Memoria de Calculo estanque

8/19/2019 Memoria de Calculo estanque

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Milan 1046 Recreo 2B Rancagua, Rancagua, Chile · el : 09-8023197 · e-mail : [email protected]

Introducción

La presente memoria fue solicitada por el Sr. Fernando Herrera con el fin deverificar un estanque de 3000 Lt. para almacenamiento de combustible, elcual se posicionara horizontalmente y en cota bajo el nivel de terreno. Elestanque está fabricado en acero al carbono y ha sido soldado bajo lanormativa BS 2594 de 1975 y el objetivo es revisar que este cumpla con eldiseño de esta norma.

Alcance de la Norma

La normativa presentada cubre el diseño para equipos enterrados y sobrepiso con silletas de suportación.Este estándar es aplicable para operación normal de temperaturas desde - 10a 150º C fuera de esto los materiales podrían necesitar consideracionesespeciales.La máxima presión interna de trabajo permisible por esta normativa es de0.40 bar (5.8 PSI),

Las dimensiones del equipo deben ser consideradas de acuerdo a la Tabla1A. Dimensions and capacities of horizontal underground and above-grounds storage tanks with dished and flanged ends.


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Tolerancias de Fabricación.

Las tolerancias en cualquier punto del diámetro del equipo no debe exceder el0.25% del diámetro del equipo.Las tolerancias de circularidad o cilíndricas no excederán del 1% deldiámetro nominal.Las tolerancias en la longitud del equipo no deben de exceder del 0.5% de ladimensión nominal del equipo (largo)

Cabezales

Los cabezales deben ser realizados (conformados) de acuerdo a la siguientetabla:

Materiales

Todos los materiales para la confección de mantos y cabezales serán deacuerdo a los requerimientos de BS 4360: 1972 Grado 40A para estanquesenterrados y grado 43A para equipos sobre silletas.Todos los elementos de piping utilizados deben cumplir con losrequerimientos de BS 1387 o BS 3601Los pernos estructurales utilizados en el equipo (Manhole, internos, etc.)deben cumplir con los requerimientos de BS 4190

Diseño

Se recomienda que siempre que sea necesaria una costura longitudinal nodebe estar situado en el tercio inferior de un tanque o en la línea de centro dela parte superior.

Manholes

A menos que otra cosa sea especificada el manhole debe estar posicionado a450 mm de un final de manto y debe realizarse según indica en la tabla 3 yfigura 7 de la normativa.Se utilizarán manholes de diámetro interior de 460 mm en tanques de hasta2000 mm de diámetro interior, para tanques sobre 2 metros de DI, se

recomienda utilizar manholes de 600 mm de diámetro interior.


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Los pernos para manholes deben incluir arandelas y tuercas en su respectivodiámetro.

La proyección del cuello de las conexiones no serán menores a 75 mmOrejetas de izaje deben de ser provistas de acuerdo a la figura 8 de estanorma, estas serán utilizadas solo para levantar equipos vacios.Silletas de suporte: serán construidas de acuerdo a la figura 9 y tabla 4 deesta normativa:


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Conexiones:

Una conexión roscada de 4” (combined dip and fill socket (doublé teraped))que cumpla con el requerimiento de BS 1387 y BS 21.

Una cañería de succión flangeada de 50 mm

Una conexión roscada de venteo de 2” que cumpla con el requerimiento deBS 1387 y BS 21.

Fabricación en Taller:Todas las soldaduras a tope deben de tener una garganta no menor alespesor de la placa que está siendo unida al manto a ambos lados o un ladocon backing.

El examen de soldaduras será por medios visuales. E ND como x-rays oultrasonido no conforma un criterio de aceptación para soldaduras en esteestándar.

Pruebas

1.- Prueba de Presión:

Todo tanque después de ser limpiado internamente debe ser probado a unapresión de 0.7 bar (10.15 PSI) medidos en la parte más alta del tanque.Se recomienda que los tanques sean probados hidráulicamente, pero laprueba neumática puede sustituirla a menos que el comprador se oponga.

