Tanques estacionarios

Para la descripción de este tipo de equipos y como ampliación de lo ya indicado en los otros posts de tanques estacionarios, se partirá de los datos de construcción de los tanques cilíndricos verticales, de acuerdo con las normas europeas y empresariales, que no difiere prácticamente de los normalizados por API, que se reflejan en la siguiente tabla, por lo que se describen sus características en común.

El tanque está constituido por un conjunto de chapas, como se indica a continuación:

• Los fondos se montan con los bordes de las chapas superpuestas y solapadas; su flexibilidad les permite adoptar la forma ligeramente cóncava de las cimentaciones.
• El cuerpo del tanque está constituido por chapas curvadas soldadas a solape o a tope.
• No se prevé ningún angular para la base; el ensamblaje del fondo se efectúa con un doble cordón de soldadura, interior y exterior.
• Los techos de los tanques se construyen, para cualquier diámetro, con chapas soldadas a tope.

Este tipo de tanques deben ser estables a la presión y a la depresión, como se indica:

• Un tanque se dice es estable a la presión cuando, vacío y sometido a la presión máxima admisible, todo el fondo permanece en contacto con la fundación (no hay elevación de la arista de la base). En él se debe de verificar la relación siguiente:

Siendo:

P_R = Peso del cuerpo.

P_T = Peso del techo.

A_f = Superficie del fondo del tanque. 

P = Presión interna.

• El fondo de un tanque se dice que es estable a la depresión, si vacío y bajo el efecto de la depresión máxima, no se levanta de la fundación (No hay levantamiento por el centro). Para que esto no suceda, es necesario que el peso por centímetro cuadrado de la chapa de fondo, sea superior o igual al valor de la depresión.

Ningún tanque se puede poner en servicio para almacenar hidrocarburos si no ha pasado

satisfactoriamente las pruebas siguientes:

• De estanqueidad del fondo; esta prueba se hace sobre el suelo con la ayuda de dispositivos especiales de vacío; duración: 48 horas.
• Hidrostática; el tanque se llena con agua hasta una altura tal, que el techo se moje interiormente en una corona de 1 m de ancho; duración: 3 días.

Las ventajas de los tanques con techo fijo (cerrado), son:

• Menor coste que los de techo flotante.
• No deben soportar la carga de agua de lluvia.
• No existe posibilidad de inundación por agua de lluvia.
• Las tolerancias de fabricación pueden ser mayores.
• Puede contener productos a presión distinta a la atmosférica. 
• Más adecuado para pequeñas dimensiones.

NOTAS:

1. En los pesos se han incluido las plataformas, escaleras y armaduras de los techos. 

2. La sobrepresión considerada ha sido = 40 mm. H₂O.

3. La temperatura de cálculo ha sido = 100 °C.

4. Los tanques para la capacidad en barriles USA, se ha realizado bajo las siguientes hipótesis: ? Tensión máxima admisible en el acero = 14,7 Kg/mm²; Eficiencia de soldaduras = 85 %.

• Liquido base de cálculo para los espesores, agua, densidad = 1,0 kg/dm³.
• La anchura de las virolas es de 96” (2.438 mm), para los tanques con capacidad en barriles USA expresada en negrita y de 72” (1.829 mm) para los restantes tanques con capacidad en barriles USA.

5. Los tanques para las capacidades en m³ expresadas en negrita, se ha realizado bajo las siguientes hipótesis (API 650 apéndice D):

• Material; acero Fe-42C, tensión admisible en servicio = 14,7 Kg/mm².
• Tensión admisible en el acero, en prueba hidráulica = 16,1 Kg/mm².
• Eficiencia de las soldaduras = 100 % (1,0, con control radiográfico total).
• Densidad de liquido base de cálculo para los espesores = 0,92 kg/dm³.
• La anchura de las virolas es de 2.000 mm.

6. Los tanques para las capacidades en m³ expresadas en cursiva, se ha realizado bajo las siguientes hipótesis:

• Material; acero Fe-42B; tensión admisible en servicio = 14,7 Kg/mm2.
• Eficiencia de las soldaduras = 85 % (0,85).
• Liquido base de cálculo para los espesores, agua, densidad = 1,0 kg/dm3.
• La anchura de las virolas es de 2.000 mm.

