tanque de almacenamiento (3.1)

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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________2Diseo y Clculo de Tanques de AlmacenamientoContenidoCaptulo1. Generalidades

1.1. Definicin de conceptos1.2. Tipos de tanques1.3. Cdigos aplicables1.4. Tipos de techos1.5. Materiales a emplear en tanques de almacenamiento1.6. Soldadura en tanques de almacenamiento1.7. Boquillas en tanques de almacenamiento1.8. Entradas de hombre y accesorios1.9. Escaleras y plataformas2. Diseo y clculo de tanques de almacenamiento2.1. Consideraciones de diseo2.2. Diseo del fondo

2.3. Diseo y clculo del cuerpo2.4. Diseo y clculo de techos2.5. Diseo y clculo del perfil de coronamiento2.6. Diseo de techos flotantes2.7. Tanques ensamblados en taller3. Clculo por sismo y viento3.1. Clculo por sismo3.2. Clculo por viento4. Clculo por presin manomtrica4.1. Alcance4.2. Clculo de la presin mxima permisible4.3. Clculo de la junta cuerpo-techo4.4. Prueba neumtica

5. Ejemplo Ilustrativo5.1. Planteamiento5.2. Clculo del espesor del tanque5.3. Clculo y seleccin de la estructura5.4. Clculo por sismo5.5. Clculo por viento5.6. Dibujos de referencia


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________3INDICECaptulo1.- Generalidades_____________________________________________________1.1.- Definicin de conceptos____________________________________

1.2.- Tipos de tanques de almacenamiento___________________________1.3.- Cdigos aplicables_________________________________________1.4.- Tipos de techos___________________________________________1.5.- Materiales a emplear en la fabricacin de tanques de almacenamiento__1.6.- Soldadura en tanques de almacenamiento_______________________1.6.1.- Juntas verticales del cuerpo__________________________________1.6.2.- Juntas horizontales________________________________________1.6.3.- Soldaduras de fondo_______________________________________1.6.4.- Juntas de la placa anular____________________________________1.6.5.- Juntas del cuerpo-fondo____________________________________1.6.6.- Juntas para anillos anulares__________________________________1.6.7.- Juntas del techo-perfil de coronamiento________________________

1.6.8.- Recomendaciones para procedimientos de soldaduras_____________1.7.- Boquillas en tanques de almacenamiento_______________________1.7.1.- Boquillas en la pared del tanque______________________________1.7.2.- Boquillas en el techo_______________________________________1.8.- Entradas de hombre y accesorios_____________________________1.8.1.- Entradas de hombre verticales y horizontales____________________1.8.2.- Venteos________________________________________________1.8.3.- Drenes y sumideros_______________________________________1.9.- Escaleras y plataformas_____________________________________1.9.1.- Requerimientos para plataformas y pasillos______________________1.9.2.- Requerimientos para escaleras________________________________2.- Diseo y clculo de tanques de almacenamiento cubiertos bajo el estndar API 6502.1.- Consideraciones de diseo__________________________________

2.2.- Diseo del fondo_________________________________________2.3.- Diseo y Clculo del cuerpo_________________________________2.3.1.- Clculo de espesores del cuerpo por el mtodo de un pie___________2.3.2.- Clculo de espesores del cuerpo por el mtodo del punto de diseovariable________________________________________________2.4.- Diseo y Clculo de techos_________________________________2.4.1.- Diseo y Clculo de techos cnicos autosoportados_______________2.4.2.- Diseo y Clculo de techos tipo domo y sombrilla________________666810101415171717181819222324

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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________42.4.3.- Diseo y Clculo de techos cnicos soportados__________________2.4.3.1.- Esfuerzos permisibles______________________________________


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________52.4.3.2.- Clculo de vigas continuas con carga uniformemente repartida_______2.4.3.3.- Espacios entre largueros, trabes y nmero de largueros_____________2.4.3.4.- Clculo de vigas articuladas con carga uniformemente repartida______2.4.3.5.- Seleccin de trabes y largueros_______________________________

2.4.3.6.- Clculo de columnas con carga axial___________________________2.4.3.7.- Seleccin de columnas_____________________________________2.5.- Diseo y Clculo del perfil de coronamiento para techosautosoportados___________________________________________2.5.1.- Clculo de perfil de coronamiento para tanques sin techo___________2.5.2.- Clculo del perfil de coronamiento para techos soportados__________2.6.- Diseo de techos flotantes abiertos____________________________2.6.1.- Diseo de techos flotantes cubiertos___________________________2.6.1.1.- Requerimientos de diseo___________________________________2.6.1.2.- Diseo de juntas__________________________________________2.6.1.3.- Diseo para tipos de techos especficos_________________________2.6.1.4.- Aberturas y accesorios______________________________________

2.6.2.- Diseo de techos flotantes externos___________________________2.6.2.1.- Requerimientos___________________________________________2.6.2.2.- Diseo de cubiertas especificas_______________________________2.6.2.3.- Diseo del pontn________________________________________2.6.2.4.- Columnas y soportes_______________________________________2.6.2.5.- Pruebas_________________________________________________2.7.- Tanques ensamblados en taller_______________________________2.7.1.- Requerimientos de diseo___________________________________2.7.2.- Diseo y Clculo del cuerpo, techo y perfil de coronamiento_________2.7.3.- Prueba e inspeccin del tanque_______________________________3.- Clculo por sismo y viento___________________________________________3.1.- Clculo por sismo_________________________________________3.1.1.- Momento de volteo_______________________________________

3.1.1.1.- Masa efectiva contenida en el tanque__________________________3.1.1.2.- Coeficientes de fuerzas laterales______________________________3.1.2.- Resistencia a la volcadura___________________________________3.1.3.- Compresin del cuerpo____________________________________3.1.3.1.- Tanques no anclados_______________________________________3.1.3.2.- Compresin mxima permisible del cuerpo______________________3.1.3.3.- Tanques anclados_________________________________________3.2.- Presin de viento_________________________________________3.2.1.- Momento de volteo_______________________________________3.2.2.- Anillo de refuerzo superior o intermedio para viento______________697072737476777778808182828384

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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________64.- Clculo por presin manomtrica______________________________________4.1.- Alcance_________________________________________________4.2.- Clculo de la presin mxima permisible________________________4.3.- Clculo de la junta cuerpo-techo______________________________

4.4.- Prueba neumtica_________________________________________5.- Ejemplo ilustrativo del diseo de un tanque de almacenamiento_______________5.1.- Planteamiento____________________________________________5.2.- Clculo de los espesores del tanque____________________________5.2.1.- Clculo de los espesores del cuerpo___________________________5.2.2.- Seleccin del fondo________________________________________5.3.- Clculo y seleccin de la estructura____________________________5.3.1.- Clculo y seleccin de los largueros____________________________5.3.2.- Clculo y seleccin de trabes_________________________________5.3.3.- Clculo y seleccin de las columnas____________________________5.4.- Clculo por sismo_________________________________________5.5.- Clculo por viento_________________________________________

5.6.- Dibujos de referencia______________________________________103103105105106107107107107109109110

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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________7CAPTULO 1GENERALIDADES1.1. DEFINICIN DE CONCEPTOSA continuacin, definiremos los conceptos ms empleados en el presente libro,

con la finalidad de facilitar su comprensin:BOQUILLA.- Orificio practicado en un tanque para la entrada y/o salida de unfludo o la instalacin de un instrumento de medicin, generalmente son bridadas oroscadas.BRIDA.- Accesorio para acoplamiento de tuberas, que facilita el armado ydesarmado de las mismas.CARGA HIDROSTTICA.- La presin ejercida por un lquido en reposo.CARGA MUERTA.- La fuerza debida al peso propio de los elementos a considerar.CARGA VIVA.- La fuerza ejercida por cuerpos externos, tales como: nieve, lluvia,viento, personas y/o objetos en trnsito, etc.CDIGO.- Conjunto de mandatos dictados por una autoridad competente.

CORROSIN.- Desgaste no deseado, originado por la reaccin qumica entre elfludo contenido y/o procesado y el material de construccin del equipo en contactocon el mismo.EFICIENCIA DE JUNTAS SOLDADAS.- Valor numrico dado por el Cdigo oEstndar correspondiente (Grado de Confiabilidad).ESTNDAR.- Sugerencias para la fabricacin y diseo, originadas por la experiencia.NORMA.- Conjunto de reglas para el dimensionamiento y clculo de accesorios.PRESIN ATMOSFRICA.- Es la producida por el peso del aire y su valor dependede la altura del sitio indicado sobre el nivel del mar.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________8PRESIN DE DISEO.- Es la presin manomtrica considerada para efectuar losclculos.PRESIN DE OPERACIN.- Presin manomtrica a la cual estar sometido eltanque en condiciones normales de trabajo.

PRESIN DE PRUEBA.- Valor de la presin manomtrica que sirva para realizar laprueba hidrosttica o neumtica.RECIPIENTE.- Depsito cerrado que aloja un fludo a una presin manomtricadiferente a la atmosfrica, ya sea positiva o negativa.TANQUE.- Depsito diseado para almacenar o procesar fludos, generalmente apresin atmosfrica o presin internas relativamente bajas.1.2. TIPOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO.Los tanques de almacenamiento se usan como depsitos para contener unareserva suficiente de algn producto para su uso posterior y/o comercializacin. Lostanques de almacenamiento, se clasifican en:1.- Cilndricos Horizontales.

