DISEÑO Y CONSTRUCCION DE

TANQUES DE ALMACENAMIENTO

ESTANDAR API 650 Realizado Por:

Carlos Tobaria

Cristian Camilo Sandoval

Marco Tulio Santana

Profesor: Jeffer Rojas Puentes

SENA REGIONAL DISTRITO CAPITAL / INSPECCION Y ENSAYOS CON

PROCESO NO DESTRUCTIVOS

“CENTRO DE MATERIALES Y ENSAYOS”

DISEÑO Y CONSTRUCCION DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO

CODIGO API 650

TANQUES DE ACERO SOLDADOS PARA ALMACENAMIENTO DE PETROLEO

11 Edición de Junio de 2007

(WELDED STEEL STORAGE TANKS)

ALCANCE

Este estándar cubre requerimientos para materiales,diseño, fabricación, montaje y pruebas de tanquessoldados verticales cilíndricos, no enterrados con extremosuperior abierto o cerrado en varios tamaños ycapacidades para presiones internas aproximadas a laatmosférica.

Está diseñado para construir tanques con seguridadadecuada y costos razonables para almacenamiento depetróleo y sus derivados y otros productos líquidoscomúnmente usados y almacenados por la industriapetrolera.

SECCIÓN 7 - MONTAJE.

7.1 GENERALIDADES

Se debe tener en cuenta este parágrafo para la construcción de la fundación

civil y el manejo de los materiales en el campo.

7.2 DETALLES DE SOLDADURA

7.2.1 Generalidades

7.2.1.1 Los tanques y sus elementos estructurales Se pueden soldar con los

siguientes procesos o una combinación de los mismos:

SMAW. Electrodo revestido.

GMAW. MIG

GTAW. TIG

OFW. Oxigas.

FCAW. Eléctrodo tubular (Flux cored).

SAW. Arco sumergido.

ESW. Electo escoria.

EGW. Electro gas.

SECCION 7 MONTAJE

7.2.1.2 Ninguna soldadura de ninguna clase se deberá efectuar cuando

las superficies a ser soldadas están húmedas por lluvia, nieve o hielo;

cuando la lluvia o la nieve están cayendo en tales superficies; o durante

períodos de vientos altos, a menos que el soldador y el trabajo estén

apropiadamente protegidos. También debe ser aplicado pre-

calentamiento cuando la temperatura del metal esté por debajo de la

temperatura requerida por la tabla 7-1. En tal caso el metal base deberá

ser calentado al menos hasta la temperatura indicada en la tabla 7-1

dentro de los 75 mm (3 in) del lugar donde la soldadura va aser iniciada y

mantenida 75 mm (3 in) adelante del arco.

SECCION 7 MONTAJE

Tabla 7-1 – Temperaturas de precalentamiento mínimo

Grupo de Material por Tabla 2-3 Espesor (t) de la lámina más gruesa mm (in.) Temperatura mínima de precalentamiento

Grupos I, II, III & IIIA t ≤ 32 (t ≤ 1.25) 0ºC (32ºF)

32 < t ≤ 38 (1.25 < t ≤ 1.50) 10ºC (50ºF)

t > 38 (t > 1.50) 93ºC (200ºF)

Grupos IV, IVA, V & VI t ≤ 32 (t ≤ 1.25) 10ºC (50ºF)

32 < t ≤ 38 (1.25 < t ≤ 1.50) 40ºC (100ºF)

t > 38 (t > 1.50) 93ºC (200°F)

SECCION 7 MONTAJE

Los puntos de armado de las juntas verticales de los cuerpos de los tanques se deben

remover y no se deben incorporar en la soldadura terminada cuando se utiliza proceso

manual. Cuando se utiliza proceso de arco sumergido (SAW) no se requiere remover los

puntos de soldadura si estos han sido limpiados y preparados para ser involucrados en la

soldadura final. Los puntos de soldadura deben ser aplicados utilizando un procedimiento

calificado y si van a permanecer en la soldadura final deben ser aplicados por un soldador

calificado. Cuando se utiliza el proceso de electrodo revestido (SMAW), se deben utilizar

electrodos de bajo hidrógeno para lo siguiente:

• Todas las soldaduras del cuerpo en los anillos con espesores mayores de 12.5 mm (1/2 in),

incluyendo las juntas cuerpo-fondo y del anillo perimetral del fondo.

• Todas las soldaduras del cuerpo en los anillos hechos con materiales de los grupos IV a VI,

incluyendo las juntas cuerpo-fondo y del anillo perimetral del fondo.

