EQUIPOS ESTÁTICOS.pptx

EQUIPOS ESTATICOS

1. MARCELO CORDOVA VELASCO Ingeniero Electromecánico R.N.I.: 12.869 VIRTUAL 18 AL 22 DE ABRIL EQUIPOS ESTÁTICOS CURSO DE CAPACITACIÓN TANQUES ATMOSFERICOS

2. Hoja de vida - Marcelo Cordova V.

3. Presentación - Asistentes

4. Equipos Estáticos Serie de presentaciones Literatura básica Material de apoyo Estándares API (American Petroleum Institute ) Estándares ASME ( American Society of Mechanical Engineers ) Información complementaria

5. Horario y Recomendaciones Se recomienda ser puntuales se dará una tolerancia de 5 minutos ; antes de iniciar las exposiciones

6. Sistema de evaluación 100 %

7. ¡¡¡ Eventos no deseados con equipos estáticos !!! Refinería en China, 1999 – 2.5 millones de $ us Refinería ARAMCO en Arabia, 2001 – 15 millones de $ us , 2 meses fuera de servicio, 5 tanques perdidos. Refinería Puerto Rico, 2009 – Sin datos

8. ¡¡¡ Eventos no deseados con equipos estáticos !!! Cuando suceden eventos no deseados con equipos estáticos generalmente se tiene que lamentar perdidas millonarias, perdida de tiempo fuera de servicio, perdidas de la imagen como empresa y lo peor perdida de vidas humanas.

9. Temario

10. Introducción a los Estándares de Referencia Y Legislación Boliviana EQUIPOS ESTATICOS I Decreto Supremo N° 25502 Estándares API Estándares ASME Otros

11. DS - 25502

12. Uso de los estándares, códigos y normas

13. Entidades que publican estándares y normas

14. Tanques API

15. Recipientes a presión

16. Instructivos y formularios Propios

17. Ciclo para el uso de estándares de referencia

18. Diseño y construcción de tanques de acero soldados, para almacenamiento de petróleo Estándar API-650

19. INDICE Estándar API-650 Notas especiales Los estándares API tratan problemas de naturaleza general y son publicados para facilitar la aplicación de buenas practicas de ingeniería comprobadas. Preámbulo Este estándar esta basado en el conocimiento y experiencia acumulada de fabricantes y usuarios de tanques, consiederado diferentes tamaños y capacidades.

20. Anexos

21. Anexos

22. Sección 1 - Alcance Fondo uniformemente soportado Temperatura Máxima de diseño 93°C (200°F) Presión interna no debe exceder peso de las laminas del techo

23. DIVERSOS ESTÁNDARES ≤ 0.17 ≤ 0.17

24. Sección 1 - Alcance Limitaciones La reglas de este estándar no son aplicables mas allá de estos limites: La cara de la primera brida en conexiones bridadas, excepto cuando se suministren tapas o bridas ciegas. La primera superficie de sello en accesorios o instrumentos. La primera junta roscada en conexiones roscadas. La primera circunferencial en conexiones soldadas, si no están soldadas a una brida. Responsabilidades El fabricante es responsable del cumplimiento de todos los requerimientos del estándar. La inspección por parte del inspector designado por el comprador no exime al fabricante de la obligación de suministrar el control de calidad y la inspección para garantizar el cumplimiento de este estándar.

25. Sección 2 - REFERENCIAS Los estándares, códigos, especificaciones y publicaciones que son citados en esta sección del estándar, se deberán utilizar en su ultima edición publicada.

26. Sección 3 - Definiciones

27. Sección 3 - Definiciones

28. Sección 4 - Materiales Láminas de fondo, envolvente y techo Las láminas deben ser normalizadas y deberán cumplir con estándares ASTM, CSA, ISO o estándares nacionales reconocidos cumpliendo con las limitaciones de un material normalizado. Propiedades mecánicas Análisis químico Procesos de fabricación Tolerancias Soldabilidad

29. PLACAS Las placas se deben fabricar únicamente por el proceso de hogar abierto, oxigeno básico u horno eléctrico. Las placas de la envolvente están limitadas a un espesor máximo de 45mm (1,75 pulg ). Las tolerancias de fabricación de las placas deben cumplir con la última edición de la especificación ASTM A6 o equivalente.

