Slide 1Eng. Edson Machado
III – Localização de um Parque de Armazenamento
IV – Capacidade/Dimensões/Deterninação do n° de Tanques de Armazenamento
V – Diques e Bacias de Contenção
VI – Bases e Fundações
VII – Normas de Contrução
VIII – Materiais de Construção
X – Bocais e Acessórios
XIV – Pintura e Proteção Catodica
XV – Operação
XVI – Manutenção
XVII - Inspeção
Tanques de armazenamento são equipamentos de calderaria pesada, sujeitos a pressão aproximadamente atmosférica, normalmente na faixa de 0 a 0,5 psig.
Tanques Atmosféricos, Cilindricos, Verticais não enterrados, Soldados e de Aço Carbono
Regulamentado pela norma americana API 650 e NBR 7821
Faixa de Capacidade: 100 Barris (16m) a 550.000 Barris (87.500m)
O custo do Barril armazenado decresce com o aumento da capacidade do tanque
Limitação da capacidade: espessura requerida ao costado
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Tanques de Teto Fixo
Tanques de Teto Flutuante
Tanques de Teto Fixo
c) Teto em Gomos
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Tanques de Teto Móvel
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Tanques de Teto com Diafragma Flexível
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Tanques de Teto Flutuante
São tanques cujo os tetos estão diretamente apoiados na superficie do liquido armazenado.
O objetivo principal é minimizar as perdas por evaporação
Teto Flutuante Simples
A Flutuabilidade é precaria
É o que apresenta maior perda por evaporação, pois o teto esta em contato direto com o produto armazenado
Tanques de Teto Flutuante
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Possui na construção convencional um disco central e um flutuador na periferia do teto
Apresenta maior flutuabilidade
Possui menor perda por evaporação e custo superior ao teto flutuante simples
Problemas:
Dificuldade de drenagem do teto
Possibilidade de colapso do teto devido a excessiva pressão de vapor do produto armazenado
Tanques de Teto Flutuante
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Possui 2 lençois de chapa ligados, internamente, por uma estrutura metalica formando compartimento estanques
Problemas:
Fundações mais caras devido a exigencia de menores recalques
Consideravel volume de produto imobilizado
Possibilidade de graves danos em tanques com movimentações frequentes
Tanques de Teto Flutuante
c) Teto Flutuante Duplo
III - Localização de um Parque de Armazenamento
A escolha do local para construção de um parque de armazenamento merece minucioso estudo e planejamento
Principais Aspectos:
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IV – Capacidade do Número de Tanques de Armazenamento
A capacidade de armazenamento ou tancagem de uma unidade operacional dependera de diversos fatores sendo as principais:
Tipo da unidade operacional: Refinaria, Base de Distribuição
Produto Armazenado
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IV – Dimensões de Tanques de Armazenamento
A utilização de um método analitico para fixar melhor relação diamentro x altura é praticamente impossivel, apesar dessa dificuldade a literatura indica algumas relações
Tanques de pequena e média capacidade: D = H
Tanques de Grandes Capacidades: D 8/3 H
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Aspectos Considerados:
V – Diques e Bacias de Contenção
Diques apropriados são normalmente construidos em torno de cada tanque, ou conjunto de tanques, limitando uma região que se chama bacia de contenção
Objetivo: Segurança da Instalação
Finalidade: Conter o produto armazenado em caso de rompimento do tanque ou tubulações e limitar o incencio a uma pequena area.
Tipos de Materias dos Diques: Terra, Conqueto, Alvenaria
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VI – Bases e Fundações
O projeto e contrução das bases e fundações dos tanques devem ser orientados de modo que os recalques maximos, absoluto e diferencial sejam compatives com a segurança do equipamento.
Tais recalques, se excessivos poderão ocasionar:
Defornações e tensões elevadas do equipamento, colocando em risco sua estabilidade
Esforços elevados nos bocais e tubos conectados no equipamento caso não haja suficiente flexibilidade na tubulação para acomodar os recalques
Erros na medição do nível
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Cuidados na execução da Base
Deve ser construida pelo menos 30cm mais elevada que o fundo da bacia de contenção, visando garantir uma denagem conveniente, mantendo o fundo do tanque praticamente seco
No caso mais frequente de uma fundação direta com anel de concreto, o tratamento da superficie da base do tanque será constituido de uma base drenante de uma revestimento.
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Areia grossa e limpa
Betuminoso
Concreto
de tanques de armazenamento.
O API 650 apresenta as seguintes seçoes e apendices
Seçao 1 – Escopo
Seçao 2 - Materiais
Seçao 3 - Projeto
Seçao 4 – Fabricaçao
Seçao 5 - Montagem
Seçao 6 – Metodos de inspeçao de juntas soldadas
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Apendice A - Projeto opcional para tanques pequenos
Apendice B - Praticas recomendadas para o projeto e construçao de fundaçoes
Apendice C – Tetos Flutuantes
Apendcie D – Consultas Tecnicas.
