos tipos de tanques se clasifican en: - De techo fijo. - De techo flotante. - Sin techo.

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Seccin 4Generalidades1.- Techo Fijo.- Se emplean para contener productos no voltiles o de bajo contenido de ligeros (no inflamables) como son: agua, diesel, asfalto, petrleo crudo, etc. Debido a que al disminuir la columna del fluido, se va generando una cmara de aire que facilita la evaporacin del fluido, lo que es altamente peligroso. Los techos fijos se clasifican en: - Techos autosoportados. - Techos soportados.

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Seccin 4Generalidades2.- Techo Flotante.- Se emplea para almacenar productos con alto contenido de voltiles como son: alcohol, gasolinas y combustibles en general. Este tipo de techo fue desarrollado para reducir o anular la cmara de aire,o espacio libre entre el espejo del lquido y el techo, adems de proporcionar un medio aislante para la superficie del lquido, reducir la velocidad de transferencia de calor al producto almacenado durante los periodos en que la Temperatura ambiental es alta, evitando as la formacin de gases (su evaporacin), y consecuentemente, la contaminacin del ambiente y, al mismo tiempo se Reducen los riesgos al almacenar productos inflamables.

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Seccin 4 Generalidades3.- Los Tanques sin Techo.- Se usan para almacenar Productos en los cuales no es importante que ste se contamine o que se evapore a la atmsfera como el Caso del agua cruda, residual, contra incendios, etc. El Diseo de este tipo de tanques requiere de un clculo especial del anillo de coronamiento

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Seccin 4 Generalidades

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Seccin 5 Materiales MATERIALES A EMPLEAR EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO.

Para el mejor diseo, clculo y manufactura de tanques de Almacenamiento es importante seleccionar el material Adecuado dentro de la variedad de aceros que existen en el mercado, por lo que a continuacin listamos los materiales ms usados con su aplicacin y la tabla 1.2. muestra la agrupacin de los mismos.

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Seccin 5 MaterialesA-36.- ACERO ESTRUCTURAL.(Clasificacin ASTM) Slo para espesores iguales o menores de 38 mm. Este material es aceptable y usado en los perfiles, ya sean comerciales o ensamblados de los elementos estructurales del tanque.

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Seccin 5 MaterialesA-131.- ACERO ESTRUCTURAL. GRADO A para espesor menor o igual a 12.7 mm (1/2pulg.) GRADO B para espesor menor o igual a 25.4 mm. (1 pulg.) GRADO C para espesores iguales o menores a 38 mm. GRADO EH36 para espesores iguales o menores a 44.5mm. A-283.- PLACAS DE ACERO AL CARBN CON MEDIO Y BAJO ESFUERZO A LA TENSIN. GRADO C Para espesores iguales o menores a 25mm Este material es el ms socorrido, porque se puede emplear tanto para perfiles estructurales como para la pared, techo, fondo y accesorios del tanque.26

Seccin 5 MaterialesA-285.- PLACA DE ACERO AL CARBN CON MEDIO Y BAJO ESFUERZO A LA TENSIN. GRADO C Para espesores iguales o menores de 25.4 mm. (1 pulg.). Es el material recomendable para la construccin del tanque (cuerpo, fondo,techo y accesorios principales), el cual no es recomendable Para elementos estructurales debido a que tiene un costo relativamente alto comparado con los anteriores.

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Seccin 5 MaterialesA-516.- PLACA DE ACERO AL CARBNO PARA

TEMPERATURAS DE SERVICIO MODERADO. Para espesores iguales o menores a 38mm.Este material es de alta calidad y, consecuentemente, de un costo elevado, por lo que se recomienda su uso en casos en que se requiera de un esfuerzo a la tensin alta, que justifique el costo

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Seccin 5 MaterialesA- 53.- GRADOS A Y B. Para tubera en general A-106.-GRADOS A Y B. Tubos de acero al carbn sin Costura Para servicios de alta temperatura.

En el mercado nacional, es fcil la adquisicin de cualquiera de estos dos materiales, por lo que puede usarse indistintamente, ya que ambos cumplen satisfactoriamente con los requerimientos exigidos por el estndar y la diferencia no es significativa en sus propiedades y costos.

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Seccin 5 MaterialesA-193.- GRADO B7. Material para tornillos sometidos a alta temperatura y de alta resistencia, menores a 64mm. (2-1/2 (pulg.), de dimetro. A-194.- GRADO 2H. Material para tuercas a alta temperatura y de alta resistencia. A-307.- GRADO B. Material de tornillos y tuercas para usos generales

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Seccin 5 MaterialesMATERIALES PARA SOLDADURA Para el soldado de materiales con un esfuerzo mnimo a la tensin menor de 5625 Kg /cm2 (80000lb / pu lg2 ), los electrodos de arco manual deben estar hechos de materiales cuya clasificacin sea AWS: E-60XX y E70XX. Para soldado de materiales con un esfuerzo mnimo a la tensin de 5625-5976 Kg /cm2 (80000-85000lb / pu lg2 ),el material del electrodo de arco manualdebe ser E80XX-CX.

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Seccin 5 Materiales

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Seccin 5 Materiales

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Seccin 5 Materiales

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Seccin 5 MaterialesCuando no se tiene certeza de la composicin del material a usar para la construccin del tanque, es necesario la realizacin de pruebas destructivas, y pruebas de soldabilidad del material. Laminas de espesores mayores a 40 mm pueden ser usadas en bridas e insertos, pero deben ser sometidas a tratamiento trmico, y probadas al impacto. Todas las soldaduras desarrolladas para reparar defectos superficiales deben hacerse con electrodos de bajo hidrogeno compatibles quimicamente y en esfuerzo con el material de la lamina.

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Seccin 5 Materiales

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Seccin 5 Materiales TRATAMIENTOS TERMICOS. Los tratamientos trmicos modifican la estructura cristalina del material sin alterar su composicin qumica, en otras palabras mejoran sus propiedades mecnicas (Tenacidad, Dureza,Maquinabilidad, y Resistencia al desgaste). Con el tratamiento trmico adecuado se pueden reducir esfuerzos internos, disminuir el tamao de grano, incrementar la tenacidad.37

Seccin 5 MaterialesCuando se calienta el acero la perlita se combina con la ferrita, y se produce una estructura de grano fino llamado Austenita,aumentando la resistencia a la traccin y disminuyendo la ductilidad.

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Seccin 5 Materiales

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Seccin 5 Materiales EMPAQUES Los empaques a utilizar deben ser de material libre de asbesto, no se debe usar adhesivo, lubricante, o cinta de posicionamiento al momento de instalar los empaques. Si se usan empaques para la prueba, estos deben tener dinensiones comparables y caractersticas de compresibilidad igual a los utilizados en servicio.40

Seccin 6- Diseo LAS PRINCIPALES CONSIDERACIONES EN EL DISEO DE UN TANQUE. 1. Necesidades de almacenaje 2. Volmenes (Mximo, Mnimo) 3. Tipo de producto, especificaciones y comportamiento. 4. reas disponibles, Distancias a otras instalaciones. 5. Recurso econmico.41

Seccin 6- Diseo FACTORES DE DISEO 1. Temperatura de diseo del Metal (Basado en la temperatura ambiente) 2. Gravedad especifica del producto a almacenar. 3. Tolerancia de Corrosin. 4. Presin interna de diseo. 5. Factores Ssmicos42

Seccin 6- Diseo Las placas de espesores mayores a 38 mm (1pulg) deben ser de acero calmado, hechas por prctica de granos finos, tratadas trmicamente por normalizado o normalizado y templado o enfriado por inmersin y templado, y tendr su prueba de impacto. Las placas de espesores menores o iguales a 38 mm (1 pulg) excepto placas laminadas controladas, pueden ser usadas en o arriba de la temperatura de diseo del material indicada en la Figura 8.22 sin realizar prueba de impacto. A menos que la experiencia o las condiciones locales especiales justifiquen otra cosa, la temperatura del metal para diseo que se usa, es la mnima temperatura del medio ambiente de un da en la localidad geogrfica dela planta, ms -9C (15F).