2.- Cilndricos Verticales de Fondo Plano.Los Tanques Cilndricos Horizontales, generalmente son de volmenesrelativamente bajos, debido a que presentan problemas por fallas de corte y flexin.Por lo general, se usan para almacenar volmenes pequeos. Los Tanques CilndricosVerticales de Fondo Plano nos permiten almacenar grandes cantidades volumtricascon un costo bajo. Con la limitante que solo se pueden usar a presin atmosfrica opresiones internas relativamente pequeas.Estos tipos de tanques se clasifican en:- De techo fijo.- De techo flotante.- Sin techo.En esta obra slo trataremos los tanques de techo fijo (autosoportado y

soportado por estructura) y tanques sin techo. Los de techo flotante no se tratarn a


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________9fondo debido a que el diseo de los sistemas de flotacin estn patentados ysolamente los titulares de esas patentes pueden divulgar informacin al respecto.1.3. CDIGOS APLICABLES.En los Estados Unidos de Norteamrica y en muchos otros pases del mundo,

incluyendo el nuestro, el diseo y clculo de tanques de almacenamiento, se basa enlapublicacin que realiza el "Instituto Americano del Petrleo", al que esta institucindesigna como "STANDAR A.P.I. 650", para tanques de almacenamiento a presinatmosfrica y "STANDAR A.P.I. 620", para tanques de almacenamiento sometidos apresiones internas cercanas a 1 Kg / cm2 (14lb / pu lg2 ). El estndar A.P.I. 650slocubre aquellos tanques en los cuales se almacenan fludos lquidos y estn construidosde acero con el fondo uniformemente soportado por una cama de arena, grava,concreto, asfalto, etc, diseados para soportar una presin de operacin atmosfrica o

presiones internas que no excedan el peso del techo por unidad de rea y unatemperatura de operacin no mayor de 93 C (200 F), y que no se usen para serviciosde refrigeracin. Este estndar cubre el diseo y clculo de los elementos lasconstitutivos del tanque. En lista de los materiales de fabricacin, se sugierensecuencias en la ereccin del tanque, recomendacin de procedimientos desoldaduras, pruebas e inspecciones, as como lineamientos para su operacin.A continuacin, mostramos la tabla 1.1 con los diferentes requerimientos dediversos estndares para la fabricacin de tanques de almacenamiento.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________10TABLA 1.1 REQUERIMIENTOS DE DIVERSOS ESTNDARES PARA TANQUES DE FONDO PLANO.Tabla 1.1 A.P.I. 650 A.P.I. 620 A.N.S.I.Bsico Apndice A Apndice F Bsico Apndice R Apndice Q B96.1AWWA

Presin Interna Mxima Atm. Atm. 0.17 Kg/cm2 1 Kg/cm2 1 Kg/cm2 1 Kg/cm2 Atm. Atm.Temperatura Mnima NS (-)28.8C NS (-)45.5C (-)54.4C (-)167C (-)28.8C (-)48.3CTemperatura Mxima 93.3C 93.3C 93.3C 93.3C (-)40C 93.3C 204C RTEspesor Mximo del Cuerpo 44.4 cm. 12.7 cm. 44.4 mm. NS NS NS NS 50.8 mm.Espesor Mnimo del CuerpoD < 15.2 m. 4.76 mm. 4.76 mm. 4.76 mm.15.2 m. < D > 36.5 m. 6.35 mm. 6.35 mm. 6.36 mm.36.5 m. < D > 60.9 m. 7.93 mm. 7.93 mm. 7.93 mm.D > 60.9 m. 9.52 mm. 9.52 mm. 9.52 mm.Espesor Mnmo del Techo 4.76 mm. NS 4.76 mm. 4.76 mm.Espesor Mximo del Techo 6.35 mm. + CA NS 6.35 mm. NSngulo Mnimo de

CoronamientoD < 10.6 m. 50.8 mm. x 50.8 mm. x 4.76 mm. NS 63.5 mm. x 63.5 mm. x 6.35 mm. NS10.6 m. < D > 18.2 m. 50.8 mm. x 50.8 mm. x 6.35 mm. NS 63.5 mm. x 63.5 mm. x 7.93 mm. NSD > 18.2 m. 76.2 mm.x 76.2 mm. x 9.52 mm. NS 76.2 mm. x 76.2 mm.x 9.52 mm. NSNS = Sin Especificacin CA = Corrosin Permisible RT = Temperatura Ambientea) La temperatura puede ser elevada hasta 260o C cuando se cumplen ciertas especificacionesdel material y requerimientos de diseo adicionales.b) Este espesor aplica para tanques con dimetros menores a 6.096 m.c) Este espesor aplica para tanques con dimetros entre 6.096 m. y 36.57 m.d) El espesor mnimo de cualquier placa es 4.76 mm. + corrrosin.e) Para espesores mayores de 50.8 mm. se deben cumplir algunos requerimientos es

pecialesf) Para techos cnicos, el espesor de placa puede ser calibre No. 7.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________111.4. TIPOS DE TECHOS.De acuerdo al estndar A.P.I. 650, clasificaremos los tanques de acuerdo altipo de techo, lo que nos proporcionar el servicio recomendable para stos.1.- 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 fludo, se vagenerando una cmara de aire que facilita la evaporacin del fludo, lo que esaltamente peligroso.Los techos fijos se clasifican en:- Techos autosoportados.- Techos soportados.2.- Techo Flotante.- Se emplea para almacenar productos con altocontenido 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 unmedio aislante para la superficie del lquido, reducir la velocidad de transferenc

iade calor al producto almacenado durante los periodos en que la temperaturaambiental es alta, evitando as la formacin de gases (su evaporacin), yconsecuentemente, la contaminacin del ambiente y, al mismo tiempo se reducenlos riesgos al almacenar productos inflamables.3.- Los Tanques sin Techo.- Se usan para almacenar productos en loscuales no es importante que ste se contamine o que se evapore a la atmsferacomo el caso del agua cruda, residual, contra incendios, etc. El diseo de estetipo de tanques requiere de un clculo especial del anillo de coronamiento.1.5. MATERIALES A EMPLEAR EN TANQUES DEALMACENAMIENTO.Para el mejor diseo, clculo y manufactura de tanques de almacenamientoes importante seleccionar el material adecuado dentro de la variedad de aceros

que existen en el mercado, por lo que a continuacin listamos los materialesms usados con su aplicacin y la tabla 1.2. muestra la agrupacin de los mismos.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________12ESTNDAR A.S.T.M. (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING ANDMATERIALS).A-36.- ACERO ESTRUCTURAL.Slo para espesores iguales o menores de 38 mm. (1 1/2 pulg.). Este

material es aceptable y usado en los perfiles, ya sean comerciales oensamblados de los elementos estructurales del tanque.A-131.- ACERO ESTRUCTURAL.GRADO A para espesor menor o igual a 12.7 mm (1/2 pulg.)GRADO B para espesor menor o igual a 25.4 mm. (1 pulg.)GRADO C para espesores iguales o menores a 38 mm. (1-1/2 pulg.)GRADO EH36 para espesores iguales o menores a 44.5 mm. (1-3/4 pulg.)A-283.- PLACAS DE ACERO AL CARBN CON MEDIO YBAJO ESFUERZO A LA TENSIN.GRADO C Para espesores iguales o menores a 25 mm. (1 pulg.).Este material es el ms socorrido, porque se puede emplear tanto paraperfiles estructurales como para la pared, techo, fondo y accesorios del

tanque.A-285.- PLACA DE ACERO AL CARBN CON MEDIO YBAJO ESFUERZO A LA TENSIN.GRADO C Para espesores iguales o menores de 25.4 mm. (1 pulg.). Es elmaterial recomendable para la construccin del tanque (cuerpo, fondo,techo y accesorios principales), el cual no es recomendable paraelementos estructurales debido a que tiene un costo relativamentealto comparado con los anteriores.A-516.- PLACA DE ACERO AL CARBN PARATEMPERATURAS DE SERVICIO MODERADO.GRADOS 55, 60, 65 y 70. Para espesores iguales o menores a 38mm.(1-1/2 pulg.). Este material es de alta calidad y, consecuentemente, de uncosto 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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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________13A- 53.- GRADOS A Y B. Para tubera en general.A-106.-GRADOS A Y B. Tubos de acero al carbn sin costura paraservicios 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 amboscumplen satisfactoriamente con los requerimientos exigidos por elestndar y la diferencia no es significativa en sus propiedades y costos.A-105.- FORJA DE ACERO AL CARBN PARA ACCESORIOSDE ACOPLAMIENTO DE TUBERAS.A-181.- FORJA DE ACERO AL CARBN PARA USOS ENGENERAL.A-193.- GRADO B7. Material para tornillos sometidos a alta temperaturay de alta resistencia, menores a 64mm. (2-1/2 (pulg.), de dimetro.A-194.- GRADO 2H. Material para tuercas a alta temperatura y dealta resistencia.A-307.- GRADO B. Material de tornillos y tuercas para usos generales.

MATERIALES PARA SOLDADURAPara el soldado de materiales con un esfuerzo mnimo a la tensin menorde 5625 Kg / cm2 (80000lb / pu lg2 ), los electrodos de arco manual deben estarhechos 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.Tambin podrn ser usados otros materiales que sean recomendados porotros Estndares, Cdigos o Normas como: A.S.T.M., A.P.I., CSA (CanadianStandar for Standardization.)


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________14TABLA 1.2. GRUPOS DE MATERIALES.Grupo 1 Rolado Semicalmado Grupo 2 Rolado Calmado ySemicalmadoGrupo 3 Rolado y Calmado

Grano FinoMaterial Notas Material Notas Material NotasA-283-C 2 A-31-B 7 A-573-58A-285-C 2 A-36 2 y 6 A-516-55A-131-A 2 A-422-55 A-516-60A-36 2 y 3 A-422-60 G40.21-260W 9Fe-42-B 4 G40.21-260W Fe-42-D 4 y 9Gdo. 37 3 y 5 Fe-42-C 4 Gdo. 41 5 y 9Gdo. 41 6 Gdo. 41 5 y 8Grupo 3A Normalizado, CalmadoGrano FinoGrupo 4 Rolado Calmado,

Rolado FinoGrupo 4A Rolado y CalmadoGrano FinoMaterial Notas Material Notas Material NotasA-131-CS A-573-65 A-662-CA-573-58 10 A-573-70 A-573-70 11A-516-55 10 A-516-65 G40.21-300W 9, 11A-516-60 10 A-516-70 G40.21-350W 9, 11G40.20-260W 9 y 10 A-662-BFe-42-D 4, 9 y 10 G40.21-300W 9Gdo. 41 5, 9 10 G40.21-350W 9Fe-44-B,C,D 4 y 9Fe-52-C,D 9

Gdo. 44 5 y 9Grupo 5 Normalizado, CalmadoGano FinoGrupo 6 Normalizado, Reducido, Calmado por TemperaturaGano Fino y Reduccin al CarbnMaterial Notas Material NotasA-573-70 10 A-131-EH,36A-516-65 10 A-633-CA-516-70 10 A-537-I 9G40.21-300W 9 y 10 A-537-II 4 y 9G40.21-350W 9 y 10 A-678-AA-678-B 5 y 9A-737-B


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________15NOTAS:1.- Todo lo especificado, nombrado y referido por A.S.T.M. exceptoG40.21 que est especificado por el Estndar de la AsociacinCanadiense, Re 42, Fe 44 y Fe 52 especificado y contenido en ISO

630 y los grados 37, 41 y 44 especificados por el Estndar NacionalAmericano.2.- Debe ser semimuerto y muerto.3.- Espesor menor o igual a 12.7 mm. (1/2 pulg.).4.- Mximo contenido de manganeso de 1.5%.5.- Espesor menor o igual a 19.5 mm. (3/4 pulg.), cuando el rolado escontrolado.6.- Contenido de manganeso de 0.8% a 1.2%, haciendo anlisis de caloren todos los espesores.7.- Espesores menores o iguales a 25.4 mm. (1 pulg.).8.- Debe ser muerto.9.- Debe ser semimuerto y grano fino.