30. Sección 4 - Materiales Requerimientos adicionales Tratamiento térmico Requerimientos de tenacidad, chapas de acero calmado en espesores ≥ 40 mm Pruebas de impacto (Ensayo Charpy con entalla en V) a requerimiento del comprador

31. Sección 4 - Materiales

32. Sección 4 - Materiales

33. Sección 4 - Materiales Perfiles estructurales ASTM A 36M/A 36, A 131M/A 131, A992M/A 992. CSA G40.21 en grados 260W/(38W), 300 W/(44W)…. ISO 630 grado E275 calidades B,C y D. Tuberías y accesorios API 5L, grados A, B y X42 ASTM A 53, grados A y B ASTM A 106, grados A y B Accesorios ASTM A 234M/A 234, grado AWB

34. Sección 4 - Materiales Bridas Pueden ser de tipo hub , slip on o welding neck de acuerdo ASME B16.5 para bridas forjadas de acero al carbono. Para tamaños mayores a 24” NPS se debe cumplir con ASME B16.47.

35. Sección 4 - Materiales Electrodos Para soldadura de materiales con una resistencia mínima de tensión menor a 550 Mpa (80 ksi ) soldados con proceso SMAW (electrodo revestido), se deberán usar electrodos E-60xx ó E-70xx de acuerdo a la especificación AWS A5.1 Para materiales con una resistencia mínima de tensión de 550 a 585 Mpa (80 hasta 85 ksi ) soldados con proceso SMAW (electrodo revestido), se deberán usar electrodos E-80xx-CX de acuerdo a la especificación AWS A5.5.

36. Clasificación de electrodos

37. Sección 5 - Diseño

38. Sección 5 - Diseño

39. Sección 5 - Diseño Niveles y capacidad de almacenamiento 5.2.6

40. Condiciones de diseño operativas

41. Diseño Fundación Anexo B Cumplir ACI-318 El suelo deberá asegurar la estabilidad del tanques El suelo deberá ser compactado por debajo del tanque para asegurar que no exista asentamiento. EL concreto debe tener una resistencia mínima de 20 Mpa (3000 lbf /in2)

42. Anillo de fundación

43. Diseño de piso

44. Diseño de piso Piso tipo SKETCH 5.4 Las láminas que conforman el piso deberán cumplir con los siguientes requerimientos: Espesor nominal mínimo de 6mm (1/4”) Ancho mínimo de 1800 mm (72”) Proyección hacia afuera del cuerpo de 50mm (2”) Todas las chapas de fondo deberán ser traslapadas Los traslapes deberán ser de por lo menos 50 mm (2”) En caso de tener inclinación se debe considerar una pendiente mínima de 1:120 Los traslapes triples deberán estar a 300 mm (12”) de cualquier otro traslape

45. Diseño de piso

46. Armado de piso

47. Diseño de piso Piso tipo ANULAR 5.5 El espesor de las láminas anulares se debe definir usando la tabla 5.1 Este diseño soporta alturas de producto ≤ 23m (75 ft) Deben tener un ancho radial de 600 mm (24”) entre cualquier junta traslapada y la envolvente. La proyección hacia el exterior debe ser de por lo menos 50 mm (2”) Las juntas de las láminas anulares deben ser soldadas a tope Las láminas anulares deben tener forma exterior circunferencial, pero puede ser circunferencial o poligonal por el interior del cuerpo.

48. Diseño de cuerpo LÁMINAS DE CUERPO 5.6 El espesor requerido debe ser el mayor entre el espesor requerido del producto + tolerancia de corrosión y el espesor requerido de prueba hidrostática, pero no debe ser menor que los espesores de la tabla Las láminas de cuerpo deben tener un ancho nominal de 1800 mm (72”) Las láminas de cuerpo deben estar perfectamente en corte recto y escuadradas.