2.- Prueba Hidráulica:

La presión se elevará lenta y constantemente hasta que la presión de pruebase alcance, este valor se mantendrá mientras se realice la inspección,

después de la prueba el estanque debe de ser secado.

3.- Prueba Neumática:

Se deben de tomar todas las precauciones que permitan salvaguardar alpersonal, basado en la presunción que el tanque puede fallar, se deben deseguir los siguientes pasos:Elevar la presión lentamente hasta 0.7 bar y mantenerla por 5 minutos.Reducir la presión a 0.4 bar y llevar a cabo la inspección asegurándose queen el tanque no se presenten distorsiones, el tanque no debe de ser abordadohasta no reducir la presión a 0.4 bar.


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Desarrollo de los Cálculos.

Normativa BS2594/1975.Estanque Horizontal Enterrado.Volumen Estanque: 10m3Diámetro Interior: 1.815 mmLargo de Manto: 4.000 mmLargo Total: 4.460 mmPresión de Diseño: 10.15 PSITemperatura de operación: 100º CMaterial: Acero al Carbono A-36Corrosión: 1.6 mmFabricación en Taller.

Desarrollo según Normativa BS2594/1975.

Según tabla 1A para un volumen de 10m3, se validan las dimensiones dediámetro interior 1815 mm creciendo con el manto a 4000 entre tangentes. Elespesor del manto y cabezales corresponden a los mínimos valoresaceptables de 6.5 mm (aunque se aceptan planchas de 6 mm (nota 2Protocolo de Análisis y/o ensayos de productos de g as PC Nº 103/1 del 5 deagosto de 1994)


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Para el diseño de los cabezales la normativa nos indica cumplir con la tabla 2A ypara el diámetro elegido de 2000 mm nos solicita la siguiente geometría.

Lo que dependerá de los radios de conformación posibles de encontrar en elmercado.Las dimensiones principales del tanque corresponden a:

El manhole se debe instalar como mínimo a 450 mm del final del mantoSiendo:

D (diámetro interno) = 1815 mm

Shell Length = 4000 – 2*25 = 3950 mm

A (tangent length) = 4000 mm

L (overall length) = 4460 mm

H (external end depth) = 230 mm


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Cabezales:

Siendo:

D (diámetro interno) = 1815 mmR (crown radius) = 2700 mm

r (knuckle radius) = 50 mm

H (Outside depth of end) = 230 mmCapacity of end = 0.399 m3 (399 litres)


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Para DI=1815 mm utilizaremos un manhole de 600 mm, según lo indicado enel punto 8.3.2 Manhole footnote.


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Siendo:

d1 (Diámetro interior del manhole) = 460 mm

tp (espesor mínimo del cuerpo del manhole) = 8 mm

d2 (diámetro de la tapa del manhole) = 570 mm

tf (espesor de la tapa del manhole) = 10 mm

d3 (diámetro del circulo de pernos) = 530 mm

Diámetro de pernos = M16 (5/8”)

Número de pernos = 20


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Orejetas de izaje

Serán ubicadas en el manto, según la siguiente imagen:

Equiespaciada a 2667 mm, desde el centro del equipo a 667 mm cada una

Y las dimensiones corresponden con:


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Conclusiones a la utilización de norma BS2594:1975.

Al no llevar silletas de anclaje estos equipos enterrados pueden serdiseñados bajo esta normativa, manteniendo las máximas presiones dediseño (hasta 10 PSI) aunque para las estructuras se recomienda unexhaustivo control de la pintura para no incurrir en corrosiones indeseables ala operación del tanque.

Si se hace una comparación con el código ASME VIII(última edición) para eldiseño de equipos, en el volumen estudiado (10 m3), la geometría del equipono presenta mayores observaciones, solo en la conformación de loscabezales, según se indica en el presente resumen:

El espesor del manto y cabezales corresponden a los mínimos valoresaceptables de 6.5 mm indicado por BS 2594 (aunque se aceptan planchas de6 mm (nota 2 Protocolo de Análisis y/o ensayos d e productos de gas PC Nº103/1 del 5 de agosto de 1994).

De lo anterior expuesto y del desarrollo de esta memoria de cálculo sevalidan los espesores utilizados en la fabricación del equipo para 10 m3.

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