10.- Debe ser normalizado.11.- Debe ser tratado trmicamente, con un mximo de carbn de 0.02%y un mximo de manganeso de 1.6%.1.6. SOLDADURAS EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO.El estndar A.P.I. 650, se auxilia del Cdigo A.S.M.E. seccin IX para darlos alineamientos que han de seguirse en la unin y/o soldado de materiales.El Cdigo A.S.M.E. seccin IX, establece que toda junta soldada deberrealizarse mediante un procedimiento de soldadura de acuerdo a la clasificacinde la junta y que, adems, el operador deber contar con un certificado que loacredite como soldador calificado, el cual le permite realizar cierto tipo desoldaduras de acuerdo con la clasificacin de sta. Una vez realizada la soldadurao soldaduras, stas se sometern a pruebas y ensayos como: ultrasonido,radiografiado, lquidos penetrantes, dureza, etc., donde la calidad de la soldadur

aes responsabilidad del fabricante.Al efectuar el diseo se debern preparar procedimientos especficos desoldadura para cada caso.Los procedimientos de soldadura sern presentados para su aprobacin yestudio antes de aplicar cualquier cordn de soldadura para cada caso en


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________16particular. Este procedimiento debe indicar la preparacin de los elementos asoldar, as como la temperatura a la que se deber precalentar tanto el material deaporte (electrodo, si lo hubiera), como los materiales a unir.Todas las soldaduras sern aplicadas mediante el proceso de arco elctrico

sumergido, arco con gas inerte o electrodos recubiertos. Estos procesos puedenser manuales o automticos. En cualquiera de los dos casos, debern tenerpenetracin completa, eliminando la escoria dejada al aplicar un cordn desoldadura antes de aplicar sobre ste el siguiente cordn.Las soldaduras tpicas entre elementos, se muestran en las figuras 1.1. y1.2. La cara ancha de las juntas en "V" y en "U" podrn estar en el exterior o enel interior del cuerpo del tanque dependiendo de la facilidad que se tenga pararealizar el soldado de la misma. El tanque deber ser diseado de tal forma quetodos los cordones de soldadura sean verticales, horizontales y paralelos, paraelcuerpo y fondo, en el caso del techo, podrn ser radiales y/o circunferenciales.1.6.1. JUNTAS VERTICALES DEL CUERPO.

A) Las juntas verticales debern ser de penetracin y fusin completa, lo cualse podr lograr con soldadura doble, de tal forma que se obtenga la mismacalidad del metal depositado en el interior y el exterior de las partes soldadaspara cumplir con los requerimientos del procedimiento de soldaduras.B) Las juntas verticales no debern ser colineales, pero deben ser paralelasentre s en una distancia mnima de 5 veces el espesor de la placa (5t).


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________17(JUNTAS HORIZONTALES)FIGURA 1.2 DETALLES TPICOS DE SOLDADURAS CIRCUNFERENCIALES(JUNTAS VERTICALES)FIGURA 1.1 DETALLES TPICOS DE SOLDADURAS LONGITUDINALES

DISEO Y CLCULO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________181.6.2. JUNTAS HORIZONTALES.A) Las juntas horizontales, debern ser de penetracin y fusin completa,excepto la que se realiza entre el ngulo de coronamiento y el cuerpo, la cualpuede ser unida por doble soldadura a traslape, cumplimiento con el

procedimiento de soldadura.B) A menos que otra cosa sea especificada, la junta a tope con o sin biselentre las placas del cuerpo, debern tener una lnea de centros o fibra mediacomn.1.6.3. SOLDADURA DEL FONDO.A) SOLDADURAS A TRASLAPE.- Las placas del fondo debern serrectangulares y estar escuadradas. El traslape tendr un ancho de, por lo menos,32mm. (1-1/4 pulg.) para todas las juntas: las uniones de dos o tres placas, comomximo que estn soldadas, guardarn una distancia mnima de 305mm. (1 pie)con respecto a cualquier otra junta y/o a la pared del tanque. Cuando se useplaca anular, la distancia mnima a cualquier cordn de soldadura del interior del

tanque o del fondo, ser de 610mm. (2 pie).Las placas del fondo sern soldadas con un filete continuo a lo largo detoda la unin. A menos que se use un anillo anular, las placas del fondo llevarnbayonetas para un mejor asiente de la placa del cuerpo que son apoyadas sobre elfondo de acuerdo a la Figura 1.4.B) SOLDADURAS A TOPE.- Las placas del fondo debern tener suscantos preparados para recibir el cordn de soldadura, ya sea escuadrando stas ocon biseles en "V". Si se utilizan biseles en "V", la raz de la abertura no deberser mayor a 6.3 mm. (1/4 pulg). Las placas del fondo debern tener punteada unaplaca de respaldo de 3.2 mm. (1/8 pulg) de espesor o mayor que la abertura entreplacas, pudindose usar un separador para conservar el espacio entre las placas.

Cuando se realicen juntas entre tres placas en el fondo del tanque, stas debernconservar una distancia mnima de 305 mm. (1 pie) entre s y/o con respecto a lapared del tanque.1.6.4. JUNTAS DE LA PLACA ANULAR DEL FONDO.La junta radial del fondo de la placa anular deber ser soldada con lasmismas caractersticas expuestas en el punto "B" del prrafo anterior y tener


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________19penetracin y fusin completa. El material de la placa anular ser de las mismascaractersticas que el material del fondo.1.6.5. JUNTA DEL CUERPO-FONDO.A) Para espesores de placa del fondo o de placas anulares que sean de

12.7mm. (1/2 pulg.) o menores son incluir corrosin, la unin entre el fondo y elcanto de las placas del cuerpo tendr que ser hecha con un filete continuo desoldadura que descanse de ambos lados de la placa del cuerpo (Ver Figura 1.4).El tamao de cada cordn, sin tomar en cuenta la corrosin permisible, no sermayor que 12.7mm. (1/2") y no menor que el espesor nominal de la ms delgadade las placas a unir, o menor que los siguientes valores:MXIMO ESPESORDEL TANQUE (mm.)DIMENSIN MNIMADEL FILETE (mm.)4.76> 4.76 - 19.05

> 19.05 - 31.75> 31.75 - 44.454.766.357.939.52B) Para placas anulares de un espesor mayor de 12.7 mm. (1/2 pulg), lajunta soldada deber ser de una dimensin tal que la pierna del filete o laprofundidad del bisel ms la pierna del filete de una soldadura combinada seandel mismo espesor que la placa anular.C) El filete entre cuerpo y fondo para materiales en los grupos IV, IVA, V VI debe realizarse con un mnimo de dos cordones de soldadura (Ver Tabla1.2).

1.6.6. JUNTAS PARA ANILLOS ANULARES.A) Las soldaduras para unir secciones anulares que conformen todo elanillo tendrn penetracin y fusin completa.B) Se usarn soldaduras continuas para todas las juntas que por sulocalizacin puedan ser objeto de corrosin por exceso de humedad o quepuedan causar oxidaciones en la pared del tanque.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________201.6.7. JUNTAS DEL TECHO Y PERFIL DE CORONAMIENTO.A) Las placas del techo debern soldarse a traslape por el lado superior conun filete continuo igual al espesor de las mismas (Ver Figura 1.5).B) Las placas del techo sern soldadas al perfil de coronamiento del tanque

con un filete continuo por el lado superior nicamente y el tamao del filete serigual al espesor ms delgado (Ver Figura 1.5).C) Las secciones que conformen el perfil de coronamiento para techosautosoportados estarn unidas por cordones de soldadura que tenganpenetracin y fusin completa.D) Como una opcin del fabricante para techos autosoportados, del tipodomo y sombrilla, las placas perimetrales del techo podrn tener un doblezhorizontal, a fin de que descansen las placas en el perfil de coronamiento.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________21CUANDO EL FONDO ESTA SOLDADO A TRASLAPEFIGURA 1.4 PREPARACIN DE MATERIAL A SOLDAR ENTRE CUERPO-FONDODISEO Y CALCULO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________22FIGURA 1.5 DETALLES TPICOS DE SOLDADURA DEL TECHOFIGURA 1.3 DETALLES TPICOS DE SOLDADURA DEL FONDODISEO Y CLCULO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________231.6.8. RECOMENDACIONES PARA PROCEDIMIENTOS DESOLDADURAS.Uno de los factores determinantes para el proceso de soldadura son lasdilataciones trmicas porque, al soldar las placas de acero del fondo, casco y

techo, se presentan deformaciones, debido a que el incremento de temperatura esdel orden de 2204C a 13870C (4,000F a 2,500F) dependiendo del procesoque se utilice.Como el coeficiente de expansin o contraccin trmica del material es delorden de 0.01651 mm para cada 38C (100F) se encoger 1.6 mm. (1/16 pulg).Por tanto, si sumamos estas contracciones al dimetro del fondo para tanques degrandes dimensiones o las que se requieran en el casco de un tanque, la magnitudya es considerable.Debido a ello, nos vemos obligados a considerar un procedimiento desoldadura que permita evitar las deformaciones que se presentan, recomendandoque la secuencia de soldado se inicie en el centro del tanque y avance hacia la

periferia del fondo, soldando juntas longitudinales y, a continuacin, las placasdel anillo anular, si stas existieran, dejando pendientes las soldadurastransversales del fondo, mismas que sern terminadas cuando se haya avanzandoen las soldaduras del primer anillo del casco.Las pequeas deformaciones que se permitan en el primer anillo deben serlas mnimas dentro de las tolerancias permitidas por el estndar, de lo contrario,se reflejarn en los ltimos anillos, pero amplificando ms o menos diez veces,por lo que las soldaduras verticales del casco deben ser alternadas y por elprocedimiento de retroceso para obtener una verticalidad y circularidadaceptable.El procedimiento debe llevar un estricto control de las dimensiones delcasco, a medida que se van montando las placas de cada anillo, pero tomando encuenta que las ltimas soldaduras de cierre debern ser siempre a una hora tal del

da que se tenga la misma temperatura medida directamente sobre la superficiedel material, a fin de controlar la expansin trmica que en grandes tanquespuede llegar a ser del orden de 38mm. (1 1/2 pulg). Por supuesto que se usarntodos los herrajes que requiera el procedimiento con el objeto de mantenercorrectas las dimensiones y llevando un registro minucioso de las mismas paradecidir, en el momento, oportuno, las correcciones pertinentes, debido a alguna