Apendice F – Projeto de tanques submetidos a pequenas pressoes internas.
Apendice G – Projeto ,fabricaçao e montagem de tetos em domo ,estruturalmente reforçados e de material aluminio
Apendice H – Tanques possuindo ,simultuamente ,teto flutuante e teto fixo.
Apendice I - Recomedaçoes para o projeto e construçao de sistemas de detecçao e protecao da base
Apendice J – Tanques de armazenamento montados em fábrica ( D 20 pes ).
Apendice K – Exemplo de aplicaçao de procedimento do ponto variavel de projeto
Apendice L – Folha de dados.
Apendice M – Requisitos adicionais para tanques operando em temperatura elevada ( maior 93 graus Celsius)
Apendice N – Uso de materiais disponiveis,porem não identificados no API 650.
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Apendice S – Tanques de armazenamento em A. Inox.
Apendice T - Sumario.
NBR 7821 Tanques soldados para armazenamento de Petroleo e derivados
A antiga NB – 89 , atual NBR 7821 estabelece exigências mínimas que devem ser seguidas
Para materiais ,projeto,fabricação e testes de tanques em aço carbono.
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BS 2654 1989 Especifica os requisitos para materiais , projeto , fabricação , montagem
e testes de tanques de aço ,não refrigerados ,soldados ,cilíndricos e verticais .A máxima pressão
De projeto e de 56 bar e a temperatura mínima de projeto – 10 graus Celsius.
API Standard 620 Abrange o projeto e a construção de pequenos tanques de baixa pressão,
Soldados ,montados no campo e usados para armazenamento de petróleo e derivados com
Pressão ,no Maximo de 15 psig no espaço vapor.
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API Specification 12 B Especifica os requisitos para materiais , projeto ,fabricaçao e testes
Com o costado aparafusado.
API Specification 12 D Apendice J mas soldado na obra.
API Specification 12 E Especifica os requisitos para tanques de madeira com capacidade
Nominal de 130 a 1500 barris e destinados a serviços em regioes de produçao.
API Specification 12 F Especifica os requisitos para materiais ,projeto ,fabricacao e testes de tanques
Pequenos de aço ,verticais ,cilindricos,não enterrados ,soldados em oficina ,capacidade nominal de
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VIII MATERIAIS DE CONSTRUÇAO
As chapas são fabricadas em usinas siderurgicas e as bordas podem ser fornecidas com bordas universais e bordas aparadas .As bordas aparadas são usadas no fundo e teto.
Para o costado ,devido as tolerancias de montagem esquadrejasse as bordas.
As chapas conforme a espessura podem ser classificadas em
- chapas grossas com espessura igual ou maior 6,3 mm
- chapas finas com espessura inferior a 6,3 mm.
Dimensoes fabricadas no BR
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Espessura ate 4,75 mm ( chapas finas laminadas a quente ) com 1500X6000 mm ou 1800 com bordas aparadas
Espessura 6,3 mm e acima ( chapas grossas laminadas a quente ) com 2440 mmX12000mm com bordas universais e aparadas para espessuras maiores que 12,5mm
Os materiais são classificados em 8 grupos onde o grupo 1 ( A 283 C,A285 C,A36 ) são os mais utilizados.
PERFIS ESTRUTURAIS
Devem estar de acordo com a ultima edição de uma das especificações listadas no item 2.4 do API 650
ASTM
ASTM – A 106
FLANGES
- Ate 14 polegadas ASTM – A 105
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PARAFUSOS ,PORCAS E JUNTAS
Mais usados são ASTM – A 193 Gr B7 e ASTM – A 194 2H para bocais.
Mais usados para BV e PL e o ASTM A 307 Gr B
Para juntas o API 650 especifica espessura de 3,2 mm.
ELETRODOS
Os eletrodos para soldagem manual a arco eletrico ,de materiais com limite de resistencia a traça inferiora 80000 PSI
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Declividade
Os tanques devem ter o fundo conico com caimento minimo de 1 para 120 do centro para perIferia.
Os tanques com diametro ate 6 m podem ter o fundo plano.
Disposiçao,material e dimensoes da chapa
Chapas anulares e chapas recortadas : recomendado esp. minima de 6,35 mm e largura minima de 1,80mm.
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As chapas do fundo devem apresentar as bordas aparadas e espes. Minima de 6,35 mm.
Obs.: A sobreespessura de corrosao deve ser adotado quando o produto armazenado provocar corrosao uniforme
Nos casos de corrosao alveolar proteger com pintura e ;ou proteçao catodica.
Quando usar chapa anular ou recortada pelo API 650 :
Usar recortada quando o material do primeiro anel for do grupo I ,II , III ou III A.
Usar anular quando o material do primeiro anel for do grupo IV , IV A , V ou VI
Metodos de Construçao : Juntas de topo ou juntas sobrepostas.
