23 replies to this topic

[torni]

Hola a todos,
soy un estudiante de ingeniería industrial, especialidad mecánica y os escribo porque estoy cursando el proyecto fin de carrera y necesito ayuda para poder abordarlo.

El proyecto trata sobre la ampliación de la capacidad de almacenamiento de una instalación de almacenamiento de combustibles. La ampliación consiste en la construcción de un tanque de aproximadamente 18.000 m3 de capacidad (36m de diámetro y 18m de altura).

El gran problema que tengo es que debo realizarlo mediante el codigo/norma API 650 edition 11, addendum 1. Ésta está en ingles, y mi nivel de ingles no es lo mejor, por lo que os pido si podéis echarme una mano para así poder guiarme a la hora de ir siguiendo los pasos que me mande dicha norma.

Muchas gracias de antemano.
Un saludo desde España

[talvi]

TORNI:

Para ayudarte es importante nos des más información.

• Presión de diseño:
• Presión de Operación:
• Temperatura de Diseño:
• Temperatura de Operación:
• Gravedad Específica del Producto:
• Punto de Inflamación del Producto:
• Caudal de llenado:
• Caudal de vaciado:
• Zona Sísmica.
• Velocidad del Viento.
• Temperatura promedio ambiente:

Como tu tanque es un tanque de almacenamiento y no un tanque para proceso, lo podemos calcular como un tanque atmosférico (los 4 primeros datos solicitados con esa consideración los podemos obviar). Los demás datos si los requiero para poder ayudarte.

TALVI.

[torni]

Buenas TALVI

En primer lugar muchísimas gracias por haber contestado, y por al ayuda que me presentas.

los datos que me pides son los siguientes, (los que no están aún especificados intentaré lo más brevemente ir introduciendolos)

Presión de diseño : Presión interna manométrica=0.15 kg/dm²; Presión de vacío (exterior) = 0.0025 kg/cm²
Presión de Operación: atmosférica
Temperatura de Diseño : 75ºC
Temperatura de Operación : ambiente
Gravedad Específica del Producto : Gasóleo 0.845 kg/dm³ (pero me piden que utilice como mínimo 1kg/dm³
Punto de Inflamación del Producto : superior a 55ºC
Caudal de llenado : (me pone que no es dato pero lo averiguaré)
Caudal de vaciado : (igual que el anterior)
Zona Sísmica. De la norma española he buscado mi zona y encontre este dato: Aceleración sísmica básica = a_b < 0,04g
Velocidad del Viento. Velocidad básica del viento = 26 m/s
Temperatura promedio ambiente :
Corrosión admisible: 1mm en fondo y envolvente

Te pongo algunos datos mas importantes:
tipo de fondo: cónico con pendiente del 2 por 100
tipo de techo: cupula con radio de curvatura igual a 1.2 veces el diametro del tanque (D=36m)

He empezado a realizar los espesores de la envolvente, te adjunto el archivo. Creo que el cállculo está bien, pero por ejemplo no se si hay que comprobarlo de alguna manera, es decir con datos de viento, sismo, etc... y después no se por donde continuar, en lo que respecta a cáalculo de las placas del fondo, y del techo.

PD: ¿Para que es el valor de la zona sismica, la velocidad del viento, y la temperatura promedio ambiente?. Te pregunto esto porque se que en otras estructuras se utiliza para su resolución, pero en la norma API en ningún momento me piden estos datos, por lo que no los había buscado.

Attached Files

•  envolvente.pdf   273.76KB   218 downloads

Edited by torni, 21 April 2010 - 03:00 PM.

[talvi]

TORNI:

Déjame decirte en primer lugar que voy a preparar un archivo para ayudarte en tu tanque.