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Seccin 6- Diseo (Fundacin) DISEO DE LA FUNDACIN (BASE DE SOPORTE DEL TANQUE) Cualquiera que sea el lugar seleccionado para la ubicacin del tanque. Se debe conocer las condiciones del subsuelo para poder estimar la capacidad portante y el nivel de asentamiento esperado. Esta informacin se obtiene generalmente de pruebas de penetracin, pruebas de carga, y pruebas de laboratorio.44

Seccin 6- Diseo El Subsuelo debe ser capaz de sostener la carga del tanque y su contenido y el asentamiento total no debe permitir sobre esfuerzos en la tubera de conexin o producir inexactitudes en las mediciones. Igualmente el nivel de asentamiento no debe llegar a el punto que el fondo del tanque quede por debajo del nivel del terreno. El asentamiento esperado debe estar dentro de las tolerancias aceptables para cilindro y fondo. Cualquier fundacin sujeta a cargas presentar asentamiento, cuya magnitud depender del tipo de suelo, la magnitud de la carga, y tiempo que la carga es mantenida.

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Seccin 6- Diseo Algunas condiciones del suelo que requieren consideraciones especiales de ingeniera son: Sitios con pendiente donde parte de la base queda sobre terreno virgen, o roca, y parte sobre relleno. Terrenos cenagosos o rellenados con material inestable y corrosivo o con presencia de basura o vegetacin compresible. Suelos formados por arcilla plstica la cual puede soportar temporalmente cargas pesadas, pero que sufren asentamiento excesivo con el tiempo.

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Seccin 6- Diseo Suelos adyacentes a corrientes de agua o excavaciones profundas donde la estabilidad lateral de la tierra es cuestionable. Sitios donde el tanque puede estar expuesto a inundaciones. Sitios adyacentes a estructuras pesadas, las cuales distribuyen algo de su carga al subsuelo debajo del tanque reduciendo por lo tanto su capacidad para soportar la carga adicional sin que se presente asentamiento excesivo47

Seccin 6- Diseo Si la base es inadecuada para soportar la carga del tanque lleno sin asentamiento excesivo, construcciones profundas o superficiales debajo del fondo no mejoraran las condiciones de soporte. Uno o mas de las siguientes recomendaciones deben ser consideradas para mejorar las condiciones de soporte.

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Seccin 6- Diseo Remover el material objetable, y reemplazarlo con un material adecuado y compactar. Compactar el material suave en pequeas capas. Estabilizar el material suave por medios qumicos o por inyeccin de cemento. Construir una fundacin de concreto que pueda distribuir la carga sobre un rea suficientemente amplia.49

Seccin 6- Diseo Mejorar propiedades del suelo mediante vibro compactacin.

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Seccin 6- Diseo Hay diferentes tipos de materiales que pueden ser usados para la base sobre la cual va a descansar el fondo del tanque, para minimizar problemas de corrosin el material en contacto con el tanque debe ser fino y uniforme, deben evitarse partculas grandes. Una capa de arena de 2 o 3 de profundidad es recomendable como capa final, pues esta puede esparcirse para perfilar en mejor forma la base del tanque. La base terminada del tanque debe ser perfilada con una pendiente de 1: 10

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Seccin 6- Diseo Una vez definidas las cualidades del suelo donde se har la base del tanque, se determina el tipo de fundacin que comnmente son: FUNDACIONES EN TIERRA Cuando el subsuelo del sitio esta formado por estratos completamente evaluados con base en trabajos de exploracin, criterios ingenieriles y experiencias anteriores, es innecesario construir sub-estructuras para soportar el tanque, pudindose en este caso cimentarlo totalmente sobre un terrapln de suelo compactado, el terrapln de base puede construirse de cualquier suelo o material disponible localmente, que al compactarse produzca una superficie firme no corrosiva, y resistente a la erosin.52

Seccin 6- Diseo FUNDACIONES CON ANILLO DE CONCRETO. Para tanques de gran dimetro y tanques de gran altura, los cuales trasmiten cargas sustanciales a la fundacin bajo las paredes del mismo, se recomienda utilizar anillos anulares construidos en concreto reforzado. este tipo de fundacin posee las siguientes ventajas:53

Seccin 6- Diseo Mejor distribucin de las cargas concentradas del casco y una distribucin mas uniforme de las cargas sobre el suelo. Ofrece un mejor punto de partida para la construccin del casco. Ofrece mejores medios para la nivelacin del terreno de cimentacin del tanque, conservando su contorno durante la construccin Retiene el relleno bajo el tanque y previene perdidas de material por erosin Minimiza la humedad bajo el tanque. Transmite la carga a suelos mas competentes a poca profundidad54

Seccin 6- Diseo

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Seccin 6- Diseo

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Seccin 6- Diseo El nivel de cimentacin del tanque debe estar al menos un pie por encima del terreno que lo circunda. Esto garantiza un drenaje adecuado que mantiene libre de humedad el fondo del tanque.

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Seccin 6- Diseo CATEGORIAS DE ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES El mximo asentamiento diferencial en el cilindro resultante de una inclinacin plana debe estar limitado a un total de 4 a 6 a lo largo del dimetro. El asentamiento en el centro del tanque por lo general es mas grande que en el cilindro, aunque esta cantidad puede variar con el dimetro del tanque, y el espesor de la capa compresible del suelo. Tpicamente, el centro de un tanque tendr asentamientos 50% mayores que el cilindro. La desviacin de un asentamiento uniforme del cilindro y/o un asentamiento terico del fondo, resulta de la falta de homogeneidad del suelo.58

Seccin 6- Diseo (Juntas) TIPOS DE JUNTAS DE SOLDADURA

Junta a tope:1. Es la soldadura que se deposita en la ranura entre dos elementos situados en el mismo plano (a tope) y cuyos bordes no quedan en contacto. Los bordes pueden ser rectangulares, en V (simple o doble) o en U (simple o doble).

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Seccin 6- Diseo (Juntas)2. Junta a tope con soldadura doble:Es la unin de dos placas situadas en el mismo plano, que se sueldan por ambos lados.

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Seccin 6- Diseo (Juntas) Junta de Filete.(traslape)Una junta de seccin triangular, que une dos superficies que se encuentran a ngulos rectos. 1. Junta a traslape con soldadura sencilla:Unin de dos placas traslapadas en la que el borde de una de ellas se suelda sobre la otra con soldadura de filete.

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Seccin 6- Diseo (Juntas)2. Junta a traslape con soldadura doble:Unin de dos placas traslapadas en la que los bordes traslapados de ambos miembros se suelda con soldadura de filete.

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Seccin 6- Diseo (Juntas) TAMAOS DE LAS SOLDADURAS Soldadura de bisel. El tamao del bisel de la soldadura est basado en la profundidad de la junta (esto es, la profundidad de los biseles ms la penetracin de la raz cuando se especifique). Soldadura de filete. La soldadura de filete de piernas iguales, se basa en la longitud de la pierna ms grande del tringulo rectngulo issceles el cual puede ser inscrito dentro de la seccin transversal de la soldadura de filete. La soldadura de filete de piernas desiguales se fundamenta en la longitud de la pierna ms grande del tringulo rectngulo, el cual puede ser inscrito dentro de la seccin transversal de la soldadura de filete.

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Seccin 6- Diseo (Juntas) Restricciones en las juntas.Se aplican las siguientes restricciones respecto al tipo y tamao de juntas o soldaduras: 1. Las soldaduras por puntos o provisionales, se consideran sin ningn valor de resistencia estructural. 2. El tamao mnimo de la soldadura de filete debe ser como sigue: En placas de hasta 5 mm (3/16 pulg) de espesor, se deben usar filetes completos. En placas cuyo espesor es mayor de 5 mm (3/16 pulg), se deben usar filetes con tamao mnimo de 1/3 del espesor de la placa ms delgada en junta, pero no debe ser menor de 5 mm (3/16 pulg).64

Seccin 6- Diseo (Juntas)3. Las Junta a traslape con soldadura sencilla slo deben emplearse en las placas del fondo y del techo. 4. Cuando se sujeten con soldadura de puntos juntas a traslape, stas deben tener como mnimo un traslape de 5 veces el espesor nominal de la placa ms delgada en la unin 5. En el caso de juntas a traslape con soldadura doble, el traslape mximo debe ser de 50 mm (2 pulg) y en el caso de juntas a traslape con soldadura sencilla, el traslape mximo es de 25 mm (1 pulg).