49. Diseño de cuerpo Cálculo de espesor para láminas por el método de 1 pie

50. Diseño de cuerpo

51. Diseño de cuerpo Vigas contra viento tanques con extremo superior abierto Deberán tener un anillo rigidizador o viga contra viento para mantener la redondez del cuerpo cuando el tanques este sometido a cargas de viento.

52. Diseño de cuerpo Vigas contra viento tanques con extremo superior cerrado Los tanque con extremo superior abierto deberán tener un anillo rigidizador o viga contra viento para mantener la redondez del cuerpo cuando el tanques este sometido a cargas de viento.

53. Diseño de cuerpo Figuras de vigas corta viento

54. Diseño de Techo TIPOS DE TECHO

55. Diseño de techo Láminas de techo 5.10 Todos los techos y su estructura deberán ser diseñados de acuerdo a las cargas que se dan en el apéndice R. Espesor nominal de 5 mm (3/16”) más la tolerancia de corrosión. Las láminas de los techos cónicos soportados no deben ser soldados a los elementos de la estructura de soporte. Los elementos estructurales del techo un espesor nominal mínimo de 4.3 (11/64”) Las láminas de los techos cónicos deberán ser soldadas al Angulo superior con un filete de soldadura continuo y de un solo pase. La pendiente de techo soportados es 2:12; para auto soportados es 1:16 Techos auto soportados es necesario el uso de láminas de mayor espesor como se indica en 5.10.5 y 5.10.6 Techos flotantes se diseñan de acuerdo al apéndice C (externos) y apéndice H (internos)

56. Diseño de techo Columna de soporte La columnas de los techos soportados deberán ser de tubos o elementos estructurales (perfiles) La lámina soldada al piso que distribuye la carga deberá ser de 12 mm (1/2”)

57. Diseño de techo Vigas de soporte Las partes estructurales pueden ser perfiles laminados o secciones fabricadas. Espesor mínimo de 4.7 mm (3/16) Espaciado exterior 0.6 ∏ m (6,28´) Espaciado interior 1.7 m (5,5’)

58. Diseño de anclajes Anclajes Cuando se requiere que un tanque sea anclado por la sección 5.11, apéndice E (sismo) o apéndice F (presión interna) El espaciamiento mínimo de los anclajes deberá exceder 3 m (10 ft)

59. Aperturas en el piso SUMIDEROS DE DRENAJE DE AGUA Los sumideros deberán estar de acuerdo con la figura 5-21 y tabla 5-16.

60. Aperturas en el cuerpo BOQUILLAS DE CONEXIÓN Las conexiones deben ser de los tamaños y dimensiones mostrados en las tablas 5.6 y 5.7. Conexiones ≤ a 2” NPS no necesitan refuerzo. Conexiones > a 2” NPS deberán ser reforzadas.

61. Aperturas en el cuerpo

62. Aperturas en el cuerpo

63. Aperturas en el cuerpo

64. Aperturas en el cuerpo ENTRADAS DE HOMBRE Las dimensiones y tamaños de los MH deberán ser de acuerdo con la figura 5-7A y las tablas 5-3 a 5-5.

65. DISEÑO DE JUNTAS SOLDADAS Juntas de piso Las láminas traslapadas deberán ser con bordes rectos, acabado suave y uniforme. Las láminas de los pisos con anular deberán ser soldadas a tope con penetración completa y fusión completa.

66. DISEÑO DE JUNTAS SOLDADAS Juntas de cuerpo - piso Cuando el espesor de la lámina del cuerpo es mayor a 12.5 mm (1/2”) se debe realizar soldadura de ambos lados y los espesores del filete de soldadura deben ir de acuerdo a lo especificado en la siguiente tabla.

67. DISEÑO DE JUNTAS SOLDADAS Juntas envolvente Las soldaduras deben ser a tope con penetración completa y fusión completa. Las juntas verticales no deben quedar alineadas, ni deben tener un desfase de mas de 5t, donde t es el espesor de la lámina mas gruesa.