En segundo lugar déjame aclarar que la información solicitada es muy importante. Te aclaro rápidamente algunas cosas:

1)- Caudal de llenado y vaciado del tanque. Es un dato muy importante debido que debes proteger tu tanque respecto a su operación, por medio de una válvula de presión-vacío (chequea el API 2000 ). De no hacer eso el tanque ante un problema de operación incorrecto se puede dañar seriamente. De ahí la importancia de conocer los caudales de llenado y vaciado, la gravedad específica del producto el punto de inflamación del producto.

2) - Con respecto a la velocidad del viento y al análisis sísmico , es muy importante hacer el análisis de las cargas por viento y el análisis sísmico debido a que está en juego la estabilidad del tanque. Del resultado de esos análisis sabrás si tienes que colocar rigidizadores, anclar el tanque, modificar los espesores o de algunos anillos o del fondo, etc.... Si tienes la última edición del API STD 650 , 11 EDICIÓN. Addendum 1 y Addendum 2, encontrarás en la sección 5, la teoría acerca del cálculo de los efectos del viento, y así mismo en el Apéndice E, como se hace el análisis sísmico. Yo no conozco las características geográficas en España y específicamente en el lugar donde se va a construir el tanque, pero los datos solicitados son importantes.

3)- Con respecto a la pendiente del techo te recomiendo use una pendiente de 1 a 120 como lo aconseja el APISTD 650 en el punto referente al fondo.

4)- Con respecto al tipo de techo que quieres colocar: un techo autoportante tipo domo, el radio de curvatura (o de conformado) varía desde 0,8 D hasta 1,2 D, y las condiciones de diseño permiten encontrar la mejor solución (técnica y económica).

Voy a revisar tu documento en PDF y espero hasta el fin de semana enviarte lo ofrecido.

TALVI.
P

[torni]

Hola TALVI,

Te pongo los datos que me quedaban por pasarte:

Caudal de llenado: 350m³/h
Caudal de vaciado: 350m³/h
Temperatura promedio: 17 ºC
Zona sísmica: He conseguido un estudio geotécnico del suelo y en cuanto saque los datos necesarios te escribo.

Muchas gracias por todo

EDITO

Zona sísmica:
-. He cálculado la aceleración sísmica según las normas españolas, y me sale a=0,0666g.
Por tanto como se trata de un caalculo independiente de la norma ASCE 7, voy al párrafo E.4.3 del API 650 11th addendum 1, y el parámetro de aceleración espectral Ss y S1, obteniendo:
Ss=2,5·Sp=2,5·a=2,5·0,0666g=0,1664g
S1=1,25·Sp=2,5·0,0666=0,0832.

Para la obtención de la clase del solar, como había puesto anteriormente tengo un estudio geotécnico (el cual te adjunto).En mi opinión se trataria de "Site class" = Stiff soil, o very dense soil and soft rock, por tanto clase D o C respectivamente.

Un saludo

Attached Files

•  informe geotecnico.jpg   716.28KB   101 downloads

Edited by torni, 21 April 2010 - 02:57 PM.

[talvi]

TORNI:
Gracias por los datos. He estado ocupado toda la semana a tiempo completo . Con la información que me proporcionas voy a trabajar este fin de semana y entre lunes o martes te enviaré el archivo ofrecido.
TALVI.

[torni]

Muchas gracias, estaré atento al foro para cuando lo cuelgues empezar con ello yo también.

Un saludo

[talvi]

TORNI:
ESTOY REVISANDO LOS DATOS PROPORCIONADOS PARA EMPEZAR A TRABAJAR . TE COMENTO LO SIGUIENTE : PARA HACER EL ANÁLISIS SÍSMICO EN BASE A LA ÚLTIMA EDICIÓN DEL API STD 650 , 11 EDICIÓN , ADDENDUM 1 . ADDENDUM 2 , SE REQUIERE LA SIGUIENTE INFORMACIÓN : SUG (SEISMIC USE GROUP), COMO PUEDES VER EN ESTE APÉNDICE HAY TRES GRUPOS DE USO SÍSMICO , Y DEPENDIENDO DEL QUE INDIQUES SE ASIGNA AUTOMÁTICAMENTE EL FACTOR DE IMPORTANCIA . CUANDO EL CLIENTE NO ESPECIFICA EL SUG SE TOMA SUG I , Y EL FACTOR DE IMPORTANCIA (TABLA E-5) ES I 0 1. QUIERES QUE TOMEMOS ESTE VALOR , O TIENES UN DATO ESPECÍFICO ACERCA DEL SUG ?
TALVI.