Obs.: As chapas anulares são ligadas entre si por solda de topo e todas as soldas quando usado eletrodo revestido
Devem ser executadas com no minimo dois passes , visando um comportamento mais dutil ,mais resistente e evitar mordeduras.
Porem nas chapas centrais com chapas anulares recomenda-se 3 passes.
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NBR 7821
* API 650
1 – API 650 corpo de norma e metodo basico.
2 – API 650 corpo de norma e metodo do ponto variavel de projeto.
3 –API 650 Apendice A
A espessura maxima das chapas do costado dependera da especificaçao de material usado porem
Jamais sera superior a 1,75 polegadas .Pelo apendice A a esp. Maxima sera de 0,5 polegadas.
ix
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As chapas do costado com espessura acima de 1.5 polegadas devem ser normalizadas ou temperadas e revenidas ,
Acalmadas ,fabricadas com a tecnica do grao fino e testadas obrigatoriamente a impacto.
Apendice A : tanques de pequena capacidade ,montados na obra e limitados a uma espesssura maxima de 0,5 polegadas
T = 2,6 D ( H – 1 ) G dividido por E x 21000 .
T = espessura minima em polegadas.
D = diametro nominal em pes .
H = nivel de liquido de projeto.
G = peso especifico do liquido ( não menor 1 )
E = eficiencia d e junta ( 0,85 ou 0,70) PB = 0,85 .
Disposiçao das chapas : simetrica , alinhamento pela face externa e alinhamento pela face interna.
As juntas do costado devem ser de topo e soldadas pelos dois lados ( exceto processo arco submerso )com penetraçao
Total e fusao completa.
Aberturas do costado :
Todas as aberturas no costado com diametro maior que 2 polegadas devem ser reforçadas.
Obs.:As portas de limpeza apresentam reforços dimensionados por procedimentos especificos ( API 650 3.7.7 )
O item 3.7.4 do API 650 apresenta a exigencias de pre fabricaçao e realizaçao de tratamento termico de alivio de tensoes
Sobreespessura de corrosao : Normalmente é fixada a partir da taxa média anual de corrosao e vida útil de 20 anos.
Obs . : um balaço economico entre o custo adicional de material para sobreespessura de corrosao e o custo de pintura interna
do tanque deve ser feito quando nas seguintes situaçoes :
Corrosao esperada muito intensa : acima de 0,3 mm por ano.
Sobreespessura para corrosao superior a 6 mm.
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Cantoneira de topo do costado :
Todos os tanques de armazenamento devem ter um reforço adequado na parte superior do costado.
A norma PB especifica que a cantoneira deve ser soldada de topo com fusao e penetraçao completa e
Posicionada da seguinte forma :
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Seleçao do Método de projeto e do material do costado:
A norma PB indica o método de projeto a ser adotado no cálculo do costado como:
Espessura menor ou igual a 12,5 mm usar Método do ponto fixo de projeto ( apendice A )
Espessura maior 12,5 mm usar Método do ponto variável de projeto.
A escolha do material para o costado é feita de acordo com o API 650 e está subordinada
A temperatura de projeto e a espessura nominal da chapa .
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IX PROJETO DO TETO
Sobrecarga : segundo o API 650 todos os tipos de teto e estruturas de sustentaçao devem ser
Projetados para suportar sua carga morta ( peso próprio das chapas e da estrutura ) mais uma carga viva
Uniforme ( inclusive carga de neve )não inferior a 120 Kgf por m2.
Variaçoes conforme projetos :
NBR 7821 : 60 Kgf por m2 de área projetada.
N -270 : 100 Kgf por m2 de área projetada.
BS 2654 : 120 Kgf por m2 de área projetada.
MATERIAL : A espessura nominal mínima da chapa do teto é 4.75 mm e o material deve ser o aço carbono
De qualidade estrutural ,ASTM A 570 Gr 33 ou ASTM A 283 Gr Ccom largura mínima de 1500 mm.
Maiores espessuras podem ser requeridas aos tetos autoportantes .
Para chapas com espessura maior que 6,35 mm o material deve ser o ASTM A 283 Gr Ccom largura mínima de
2440 mm.
TETO CONICO SUPORTADO :
As chapas do teto devem ser montadas sobre uma estrutura com declividade
Mínima de 1: 16 .
A máxima declividade permitida pela norma PB é 1 : 6 .
Os tanques com declividade maior 1 : 16 devem ter um guarda-corpo completo na
Periferia do teto.
As chapas do teto não devem ser fixadas a sua estrutura de sustentaçao.
Obs. : A ligaçao da chapa do teto e cantoneira do costado deve ser de baixa resistencia mecanica permitindo
Uma maior tendencia de ruptura a pressao interna do que o costado ou ligaçao fundo-costado.
TETO CONICO AUTOPORTANTE :
A norma PB recomenda que os tanques de teto conico seja autoportantes até o diametro de 6 metros.
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