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Seccin 6- Diseo (Juntas a tope) Juntas verticales. Deben ser juntas a tope, de penetracin y fusin completa para conseguir doble soldadura o por otros mtodos con los cuales se obtenga la misma calidad de depsito de soldadura en el interior y exterior de las superficies por soldar. Juntas horizontales. Deben ser de penetracin y fusin completas. Como alternativa, los ngulos superiores pueden unirse a traslape con la envolvente con doble soldadura.

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Seccin 6- Diseo (Juntas) Fijacin del cilindro con el fondo.La fijacin del borde inferior del primer anillo de la envolvente con las placas del fondo debe hacerse con soldadura de filete continuo sobre ambos lados de la placa de la envolvente. El tamao de cada soldadura de filete no debe ser mayor de 13 mm (1/2 pulg) ni menor que el espesor de la placa ms delgada en la junta, de acuerdo con los valores mnimo que se indica en Tabla 4:

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Seccin 6- Diseo (Juntas)

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Seccin 6- Diseo (Juntas)Diseo tpico de juntas verticales

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Seccin 6- Diseo (Juntas) Diseo tpico de juntas horizontales

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Seccin 6- Diseo (Juntas

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Seccin 6- Diseo (Fondo) Dimensiones de la placa del fondo.Deben tener un espesor nominal mnimo de 6 mm (1/4 pulg), o un peso de 48,9Kg/Mt 2 (9,6 lb/pie2), sin incluir la tolerancia por corrosin. Las placas deben tener forma rectangular y un ancho mnimo de 1829 mm (6 pies). Las placas de las orillas del fondo sobre las que descansa la envolvente del tanque que lleven un extremo rectangular, deben tener un ancho mnimo de 1829 mm (6 pies) en dicho extremo. Estas laminas deben ser de un tamao tal que una vez cortadas las orillas, sobresalgan cuando menos 50 mm(2 pulg) de la orilla exterior de la soldadura que une el fondo con la placa de la envolvente.

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Seccin 6- Diseo (Fondo) Cuando las presiones perimetrales transmitidas por el casco a la base son superiores a 10 Ton/m2, se disean las platinas anulares de mayor espesor que las del resto del fondo con el fin de disminuir el punzonamiento o falla de borde por capacidad portante.73

Seccin 6- Diseo (Fondo) Si se requiere un fondo con pendiente este debe tener como mnimo una de 1:120.

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Seccin 6- Diseo (Fractura Frgil) Cuando las condiciones de servicio incluyan la posible presencia de cido sulfhdrico (H2S), se recomienda se tenga especial atencin con la dureza de las soldaduras interiores, incluyendo las zonas afectadas por el calor con objeto de minimizar la posibilidad de fractura. El metal de la soldadura y la zona adyacente afectada por el calor a menudo contiene reas con dureza mayor de RC 22, que deben ser ms susceptibles a la fractura que el material no soldado. Cualquier criterio sobre la dureza debe ser tomado basado en la evaluacin de la concentracin de H2S en el producto, la posible humedad presente en la superficie interior del metal y las caractersticas de resistencia del metal base y del metal de soldadura.

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Seccin 6- Diseo (Fondo) El espesor de las laminas del anillo anular, no debe ser inferior a el espesor mas grande determinado usando las tablas 51b, tanto para el diseo del producto, como para la prueba hidrosttica. Son aplicables para un nivel efectivo de producto de HxG < 23m (75 Ft),mas all de esta altura, es mandatorio realizar un anlisis elstico para determinar el espesor del anillo anular.

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Seccin 6- Diseo (Fondo)

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Seccin 6- Diseo (Sumidero)

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Seccin 6- Diseo (Sumidero)

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Seccin 6- Diseo (Pozo de Monitoreo) Deteccin de fugas en el fondo del tanque y proteccin subsuperficial.En este numeral se proponen los detalles aceptables de la construccin para la deteccin de las fugas del producto a travs de los fondos de los tanques de almacenamiento sobre tierra.Nota: El API apoya una posicin general de la instalacin de una Barrera de la Prevencin de Fugas (RPB) debajo de tanques nuevos durante la construccin inicial. Un RPB incluye los fondos de acero, los materiales sintticos, o de la combinacin de las barreras puestas en el fondo o debajo de un tanque de almacenamiento sobre tierra, que tienen las funciones siguientes:

a). Prevenir la fuga del material contaminado. b). Contener o poner materiales acanalados para la deteccin de la fuga.

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Seccin 6- Diseo (Pozo de Monitoreo)

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Seccin 6- Diseo (Pozo de Monitoreo) Los fondos de los tanques de almacenamiento sobre tierra pueden presentar fugas como resultado de la corrosin del lado superior, corrosin del lado inferior, o una combinacin de ambos. El grado de la corrosin del lado superior puede detectar el usar las tcnicas estndares de la inspeccin, durante una inspeccin interna, pero la determinacin de la naturaleza y del grado de la corrosin del lado inferior es ms difcil. Por lo tanto, en ciertos servicios y localizaciones del tanque, puede ser deseable prever la supervisin debajo del tanque de la salida a travs de las placas inferiores del tanque.

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Seccin 6- Diseo (Pozo de Monitoreo) Cuando se est seleccionando el diseo apropiado del fondo del tanque, es importante considerar las condiciones ambientales y la seguridad, las implicaciones reguladoras de la salida del contenido del tanque en el espacio de la contencin debajo del piso del tanque. Especficamente, la contaminacin del material permeable tal como arena usada como ayuda del piso puede constituir la generacin de desechos peligrosos. Los costos del tratamiento o de la disposicin de tales materiales contaminados deben ser determinados.

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Seccin 6- Diseo (Pozo de Monitoreo) Requisitos de funcionamiento. Los siguientes requisitos generales deben ser satisfechos para todos los sistemas de la deteccin de fugas: a) Las fugas a travs del fondo del tanque deben ser perceptibles por la observacin en el permetro del tanque. Si se detecta una fuga, debe ser recogida. b) Los materiales de construccin deben ser qumicamente resistentes a la gama de los productos que se almacenen, as como en la gama de temperaturas esperada en servicio.

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Seccin 6- Diseo (Pozo de Monitoreo)c) La permeabilidad de la barrera de la deteccin de la fuga no debe exceder 1 10-7 cm (4 10-5 mils) por segundo. d) El material en contacto con el subsuelo debe ser conveniente para el servicio de bajo-grado o debe ser protegido contra la degradacin. e) La barrera de la fuga debe estar construida de una sola pieza, o las juntas satisfagan la tirantez de la fuga, la permeabilidad, y los requisitos qumicos de la resistencia para el material debajo de la fuga-barrera.

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Seccin 6- Diseo (Pozo de Monitoreo) La barrera flexible de la fuga debe ser cubierto por lo menos 102 mm (4 pulg) de arena. Esta dimensin debe tener que ser aumentadas si se va a proporcionar la proteccin catdica en el espacio entre el fondo del tanque y la barrera de la fuga. Si los tubos de drenaje se utilizan alrededor del permetro del tanque, deben ser por lo menos de DN 25 (NPS 1) y tendrn un grueso de pared mnimo del cedula 40.

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) El espesor requerido para el cuerpo del tanque debe ser el mas grande entre el espesor de diseo incluyendo cualquier tolerancia de corrosin, y el espesor de prueba hidrosttica, pero en ninguno de los casos debe ser menor a los siguientes valores.

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo)

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) El esfuerzo calculado para cada lamina no deber ser mas grande que el esfuerzo permitido para el material en particular. El esfuerzo de diseo bsico Sd debe estar entre 2/3 del esfuerzo de fluencia, y 2/5 del esfuerzo de tensin cualquiera de los dos que fuera menor. El esfuerzo Bsico para prueba hidrosttica St debe estar entre 3/4 del esfuerzo de fluencia, y 3/7 del esfuerzo de tensin cualquiera de los dos que fuera menor.94


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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) Arreglo de los elementos de la envolvente. El cuerpo se disea de manera que los anillos queden perfectamente verticales, y las placas del cuerpo en las juntas horizontales a tope, tengan su eje vertical, comn. Las juntas verticales de los anillos adyacentes no deben ser colineales; dichas juntas deben estar separadas por una distancia mnima de 5t siendo t el espesor de la placa ms gruesa en la junta.