[torni]

Hola TALVI,

Estoy de acuerdo en que cojamos este valor, puesto que he leido los otros dos grupos y no lo identifico al 100% con ninguno.

[talvi]

TORNI :
Estoy adjuntando una hoja de cálculo que está formada por varias hojas : 1)- Correspondencia 2)- Datos 3)- Cuerpo Cilíndrico 4)- Fondo 5)- Techo Autoportante 6)- Carga del viento 7)- Válvula de Presión/Vacío.
He cambiado algunos datos de partida , específicamente presión de diseño y presión de operación (para tanques de almacenamiento atmosféricos, en base a la experiencia que tengo se usa una presión de diseño = 1 in H20 , y una depresión de diseño = ½ oz /in2).
Por otro lado he modificado la modulación del cuerpo cilíndrico del tanque. También he cambiado el uso de los aceros usados en la conformación del cuerpo.
La idea es que la información que te entrego a ti ( y a quienes se interesen en el tema) te pueda servir de guía , y no sea una una simple solución a un problema específico. Lo importante es que el usuario de la norma API STD 650 pueda a través de su razonamiento entender su funcionabilidad.
Está pendiente de entrega el análisis sísmico y espero en pocos días hacerte llegar esa información. Espero que este archivo adjunto te ayude a aclarar las posibles dudas que hayas tenido.
TALVI.

Attached Files

•  Tanque Gasóleo 18000 M3.xlsx   401.31KB   383 downloads

[torni]

TALVI
Muchas gracias por la información adjuntada, voy a mirarla y compararé con lo que he estado haciendo yo. Según vaya avanzando te iré comentando si me surgen algunas dudas.

XtianChem

Buen aporte el programa, de momento iré guiandome con el documento ofrecido por TALVI, y posteriormente le echaré un vistazo al programa. Gracias.

Un saludo

[talvi]

TORNI:
La idea es que el archivo que te he enviado , te sirva como una guía más que te permita aportar en el enriquecimiento de tu trabajo . No pretendo en ningún momento sustituir a ningún programa en particular. Llevo más de 30 años trabajando en este tema , y siempre que tengo una solicitud de un cliente , que requiere de un diseño , construyo una nota de cálculo , que trata al menos de ser explicativa, ya que mis clientes no tienen porque conocer la norma en su totalidad , ni tampoco su aplicación. Los programas como COADE TANK , TRI TANK , ETANK 2000 , etc.... son excelentes , pero parten del supuesto que el programador conoce perfectamente la norma API STD 650 , y se limitan a arrojar resultados sin ningún tipo de explicación.
Espero que el archivo enviado , te permita al menos , ver como razono , para poder aplicar la norma. No tiene este archivo , ningún otro propósito.
TALVI.

[talvi]