68. Cordones de soldadura

69. DISEÑO DE JUNTAS SOLDADAS Juntas techo Las láminas de techo deberán ser soldadas del lado superior como mínimo.

70. Sección 6 – Fabricación Fabricación de piezas Los materiales deben ser hechos en taller con las facilidades necesarias. Las chapas que necesiten enderezamiento se deben realizar en prensa u otro método que no dañe el material. Láminas hasta 10 mm (3/8)” para juntas a tope pueden ser cortadas con cizalla. Láminas hasta 16 mm (5/8)” para juntas a traslape pueden ser cortadas con cizalla. Las láminas que se usen en el cuerpo se deben curvar para los diámetros establecidos en el punto 6.1.3 Fig. 6-1. Todas las láminas deben ser inspeccionadas visualmente en sus bordes para detectar laminaciones y si se detecta se debe realizar ultrasonido.

71. Fabricación Fig. 6-1

72. Sección 6 – Fabricación Fabricación de piezas

73. Sección 7 - Montaje Detalles de soldadura Los tanques se pueden soldar con los siguientes procesos de soldadura o una combinación de los mismos. SMAW – soldadura por arco con electrodo revestido manual GMAW - soldadura con protección gaseosa semiautomático - MIG (Metal Inert Gas). GTAW - Soldadura por arco con electrodos de tungsteno con protección gaseosa – (gas tungsten arc welding ) FCAW - soldadura por arco con núcleo de fundente (Flux Cored Arc Welding ) SAW – soldadura por arco sumergido

74. Montaje Precalentamiento previo a la soldadura Ninguna soldadura se deberá efectuar cuando las superficies a ser soldadas estén húmedas por lluvia, nieve o hielo, tampoco cuando existen ráfagas de viento elevadas. EL precalentamiento se debe realizar en la zona dentro de los 75 mm (3”) de donde se iniciara la soldadura.

75. Soldadura de fondo La soldadura se debe realizar con una secuencia que produzca la menor distorsión y para mantener lo mas plana que se pueda la superficie del piso. La soldadura cuerpo fondo se debe realizar completamente antes de terminar cualquier junta del fondo

76. Soldadura de cuerpo Las láminas de cuerpo pueden ser alineadas utilizando grapas metálicas y alineadores soldados al mismo cuerpo.

77. Soldadura de cuerpo Desalineamiento juntas horizontales El máximo permitido deberá ser: 3 mm (1/8”) o el 20% de la lámina de mayor espesor (el que sea menor). Desalineamiento juntas verticales El máximo permitido deberá ser: 3 mm (1/8”) o el 10% de la lámina de mayor espesor (el que sea menor). Para láminas de > 16 mm (5/8”) 1.5 mm (1/16”) o el 10% de la lámina de mayor espesor (el que sea menor). Para láminas de ≤ 16 mm (5/8”)

78. Soldadura Cuerpo - Fondo El pase de raíz de este cordón interior se debe inspeccionar visualmente y por uno de los siguientes métodos: Partículas magnéticas Líquidos penetrantes Prueba de diésel Otra alternativa es realizar una prueba neumática de las soldaduras interior y exterior a una presión de 103 kPa (15 psi) según el punto 7.2.4.2.

79. Soldadura de techo flotantes El techo flotante externo y sus diversos accesorios deben ser proyectados conforme al API 650 Apéndice C. El espacio entre el costado del tanque y el costado del techo flotante debe ser de 200 mm con una tolerancia de ± 12 mm, en la posición en que el techo es montado.

80. Inspección de soldaduras Soldaduras a tope Es requerida una penetración y fusión completa, de las juntas del cuerpo. La inspección de calidad de la soldadura deberá ser hecha por inspección radiográfica de acuerdo al punto 8.1. En caso de llegar a un acuerdo entre el comprador y el fabricante se usará inspección por ultrasonido de acuerdo al punto 8.3.1. Toda la soldadura deberá ser inspeccionada visualmente los criterios de aceptación que son dados en el punto 8.5.

81. Inspección de soldaduras Soldadura de filete o traslape Deberá ser inspección por método visual, el pase final deberá ser limpiada de la escoria y otros depósitos antes de la inspección los criterios de aceptación dados en el punto 8.5.