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) Las placas de la envolvente deben tener un ancho nominal mnimo de 1829 mm (72 pulg). Estas placas deben ser soldadas a tope y deben escuadrarse correctamente. Los espesores de la envolvente calculados deben verificarse por estabilidad para evitar la flexin a partir de la velocidad de viento, Si en la revisin por estabilidad se requieren vigas intermedias o incrementar el espesor de la envolvente, ambas condiciones deben ser usadas.

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) Excepto para tanques sin techo, y para techos auto soportados que tienen la unin techo-envolvente bridada, la envolvente debe reforzarse con un ngulo fijado al borde superior (anillo de coronamiento) de la misma y su tamao no debe ser menor que los siguiente valores: 1. Para los tanques con un dimetro menor o igual a 11 mt (35 pies), ngulo de 51 X 51 X 5 mm ( 2 X 2 X 3/16 pulg); 2. Para tanques con un dimetro mayor que 11 mt (35 pies) pero menor o igual a 18 m ( 60 pies) ngulo de 51 X 51 X 6 mm (2 X 2 X 1/4 pulg).

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo)3. Para tanques con un dimetro mayor que 18 m (60 pies) ngulo de 76 X 76 X 10 mm (3 X 3 X 3/8 pulg). Este ngulo puede instalarse por el interior o exterior de la envolvente del tanque.

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) Tipos de junta de la envolvente con el Angulo bocel.

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) Detalle de unin de la envolvente con las laminas del fondo

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) CALCULO DEL ESPESOR DE LA LAMINA DEL CUERPO. 1. POR EL METODO DE 1 PIE. El mtodo de 1 pie calcula el espesor en un punto de diseo situado a 0,3 mts ( 1Pie) por encima del borde inferior de cada lamina, este mtodo solo se debe usar para tanques de 60 mts de dimetro o menos. El espesor requerido debe ser el mas grande de los valores calculados por las siguientes formulas:102


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Seccin 6- Diseo (Cuerpo)2. Por el mtodo punto variable de diseo.Este procedimiento normalmente permite una reduccin en el espesor de las laminas y el peso total del material, pero lo mas importante es su potencial a permitir la construccin de grandes tanques con la limitacin de los mximos espesores de lamina. Este mtodo da espesores de lamina en puntos de diseo que resultan en el calculo de esfuerzos que son muy cercanos a el esfuerzo circunferencial del cilindro. Este mtodo solo se puede usar si la siguiente afirmacin es cierta:

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) El espesor de diseo para la lamina inferior, y el espesor para prueba hidrosttica deben ser calculados con las siguientes formulas:

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) ABERTURAS EN EL CILINDRO.Todas las aberturas cerca de la parte inferior de la envolvente del tanque tendern a girar por la flexin vertical de la envolvente bajo carga hidrosttica. Las aberturas de la envolvente en esta zona que se conecten a tuberas u otras cargas externas, se deben reforzar no solamente para la condicin esttica sino tambin para soportar cualquier carga sobre las conexiones de la envolvente, causadas por tubera fija durante la rotacin de la envolvente.

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) Aberturas en el tanque para instalar boquillas de mas de 2 de dimetro, deben ser reforzadas. Todas las conexiones (boquillas registro de hombre o de limpieza) que requieran refuerzo deben ser unidas con soldadura de penetracin completa a la envolvente, El rea mnima de la seccin transversal del refuerzo requerido, no debe ser menor que el producto del dimetro vertical del agujero cortado en la envolvente del tanque por el espesor de la placa de la envolvente. El rea de la seccin transversal del refuerzo debe ser medida verticalmente, coincidiendo con el dimetro de la abertura.

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) Excepto para las aberturas y conexiones a ras del fondo, todos los refuerzos deben estar dentro de una distancia hacia arriba y hacia abajo del eje de la abertura igual a la distancia vertical de la abertura en la placa de la envolvente del tanque. El refuerzo puede hacerse por cualquiera de los siguientes mtodos o por una combinacin de estos 1. Placa de refuerzo. 2. Parte del cuello puede ser considerada como rea del refuerzo, siempre y cuando se cumpla lo siguiente: a)que el material del cuello de la boquilla sea igual que el de la envolvente.

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo)b) que el material especificado para el cuello de la boquilla sus esfuerzos de cadencia y tensin no sean menor que el 70% y 80% respectivamente de los esfuerzos del material del tanque. 3. Sobre espesor en las placas de la abertura de la envolvente: Se considera como placa de refuerzo. Para cuello de accesorio, se pueden considerar como rea de refuerzo de la envolvente lo siguiente: a) Parte del cuello de la boquilla que se extiende hacia el exterior de la envolvente en una distancia igual a cuatro veces el espesor del cuello. .113

Seccin 6- Diseo (Cuerpo) Aberturas sin refuerzo menores o iguales a 2 son permitidas en las tapas de los manholes, sin necesidad de incrementar el espesor de la tapa, si se cumple la condicin que los bordes de la abertura estn retirados del centro de la tapa una distancia mnima de de la altura de la abertura, si no se cumple esta condicin se hace necesario la instalacin de refuerzo, o el incremento del espesor de la tapa.114

Seccin 6- Diseo (Cuerpo) Las Aberturas reforzadas en las tapas de los manholes estn limitadas a un tamao igual a la mitad del dimetro del manhole, sin sobrepasar las 12. El rea de refuerzo no debe ser menor que el rea de la abertura. La tapa de un manhole con una boquilla para mezcla de producto debe tener un espesor igual a 1,4 veces el espesor requerido para condiciones normales.115

Seccin 6- Diseo (Cuerpo) Orejas para conexin a tierra.

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Seccin 6- Diseo (Registro de limpieza )b)Parte del cuello de la boquilla colocada dentro del espesor de la placa envolvente. c) Parte del cuello de la boquilla que se extiende hacia el interior del tanque en una distancia igual a cuatro veces el espesor del cuello Registros de limpieza al nivel del fondo. A causa de la restriccin impuesta por el fondo del tanque y la forma del refuerzo, estos registros deben tener su lado inferior al nivel del fondo, por lo tanto necesitan una atencin especial, adems de cumplir las reglas siguientes:117

Seccin 6- Diseo (Registro de limpieza ) La abertura debe ser rectangular, con sus esquinas superiores redondeadas con un radio mnimo, igual a la mitad de la altura mayor del claro de la abertura, el ancho y altura de la abertura no debe de exceder de 1219mm (48 pulg). La abertura reforzada debe ser completamente pre ensamblada dentro de la placa del primer anillo de la envolvente del tanque, y la unidad completa debe ser relevada de esfuerzos.

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Seccin 6- Diseo (Registro de limpieza )

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Seccin 6- Diseo (Registro de limpieza ) El espesor de la placa de la envolvente en el ensamble del registro de limpieza, debe ser por lo menos el grosor de la placa colindante al primer anillo inferior de la envolvente. El espesor de la placa de refuerzo y la placa del cuello debe ser el mismo espesor que la placa de la envolvente en el ensamble abertura-registro de limpieza. El refuerzo en el plano de la envolvente debe ser suministrado dentro de una altura L arriba del fondo de la abertura. L no debe exceder de 1,5 h excepto que, en el caso de aberturas pequeas, L-h no sea menor que 152 mm (6 pulg).121


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Seccin 6- Diseo (Registro de limpieza ) Mtodo A: Diseo de una placa de contencin vertical abajo del tanque en el permetro de la envolvente y simtricamente con la abertura como se muestra en el mtodo A de la Figura. Mtodo B: Diseo de un muro de contencin ya sea de mampostera o de concreto abajo del tanque con su cara exterior coincidiendo con el permetro de la envolvente del tanque, tal como se muestra en el mtodo B de la Figura. Cuando se instale en un tanque cimentado con un muro de contencin en forma de anillo, a dicho anillo se le hace una muesca de la forma y dimensiones mostradas en el mtodo C de la Figura, para acomodo del registro. Cuando se deba instalar en tanques que descansan sobre una cimentacin de tierra confinada por un muro de contencin, a dicho muro se hace una muesca, disendose otro muro interior suplementario para soportar el registro y retener la tierra de cimentacin. Las dimensiones deben ser las mostradas en el mtodo D.