TORNI:
Vuelvo al tema del tanque de gasóleo nuevamente. Aún no recibo la información ofrecida por ti referente al techo autoportante que me mencionabas. Quisiera llamar tu atención en lo siguiente :1)Has verificado que norma se usó para hacer ese diseño ?. 2)- Has revisado el área de compresión de ese techo ? 3)- Te has fijado en el tipo de junta de los sectores que conforman ese techo ? Te cuento que en este tipo de techos autoportantes tipo domo con perfil esférico o sombrilla , los sectores son unidos con juntas a tope , y no con juntas de filete (como en los techos cónicos con estructura en que las planchas son traslapadas).Voy a buscar si dispongo de algún archivo PDF de un techo tipo domo con perfil esférico autoportante , y de ser así , te lo haré llegar.
Por otro lado en uno de los correos que me enviaste anteriormente me dices textualmente :"He cálculado la aceleración sísmica según las normas españolas, y me sale a=0,0666g".Me podrías mostrar ese cálculo.
Por último , te estoy adjuntando dos archivos relacionados con el análisis sísmico:El primero está relaciomado con establecer las diferencias que se produjeron al usar el Apéndice E en base a la última edición (API STD 650 , 11th, Addendum 2) y todas las ediciones anteriores al API STD 650 , 10th, Addendum3.En América Latina ,los Codigos sísmicos están basados en su mayoría en la Norma UBC , y el análisis sísmico basado en la última edición del API STD 650 , está basado en la norma ASCE 7. De manera que muchos clientes nos dan la información para hacer el análisis sísmico con parámetros de la norma UBC.
El segundo archivo es el análisis sísmico ,propiamente dicho , que hice en base a una hoja de cálculo existente (usando el sistema de unidades U.S. , que es el sistema que aún usamos de forma regular).Al respecto cabe indicarte que como factores de conversión , empleamos entre otros los siguientes : 1 lb = 453,592 gr ; 1 ft = 0,3048 m.
Dejo intencionalmente sin resolver el número y diámetro de los anclajes y el dimensionamiento de las silletas , para que tu concluyas con estos cálculos; si tienes algún problema al respecto ,me avisas.
TALVI.

Attached Files

•  Cambios Apendice E.xls   113KB   220 downloads
•  Analisis Sismico.xls   253KB   200 downloads

[torni]

Hola TALVI,

Te adjunto el cálculo que realice para obtener las aceleraciones, según la norma española. Respecto a este punto, tengo dudas de si puede estar correctamente aplicado el resultado sobre la API 650, pues al ser normas diferentes ahi, tengo la duda. Una pregunta, ¿debería realizarlo, completamente, mediante la norma española?

Por otro lado, el cálculo de la estructura autoportante del techo, está realizado mediante una norma alemana, la DIN 4119, asique ya entiendo que con la API no es posible. Intentaré ver de alguna manera esta norma y obtener algún tipo de resultado. El área de compresión del techo no se como se puede revisar. Y el tipo de junta que se utiliza, es poniendo la chapa la que se encuentre más hacia el centro del tanque quede por encima de la más exterior, como se indica en la figura 5-3a.

Muchas gracias por todo de nuevo.

PD: para el cálculo de la carga de vientos, ¿existe la posibilidad de relaizar el cálculo en unidades del sistema internacional, en vez de unidades americanas como me pasaste?, es que al realizarlo en unidades del sistema internacional, y aplicar una conversión al resultado obtenido, no me da el mismo resultado que el que me enviaste. De todas maneras, no encuentro a este motivo un problema, pues si fuera necesario lo calcularé con unidades del sistema americano.

Un saludo!!

Attached Files

•  resistencia sismica.pdf   392.26KB   170 downloads

Edited by torni, 15 May 2010 - 06:32 AM.

[talvi]

Hola TALVI,

Te adjunto el cálculo que realice para obtener las aceleraciones, según la norma española. Respecto a este punto, tengo dudas de si puede estar correctamente aplicado el resultado sobre la API 650, pues al ser normas diferentes ahi, tengo la duda. Una pregunta, ¿debería realizarlo, completamente, mediante la norma española?

Por otro lado, el cálculo de la estructura autoportante del techo, está realizado mediante una norma alemana, la DIN 4119, asique ya entiendo que con la API no es posible. Intentaré ver de alguna manera esta norma y obtener algún tipo de resultado. El área de compresión del techo no se como se puede revisar. Y el tipo de junta que se utiliza, es poniendo la chapa la que se encuentre más hacia el centro del tanque quede por encima de la más exterior, como se indica en la figura 5-3a.

Muchas gracias por todo de nuevo.