82. Inspección de soldaduras Inspección y pruebas del piso Se deben inspeccionar visualmente para verificar si hay defectos o fugas potenciales, prestando especial atención a los sumideros, abolladuras, traslapes triples, puntos de quiebre, áreas donde se removieron elementos temporales y quemaduras de arco. Los criterios de aceptación y rechazo están en el punto 8.5. Inspección con cámara de vacío, de acuerdo al punto 8.6 Prueba con gas trazador de acuerdo al punto 8.6.11 Después que el primer anillo fue unido al fondo se deberá hacer prueba hidrostática por el exterior, inundando por debajo del fondo hasta 150mm (6”)

83. Inspección de soldaduras Inspección de láminas de refuerzo Se debe realizar prueba neumática con una presión de aire de hasta 1000 kPa 15 lb/in2), se debe usar el agujero de detección de fugas especificado en los puntos 5.5.7.1.

84. Inspección de soldaduras Prueba hidrostática Las responsabilidades tanto del fabricante como del comprador definen los siguientes parámetros durante la prueba; temperatura de prueba, volúmenes de llenado y vaciado del tanque, medición de asentamientos y la metodología para la medición. Se debe ir controlando el nivel de llenado cada 300 mm (12). Las medidas de asentamiento se deben tomar en la circunferencia del tanque con un espaciamiento que no exceda 10 m y un mínimo de 8 puntos. Las mediciones se tiene que tomar a medida que se va llenando el tanque.

85. Tolerancias dimensionales Verticalidad La máxima desviación entre la parte superior del cuerpo y el fondo no debe exceder 1/200 de la altura total del tanque. Para anillos individuales se debe aplicar el criterio de planitud y ondulamiento . Redondez La redondez medida a 1 pie por encima de la unión cuerpo fondo, y no debe exceder las tolerancias de esta tabla:

86. Tolerancias dimensionales Desviaciones locales Estas desviaciones se presentan en las juntas verticales y circunferenciales se mueven hacia adentro o hacia fuera de la superficie de la lámina. Estas desviaciones producen: Deformación o aplanamiento de las láminas Incremento de los esfuerzos residuales Potencial de carga por fatiga si el área trabaja durante la carga y descarga.

87. Tolerancias dimensionales Fundaciones con anillo de concreto La nivelación debe ser ±3 mm (1/8”) en 9 metros de (30’) de la circunferencia y ±6 mm (1/4”) de la circunferencia total. Fundaciones sin anillo de concreto La nivelación debe ser ±3 mm (1/8”) en 3 metros de (10’) de la circunferencia y ±13 mm (1/2”) de la circunferencia total.

88. Sección 8 – Métodos de inspección Visual - VT Las soldaduras se consideran aceptables si muestran lo siguiente: No deben existir grietas superficiales o golpes de arco en la junta. Para juntas verticales a tope y para accesorios permanente orientados verticalmente; se permite una socavadura máxima de 0.4 mm (1/64”). Para juntas horizontales a tope y para accesorios permanente orientados horizontalmente; se permite una socavadura máxima de 0.8 mm (1/32”). La porosidad máxima permitida debe ser ≤ 2,5mm(3/32”) y un grupo de poros debe ser ≤ 100mm(4”) Los refuerzos de sobremonta no deben exceder los espesores de la siguiente tabla.

89. Sección 8 – Métodos de inspección Visual - VT

90. Sección 8 – Métodos de inspección Radiografía – RT Según el código ASME Sección V, Articulo 2. Criterios de aceptación ASME Sección VIII, punto UW-51 (b)

91. Radiografía Radiografía - RT Juntas verticales del cuerpo: Para láminas ≤ 10mm (3/8”) se tomará un spot en los primeros 3 m (10 ft) de cada soldadura terminada por cada soldador; después se tomará un spot cada 30 m (100 ft) de soldadura. Al menos el 25% de los spot deberá quedar en los cruces. Para láminas > 10mm (3/8”) ≤ 25 mm (1”) se tomará un spot igual que en el punto anterior. Y adicionalmente un spot en todos los cruces verticales y horizontales; cada radiografía debe mostrar al menos 75 mm de la junta vertical y 50 mm de la junta horizontal. En el anillo inferior se debe tomar 2 spot en cada junta vertical. Para láminas > 25 mm (1”) se debe radiografiar toda la junta vertical. Y todos los cruces verticales y horizontales Las soldaduras a tope de las conexiones de boquillas o entradas de hombre deben ser completamente radiografiadas.