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Seccin 6- Diseo (Cuerpo) ESPACIAMIENTO ENTRE REFUERZOS Y SOLDADURAS DEL CUERPO

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Seccin 6- Diseo (Anclaje cilindro) Cuando por razones de cargas de viento se requiera anclar el tanque a la fundacin, el diseo de carga de tensin para cada perno debe ser calculado de la siguiente manera:

tb = design tension load per anchor (N) (lbf), d = diameter of the anchor circle (m) (ft), N = number of anchors, W = weight of the shell plus roof supported by the shell less 0.4 times the uplift from internal pressure142

Seccin 6- Diseo (Anclaje cilindro)

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Seccin 6- Diseo (Anclaje cilindro)

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Seccin 6- cargas de viento Wind (W): The design wind speed (V) shall be 190 km/hr (120 mph), the 3-sec gust design wind speed determined fromASCE 7, Figure 6-1, or the 3-sec gust design wind speed specified by the Purchaser (this specified wind speed shall be for a 3-sec gust based on a 2% annual probability of being exceeded [50-year mean recurrence interval]). The design wind pressure shall be 0.86 kPa (V/190)2, ([18 lbf/ft2][V/120]2) on vertical projected areas of cylindrical surfaces and 1.44 kPa (V/190)2, ([30 lbf/ft2][V/120]2) uplift (see item 2 below) on horizontal projected areas of conical or

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Seccin 6- Diseo (Escaleras )

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Seccin 6- Diseo (Tolerancias) Tolerancia vertical. La tolerancia mxima fuera de la vertical de la parte superior de la envolvente con respecto a la parte baja del primer anillo no debe exceder de 0,5% de la altura total del tanque. Tolerancia de redondez. Los radios medidos a 305 mm (1 pie) arriba de la soldadura de la esquina del fondo no deben exceder lo indicado en la Tabla 27a de esta norma. Deformaciones de las placas sobre la horizontal.(banding) Usando una regla horizontal de 914 mm (36 pulg) de longitud de cuerda, las deformaciones de las placas de la envolvente sobre la horizontal no deben tener un claro mayor de 12,7 mm ( pulg). Deformaciones de las placas sobre la vertical.(peaking) Usando una regla vertical de 914 mm (36 pulg) de longitud, las partes sobresalientes de las placas de la envolvente sobre la vertical no deben exceder de 12,7 mm ( pulg).

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Seccin 6- Diseo (Tolerancias)

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Seccin 6- Diseo (Tolerancias) La desviacin en las soldaduras verticales no debe exceder de Las desviacin en las soldaduras horizontales no debe exceder de Cuando se use un anillo en concreto como fundacin, la tolerancia de la parte superior del anillo debe estar entre 1/8 cada 30 Pies de circunferencia, y para la circunferencia completa. Cuando se use una fundacin en tierra, la tolerancia de la parte superior de la misma debe estar entre 1/8 en 10 pies. Las boquillas conectadas al cilindro tienen una tolerancia de inclinacin de 1/8 en el dimetro exterior de la brida para bridas menores de 12.149

Seccin 6- Diseo (Tolerancias) Para los manholes del cilindro la tolerancia de inclinacin en cualquier plano de la brida del manhole debe estar entre medida a lo largo del dimetro de la brida.

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Seccin 6- Diseo (Anillo rigidizador) Un tanque abierto (Sin techo) se le deben instalar anillos rigidizadores en el cilindro para mantener la redondez, cuando el tanque este sujeto a cargas de viento. Cuando el anillo rigidizador este instalado 0,6 mts(2Pies) por debajo de la parte superior de la envolvente, se pueden usar ngulo curvados de 3/16x2 para envolventes de 3/16 de espesor, y ngulos de x 3 para envolventes de mas de 5 mm. El modulo de seccin mnimo requerido para este perfil debe ser calculado con la siguiente ecuacin:

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Seccin 6- Diseo (Anillo rigidizador)

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Seccin 6- Diseo (Anillo rigidizador) Para tanques abiertos la altura de la envolvente sin reforzar se calcula con la siguiente ecuacin:

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Seccin 6- Diseo (Techo) TIPOS DE TECHOS FIJOS:1. TECHO CONICO SOPORTADO. Un techo formado por aproximadamente la superficie de un cono recto que esta soportado, ya sea por correas, vigas, y columnas, o por vigas y correas sin columna. TECHO CONICO AUTOSOPORTADO Un techo formado por aproximadamente la superficie de un cono recto que esta soportado solo en su periferia. TECHO TIPO DOMO AUTOSOPORTADO. Un techo formado por aproximadamente por una superficie esfrica que esta soportado solo en su periferia. TECHO TIPO SOMBRILLA AUTOSOPORTADO. Un techo tipo domo modificado formado de tal modo que cualquier seccin horizontal es un polgono con tantos lados como lamina tenga el techo, y soportado solo en su periferia.

2. 3. 4.

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Seccin 6- Diseo (Techo) La escogencia del tipo de techo que se requiere, va en funcin directa con el punto de chispa del fluido que se va a almacenar, se disean techos cnicos para tanques que almacenen derivados del petrleo con puntos de chispa por encima de 150F(65.6C) para ciertos aceites lubricantes, combustibles medios, pesados, algunos asfaltos con calentadores y serpentines adicionales. Para algunos productos que estn ligeramente por debajo de este punto de chispa se disea el techo en forma de domo. Con el fin de evitar que se acumulen gases en ciertos rincones que tendra el techo cnico.

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Seccin 6- Diseo (Techo) Los techos y las estructuras de los tanques, se disean para soportar su propio peso (carga muerta), ms un carga viva uniforme sobre su rea proyectada, no menor de 1,2 MPa (25 lb/pie2). Las placas deben tener un espesor mnimo nominal de 5 mm (3/16 pulg) o ser de lmina calibre 7. Cualquier tolerancia requerida por corrosin para las placas del techo cnico auto soportado se debe agregar al espesor calculado. Las placas de los techos cnicos soportados no deben estar sujetas a los miembros del soporte.

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Seccin 6- Diseo (Techo) Todos los elementos estructurales ya sean internos o externos, deben tener un espesor mnimo nominal de 4mm (0,17 pulg) en cualquier componente, y dependiendo del medio ambiente y/o del producto a almacenar se decide si se agrega alguna tolerancia de corrosin. Las placas del techo deben ser fijadas al ngulo de coronamiento del tanque con un filete continuo de soldadura, este filete se colocara antes del eje neutro del ngulo.

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Seccin 6- Diseo (Techo) Juntas frgiles.La unin del techo-envolvente se considera frgil (para los requerimientos de ventilacin de emergencia) si la junta techoenvolvente falla antes que la del fondo-envolvente en el evento que la presin interna sea excesiva. Cuando se especifique un tanque con junta frgil, el diseo del tanque debe cumplir con todo lo siguiente: 1) Dimetro del tanque debe ser de 15,25 m (50 pies) o mayor.2) Su inclinacin del ngulo de coronamiento del techo no debe exceder de la relacin 2:12.

3) El ngulo superior es fijado al techo con un filete simple continuo de soldadura que no exceda de 5 mm(3/16 pulg).

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Seccin 6- Diseo (Techo)4) La membrana de soporte del techo no debe estar unido a la placa del techo. 5) El rea de seccin transversal (A) de la junta envolventetecho, es menor que el lmite mostrado abajo:

=ngulo entre el techo y un plano horizontal de la junta envolvente-techo (en grados). W=Peso total de la envolvente y cualquier estructura soportada por la envolvente y techo en (lbf). A = rea resistente a la fuerza de compresin en (pulg2).161

Seccin 6- Diseo (Techo) TECHO CONICO SOPORTADO

La pendiente mnima de los techos cnicos soportados, debe ser de 19 mm en 305 mm (1 pulg en 16 pulg) . Los miembros de los soportes principales incluyendo aquellos que soportan las vigas, pueden ser laminados o en secciones fabricadas o armadas.