Los tanques con diámetro superior a 20 m. disponen soportes interiores

LEYENDA Y DESIGNACIÓN DE ACCESORIOS, DEL TANQUE DE TECHO FIJO:

A. - Tubuladura de entrada de producto.

B. - Tubuladura de salida de producto.

C. - Tubuladura para drenaje central (3”).

D. - Cubeta central para drenaje.

E. - Boca inferior de inspección (30”).

F. - Boca superior de inspección.

G. - Toma de muestras y sondeos.

H. - Chimenea/s de ventilación.

I. - Vertedero/s de espuma.

J.- Soporte/s para tubería/s de espuma.

K.- Escalera helicoidal adosada.

L.- Barandilla superior.

M.- Escalera en techo.

N.- Toma de tierra.

O.- Toma de temperatura.

P.- Tubuladura/s para vapor.

Q.- Toma para nivel, con tubería 12” (tranquilizador).

Qn. Interruptor de nivel.

R- Placa de identificación.

Los tanques pueden estar sometidos a una ligera presión o estar en comunicación con la atmósfera mediante tubos de ventilación o venteo, dentro de los tanques de techo, hay una variante de ellos que dispone de aberturas en el techo.

TANQUES DE TECHO FIJO CON PANTALLA FLOTANTE.

Son un tipo de tanque intermedio entre los de techo fijo, con los que el tanque comparte la mayor parte de las soluciones constructivas, y de los de techo flotante, con los que la pantalla comparte muchas de las soluciones. Las ventajas de los tanques con techo fijo abierto y pantalla flotante, son una mezcla de las ventajas indicadas para los tanques de techo fijo y de las que tienen los tanques de techo flotante, naturalmente solo pueden ser usados para almacenamientos a presión atmosférica, dicha ventajas son:

• Menores pérdidas por evaporación causadas por la variación de la temperatura.
• Durante el llenado no deben ser evacuados los vapores por no existir espacio entre el líquido y el techo donde se hayan formado.
• Reduce el riesgo de incendio por no existir aire en contacto con el líquido.
• La falta de espacio entre el líquido y el techo impide la formación de mezclas explosivas.
• No deben soportar la carga de agua de lluvia.
• No existe posibilidad de inundación por agua de lluvia.

Externamente no se diferencian de los tanques de techo fijo, salvo en la existencia de ventilación en el techo o en la parte superior del tanque.

TANQUE DE TECHO FIJO PANTALLA FLOTANTE; DESIGNACIÓN DE ACCESORIOS: 

A.- Tubuladura de entrada de producto.

B.- Tubuladura de salida de producto.

C.- Tubuladura para drenaje central (3”).

D.- Cubeta central para drenaje.

E.- Boca inferior de inspección (30”).

F.- Boca superior de inspección.

G.- Placa de identificación.

H.- Chimenea/s de ventilación.

I - Vertedero/s de espuma.

J.- Soporte/s para tubería/s de espuma.

K.- Escalera helicoidal adosada.

L.- Barandilla superior.

M.- Escalera en techo.

N.- Toma de tierra.

O.- Toma de temperatura.

P.- Difusor de entrada.

Q.- Nivel automático, medida manual y toma de muestras.

Qn. Interruptor de muy alto nivel.

R.- Ventilación/es del tanque.

S.- Pantalla flotante.

T.- Sistema antiestático.

U.- Apoyos regulables para nivel mínimo.

V.- Boca de registro y ventilación.

W.- Drenaje-sifón de emergencia.

La pantalla se desliza verticalmente dentro del cuerpo cilíndrico, soportada directamente sobre el producto almacenado, con lo que sigue las variaciones del nivel del líquido, consiguiendo que la fase vapor que se desprende del líquido, sea prácticamente despreciable.

Las variables a tener en cuenta en los sistemas de sellado deben ser las que contribuyan a cumplir con las siguientes propiedades:

• La de garantizar la estanqueidad, impidiendo la creación de un tirante gaseoso formado por la vaporización del fluido, evitando la entrada de aire al interior de la zona de almacenamiento y la salida de los gases evaporados.
• La de asegurar el sellado, corrigiendo la posible ovalización del tanque, mediante la absorción de diferencias en el espacio entre pared del tanque y el perímetro de la pared de la pantalla de ± 75 mm. por cada lado.
• En ocasiones el sistema de sellado deberá absorber diferencias superiores a la indicada, debiendo ser considerado normal el que los sistemas de sellado absorban diferencias de hasta 100 mm. a cada lado.
• La de necesitar un mantenimiento prácticamente nulo.

TANQUES DE TECHO FLOTANTE.