92. Radiografía Radiografía - RT Juntas horizontales del cuerpo: Se tomará un spot en los primeros 3 m (10 ft) de cada soldadura terminada sin importar el número de soldadores; después se tomará un spot cada 60 m (200 ft) de soldadura. Estos spot son adicionales a los tomados en cada cruce. Cada radiografía debe mostrar al menos 150 mm (6”) de la junta vertical y 50 mm de la junta horizontal. La película debe estar centrada en la soldadura.

93. Radiografía Radiografía - RT Juntas pletina anular: Para juntas soldadas a tope soldadas por ambos lados, se debe tomar un spot en el 10% de las juntas. Para juntas soldadas a tope soldadas por un solo lado con pletina de respaldo, se debe tomar un spot en el 50% de las juntas. Los criterios de aceptación de las radiografías están establecidos en el código ASME sección VIII Div . 1 punto UW-51(b)

94. Sección 8 – Métodos de inspección Partículas magnéticas - MT Se debe realizar de acuerdo a lo requerido en el código ASME Sección V articulo 7. Los criterios de aceptación están establecidos en el código ASME sección VIII Div . 1 apéndice 6, puntos 6-3, 6-4 y 6-5.

95. Sección 8 – Métodos de inspección Ultrasonido - UT Se debe realizar de acuerdo a lo requerido en el código ASME Sección V articulo 5. Los criterios de aceptación deberán ser acordados entre el fabricante y el comprador.

96. Sección 8 – Métodos de inspección Líquidos penetrantes - PT Se debe realizar de acuerdo a lo requerido en el código ASME Sección V articulo 6. Los criterios de aceptación están establecidos en el código ASME sección VIII Div . 1 apéndice 8, puntos 8-3, 8-4 y 8-5.

97. Sección 8 – Métodos de inspección Caja de vacío Se debe realizar de acuerdo a lo requerido en el API 650 punto 8.6. Presión de prueba inicial: 3 a 5 psi. Mantenida por 5 segundos o mas. Presión de prueba secundaria: 8 a 10 psi (si es requerida por el cliente)

98. Sección 9 – Calificación de Procedimientos de soldadura Se debe cumplir con lo requerido en el código ASME sección IX articulo II. WPS – EPS - Especificación del procedimiento de soldadura Es el documento base que indica al soldador como se deberá realizar una junta de soldadura de producción. En este documento deberán figurar todas las variables esenciales, todas las variables esenciales suplementarias en caso de que se requiera prueba de impacto y las variables no esenciales. Todas las variables se definen en el punto QW-250 tablas QW-252 a QW-264. PQR – RCP – Registro de calificación del procedimiento de soldadura En este documento se registran las mismas variables que en el WPS pero se utiliza para realizar una junta de prueba para realizar los cupones de ensayo. En los cupones de ensayo se realizan los ensayos mecánicos, químicos, visuales y END) para calificar el cupón.

99. Sección 9 – Calificación de soldadores Se debe cumplir con lo requerido en el código ASME sección IX articulo III. WPQ – RCS – Registro de calificación de soldadores Es el documento que valida que un soldador u operador de soldadura tiene la habilidad para realizar una junta soldada de acuerdo a una especificación. En este documento deberán figurar todas las variables esenciales, todas las variables esenciales suplementarias en caso de que se requiera prueba de impacto y las variables no esenciales. Todas las variables se definen en el punto QW-350 tablas QW-352 a QW-357. También se registran los resultados de los ensayos realizados. Rangos de las variables calificadas.

100. Sección 10 – Marcaje Placa de identificación

101. Sección 10 – Marcaje Certificación

102. Temas complementarios