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Seccin 6- Diseo (Techo) Las vigas deben ser diseadas para soportar la carga muerta de los largueros y las placas del techo con el patn de compresin del travesao, este no debe ser considerado como soporte lateral de las placas del techo y debe ser atiesado lateralmente si es necesario. Sus vigas deben estar espaciadas de tal forma que la distancia entre sus ejes sea de 0,6 m (2 pies) sobre el anillo exterior, medido sobre la circunferencia del tanque. Su espaciamiento sobre los anillos interiores es de 1,7 m (5,5 pies) como mximo. Cuando se especifique que los tanques estn en rea ssmica, se deben colocar tensores de 19 mm (3/4 pulg) de dimetro (o su equivalente) los cuales deben ser localizados entre las vigas en el exterior de los anillos. Estos tensores pueden ser eliminados si se usan vigas de perfil tipo I o H.163

Seccin 6- Diseo (Techo) Las columnas deben ser hechas de formas estructurales, o puede ser usado tubo de acero. Cuando un tubo es usado como columna, este debe ser sellado por ambos lados, o se debe suministrar un drenaje , al drenaje se le debe colocarle un cople roscado con tapn macho. Las grapas para la ltima hilera de travesaos deben ser soldadas a la envolvente del tanque. Las grapas gua de la base de la columna se deben soldador al fondo del tanque para prevenir movimientos laterales de la base de la columna y de ninguna manera la base de la columna se debe soldar a las placas del fondo o a las guas.164

Seccin 6- Diseo (Techo) La columna de soporte del techo debe tener su base de un tamao tal que pueda distribuir la carga sobre un rea basada en la especificacin de la capacidad portante del suelo. Cuando se haga uso de una lamina horizontal sin arriostrar para la distribucin de la carga, esta debe ser de un espesor mnimo de , alternativamente se puede hacer uso de un ensambl de miembros estructurales para este fin. El diseo debe permitir a la base de la columna moverse verticalmente hacia arriba o hacia abajo sin restriccin, para el caso de una sobre presin interna, o asentamiento diferencial del fondo.165

Seccin 6- Diseo (Techo) La columna debe tener guas en su base que impidan el movimiento lateral de la misma, estas guas no deben soldarse directamente a la lamina del fondo.

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Seccin 6- Diseo (Techo)

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Seccin 6- Diseo (Techo)

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Seccin 6- Diseo (Techo) TECHO CONICO AUTO SOPORTADODebe cumplir con los siguiente requerimientos: < 37 grados (pendiente = 9:12). > 9,5 grados (pendiente = 2:12).

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Seccin 6- Diseo (Techo) Donde: = ngulo de los elementos del cono con respecto a la horizontal, en grados. D = Dimetro nominal de la envolvente del tanque en(pie). T = La mayor de la combinacin de las cargas (lb/pie2) de la siguiente ecuacin:

D = Dimetro nominal de la envolvente del tanque en (pie). rr = Radio del techo en (pie). T = La mayor de la combinacin de las cargas (lb/pie2) de la siguiente ecuacin:

170

Seccin 6- Diseo (Techo) El rea de Participacin de la junta envolvente-techo ser determinado usando la Figura -2 y debe ser igual o mayor a el siguiente valor:

Donde: DL = Cargas muertas. Lr = Cargas viva mnima en el techo. S = Nieve. Pe = Presin externa de diseo

171

Seccin 6- Diseo (Techo) Techo auto soportado tipo domo y tipo sombrilla.Deben cumplir los siguientes requerimientos: Radio mnimo = 0,8 D Radio mximo = 1,2 D.

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Seccin 6- Diseo (Techo)D = Dimetro nominal de la envolvente del tanque en (pie). rr = Radio del techo en (pie). T = La mayor de la combinacin de las cargas (lb/pie2) de la siguiente ecuacin.

Donde: DL = Cargas muertas. Lr = Cargas viva mnima en el techo. S = Nieve. Pe = Presin externa de diseo173

Seccin 6- Diseo (Techo) Participacin del rea en la junta envolvente-techo es igual o exceder lo siguiente:

174

Seccin 6- Diseo (Boquillas techo) Registros de hombre en el techo.Deben estar de acuerdo con la Figura 8.14 y con la Tabla 17. Si se espera se efecten trabajos a travs de estos registros mientras el tanque est en operacin, se recomienda se refuerce la estructura del techo alrededor de los registros de hombre.

175

Seccin 6- Diseo (Boquillas techo)

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Tabla 17 Boquillas bridadas en el techo. Dimensiones en mm (pulg)

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Figura 8.19 Soporte para cables de andamios

182

Seccin 6- Diseo (Columna) Espesores mnimos requeridos. El espesor mnimo de los miembro estructural incluyendo su corrosin permisible sobre el lado o lados expuestos, no debe ser menor que 6 mm (1/4 pulg); estos son: columnas, ngulos atirantadores, vigas, o atiesadores, los cuales por su diseo normalmente resisten fuerzas axiales de compresin y 4 mm (0,17 pulg) para cualquier otro miembro estructural. Mxima relacin de esbeltez. Para columnas, la relacin de esbeltez l/rc no debe exceder su valor de 180. Para otros miembros a compresin, el valor de l/r no debe exceder de 200 y para todos los dems miembros, excepto los tensores, debido a que el diseo se fundamenta sobre fuerza de tensin, el valor l/r no debe exceder de 300.

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Seccin 6- Diseo (Columna)Donde: l = Longitud libre (pulg). rc = Mnimo radio de giro de la columna, (pulg). r = Radio de giro que gobierna, (pulg).

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Seccin 6- Diseo (Columna) Cuando no se especifique cargas laterales sobre las columnas y la columna no este considerada por la especificacin del AISC como un elemento esbelto, la siguiente ecuacin para el limite de compresin puede ser usada en lugar de las ecuaciones de la especificacin AISC cuando l/r excede de 120 y el esfuerzo de cedencia de la columna (FY) es menor que o igual a 248,2 MPa (36000 lbf / pulg2). Cuando l/r es menor que o igual a C c:

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Seccin 6- Diseo (Columna)

Donde: Fa = Esfuerzo a la compresin permisible (lbf/pulg2). FY = Esfuerzo de cedencia del material (lbf/pulg2). E = Modulo de elasticidad, (lbf/pulg2). l = Longitud libre de la columna, (pulg). r = Mnimo radio de giro de la columna,(pulg).

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Seccin 6- Diseo (Techo) Cuando l/r excede Cc :

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Seccin 6- Diseo (Venteo) Ventilacin de tanques.Los tanques diseados de acuerdo a esta norma, deben tener ventilacin en techo fijo para prevenir ambas condiciones normales (resultado de los requerimientos operacionales y carga atmosfrica) y condiciones de emergencia (resultado de la exposicin de un fuego externo). Tanque con techo fijo y techo flotante satisface estos requerimientos cuando ellos cumplen con los requisitos de circulacin de ventilacin indicados a continuacin:188

Seccin 6- Diseo (Venteo) Determinacin de los requisitos de venteo. Se debe establecer para cualquiera de las siguientes condiciones del tanque:1. Succin de aire debida al vaciado del contenido del tanque a gasto mximo. 2. Succin de aire debida a la contraccin y condensacin de los vapores provocada por un ascenso en la temperatura. 3. Expulsin de gases debida al llenado del tanque a gasto mximo y a la evaporacin mxima causada por dicho flujo. 4. Expulsin de gases debida a la expansin y evaporacin causada por la elevacin mxima de la temperatura (expulsin trmica). 5. Expulsin de gases debida a exposicin de fuego.

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Seccin 6- Diseo (Venteo) Requisitos de capacidad normal de venteo. Se calcula sin que exceda la presin o vaco de operacin que se pueda aplicar regularmente a un tanque, sin causarle daos fsicos o deformacin permanente. Debe ser como mnimo la suma de los requerimientos de venteo para el lquido en movimiento, ms los efectos trmicos ambientales. Succin (rompimiento de vaco). La capacidad necesaria para un tanque que contenga hidrocarburos lquidos, debe ser equivalente a 15,8 m3 (560 pies3) de aire atmosfrico por cada 15,9 m3/h (100 barriles/h 4200 gal/h) de descarga mxima, incluida la descarga por gravedad a otros tanques.190

Seccin 6- Diseo (Venteo) Por efecto de temperatura para un tanque con capacidad conocida que contenga hidrocarburos lquidos, debe ser como mnimo la mostrada en la columna Succin de la Tabla 43. Resultante de la evaporacin de un hidrocarburo lquido cuyo punto de inflamacin sea de 38C (100F) o mayor, debe ser equivalente a (600 pies3/h) de aire atmosfrico por cada 15,9 m3/h (100 barriles/h 4200 gal/h) de gasto mximo, para el llenado del tanque.

