Calculo de tanques

Memoria de cálculo de tanques de 500,000 barriles para almacenamiento de crudo

Bases del diseño

Producto: Crudo
Código de diseño: API-950 edición de 1993
Tipo de techo: Flotante con potones y boyas
Presión del viento: 170 Kg/m2
Zona sísmica: “C” (equivalente en USA zona “3”)
Numero de anillos: 7 de placa y uno de ángulo de corona
Altura de anillo: 6 de 2425mm, 1 de 2160mm, y76mm del ángulo
Densidad relativa máxima del producto: 0.85
Diámetro interior: 85306mm
Altura total: 16786mm
Material del cuerpo:
* ASTM A- 36 (grupo II API)
* Esfuerzo de cadena :2531.2 Kg/cm2
* Esfuerzo en operación :1631.2 Kg/cm2
* Esfuerzo en prueba hidrostática :1750.7 Kg/cm2
Material de anillos atiesadores:
* ASTM A.36 (grupo II API)
* Esfuerzo de la cadena:2531.2 Kg/cm2
* Esfuerzo en operación: 1631.2 Kg/cm2
* Esfuerzo en prueba hidrostática :1750.7 Kg/cm2
Material de placas del fondo y techo:
* ASTM A- 283 GR C
* Esfuerzo de cadena :2109.3 Kg/cm2
* Esfuerzo en operación :1406.2 Kg/cm2
* Esfuerzo en prueba hidrostática :152.0 Kg/cm2
El material ASTM A-36 deberá ser calmado con un contenido de magnesio de entre 0.8% a 1.2%(requerido por el API). Se considera un sobre espesor para corrosión interna o externa de 1.6mm (1/16”).

Cálculos de espesores

Espesores del cuerpo
En operación:
td= 2.6DH-1G+CASd
En donde:
td= Espesor de placas por condición de diseño en operación (plgs)
D = Diámetro nominal del tanque (pies)
H = Nivel de diseño de liquido (pies)
G = Densidad relativa del liquido almacenado,especificando por el comprador, G=0.85
Sd = Esfuerzo permisible en condición de diseño (lb/plg2), tabla 3-2 API-650.
CA = Corrosión permisible en condición de diseño (lb/plg2)

td= 2.6*280*52.49-1*0.85+0.06323200 =1.436 plg =36.47mm

En prueba hidrostática

tt= 2.6 D H-1GSt
Donde:
tt = Espesor de placa por condicion de prueba hidorstatica (plgs)
G= Densidad relativa del liquidoalmacenado, especificaciones por el copmprador, G= 1.0
St = Esfuerzo premisible en condiciones de prueba hidrostática (lb/plg2), tabla 3-2 API-650

tt= 2.6*280*52.49-1*1.024900 =1.504 plg =38.22mm
El espesor mínimo según API-650 párrafo 3.6.1.1 es de 9.5mm (3/8”).

Según API-650 parrafo 3.6.4.1.

Donde:
L = (6Dt)5 (plgs)D = Diametro del tanque (pies)
t = Espesor de la placa del primer anillo (plgs)
Hmax = Altura máxima del casco (pies)

Sustituyendo:

L=(6Dtt)5 = 6*280*1.504 =50.27 pies =15322.3mm
L / Hmax =50.27 =0.914
L/ Hmax ≤ 2
0.914 ≤ 2
Para el adeudo de espesores, el procedimiento es similar variando únicamente la altura
Calculo de placa anular del fondo
Esfuerzo máximo de trabajo en elprimer anillo, considerando el espesor real de td y tt =38.1 mm (1 ½”) y la altura máxima del liquido h= 16786mm (52pies).
En operación
td=2.6DH-1+CASd
Despejando Sd y con D=280 pies, CA=0.063 plg y G=0.85
Sd=2.6DH-1Td-CA
Sd=2.6*280*52-1*0.851.5-0.063
Sd= 21962 lb/plg2 < 23200 lb/plg2
Sd=1546 Kg/cm2

En prueba hidrostática

tt= 2.6 D H-1GSt

Despejando St y con D= 280 piesy G= 1.0
St= 2.6 D H-1GSt

St= 2.6*280*52-1*1.01.5
St= 24752 lb/plg2 < 24900 lb/plg2
St= 1744 Kg/cm2
Como los valores de Sd y St son menores a los tabuladores en la tabla 3.2 del API-650 por lo tanto se permite utilizar traslapes de la placa anular con las placas del fondo del tanque.
De la tabla 3-1 del API-650, el espesor mínimo de la placa anular con un esfuerzo ≤ 27 000 lb/plg2y un espesor del primer anillo de 38.1mm (1 ½”):
tb= 7.94+1.6=9.54 mm
Se propone un espesor de la placa anular de 12.7mm (1/2)
El ancho mínimo de la placa anular según API-650, 3.5.2:

Ab = 390tbHG = 390*0.5055*0.85 =28.50 plg =724 mm

Se propone un ancho del aro de base de AB= 1500mm

Protección de los tanques contra descargas eléctricas utilizando el sistema auto-protegido
La...