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________24desviacin fuera de tolerancia. Tambin se recomienda dejar una placa del primeranillo sin soldar para ser utilizada como puerta, la cual slo se remover en casoabsolutamente necesario para acceso de material o equipo, con la condicin deque est hecha la primera soldadura horizontal, excepto tres pies, mnimo a cada

lado de dicha puerta y que lateralmente se tengan instaladas canales de refuerzode 304.8 mm (12 pulg) de longitud. Para su terminacin, se seguir el mtodoexplicado para las placas principales.Para aplicar la soldadura de filete entre el primer anillo y la placa anular ola placa del fondo, se debe precalentar una longitud de 304.8mm. (12 pulg.) haciaarriba del primer anillo a una temperatura de 100 C a 150 C.Las soldaduras de traslape de las placas del techo slo se harn por la parteexterior y solamente donde existan zonas de flexin se recomendarn puntos desoldadura a cada 304.8mm. (12 pulg.) en su parte interior, porque la doblesoldadura es ms perjudicial que benfica, ya que, por el tipo de soldadura a

realizar (posicin sobre cabeza), ser muy difcil evitar el socavado que reduce elespesor de la placa.Con el fin de verificar si una soldadura ha sido bien aplicada, se utilizarnvarias formas de inspeccin. Entre ellas estn el radiografiado, la prueba delquidos penetrantes y, en ocasiones, el ultrasonido. La prueba ms comnmenteutilizada es la de radiografiado, la cual puede ser total o por puntos.Tambin es necesario realizar pruebas de dureza en las soldadurashorizontales y verticales que se efectan durante la construccin del tanque y,muy especialmente, en las soldaduras reparadas, as como tambin en las zonascercanas a estos cordones.1.7. BOQUILLAS EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO.Todos los tanques de almacenamiento debern estar provistos deboquillas, las que a continuacin se enlistan como las mnimas requeridas que

debern ser instaladas en los tanques de almacenamiento.1.- Entrada (s) de producto (s).2.- Salida (s) de producto (s).3.- Drene (con o sin sumidero).4.- Venteo (s).5.- Entrada (s) de hombre.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________256.- Conexiones para indicador y/o control de nivel.1.7.1. BOQUILLAS EN LAS PAREDES DEL TANQUE.Las boquillas bridadas y/o roscadas, podrn ser de acuerdo a las Figuras1.6. y 1.7. y Tablas 1.3.1., 1.3.2. y 1.3.3. o tipo SLIP ON, WELDING NECK,

LAP JOINT Y TIPO PAD de un rango de 10.5 Kg./cm.2), cuando el usuario aslo solicite.Todas las boquillas de 76mm (3 pulg.) de dimetro y mayores deberncontar con una placa de refuerzo de acuerdo a lo especificado en la Tabla 1.3.1.,con el fin de absorber la concentracin de esfuerzos debidos a la perforacinhecha al tanque y/o a los esfuerzos producidos por la carga que presenta la lneade la boquilla en cuestin, la cual contar con un barreno de 6.3mm (1/4 pulg.)de dimetro roscado con cuerda NPT para boquillas menores de 356mm(14pulg.) de dimetro nominal y con dos barrenos para boquillas mayores, con lafinalidad de que por ellos salga la acumulacin de gases al realizar la soldaduray

para que, posteriormente, se realice una prueba de hermeticidad.Las dimensiones y detalles especificados en las figuras y tablas son paraboquillas instaladas con sus ejes perpendiculares a las placas del tanque. Cuandolas boquillas son instaladas con un ngulo diferente de 90 respecto a las placasdel tanque en el plano horizontal, estarn provistas de una placa de refuerzo quetenga un ancho de acuerdo a lo especificado en las tablas 1.3.1. (W o Do), que seincrementa de acuerdo al corte de las placas del tanque (dimensin Dp) por pasarde circular a elptica cuando se realiza una instalacin angular.En el caso de que sean boquillas de 76 mm. (3 pulg.) de dimetro, (omenores), que tengan un servicio exclusivo de instrumentacin o que nopresenten carga debida a la lnea, podrn colocarse en un ngulo no mayor de 15

con respecto al plano vertical y no llevarn una placa de refuerzo.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________26FIGURA 1.6 DETALLES DE BOQUILLAS BRIDADASBOQUILLAS BRIDADAS DE 76mm. Y MAYORESDISEO Y CLCULO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________27FIGURA 1.7 BOQUILLAS BRIDADAS DEL CUERPODISEO Y CLCULO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________28TABLA 1.3.1. DIMENSIONES PARA CUELLOS DE BOQUILLAS.ElevacinMnima alCentro de

BoquillaTamaodeBoquillaDimetroExteriordel tuboEspesorNominal dela BoquillaPared delTubo n

DimetroInterior dela PlacadeRefuerzoDRLongitud,Lado oDimetro dela Placa deRefuerzoL=DoAncho

de laPlaca deRefuerzoWProyeccinExteriorMnimo J TipoRegularHNTipoBajaC1219 1219 e 1222 2457 2972 406 1321 12291168 1168 e 1171 2356 2845 406 1270 11781117 1117 e 1121 2254 2724 381 1219 11271067 1067 e 1070 2153 2604 381 1168 10761016 1016 e 1019 2051 2483 381 1118 1025965 965 e 968 1949 2356 356 1067 974914 914 e 917 1848 2235 356 1016 924864 864 e 867 1746 2114 330 965 873813 813 e 816 1645 1994 330 914 822762 762 e 765 1543 1867 305 864 771711 711 e 714 1441 1746 305 813 720660 660 e 663 1340 1625 305 762 670610 610 12.7 613 1257 1524 305 711 629

559 559 12.7 562 1156 1403 279 660 578508 508 12.7 511 1054 1283 279 610 527457 457 12.7 460 952 1162 254 559 476


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406 406 12.7 409 851 1035 254 508 425356 356 12.7 359 749 914 254 457 375305 324 12.7 327 685 838 229 432 343254 273 12.7 276 584 717 229 381 292203 219 12.7 222 483 590 203 330 241152 168 11 171 400 495 203 279 200102 114 8.5 117 305 387 178 229 152

76 89 7.6 92 267 343 178 203 13351 60 5.5 63 (---) (---) 152 178 8938 48 5.1 51 (---) (---) 152 152 7676 102 cople 105 286 362 (---) 229 14351 73 cople 76 (---) (---) (---) 178 7638 56 cople 59 (---) (---) (---) 152 7625 40 cople 43 (---) (---) (---) 127 7619 33 cople 36 (---) (---) (---) 102 76


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________29NOTAS:a) Para tubos extra reforzados en tamaos menores y hasta 305 mm (12pulg.), consulte el estndar API 5L. Para tamaos mayores que 305 mm(12 pulg.), a 610mm (24 pulg.), consulte la ltima edicin del ASTM A53

A106 para otros espesores de pared.b) El ancho de la placa del cuerpo deber ser lo suficientemente grande paracontener la placa de refuerzo.c) Las boquillas debern estar localizadas a la mnima distancia, pero debecumplir con los lmites requeridos, a menos que otra cosa se especifiquepor el usuariod) Las dimensiones HN dadas en esta tabla, son slo para diseoscorrespondientes a tanques ensamblados en taller.e) Ver tabla 13.2. columna 2.f) Las boquillas roscadas mayores de 76 mm (3 pulg.) de dimetrorequieren placa de refuerzo.g) Las boquillas bridadas o roscadas de 51 mm (2 pulg.) de dimetro menor

no requieren placa de refuerzo (De); ser el dimetro de la boquilla en elcuerpo y la soldadura (A), ser como se especifica en la tabla 1.3.2.columna 6. Las placas de refuerzo pueden ser usadas, an cuando nosean necesarias.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________30TABLA 1.3.2. DIMENSIONES PARA CUELLOS DE BOQUILLAS,TUBOS, PLACAS Y SOLDADURASAncho del Filete deEspesores del Soldadura (A)

cuerpo y placarefuerzo t y TEspesor Mnimo dePared de Tubos deBoquillas Bridadas nDimetro MximoDp igual al DimetroExterior de TubomasAncho delFilete deSoldadura

bBoquillasMayores de2 pulg. L -DoBoquillasde 2 pulg.o MenoresW4.76 12.7 15.87 4.76 6.35 6.356.35 12.7 15.87 6.35 6.35 6.357.93 12.7 15.87 7.93 6.35 6.359.52 12.7 15.87 9.52 6.35 6.35

11.11 12.7 15.87 11.11 6.35 6.3512.7 12.7 15.87 12.7 6.35 7.9314.28 12.7 19.05 14.28 6.35 7.9315.87 12.7 19.05 15.87 7.93 7.9317.46 12.7 19.05 17.46 7.93 7.9319.05 12.7 19.05 19.05 7.93 7.9320.63 12.7 19.05 20.63 9.52 7.9322.22 12.7 19.05 22.22 9.52 7.9323.81 12.7 19.05 23.81 9.52 7.9325.4 12.7 19.05 25.4 11.11 7.9326.98 14.28 19.05 26.98 11.11 7.9328.57 14.28 19.05 28.57 11.11 7.9330.16 15.87 19.05 30.16 12.7 7.9331.75 15.87 19.05 31.75 12.7 7.9333.33 17.46 19.05 33.33 12.7 7.9334.92 17.46 19.05 34.92 14.28 7.9336.51 19.05 19.05 36.51 14.28 7.9338.1 19.05 19.05 38.1 14.28 7.9339.68 20.63 19.05 38.1 14.28 7.9341.27 20.63 19.05 38.1 15.87 7.931.68 22.22 19.05 38.5 15.87 7.9344.45 22.22 19.05 38.1 15.87 7.93


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________31NOTAS:a) Si el espesor de la placa de refuerzo en el cuerpo es mayor que elrequerido, servir de aporte para soportar la carga hidrosttica delfludo, el exceso de espesor en la placa, incluyendo la distancia vertical,

ambas arriba y abajo de la lnea de centros de la boquilla en elcuerpo del tanque, igual a la dimensin vertical de la boquilla en elcuerpo del tanque debern ser consideradas como aporte de refuerzoy el espesor T de la placa de refuerzo de la boquilla podr ser reducidosegn corresponda. En ese caso, la soldadura de refuerzo y deaseguramiento debern estar conforme a los lmites de diseo de losrefuerzos en la abertura del cuerpo especificado.b) Esta columna se aplica a boquillas bridadas con dimetro de 1,219 a660mm. (48 a 26 pulg.), consultar materiales.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________321.3.3. DIMENSIONES PARA BRIDAS DE BOQUILLASDiametro del AgujeroDimetro Mnimo delHub Punto de