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Seccin 6- Diseo (Venteo) Resultante de la evaporacin de un hidrocarburo lquido cuyo punto de inflamacin est debajo de 38C(100F), debe ser equivalente a 1200 pies3/h de aire atmosfrico por cada 15,9 m3/h (100barriles/h 4200 gal/h) de gasto mximo, para el llenado del tanque. Por efecto de temperatura incluida la evaporacin, para un tanque con capacidad conocida que contenga hidrocarburo lquido con un punto de inflamacin de 38C (100F) o mayor, debe ser como mnimo la mostrada en la columna correspondiente a Expulsin (presin interior) de la Tabla 43.

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Seccin 6- Diseo (Venteo) Por efecto de la temperatura incluida la evaporacin para un tanque con capacidad conocida que contenga hidrocarburo lquido con un punto de inflamacin abajo de 38C (100F) debe ser como mnimo la mostrada en la columna correspondiente Expulsin (presin interior) de la Tabla 43.

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Seccin 6- Diseo (Venteo)

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Seccin 6- Diseo (Venteo) Capacidad necesaria de venteo (expulsin) de emergencia. Cuando los tanques de almacenamiento queden expuestos al fuego, la capacidad de venteo de emergencia puede exceder la resultante de la combinacin de los efectos trmicos normales y llenado o descarga de hidrocarburos lquidos. En dichos casos, el tipo de construccin del tanque determina la capacidad adicional de venteo necesaria.

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Seccin 6- Diseo (Venteo) Tanques con la unin techo-envolvente, dbil. En tanques de techo fijo con la unin entre el techo y la envolvente dbil (soldadura sencilla de filete con tamao mximo de 3/16 pulg , dicha unin fallar antes de que fallen otras juntas y la sobrepresin se relevar si la capacidad normal de venteo es insuficiente. En tanques fabricados bajo estas especificaciones, no es necesario suministrar ningn venteo de emergencia adicional.

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Seccin 6- Diseo (Venteo) Tanques con la unin techo-envolvente, fuerte. Se debe utilizar el siguiente procedimiento para hacer la evaluacin de la capacidad de venteo de emergencia necesaria cuando el tanque quede expuesto al fuego. Para tanques diseados para operar a presiones de 6,89 kPa (1 lb/pulg2) manomtrica o menores, la capacidad total de venteo se debe determinar de acuerdo a la Tabla 44 (no se requiere ningn incremento en la capacidad de venteo para tanques con una superficie mojada expuesta, mayor de 260 m (2800 pies).

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Seccin 6- Diseo (Venteo) Para tanques de almacenamiento diseados para presiones arriba de 6,89 kPa (1 lb/pulg2) man. y menores del 103,4 kPa (15 lb/pulg2), el valor total de venteo se debe determinar de acuerdo con la Tabla 44. Sin embargo,cuando el rea de la superficie mojada expuesta es mayor de 260 m2(2800 Pies2), el valor total de venteo de emergencia debe calcularse con la siguiente ecuacin:

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Seccin 6- Diseo (Venteo)SCFH = Requerimientos de venteo, en pies cbicos estndar por hora de aire.70,5 = Factor para convertir las libras de vapor a pies cbicos estndar de aire. Q = Entrada de calor total, en BTU/hora ( con la superficie mojada calculada, A en pies2). L = Calor latente de vaporizacin en condiciones de desfogue, en BTU/lb. M = Peso molecular del vapor que es desfogado. Donde: La constante 1107 se deriva de la ecuacin anterior, substituyendo 21000 BTU/hora para Q, y el calor latente de vaporizacin L, y el peso molecular M, para el hexano (144 BTU/lb y 86,17, respectivamente).199

Seccin 6- Diseo (Venteo)

200

7-FABRICACIN Cuando se requiera enderezar materiales, se debe hacer aplicando presin o por cualquier otro mtodo que no ocasione desperfectos al material, esta prohibido el uso de calor o golpe (martilleo) para este tipo de trabajo, a no ser que el material se mantenga a la temperatura de forjado durante el proceso de enderezado. Materiales usados como ayuda durante la fabricacin (Marcadores, lubricantes, adhesivos) no deben tener efectos nocivos en la integridad de la estructura del tanque.

201

7-FABRICACIN Los bordes de laminas pueden ser cortados, maquinados, refrentados, o cortados con oxicorte. El uso de corte esta limitado para laminas utilizadas en juntas a tope, a un espesor mximo de 10mm (3/8), y para laminas utilizadas en juntas traslapadas a un espesor mximo de 5/8. Cuando los bordes de las laminas sean cortadas mediante el uso de oxicorte, la superficie resultante debe ser uniforme y suave libre de escoria. Los bordes circunferenciales de las laminas del techo y fondo deben ser cortados manualmente.202

7-FABRICACIN La fig 6-1 da criterios para el conformado de la laminas a la curvatura del tanque antes de instalarlas. El conformado de la lamina al tiempo que se instalan en el tanque, es permitido si se encuentra dentro de los parmetros establecidos en la figura 6-1, o si el comprador esta de acuerdo con este procedimiento.

203

7-FABRICACIN

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7-FABRICACIN Todas las laminas y miembros estructurales cortados en taller, deben ser marcados antes de ser enviados a la obra. Las laminas y el material del tanque debe ser cargado adecuadamente para su envo a la obra, las piezas pequeas cono pernos,niples, tuercas, y otros accesorios pequeos deben ser embalados en cajas. Cualquier material o prefabricado que no cumpla con los requerimientos del cdigo, puede ser rechazado por el inspector del comprados, y esta pieza o material no puede ser usado durante la obra.

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7-FABRICACIN Se debe inspeccionar visualmente todas las laminas del tanque para detectar signos de laminacin, si se detecta una laminacin se deben realizar pruebas de ultrasonido para determinar el rea afectada, y rechazar o realizar las reparaciones del caso.

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8-ERECCIN - FONDO Antes de iniciar la construccin del fondo del tanque se debe efectuar una revisin topogrfica de la base y sus pendientes, ya que deformaciones de esta se harn notar en abombamientos en el fondo. Al iniciar la colocacin de la lamina del fondo se debe determinar con toda exactitud el centro y el dimetro del tanque, para ello se traza con un elemento que resalte como cal, tiza, etc., una vez determinado el centro se coloca sobre este la primera lamina central del tanque y sobre esta nuevamente se marca el centro observando la orientacin de las laminas de acuerdo al plano.

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8-ERECCIN - FONDO Se siguen tendiendo todas las laminas del centro hacia fuera teniendo en cuenta que la prxima lamina vaya quedando traslapada por debajo de la anterior siempre en el sentido de la pendiente de la base. El traslapo de las pendientes del fondo ser de un mnimo de 1. Como norma general al disearse el fondo de un tanque se deben utilizar al mximo laminas enteras, con el fin de evitar soldaduras injustificadas. Se deben puntear con soldadura las laminas que se van distribuyendo, para que estas no se corran y desalineen.

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8-ERECCIN - FONDO Se recomienda redondear las puntas de las laminas para evitar abultamientos pronunciados y dar una mejor penetracin a los cordones de soldadura. Teniendo las laminas del fondo correctamente distribuidas y aseguradas unas a otras con puntos de soldadura, se procede a iniciar la soldadura general del fondo. Las soldaduras traslapadas de la unin cilindro-fondo deben aplanarse sobre matriz, con el fin de facilitar que el primer anillo quede a un solo nivel. Algunas veces por el mal manejo de las laminas estas sufren algunos desperfectos que hacen obligatorio el uso de rigidizadores para aplanarlas al momento de armar el fondo.209

8-ERECCIN - FONDO Los rigidizadores pueden ser canales, chicagos, orejas, cuadrantes, y punzones. Se recomienda que el inicio de las soldaduras se haga cuando exista la mxima temperatura en el medio ambiente. En esta forma minimiza los abombamientos. Soldado el fondo del tanque, se procede a colocar el o los sumideros. Antes de instalar el sumidero se deben probar sus soldaduras con tintas penetrantes con el fin de tener la certeza que por estas no hay escape. Se procede a realizar posteriormente prueba con cmara de vacio y espuma jabonosa a una presin de 6 a 16 de agua de vacio.

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8-ERECCIN - CUERPO Antes de iniciar el montaje de las laminas del cuerpo deber soldarse por la parte convexa por lo menos tres cuadrantes cerca de las juntas verticales, alineadas con la otra lamina adyacente, para instalar los chicagos. Las distancia a la orilla de lamina, sern de acuerdo a la medida de los chicagos, para que puedan encajar los punzones. Tambin debern soldarse orejas a la altura donde irn colgadas las mnsulas para el andamio. Despus de izadas y punteadas las laminas del cilindro se procede a aplicarles soldadura, iniciando las soldaduras verticales por la parte exterior del tanque, dejando una junta intermedia sin soldar, este procedimiento hace que las laminas en sus juntas verticales se deformen temporalmente hacia adentro.