Estos tanques, han sido adoptados por todas las refinerías para almacenar los productos volátiles, tales como petróleo crudo, gasóleos y gasolinas, ya que dan una solución cómoda y eficaz a las pérdidas por evaporación. El techo va provisto de unos soportes verticales (pies) que permiten vaciar por completo el tanque para inspeccionarlo y limpiarlo; su construcción puede ser de dos tipos:

• Con doble puente.
• Con pontón (corona) anular.

Las ventajas de los tanques con techo flotante, como en el caso anterior, son:

• Menores pérdidas por evaporación causadas por la variación de la temperatura.
• Durante el llenado no deben ser evacuados los vapores por no existir espacio entre el líquido y el techo donde se hayan formado.
• Reduce el riesgo de incendio por no existir aire en contacto con el líquido.
• La falta de espacio entre el líquido y el techo impide la formación de mezclas explosivas.

TANQUE DE TECHO FLOTANTE; DESIGNACIÓN DE ACCESORIOS:

A.- Tubuladura de entrada de producto. 

B.- Difusor de la tubuladura de entrada.

C.- Tubuladura de salida de producto.

D.- Tubuladura para drenaje central (8”).

E.- Cubeta central para drenaje.

F.- Boca inferior de inspección (30”).

G.- Soporte/s para tubería/s de espuma.

H.- Escalera helicoidal adosada.

I.- Toma de tierra.

J.- Toma de temperatura.

K.- Pontones (flotadores).

L.- Escalera rodante.

M.- Conexión superior de drenaje.

N.- Apoyos para bajo nivel (regulables).

O.- Boca de registro.

P.- Drenaje de techo (4”).

Q.- Nivel automático, medida manual y toma de muestras.

Qn. Interruptor de muy alto nivel.

R.- Sistema antiestático.

S.- Válvula de ventilación automática.

T.- Sistema de D.C.I. (defensa contra incendio).

U.- Placa de identificación.

V.- Barandilla perimetral.

W.- Plataforma de acceso al nivel automático, medida manual y toma de muestras.

El techo móvil, se desliza verticalmente dentro del cuerpo cilíndrico, flotando directamente sobre el producto almacenado, con lo que sigue las variaciones del nivel del líquido. En estas condiciones, la fase vapor que se desprende del líquido es prácticamente despreciable.

Como puede apreciarse en el dibujo y de forma similar al caso de la pantalla flotante, una junta asegura la estanqueidad de la unión entre el techo flotante y el cuerpo del tanque. La rigidez de la virola superior se consigue por medio de una corona en forma de angular. La tubería de distribución de espuma asegura la sofocación del foco de incendio.

El acceso al techo, en los tanque con altura superior a 9,0 m. está constituido por, una escalera helicoidal, y de una escalera vertical situada a 180° del desembarco de al helicoidal, ambas van soldadas al cuerpo vertical por el exterior de este, de una plataforma circunferencial y de una escalera móvil, cuya inclinación depende de la posición del techo.

El acceso al techo flotante se realiza mediante una escalera móvil, que en función del nivel de flotación del techo tiene una mayor o menor inclinación, pudiendo resultar la escalera semejante a una pasarela, cuando se encuentra el techo en su máximo nivel, uno de los extremos, el superior, se encuentra fijado a la virola superior del tanque y el extremo inferior se desliza sobre unos carriles situados en la parte superior del techo flotante tal como se indica en los siguientes dibujos.

Para evitar los problemas que el agua de lluvia puede crear sobre el techo flotante, es necesario el drenaje mediante una tubería flexible, o articulada y plegable como se refleja en el dibujo.

La tabla siguiente relaciona, con carácter orientativo y para tanques de techo flotante, la capacidad de los tanques con sus dimensiones generales, así como los espesores y pesos resultantes con los supuestos indicados en dicha tabla.

Notas:

• En los pesos se han incluido las plataformas, escaleras y techo.
• La solicitación admisible ha sido de 21.000 PSI.
• El peso especifico del líquido considerado ha sido de 1,0 (agua). © La eficiencia de la soldadura se ha considerado como 0,85.
• El material será acero A-42B (Fe 42B UNI 5335).

Notas:

• En los pesos se han incluido las plataformas, escaleras y techo.
• La solicitación admisible ha sido de 23.000 PSI.
• El peso específico del líquido considerado ha sido de 0,92 (aceite). © La eficiencia de la soldadura se ha considerado como 1,0.
• El material será acero A-42C (Fe 42C UNI 5335).