Tamao SoldaduradeBoquillaEspesorMnimode BridaQDimetroExteriorde laBrida ADimetro

de la CaraRealzadaDDimetrodeCrculodeBarrenosCNmerodeAgujerosDimetro

delAgujerosDimetrode losTornillosSORFDimetroexteriordel Tubomas BTipoCuelloSoldableB1TipoDeslizable(SORF) ETipoCuelloSoldableE11219 69.85 1511 1359 1422 44 41.27 38.1 6.35 a b c1168 68.26 1460 1295 1365 40 41.27 38.1 6.35 a b c1117 66.67 1403 1245 1314 40 41.27 38.1 6.35 a b c1067 66.67 1346 1194 1257 36 41.27 38.1 6.35 a b c

1016 63.5 1289 279 1200 36 41.27 38.1 6.35 a b c965 60.32 1238 1073 1149 32 41.27 38.1 6.35 a b c914 60.32 1168 1022 1085 32 41.27 38.1 6.35 a b c


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864 58.73 1111 959 1029 32 41.27 38.1 6.35 a b c813 57.15 1060 908 978 28 41.27 38.1 6.35 a b c762 54.05 984 857 914 28 34.92 31.75 6.35 a b c711 52.38 927 794 864 28 34.92 31.75 6.35 a b c660 50.8 870 743 806 24 34.92 31.75 6.35 a b c610 47.62 813 692 749 20 34.92 31.75 4.82 a b c559 46.03 749 641 692 20 34.82 31.75 4.82 a b c

508 42.86 698 584 635 20 31.75 28.57 4.82 a b c457 39.68 635 533 577 16 31.75 28.57 4.82 a b c406 47.62 597 470 540 16 28.57 25.4 4.82 a b c356 34.92 533 413 476 12 28.57 25.4 4.82 a b c305 31.75 483 381 432 12 25.4 22.22 3.3 a b c254 30.16 406 324 362 12 25.4 22.22 3.3 a b c203 28.57 343 270 298 8 22.22 19.05 2.54 a b c152 25.4 279 216 241 8 22.22 19.05 2.54 a b c102 23.81 229 157 190 8 19.05 15.87 1.52 a b c76 23.81 190 127 152 4 19.05 15.87 1.52 a b c51 19.05 152 92 121 4 19.05 15.87 1.78 a b c38 17.46 127 73 98 4 15.87 12.7 1.78 a b c

Notas:Las dimensiones y caractersticas de las bridas slip-on y welding-neck condimetro de 38 a 508 mm (1 a 20 pulg.) y la de 610 mm (24 pulg.) sonidnticas a lo especificado en ANSI B16.5 para clase 150 en bridas de acero. Lasdimensiones y caractersticas para bridas con dimetros de 762, 914, 1067, y 1219mm (30, 36, 42, y 48 pulg.) estn unificadas con ANSI b16.1 para clase 125 debridas de acero forjado; las dimensiones de las bridas mayores pueden estarconforme a ANSI/API 605.1. Bl = Dimetro interior del tubo.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________332. E = Dimetro exterior del tubo + 2nEl = Dimetro exterior del tubo.1.7.2. BOQUILLAS EN EL TECHO.Las boquillas del techo pueden estar conforme a las Figuras 1.8. y 1.9. y

Tablas1.4. o a bridas SLIP-ON Y WELDING NECH, las cuales estn deacuerdo con los requerimientos de la clase 10.5 Kg/cm.2 (150) para bridasforjadas de acero al carbn de cara realzada en ANSI B16.5.Las bridas tipo anillo sern conforme a todas las dimensiones de las bridasSLIP-ON, excepto en la extensin del HUB, que puede ser omitido. Lasboquillas bridadas o roscadas con dimetro de 152 mm (6 pulg.) y menores norequieren placa de refuerzo, a menos que as lo solicite el usuario.Se recomienda que todas las boquillas no sean mayores de 305 mm (12pulg.) de dimetro, excepto las entradas hombre.Los sumideros y conexiones en el fondo tendrn particular atencin parael relleno y compactacin del suelo para prevenir asentamientos irregulares deltanque, as como para las conexiones y soportes, que tendrn que ser calculadas

para confirmar la resistencia del arreglo contra las cargas estticas y dinmicas, ascomo de flexin y esfuerzos permisibles.Las conexiones y arreglos mostrados pueden variar para llevar a cabo lautilidad y servicio de los mismos, por lo que el usuario aprobar dichos arreglosque el fabricante proporcionar.TABLA 1.4.DIMENSIONES PARA BOQUILLAS BRIDADAS EN ELTECHO (mm.)Dimensin Nominalde la BoquillaDimetroExterior delTubo

Dimetro deAgujero delTecho y Placade Refuerzo DpProyeccin Mnimade la Boquilla HnDimetroExterior de laPlaca Dr305 324 330 152 610254 273 279 152 559203 219 225 152 457157 168 171 152 381102 114 117 152 27976 89 92 152 229


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________3451 60 64 152 17838 48 51 152 127TABLA 1.4.2. DIMENSIONES PARA BOQUILLAS ROSCADAS YCOPLES EN EL TECHO (mm.)

DimensionNominal de laBoquillaDimetroNominal delCopleDimetro del Agujero delTecho y Placa de RefuerzoDpDimeto Exterior de la Placa deRefuerzo Dr305 305 362 610

254 254 152 559203 203 251 457152 152 191 381102 102 136 27976 76 104 2292 51 76 17838 38 59 12725 25 44 11419 19 36 102NOTA:Las placas de refuerzo no se requieren para boquillas iguales o menores de152mm (6 pulg.) de dimetro, a menos de que as se especifique.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________35FIGURA 1.9 BOQUILLAS ROSCADAS DEL TECHOFIGURA 1.8 BOQUILLAS BRIDADAS DEL TECHODISEO Y CLCULO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________361.8. ENTRADA HOMBRE Y ACCESORIOS.1.8.1. ENTRADAS HOMBRE HORIZONTALES Y VERTICALES.Los tanques de almacenamiento contarn, por lo menos con una entradahombre en el cuerpo o en el techo con la finalidad de poder realizar limpieza,

revisiones o reparaciones en el interior del tanque. Los registros que se coloquenen la pared del tanque debern estar acorde con las figuras 1.10., 1.11. y tablas1.5.1., 1.5.2., 1.5.3., 1.5.4. y 1.5.5. (o, en su defecto, con las Tablas 1.3.).Las entradas hombre contarn con una placa de refuerzo segn lo muestrala figura, la cual tendr dos barrenos de 6.3 mm. de dimetro con cuerda NPTpara prueba, quedando stos sobre las lneas de centro verticales u horizontales yabiertos a la atmsfera. En caso de que la entrada hombre se encuentre localizadaen el techo, se habilitar de acuerdo a la Figura 1.12. y Tabla 1.6.1.8.2. VENTEOS.Los tanques de almacenamiento contarn con una boquilla exclusiva para

venteo, la que tendr que ser diseada y calculada, con la finalidad de que dentrodel tanque no se genere presin interna al ser llenado o vaciado, el cual debecolocarse de ser posible, en la parte ms alta del tanque.1.8.3. DRENES Y SUMIDEROS.Los tanques de almacenamiento tambin debern contar con una boquillapor lo menos para el drenado de lodos, la cual podr estar al ras del fondo,dirigidas a un sumidero o por debajo del tanque, como se muestran en las Figuras1.14., 1.15., 1.16. y Tablas 1.8., 1.9.Los sumideros y conexiones en el fondo tendrn particular atencin parael relleno y compactacin del suelo para prevenir asentamientos irregulares deltanque, as como para las conexiones y soportes, que tendrn que ser calculadaspara confirmar la resistencia del arreglo contra las cargas estticas y dinmicas, a

scomo de flexin y esfuerzos permisibles.Las conexiones y arreglos mostrados pueden variar para llevar a cabo lautilidad y servicio de los mismos, por lo que el usuario aprobar dichos arreglosque el fabricante proporcionar.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________37FIGURA 1.10 (ENTRADA HOMBRE)DISEO Y CLCULO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________38REGISTRO HOMBRE BOQUILLAS(ENTRADAS-HOMBRE Y BOQUILLAS)TIPOS DE INJERTOS PARA PLACAS DE REFUERZOREGISTRO HOMBRE O BOQUILLAS


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________39TABLA 1.5.1. ESPESOR DEL CUELLO, TAPA PLANA Y BRIDA DE LAENTRADA DE HOMBRE (mm.)Espesor Mnimo de la Tapa Plana Espesor mnimo del cuello y brida delregistro

AlturaMximadelTanquePresinHidrosttica(Kg/cm2) Registrode 508Registrode 610Registrode 762

Registrode 914Registrode 508Registrode 610Registrode 762Registrode 9146400 0.64 7.93 9.52 11.11 12.7 6.35 6.35 7.93 9.528230 0.82 9.52 11.11 12.7 14.28 6.35 7.93 9.52 11.119754 0.97 9.52 11.11 14.28 15.87 6.35 7.93 11.11 12.7

12192 1.21 11.11 12.7 15.87 17.46 7.93 9.52 12.7 14.2813716 1.37 12.7 14.28 15.87 19.05 9.52 11.11 12.7 15.8716459 1.64 12.7 14.28 17.46 20.63 9.52 11.11 14.28 17.4619812 1.98 14.28 15.87 19.05 22.22 11.11 12.7 15.87 19.0522860 2.28 15.87 17.46 20.63 23.81 12.7 14.28 17.46 20.63NOTA:Presin hidrosttica debida a la columna de agua.TABLA 1.5.2. DIMENSIONES DE ENTRADAS DE HOMBRE DE 508mm.(mm.)Placa de refuerzo Dimetro Interior deArmado del RegistroEspesorMnimo delCuello delRegistro yPlaca deRefuerzo ty TRadioAproximado R LongitudDimetro L=DoAnchoWDimetro

Constantedel AnilloHembra IDr


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DimetroConstantedel AnilloMacho IDpEspesorMnimo delCuello

Ensamblado4.76 4.76 1168 1397 575 508 4.766.35 6.35 1168 1397 571 508 6.357.93 7.93 1162 1391 568 508 6.359.52 9.52 1156 1378 565 508 6.3511.11 11.11 1149 1365 562 508 6.3512.7 12.7 1143 1359 559 508 6.3514.28 14.28 1136 1346 556 508 6.3515.87 15.87 1136 1346 552 508 6.3517.46 17.46 1130 1333 549 508 6.3519.05 19.05 1123 1327 546 508 6.3520.63 20.63 1117 1314 542 508 6.35