PD: para el cálculo de la carga de vientos, ¿existe la posibilidad de relaizar el cálculo en unidades del sistema internacional, en vez de unidades americanas como me pasaste?, es que al realizarlo en unidades del sistema internacional, y aplicar una conversión al resultado obtenido, no me da el mismo resultado que el que me enviaste. De todas maneras, no encuentro a este motivo un problema, pues si fuera necesario lo calcularé con unidades del sistema americano.

Un saludo!!

TORNI:
1)-Pienso que deberías hacer tu cálculo sísmico en base a la norma española .
2)-Para el cálculo del techo autoportante tienes un modelo basado en una norma alemana DIN . Como lo mencionas las planchas del techo son TRASLAPADAS mientras que en el modelo que desarrollé en la hoja de cálculo basado en el API STD 650 las planchas son soldadas a TOPE. Esa diferencia es PRIMORDIAL.Ambos métodos son válidos .Si te piden desarrolar tu cálculo en base al API STD 650 das la solución que muestro en la hoja de cálculo, y podrías hacer un Addendum mostrando la solución en base a la norma DIN que mencionas.
3)-Tengo mis bases de datos y hojas de cálculo en base al sistena de unidades US . Lo importante es simplemente seguir el proceso sea cual sea el sistema.
TALVI

[talvi]

TORNI:
Para confirmar lo del techo autoportante sin ningun tipo de estructura autoportante te comento que nosotros diseñamos un techo tipo domo con perfil esférico para un diámetro de 60 ft(año 2006) .Las planchas que conformaban el techo fueron soldadas por traslape.De encontrar ese archivo te emviaré el plano respectivo, a título de ejemplo.
TALVI

[torni]

Hola TALVI,

De acuerdo, probablemente intente realizarlo con la norma DIN que te comenté. En caso de realizarlo así, tendré una estructura en el techo, que pesará xxx kg. para obtener los valores de los momentos de la carga de viento, tendré que tenerlo en cuenta, ¿no es así?.

Estoy haciendo la carga de viento, y de utilizar las unidades del sistema internacional, a utilizar las del sistema americano me da diferentes resultados. Por ejemplo, al obtener w_L Si se calcula el valor 0,9*H*D con el SI, es el valor menor de los dos, mientras que si se hace por el US el valor menor es el obtenido en la relacion 4,67*tb*(Fby*H)^0,5. Entonces me entra la duda de como continuar. Voy a intentar resolverlo mediante el SI de unidades, y si veo que no obtengo la solución deseada, volveré a realizarlao esta vez con US.

Un saludo

[talvi]

Hola TALVI,

De acuerdo, probablemente intente realizarlo con la norma DIN que te comenté. En caso de realizarlo así, tendré una estructura en el techo, que pesará xxx kg. para obtener los valores de los momentos de la carga de viento, tendré que tenerlo en cuenta, ¿no es así?.

Estoy haciendo la carga de viento, y de utilizar las unidades del sistema internacional, a utilizar las del sistema americano me da diferentes resultados. Por ejemplo, al obtener w_L Si se calcula el valor 0,9*H*D con el SI, es el valor menor de los dos, mientras que si se hace por el US el valor menor es el obtenido en la relacion 4,67*tb*(Fby*H)^0,5. Entonces me entra la duda de como continuar. Voy a intentar resolverlo mediante el SI de unidades, y si veo que no obtengo la solución deseada, volveré a realizarlao esta vez con US.