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8-ERECCIN - CUERPO Se deben limpiar las soldaduras de escoria por la parte interior del tanque. Se terminan de soldar las juntas intermedias, y se esmerilan. Se procede a soldar las lminas por la parte interna en sus juntas verticales, las laminas regresan nuevamente a su puesto conservando la forma cilindra. Se debe tener presente que al armar el primer anillo las juntas verticales no coincidan con las juntas del fondo. Esta revisin se debe hacer con anterioridad en los planos. Se deben revisar orientacin de manholes, boquillas.212

8-ERECCIN - CUERPO Se debe verificar alturas de los manholes y boquillas del fondo a el centro de estos. Las soldaduras horizontales contraen en el aproximadamente cada 200Pies de circunferencia para espesores entre 1 y 7/8. Las soldaduras verticales contraen en el aproximadamente 2 cada 200Pies de circunferencia. Para el montaje del segundo anillo se colocarn los espaciadores de espesor equivalentes a la luz que debe quedar para la soldadura tanto horizontales como verticales. La primera lamina se soporta con vientos o puntales tanto interior como exteriormente y se aploma.

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8-ERECCIN - CUERPO Terminado el primer anillo y sin soldar se verifica dimetro, permetro y verticalidad. Cuando se trata de armar el casco para un tanque de techo flotante la diferencia de espesores se debe dejar para el lado exterior. Eso evita trancones y desgaste del sello del techo al subir o bajar ste. Terminadas las soldaduras del casco se suelda de ltimo la interseccin casco-fondo, dejando aproximadamente un pie sin soldar en 4-6 puntos equidistantes, para que fluya el agua lluvia, estos se soldaran tan pronto se instalar el techo.

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8-ERECCIN - TECHO Despus de soldado el ngulo bocel, se marcan segn los planos la distancia entre cartelas, y se procede a puntear las cartelas al casco y ngulo bocel. Si el tanque es pequeo, y solo lleva una columna central, se utiliza un malacate, o cabrestante. Se levanta la columna central y se sostiene con vientos Se levantan los cabios y correas y se coloca la tornillera, los tornillos deben quedar flojos. Despus de instaladas las correas, se aploma la columna y se aprieta la tornillera Se suelan completamente las cartelas.

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8-ERECCIN - TECHO Suelde las guas en la zapata inferior de la columna central.

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8-ERECCIN

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8-ERECCIN(Herramientas para montaje)

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9-PRUEBAS PRUEBA HIDROSTATICA. Durante la realizacin de la prueba hidrosttica la temperatura del metal del tanque no debe estar por debajo de la temperatura de diseo del metal. El tanque debe ser llenado a el mximo nivel del liquido de diseo.

Las ratas de llenado y vaciado del tanque deben ser las siguientes:224

9-PRUEBAS

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9-PRUEBAS La prueba hidrosttica debe desarrollarse antes de conectar cualquier tubera permanente a el tanque. MEDIDA DE ASENTAMIENTO. Los puntos de referencia para la medicin de asentamiento deben espaciados en intervalos iguales alrededor del cilindro, y la mxima distancia de separacin entre ellos debe ser de 10 mts. El mnimo numero de puntos de referencia en el cilindro deben ser ocho. El instrumento de nivel para la medicin de asentamiento debe tener una separacin mnima del tanque de 1,5 veces el dimetro de este.226

9-PRUEBAS 1. 2. 3. 4. 5. Se requieren seis juegos de lecturas de asentamiento. Antes de iniciar la prueba hidrosttica. Con el tanque lleno a del nivel de prueba. Con el tanque lleno a del nivel de prueba. Con el tanque lleno a del nivel de prueba. 24 horas despus de haber llenado el tanque al mximo nivel de prueba. Despus de haber desocupado el tanque de agua.

6.

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9-PRUEBAS Ningn asentamiento diferencial mas grande de en 32 Pies de circunferencia, o un asentamiento uniforme de mas de 2 debe ser aceptado. Se deben tomar medidas internas de asentamiento de fondo antes y despus de la prueba hidrosttica.

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9-PRUEBAS PRUEBAS RADIOGRAFICA. La inspeccin radiogrfica se requiere para soldaduras a tope en el cilindro, soldaduras a tope en el anillo anular, y soldaduras a tope en los registros de limpieza a ras de piso. La inspeccin radiogrfica no se requiere para laminas del techo, laminas del fondo, soldadura del ngulo bocel tanto al techo como al cilindro, soldadura de unin del cilindro al fondo. Los siguientes son los requerimientos de radiografa para juntas verticales.

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9-PRUEBAS Para juntas en tanques cuyo espesor de lamina es menor que o igual a 3/8, se debe hacer un spot radiogrfico por los primeros 10 Pies de soldadura terminada, de cada tipo de soldadura, de cada espesor, de cada operario de soldadura, sin tener en cuenta la cantidad de soldadores un spot radiogrfico debe hacerse por cado 100 Pies de longitud de soldadura. El 25% de las radiografas deben tomarse en las intercepciones vertical-horizontal.

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CALIFICACIN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA ESPECIFICACIONES DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA(WPS) Es un documento escrito que da las directrices a el soldador o operario de soldadura para realizar soldaduras de produccin de acuerdo con los requerimientos del codigo. En otras palabras especifica las condiciones bajo las cuales debe realizarse la soldadura. Estas condiciones son las siguientes: 1. Metal base que se va a soldar 2. Tipo de proceso de soldadura (smaw) manual 3. Diseo de junta

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CALIFICACIN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA4. 5. 6. 7. 8. Material de aporte (Soldadura) Precalentamiento o poscalentamiento Progresion de soldaduras Equipo de soldadura a usar Caracteristicas electricas y tecnicas. Estas condiciones enumeras arriba se conocen como variables esenciales del proceso.

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CALIFICACIN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA CALIFICACIN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA.(PQR) El proposito de la calificacin del procedimiento de soldadura, es determinar que la soldadura propuesta para la construccin es capaz de proveer las propiedades requeridas para su aplicacin, la calificacin del procedimiento de soldadura establece las propiedades de la soldadura, no la habilidad del soldador. El PQR es el documento donde se registra el proceso de soldadura, la consecucin del cupon de prueba, y los resultados de la prueba.

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CALIFICACIN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Como minimo este documento debe contener las variables esenciales y cualquier otra informacin especifica.

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CALIFICACIN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA POSICIONES DE PRUEBA PARA SOLDADURAS DE

RANURA EN LAMINAS.

POSICIN 1G. La lamina se encuentra en un plano horizontal y el metal se deposita por encima. POSICIN 2G. La lamina esta en un plano vertical con el eje de la soldadura en posicin horizontal. POSICIN 3G. Lamina en posicin vertical plana con el eje de soldadura vertical236

CALIFICACIN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA POSICIN 4G. Lamina en posicin horizonal plana con el material de soldadura depositado desde abajo.

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CALIFICACIN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA

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CALIFICACIN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA POSICIONES DE PRUEBA PARA SOLDADURAS DE FILETE EN LAMINAS. POSICIN 1F. Lamina colocada de tal forma que el material de soldadura es depositado con su eje horizonal y su garganta vertical. POSICIN 2F. Lamina colocada de tal forma que el material de soldadura es depositado con su eje horizontal en el lado superior de la supeficie horizontal, y contra la superficie vertical.

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CALIFICACIN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Posicin 3F. Lamina colocada de tal forma que la soldadura es depositada con su eje vertical. Posicin 4F. Lamina colocada de tal forma que la soldadura es depositada con su eje horizontal sobre el lado inferior de la superficie horizontal y contra la superficie vertical.

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CALIFICACIN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA TIPOS DE PRUEBAS PRUEBAS DE TENSIN.Se realizan para determinar el ultimo esfuerzo de tensin de la junta soldada a ranura.

PRUEBAS DE DOBLES.Se realizan para determinar el grado de ductilidad de la soldadura.

PRUEBAS DE TENACIDAD.Se realizan para determinar la tenacidad de las soldaduras.241


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