22.22 22.22 1124 1314 539 508 9.5223.81 22.22 1124 1321 536 508 11.1125.4 25.4 1130 1327 533 508 11.1126.98 25.4 1137 1333 530 508 11.1128.57 25.4 1137 1333 527 508 12.730.16 25.47 1143 1340 524 508 14.2831.75 25.4 1143 1340 521 508 15.8733.33 25.4 1149 1346 517 508 15.8734.92 25.4 1149 1346 514 508 17.4636.51 25.4 1156 1352 511 508 17.4638.11 25.4 1156 1352 508 508 19.05


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________40NOTAS:El dimetro del crculo de barrenos es de 667mm. (26.25 pulg.), dimetroexterior de la cubierta 730mm. (28 3/4 pulg.).a) Si la placa usada en el cuerpo es ms gruesa que el espesor

requerido para estar sometido ste a carga hidrosttica delproducto, el exceso de espesor en la placa, considerando lasdistancias verticales tanto arriba como abajo de la lnea de centros dela abertura en la placa del tanque igual a la dimensin de laabertura en el cuerpo del tanque, puede ser considerada como unrefuerzo y el espesor o de la placa de refuerzo del registrodecrecer en proporcin. En ese caso, el refuerzo, como la soldadura deaseguramiento, deber estar conforme a los lmites para refuerzos deboquillas del cuerpo.b) El refuerzo deber ser agregado si el espesor del cuello es menor al quese muestra en la columna. El espesor mnimo del cuello deber ser elespesor de la placa del cuerpo o el espesor permisible al terminado de la

boquilla atornillable (ver tabla 1.5.1.) el que sea ms delgado, pero enningn caso el espesor del cuello deber ser menor al espesorindicado en la columna 7. Si el espesor del cuello del registro esmayor que el requerido, la placa del refuerzo podr ser ms delgada deacuerdo con los lmites especificados.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________41TABLA 1.5.3 DIMENSIONES DE ENTRADAS HOMBRE DE 610 mm.(mm.)Placa de refuerzo Dimetro Interior deArmado del Registro

EspesorMnimo delCuello delRegistro y placade refuerzo t yTRadioAproximadoR LongitudDimetroL=DoAncho

WDimetroConstantedel AnilloHembra IDrDimetroConstantedel AnilloMacho IDpEspesorMnimo delCuelloEnsamblado

4.76 4.76 1372 1651 676 610 4.766.35 6.35 1372 1644 667 610 6.357.93 7.93 1365 1638 670 610 6.359.52 9.52 1359 1625 667 610 6.3511.11 11.11 1359 1625 663 610 6.3512.7 12.7 1352 1613 660 610 6.3514.28 14.28 1346 1600 657 610 6.3515.87 15.87 1340 1594 654 610 6.3517.46 17.46 1333 1581 574 610 6.3519.05 19.05 1333 1581 648 610 6.3520.63 19.05 1327 1314 644 610 6.3522.22 22.22 1327 1568 641 610 7.9323.81 22.22 1327 1568 638 610 11.1125.4 25.4 1340 1581 635 610 11.1126.98 25.4 1340 1581 632 610 11.1128.57 25.4 1346 1587 629 610 12.730.16 25.4 1346 1587 625 610 14.2831.75 25.4 1352 1593 616 610 14.2833.33 25.4 1352 1593 619 610 15.8734.92 25.4 1359 1600 616 610 15.8736.51 25.4 1359 1600 613 610 17.4638.1 25.4 1365 1606 610 610 19.05NOTAS:El dimetro del crculo de barrenos es de 68mm. (30.25 pulg.), dimetroanterior de la cubierta 832mm. (32 3/4 pulg.).

a) Si la placa usada en el cuerpo es ms gruesa que el espesor requeridopara estar sometido ste a carga hidrosttica del producto, elexceso de espesor en la placa, considerando las distancias


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verticales, tanto arriba como abajo de la lnea de centros de laabertura en la placa del tanque igual a la dimensin de la abertura enel cuerpo del tanque, puede ser considerada como un refuerzo y elespesor (T) de a placa de refuerzo, del registro decrecer en proporcin.En ese caso, el refuerzo, como la soldadura de aseguramiento, deberestar conforme a los lmites para refuerzos de boquillas del cuerpo.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________42b) El refuerzo deber ser agregado si el espesor del cuello es menor a el quese muestra en la columna. El espesor mnimo del cuello deber serel espesor de la placa del cuerpo o el espesor permisible alterminado de la boquilla atornillable (ver Tabla 1.5.1.), el que sea ms

delgado, pero en ningn caso el espesor del cuello deber ser menoral espesor indicado en la columna 7. Si el espesor del cuello delregistro es mayor que el requerido, la placa del refuerzo podr ser msdelgada de acuerdo con los lmites especificados.TABLA 1.5.4 DIMENSIONES DE ENTRADAS HOMBRE DE 762 mm.(mm.)Placa de refuerzo Dimetro interior dearmado del registroEspesorMnimo delCuello delRegistro y

Placa deRefuerzo ty TRadioAproximado R LongituddimetroL=DoAnchoWDimetroconstantedel anillohembra IDr

Dimetroconstantedel anillomacho IDpEspesormnimo delcuelloensamblado4.76 4.76 1676 2013 829 762 4.766.35 6.35 1676 2013 826 762 6.357.93 7.93 1670 2000 822 762 7.939.52 9.52 1670 2000 819 762 7.9311.1 11.1 1657 1981 816 762 7.9312.7 12.7 1657 1981 813 762 7.9314.2 14.2 1651 1969 810 762 7.9315.8 15.8 1632 1956 806 762 7.9317.4 17.4 1638 1949 803 762 7.9319 19 1638 1949 800 762 7.9320.6 19 1632 1937 797 762 7.9322.2 22.2 1632 1937 794 762 7.9323.8 22.2 1632 1937 791 762 11.125.4 25.4 1645 1949 787 762 11.126.9 25.4 1645 1949 784 762 11.128.5 25.4 1651 1956 781 762 12.730.2 25.4 1651 1956 778 762 14.2

31.7 25.4 1657 1962 775 762 14.233.3 25.4 1657 1962 772 762 15.834.9 25.4 1664 1969 768 762 15.8


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36.5 25.4 1664 1969 765 762 17.438.1 25.4 1670 1975 762 762 19NOTAS:El dimetro del crculo de barrenos es de 921mm. (36.25 pulg.), dimetroexterior de la cubierta 984mm. (38 3/4 pulg.)


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________43a) Si la placa usada en el cuerpo es ms gruesa que el espesor requeridopara estar ste sometido a carga hidrosttica del producto, exceso deespesor en la placa, considerando las distancias verticales tanto arriba comoabajo de la lnea de centros de la abertura en la placa del tanque igual a la

dimensin de la abertura en el cuerpo del tanque, puede ser consideradacomo un refuerzo y el espesor de la placas de refuerzo del registrodecrecer en proporcin. En ese caso, el refuerzo, como la soldadura deaseguramiento, deber estar conforme a los lmites para refuerzos deboquillas del cuerpo.b) El refuerzo deber ser agregado si el espesor del cuello es menor alque se muestra en la columna. El espesor mnimo del cuello deberser el espesor de la placa del cuerpo; el espesor permisible al terminadode la boquilla atornillable (ver Tabla 1.5.1.) el que sea ms delgado, peroen ningn caso el espesor del cuello deber ser menor al espesorindicado en la columna 7. Si el espesor del cuello del registro esmayor que el requerido, la placa del refuerzo podr ser ms delgada de

acuerdo con los lmites especificados.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________44TABLA 1.5.5. DIMENSIONES DE ENTRADAS HOMRE DE 914mm. (mm.)Placa derefuerzoDimetro interior de armado

Espesor mnimo del registrodel cuello delregistro y placade refuerzo t y TRadioaproximadoRLongituddimetroL=DoAnchoW

Dimetroconstantedel anillohembra IDrDimetroconstante deancho delanillo machoIDPEspesormnimo delcuelloensamblado

4.76 4.76 1981 2381 981 914 4.766.35 6.35 1981 2381 978 914 6.357.93 7.93 1975 2369 975 914 7.939.52 9.52 1975 2369 972 914 9.5211.1 11.1 1962 2350 968 914 9.5212.7 12.7 1962 2350 965 914 9.5214.2 14.2 1956 2337 962 914 9.5215.8 15.8 1937 2324 959 914 9.5217.4 17.4 1943 2318 956 914 9.5219 19 1943 2311 953 914 9.5220.6 19 1937 2305 949 914 9.5222.2 22.2 1937 2305 946 914 9.5223.8 25.4 1937 2305 943 914 11.125.4 25.4 1949 2318 940 914 11.126.9 25.4 1949 2318 937 914 11.128.5 25.4 1956 2324 921 914 12.730.1 25.4 1956 2324 930 914 14.231.7 25.4 1926 2330 927 914 14.233.3 25.4 1962 2330 924 914 15.834.9 25.4 1969 2337 921 914 15.836.5 25.4 1969 2337 918 914 17.438.1 25.4 1975 2318 914 914 19NOTAS:El dimetro del crculo de barrenos es de 1073 mm. (42.25 pulg.),dimetro exterior de la cubierta 1136 mm. (44 3/4 pulg.)

a) Si la placa usada en el cuerpo es ms gruesa que el espesorrequerido para estar sometido ste a carga hidrosttica del producto, elexceso de espesor en la placa, considerando las distancias


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verticales tanto arriba como abajo de la lnea de centros de la aberturaen la placa del tanque igual a la dimensin de la abertura en el cuerpodel tanque puede ser considerada como un refuerzo y el espesor dela placa de refuerzo del registro decrecer en proporcin. En esecaso, el refuerzo como la soldadura de aseguramiento deber estarconforme a los lmites para refuerzos de boquillas del cuerpo.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________45b) El refuerzo deber ser agregado si el espesor del cuello es menor ael que se muestra en la columna. El espesor mnimo del cuellodeber ser el espesor de la placa del cuerpo o el espesor permisible alterminado de la boquilla atornillable (ver Tabla 1.5.1.) el que sea ms

delgado, pero en ningn caso el espesor del cuello deber ser menoral espesor indicado en la columna 7. Si el espesor del cuello delregistro es mayor que el requerido, la placa del refuerzo podr ser msdelgada de acuerdo con los lmites especificados.TABLA 1.6. DIMENSIONES PARA ENTRADAS HOMBRE SOBRE ELTECHODimetro delEmpaqueDimetroNominalDimetroInterior

delCuelloIDDimetroExteriorde laTapaPlanaDimetroCrculodeBarrenosDb

NmerodeTornillos Interior ExteriorDimetrodel Agujeroen el Techoy Placa deRefuerzoDpDimetroExteriorde laPlaca deRefuerzoDr610 610 762 698 20 610 762 625 1168508 508 660 597 16 508 660 524 1067NOTA:Ver figura 1.12.TABLA 1.8. DIMENSIONES PARA SUMIDEROS (mm.)DimetroNominaldel TuboDimetrodel