Un saludo

TORNI:
Te recomiendo siendo que vives en Europa , uses el sistema métrico .Aquí hasta ahora, henmos usado el sistema U.S.
Tenemos problemas serios con la equivalencia de fórmulas y con los rangos , desde que el API STD 650 adaptó el sistema métrico.
Como ejemplo ,aplica el cuadro mostrado en el ITEM 5.6.1.1 del API STD 650 para un tanque diámetro 119 ft.
Si usas el sistema U.S. de unidades encontrarás que el espesor mínimo para un anillo cilíndrico es de 6 mm incluyendo el sobrespesor . Si tu tanque está expresado en sistema métrico , y usas ese sistema , es decir 119 ft = 36,271 mts , y te vas a esa tabla , encuentras que el espesor mínimo es de 8 mm , incluyendo el sobrespesor de corrosión. De ahí , la recomendación de usar un sistema de unidades único ,y de preferencia el de común utilización en el país en que se van a construir los tanques.
No veo ninún problema en usar una estructura autoportante , e indudablemente tendrás que incluir el peso de misma en tus cálculos.Lo importante es que al usar una norma diferente , lo indiques. Por otro lado las normas , aunque utilizan principios comines relaivos al calculo estructural , resistencia de materiales , etcc..., difieren en los coeficientes de seguridad.
TALVI.

[torni]

Buenas TALVI,

Muchas gracias por contestarme tan rápido. Seguiré continuando por donde me quedé, e intentaré utilizar las mediades del sistema internacional en todo momento. Te voy comentando conforme vaya avanzando.

Gracias

Un saludo

[torni]

Hola TALVI,

Me ha surgido una pregunta, a cerca del ultimo documento que adjuntaste.A la hora de obtener el valor de la relación de anclaje J, en el valor de w(int), pones el mismo resultado que el obtenido en w(a). ¿porque es así?¿No son valores diferentes?, en caso de ser diferentes no podría tratarse de la tension superfficial?, que para el gasoleo es de 25·10e-3 N/m aproximadamente.

Muchas gracias

Un saludo

[torni]

Hola TALVI

Ya he terminado los calculoos, y estoy terminando toda la documentación necesaria. Muchas gracias por todo, sin tu ayuda no podría haberlo hecho posible. La guía que colgaste, me ha servido de muchísimo. Si en el futuro necesitara ayuda sobre este tema no dudaría en pediros consejo, dado lo bien que me habeis tratado y atendido.

Un saludo.

[talvi]

TORNI:

Gracias por tus palabras en exceso generosas. En este foro siempre tratamos de ayudar, pero lo importante es que el receptor como en tu caso ha puesto de su parte. Sin esa reciprocidad, las cosas se dificultan.

Espero en la oportunidad que requieras volver a colaborar en tus consultas dentro de mis posibilidades.

TALVI.

[sirio]

Buen dia.

Tambien soy estudiante de ingenieria mecánica y tambien trabajo en el proyecto del diseño de un tanque de almacenamiento de 30 mil barriles.

Revisando la hoja de datos que Talvi publica para el proyecto de torni (tanque de gasoleo 18000m3.xls), me topo con una de las tantas dudas sin aclarar que tengo referente a la interpretación de la norma API-650, y es con respecto al item 5.1.3.5. Talvi, en esta hoja de datos dices que este item afirma que solapes soldados a ambos lados deben tener 50mm máximo y 25mm máximo para solapes soldados por un solo lado.

Lo anterior parece estar claro. Sin embargo, el apendice D.3.1 (tecnichal inquires) 650-I-37-03 y 650-I-49-03 manifiesta (segun lo entiendo) que el item 5.1.3.5 (antes 3.1.3.5) se refiere a un solape minimo y que la norma no limita este tipo de junta a un solape máximo. ¿Como interpretar todo esto?.

Por otro lado, observo que el item 5.1.3.5 habla de Lap welded joints as tack-welded. entiendo que "tack welded joints" son las juntas de las láminas punteadas durante la fabricación. A que se refiere entonces en este item?

Gracias por sus aportes. tengo esta inquietud desde desde hace rato.

Edited by sirio, 05 July 2011 - 01:58 PM.

[Poe]

gracias en especial a TALVI por su desinteresada ayuda, en base a lo expuesto aqui estoy especificando un tanque para almacenamiento de condensado, lo que si quisiera saber es como realizar una especificacion tecnica de esta tanque que consideraciones deberia tener en cuanto a construccion, soldadura instrumentacion, mantenimiento etc