SumideroAProfundidad


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delSumidero BDistancia delCentro del Tubo dela Pared delTanque (mm) CEspesor de

las Placasdel SumiderotEspesorMnimodel TuboEspesorMnimode laBoquilla152 1524 914 2590 11.11 6.35 10.97102 1219 610 2057 9.52 6.35 8.56

76 914 457 1524 9.52 6.35 7.6251 610 305 1067 7.93 5.54 5.54NOTA:Ver figura 1.14.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________46TABLA 1.9. CONEXIONES POR DEBAJO DEL FONDODimetroNominalde la

Boquilla DB/2 E F G H J K L W/2 T ST1219 1067 813 1219 1473 2032 305 1829 3404 1448 15.8 ST8WF18.01067 991 711 1067 1372 1778 305 1727 3200 1372 15.8 ST8WF18.00914 914 635 914 1270 1549 305 1626 2997 1295 15.8 ST8WF18.0762 838 533 762 1143 1295 305 1499 2743 1219 15.8 ST6WF13.5610 762 457 610 1041 1067 305 1397 2540 1143 15.8 ST6WF13.5457 686 381 508 940 889 305 1295 2337 1067 15.8 ST6WF13.5305 610 305 457 864 762 305 1194 2159 991 15.8 ST6WF13.5230 559 254 406 8133 660 305 1143 2057 940 15.8 ST6WF8.5152 533 229 356 762 584 305 1117 1981 914 15.8 ST6WF8.5NOTA:

Para los dimetros no mostrados, o la extensin de cualquier dimensinpueden ser usadas a previo diseo.a) Aplica a la Figura 1.15., para tanques con una altura iguales o mayor de19500 mm. (64 pies) usar placas de 19.05 mm. (3/4 pulg.) y nunca unespesor menor que el de la placa anular.b) Otros componentes o secciones podrn tener soportes para cargasexternas.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________521.9. ESCALERAS Y PLATAFORMAS.Las escaleras, plataformas y barandales tienen la finalidad de situar alpersonal que as lo requiera en una zona del tanque que necesite de constantemantenimiento o supervisin, generalmente sobre el techo donde se localizan

diversas boquillas y la entrada hombre, adems de brindar proteccin y seguridadal personal.1.9.1. REQUERIMIENTOS PARA PLATAFORMAS Y PASILLOS(ESPECIFICADO POR A.P.I. 650)1.- Todos los componentes debern ser metlicos.2.- El ancho mnimo del piso ser de 610mm. (24 pulg.).3.- Todo el piso deber ser de material antiderrapante.4.- La altura del barandal a partir del piso ser de 1,067mm. (42 pulg.).5.- La altura mnima del rodapi ser de 76mm. (3 pulg.).6.- El mximo espacio entre el suelo y la parte inferior del espesor dela placa del pasillo ser de 6.35mm. (1/4 pulg.).7.- La altura del barandal central ser aproximadamente la mitad dela

distancia desde lo alto del pasillo a la parte superior del barandal.8.- La distancia mxima entre los postes del barandal deber ser de1168mm. (46 pulg.).9.- La estructura completa tendr que ser capaz de soportar una cargaviva concentrada de 453 Kg. (1,000 lb), aplicada en cualquierdireccin y en cualquier punto del barandal.10.- Los pasamanos estarn en ambos lados de la plataforma, yestarn interrumpidos donde sea necesario para un acceso.11.- Cualquier espacio mayor de 152mm. (6 pulg.) entre el tanque y laplataforma deber tener pis


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________5312.- Los corredores de los tanques que se extienden de un lado alotro del suelo o a otra estructura debern estar soportados de talmanera que tenga un movimiento relativo libre de las estructurasunidas por los corredores; sta puede estar acompaada por una

firme atadura del corredor a los tanques, adems del uso de unajunta corrediza o de dilatacin en el puente de contacto entre elcorredor y el otro tanque (este mtodo permite que en caso de queun tanque sufra ruptura o algn movimiento brusco, el otro no resultedaado).1.9.2. REQUERIMIENTOS PARA ESCALERAS.(ESPECIFICADO POR A.P.I. 650)1.- Todas las partes de la escalera sern metlicas.2.- El ancho mnimo de las escaleras ser de 610mm. (24 pulg.).3.- El ngulo mximo entre las escaleras y una lnea horizontal ser de 50.4.- El ancho mnimo de los peldaos ser de 203mm. (8 pulg.). Laelevacin ser uniforme a todo lo largo de la escalera.

5.- Los peldaos debern estar hechos de rejilla o material antiderrapante.6.- La superior de la reja deber estar unida al pasamanos de la plataformasin margen y la altura, medida verticalmente desde el nivel del peldaohasta el borde del mismo de 762 a 864mm. (30 pulg. a 34 pulg.).7.- La distancia mxima entre los postes de la rejilla medidos a lo largo dela elevacin de 2,438mm. (96 pulg.).8.- La estructura completa ser capaz de soportar una carga vivaconcentrada de 453 Kg. (1,000 lb), y la estructura del pasamanos deberser capaz de soportar una carga de 90Kg. (200 lb), aplicada en cualquierdireccin y punto del barandal.9.- Los pasamanos debern estar colocados en ambos lados delas escaleras rectas; stos sern colocados tambin en ambos lados


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________54de las escaleras circulares cuando el claro entre cuerpo-tanque y loslargueros de la escalera excedan 203mm. (8 pulg.).10.- Las escaleras circunferenciales estarn completamente soportadasen el cuerpo del tanque y los finales de los largueros apoyados en el piso.


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________55CAPTULO 2DISEO Y CLCULO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO2.1. CONSIDERACIONES DE DISEOPara el diseo y clculo de tanques de almacenamiento, el usuario deber

proporcionar los datos y la informacin necesaria para llevar a cabo el proyecto.La informacin mnima requerida (condiciones de operacin y de diseo) es:volumen, temperatura, peso especfico del lquido, corrosin permisible,velocidad del viento, coeficientes ssmicos de la zona, etc. Dado que es el queconoce con exactitud las caractersticas tanto del fluido que desea almacenar y ellugar donde se ha de instalar dicho tanque, por lo que el fabricante no debersuponer estas condiciones, y si as fuera, el fabricante tiene la obligacin deinformar al usuario, quien tiene la responsabilidad de autorizar o no lascondiciones expuestas por la compaa constructora.As tambin el usuario establecer la magnitud y direccin de las cargasexternas que pudieran ocasionar deformaciones en el tanque, con el fin de

disear los elementos involucrados con este.El sobre espesor por corrosin que especificar el usuario se incluir encuerpo, fondo, techo y estructura, y slo se agrega al final del clculo de cada unode los elementos del tanque, debido a que la agresividad qumica no es lo mismopara el fluido en estado lquido o gaseoso y en algunos casos hasta para los lodos.El usuario podr especificar el material a utilizar en el tanque, as como elde sus componentes. El fabricante y/o diseador podr sugerir los materialesrecomendables en cada caso para que el usuario los apruebe.El fabricante tiene la obligacin de cumplir con todas las especificaciones yNormas que marca el estndar y que acuerde con el usuario, las cuales sernsupervisadas y evaluadas por el personal que designe el usuario.

2.2. DISEO DEL FONDO


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________56El diseo del fondo de los tanques de almacenamiento depende de las siguientesconsideraciones:Los cimientos usados para soportar el tanque, el mtodo que se utilizarpara desalojar el producto almacenado, el grado de sedimentacin de slidos en

suspensin, la corrosin del fondo y el tamao del tanque. Lo que nos conduceal uso de un fondo plano, donde la resistencia permisible del suelo deber ser porlo menos de 1,465 Kg / cm2 (3,000lb / pie2 ).Los fondos de tanques de almacenamiento cilndricos verticales songeneralmente fabricados de placas de acero con un espesor menor al usado en elcuerpo. Esto es posible para el fondo, porque se encuentra soportado por unabase de concreto, arena o asfalto, los cuales soportarn el peso de la columna delproducto; adems, la funcin del fondo es lograr la hermeticidad para que elproducto no se filtre por la base.Tericamente, una placa delgada de metal calibre 16. (1.52) o menor es

capaz de soportar la flexin y la carga de compresin que se genera en la periferiadel fondo por el peso del cuerpo que descansa sobre esta seccin, pero paraprevenir deformaciones al soldar, se usarn placas que tengan un espesor mnimonominal de 6.3mm. (1/4 pulg.), 49.8 Kg /m2 (10.2lb / pie2 ) excluyendo cualquiercorrosin permisible especificada por el usuario.El fondo tendr que ser de un dimetro mayor que el dimetro exterior deltanque, por lo menos, 51mm. (2 pulg.) ms en el ancho del filete de soldadura dela unin entre cuerpo y el fondo. Las placas con las que se habilite el fondodebern tener preferentemente un ancho de 1,829mm. (72 pulg.) con unalongitud comercial que el fabricante obtenga en el mercado, la cual puedamanejar en su taller o en campo sin problemas.El cuerpo del tanque puede estar soportado directamente por el fondo o

por una placa anular.Generalmente los fondos se forman con placas traslapadas, esto se hacecon el fin de absorber las deformaciones sufridas por el fondo si las placas fueransoldadas al tope.Cuando se requiere el uso de la placa anular, sta deber tener un anchoradial (en cm.) de acuerdo a lo que indique la frmula siguiente, pero no menorde 610mm. (24 pulg.) entre el interior del tanque y cualquier cordn desoldadura, dejando de proyeccin exterior 51mm. (2 pulg.).


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________57( )0.52,153HGA = tb

DONDE:tb = Espesor de la placa anular (cm.).H = Nivel mximo de diseo del lquido (cm.).G = Densidad relativa del lquido a almacenar (en ningn caso menor de1).El espesor de la placa anular no ser menor al listado en la tabla 1.2 ms lacorrosin permisible especificada.La forma exterior de la placa anular debe ser circular y por el interiortendr la forma de un polgono regular con el nmero de lados igual a la cantidadde segmentos que conforman el anillo.Tabla 2.1 Espesor mnimo del fondo y placa anular (milmetros)Esfuerzo Calculado para Prueba Hidrosttica en el Primer

Espesor Mnimo (mm) del Anillo del Cuerpo (Kg/cm2)Primer Anillo del Cuerpo


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________58empleadas en la fabricacin del fondo se reduce al mnimo. Esto es una granventaja, porque las placas pueden estar a escuadrada y cortadas en grupos de 4placas, en cambio, si estn simtricas a un solo eje, slo dos placas sern aescuadrada y cortadas al mismo tiempo. Un fondo asimtrico a lo largo de ambas

lneas de centros, ocasiona mayor nmero de placas de diferentes tamaosformando el fondo.El tamao de las placas y la localizacin de los cortes de las mismas sedeterminan mediante el siguiente procedimiento:


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________59C'= (D/ 2)2 - A2C = C'+E - BDONDE:


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________60D = Dimetro exterior del fondo (cm.).A = Distancia perpendicular desde la lnea de centros hasta el punto alocalizar (cm.).B = Distancia paralela a la lnea de centros hasta el pao de la placa (cm.).

C = Dimensin del pao de la placa a cortar al punto de trazo (cm.).E = Traslape entre placas (cm.) (si aplica).Una vez que se tiene marcados los puntos en la placa se trazar el arco decircunferencia sobre estas con el radio exterior del fondo, sobre el cual tendrque cortarse la placa.El fabricante deber presentar al usuario un plano con el arreglo delfondo, donde se muestra el armado y las plantillas de las placas, as como losdetalles de soldadura, espesores y lista de materiales, marcando todas las piezas,con el fin de que el usuario apruebe el desarrollo. Una vez que se tiene laautorizacin del usuario, el fabricante debe presentar las placas sobre la bases del

tanque en donde ha de habilitarse el fondo.2.3 DISEO Y CLCULO DEL CUERPOEl espesor de la pared del cuerpo requerido para resistir la cargahidrosttica ser mayor que el calculado por condiciones de diseo o porcondiciones de prueba hidrosttica, pero en ningn caso ser menor a lo que semuestra en la tabla 2.2Tabla 2.2Dimetro nominal en metros Espesor mnimo en milmetros< 15.24 4.7615.24 < 36.576 6.3536.576 < 60.96 7.93> 60.96 9.52El espesor de la pared por condicin de diseo, se calcula con base al nivel

del lquido, tomando la densidad relativa del fludo establecido por el usuario.El espesor por condiciones de prueba hidrosttica se obtiene considerando elmismo nivel de diseo, pero ahora utilizando la densidad relativa del agua.Cuando sea posible, el tanque podr ser llenado con agua para la pruebahidrosttica, pero si esto no es posible y el clculo del espesor por condiciones de


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________61prueba hidrosttica es mayor que el calculado por condiciones de diseo, deberusarse el obtenido por condiciones de prueba hidrosttica.El esfuerzo calculado de la carga hidrosttica para cada anillo no deberser mayor que el permitido por el material y su espesor no ser menor que el de

los anillos subsecuentes.El esfuerzo mximo permisible de diseo (Sd) y de prueba hidrosttica(St), se muestra en la tabla 2.3, recomendado por el estndar API 650 en eldiseo de tanques de almacenamiento.Tabla 2.3 Materiales ms comunes y esfuerzos permisibles ( Kg / cm2 )2.3.1 CLCULO DE ESPESORES DEL CUERPO POR EL MTODO DEUN PIECon este mtodo se calcula el espesor requerido de la pared del tanque,por condiciones de diseo y de prueba hidrosttica, considerando una seccintransversal ubicada a 304.8 mm. (1 pie) por debajo de la unin de cada anillo.Este mtodo slo es aplicable en tanques con un dimetro igual o menor a60,960mm. (200pies).

CSdtd D H G +-= 0.0005 ( 30.48)ESPECIFICACION GRADO ESFUERZO EN PUNTO CEDENCIA ESFUERZO A LA TENSION ESFUERZO DE DISEO ESFUERZO DE PRUEBAA-283 C 2110 3870 1410 1580A-285 C 2110 3870 1410 1580A-131 A,B,CS 2390 4080 1600 1750A-36 2530 4080 1630 1750A-131 EH36 2580 4990 1200 2140A-442 55 2110 3870 1410 1580

A-442 60 2250 4220 1500 1690A-573 58 2250 4080 1500 1690A-573 65 2460 4570 1640 1850A-573 70 2950 4920 1970 2110A-516 55 2110 3870 1410 1580A-516 60 2250 4220 1500 1690A-516 65 2460 4570 1640 1850A-516 70 2670 4920 1780 2000A-662 B 2810 4570 1830 1960A-662 C 3020 4920 1970 2110A-537 1 3510 4920 1970 2110A-537 2 4220 5620 2250 2410A-633 C,D 3510 4920 1970 2110A-678 A 3510 4920 1970 2110A-678 B 4220 5620 2250 2410A-737 B 3510 4920 1970 2110ASTM


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________62CSttt D H +-

= 0.0005 ( 30.48)DONDE:td = Espesores por condiciones de diseo (mm.).tt = Espesor por prueba hidrosttica (mm.).D = Dimetro nominal del tanque (cm.)*.*(El dimetro nominal del tanque se mide en la fibra media del cuerpo)H = Altura de diseo del nivel del lquido (cm.).(altura desde la parte de baja del anillo considerado al perfil decoronamiento, o cualquier nivel indicado por el usuario, restringido por techosflotantes o clculos por sismo.)G = Densidad relativa del lquido a almacenar o del agua para clculo porprueba hidrosttica.

CA = Corrosin permisible (mm.).Sd = Esfuerzo permisible por condiciones de diseo ( Kg / cm2 ).St = Esfuerzo permisible por condiciones de prueba hidrosttica( Kg / cm2 ).2.3.2 CLCULO DEL ESPESOR DEL CUERPO POR EL MTODO DEPUNTO DE DISEO VARIABLEEste mtodo se usa cuando el usuario no especifica el uso del mtodo deun pie, que el tanque tenga un dimetro mayor de 60,960mm. (200 pies) y queadems se cumpla con la siguiente relacin.12L / H = 2DONDE:L = (0.05 D t)0.5 (cm.).D = Dimetro nominal del tanque (cm.).


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________63t = Espesor del anillo inferior (mm.).H = Nivel de diseo del lquido (cm.).Para el uso de este mtodo, primero se calcula el espesor por condicin dediseo ( pd t ) y el de prueba hidrosttica ( pt t ), para el primer anillo con las

frmulas del mtodo de un pie (ver capitulo 2.3.1); posteriormente se determinanlos espesores del mismo anillo, para condiciones de diseo ( ld t ) y de pruebahidrosttica ( lt t ) con las siguientes frmulas:CASHDGSHGHt Dd dld + . ..

.. ..

.

. .

.

.

. .

.

.= 1.06 - 0.02224 0.0005Se hace notar que para condiciones de diseo es necesario que ld t no sea mayorque lt t .. ..

.

. ..

.

. .

.

.

. .

.

.= -t tlt SHDSHHt 1.06 0.02224D 0.0005Haciendo notar que para condiciones de prueba hidrosttica es necesarioque lt t no sea mayor que pt t .Para obtener el espesor del segundo anillo por condiciones de diseo y deprueba hidrosttica, se calcula la siguiente relacin para el anillo inferior.0.511(rt )

hDONDE:h1 =Altura del anillo inferior (cm.).


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r = Radio nominal del tanque (cm.).t1 = Espesor del anillo inferior excluyendo la corrosin permisible (cm.),usado para clculo t2. Para calcular t2 por condiciones de prueba hidrosttica sepuede usar el espesor total t1 incluyendo la corrosin permisible.Si el valor de la relacin es menor o igual que 1.375 entonces2 1 t = t


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________64Si el valor de la relacin es mayor o igual a 2.625 entoncest t a 2 2 =Si el valor de la relacin es mayor de 1.375 pero menor a 2.625 entonces( )

( ) . .... ...= + - - 0.5112 2 1 2 1.252.1rt

t t t t h a aDONDE:t2 = Espesor mnimo por condiciones de diseo del segundo anillo,descartando cualquier corrosin permisible (cm.).t2a = Espesor del segundo anillo (cm.) usado para calcular el espesor delsiguiente anillo.La frmula anterior para t2 est basada en el mismo esfuerzo permisiblepara el primero y segundo anillo. Cuando esta relacin es mayor o igual a 2.625,el esfuerzo permisible para el segundo anillo puede ser menor que el usado en elprimer anillo.Para calcular los espesores de los anillos subsecuentes por condiciones dediseo y prueba hidrosttica, cuando la relacin [ ( )0.5 ]

1 1 h / rt es mayor o igual a2.625, se debe determinar un valor preliminar (tu), usando la ecuacin del mtodode un pie y una distancia (x) que localiza el punto de diseo variable de la paredbaja del anillo en consideracin, la cual ser calculada usando el menor valorobtenido de las siguientes expresiones:X1 = 0.61 (r tu)0.5 + 0.32 C HX2 = C HX3 = 1.22 (r tu)0.5DONDE:tu = Espesor preliminar del anillo superior a la junta circunferencial (cm.).t1 = Espesor del anillo inferior a la junta circunferencial (cm.).H = Nivel de diseo del lquido (cm.).


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______________________________________Diseo y Clculo de Tanques de Almacenamiento____________________________________________________________________65K = t1/tuC = [K0.5 (K 1)] / (1 + K1.5)El espesor mnimo para este punto determinado por (x), es calculado porcondiciones de diseo (tdx) y por condiciones de prueba hidrosttica (ttx), con las

siguientes ecuaciones:( ) CASt D H X Gddx +-= 0.0005( ) CASt D H X Gt

tx +-= 0.0005Los espesores obtenidos (tdx y ttx), sern usados para repetir los pasosdescritos, igualando estos valores a (tu), hasta que la diferencia de los espesoressea mnima (tres clculos son suficientes), el espesor obtenido se iguala a (t2) paracalcular el espesor requerido por el siguiente anillo.Nota: Repitiendo los pasos se localiza el punto de diseo con mayor exactitud yen consecuencia un espesor ms confiable y menor.2.4. DISEO Y CLULO DE TECHOSComo se mencion anteriormente, los tanques de almacenamiento pueden

clasificarse por el tipo de cubierta en:De techos fijos, de techos flotantes y sin techo. Dentro de los techos fijostenemos tres tipos: cnicos, de domo y de sombrilla, los cuales pueden serautosoportados o soportados por estructura (para el caso de techos cnicos detanques de gran dimetro).El techo cnico es una cubierta con la forma y superficie de un conorecto. El tipo domo es un casquete esfrico, y el de tipo sombrilla, es un polgonoregular curvado por el eje vertical.Los techos autosoportados ya sean tipo cnico, domo, o sombrilla, tiene lacaracterstica de estar apoyados nicamente en su periferia, calculados ydiseados para que su forma geomtrica, en combinacin con el espesor mnimorequerido, absorban la carga generada por su propio peso ms la

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