SECCION 7 MONTAJE

7.2.2 SOLDADURA DEL FONDO. La soldadura se debe hacer con una

secuencia que produzca la menor distorsión y por lo tanto una superficie

tan plana como sea posible. La soldadura del cuerpo al fondo se debe hacer

completamente antes de terminar cualquier junta del fondo que se haya

dejado abierta para compensar las distorsiones y deformaciones de las

soldaduras previamente ejecutadas.

Las láminas o chapas del cuerpo pueden ser alineadas por medio de grapas

metálicas soldadas a las láminas del fondo, y el cuerpo puede ser apuntado

con soldadura al fondo antes de hacer la soldadura continua de las láminas

del cuerpo a las láminas del fondo.

SECCION 7 MONTAJE

7.2.3 SOLDADURA DEL CUERPO. El desalineamiento máximo permitido

para las juntas verticales deberá ser menor de 1/8” o el 10% del espesor

de la lámina (el que sea menor) para láminas mayores de 5/8” y de

1/16” para láminas hasta 5/8” de espesor.

El desalineamiento máximo permitido para las juntas horizontales

deberá ser menor de 1/8” o el 20% del espesor de la lámina superior (el

que sea menor) y de 1/16” para láminas hasta 5/16” de espesor.

Las juntas circunferenciales y verticales en cuerpos de tanques

fabricados con materiales de espesores mayores de 38 mm (1-1/2 in),

basados en el espesor de la lámina más gruesa de la junta, se deben

soldar con pases múltiples (con pases no mayores de 19 mm (3/4 in)).

Para las soldaduras se requiere un precalentamiento mínimo de acuerdo

con lo establecido en el parágrafo 7.2.1.2 y la Tabla 7-1.

7.2.4 SOLDADURA CUERPO-FONDO. El pase inicial de soldadura por el

interior del cuerpo en la junta de unión cuerpo-fondo se debe inspeccionar

visualmente y por uno de los siguientes métodos, según se acuerde con el

cliente:

• Partículas magnéticas.

• Aplicando a la soldadura líquidos penetrantes removibles con solvente y

luego el revelador en la luz entre el fondo y el cuerpo por el otro lado y

dejando un tiempo mínimo de penetración de 1 hora.

• Aplicando a la soldadura líquidos penetrantes removibles con agua, igual

que el punto anterior. • Aplicando a la luz entre el fondo y el cuerpo, por

el otro lado de la soldadura un aceite de alto punto de ignición (flash

point) tal como el diesel dejándolo actuar como mínimo cuatro horas y

después inspeccionando para buscar evidencia de paso del aceite.

Inspección con la caja de vacío de ángulo recto y solución

jabonosa.

Como una alternativa a lo anterior se puede hacer una prueba

neumática de las soldaduras interior y exterior a una presión de

103 kPa (15 psi) según se indica en el parágrafo 7.2.4.2.

También se puede obviar la inspección anterior si se efectúan

las siguientes inspecciones a la circunferencia completa de las

soldaduras, de la siguiente manera:

a) Inspección visual al pase inicial de la soldadura (interior o

exterior).

b) Inspección visual a las superficies finales de la soldadura, tanto

interior como exterior.

c) Inspección por partículas magnéticas, líquidos penetrantes o con

la caja de vacío de ángulo recto y solución jabonosa.

7.2.5 TECHOS.

Excepto por la estipulación de que los elementos estructurales

(tales como vigas) deben quedar alineados y ajustados a la

superficie del techo, el código no establece reglas especiales

para el montaje del techo.

7.3 INSPECCION, PRUEBAS Y REPARACIONES.

El inspector del comprador deberá tener libre acceso en todo

momento a todas las partes del trabajo que se están haciendo

bajo el contrato.

7.3.2 INSPECCIÓN DE SOLDADURAS.

7.3.2.1 Soldaduras a tope.

Es requerida completa penetración y fusión de las soldaduras de las juntas de

las láminas del cuerpo entre sí. La inspección de la calidad de las soldaduras

deberá ser hecha por el método radiográfico especificado en 8.1 o

alternativamente, por acuerdo entre el comprador y el fabricante usando el

método de ultrasonido especificado en 8.3.1. Adicionalmente a la examinación

radiográfica o ultrasónica, estas soldaduras deberán ser inspeccionadas

visualmente. Los criterios de aceptación para la inspección visual están

especificados en 8.5.

7.3.2.2 Soldaduras de filete.

Las soldaduras de filete deberán ser inspeccionadas por el método visual. La

soldadura final deberá ser limpiada de escoria y otros depósitos antes de la

inspección. Los criterios de aceptación para la inspección visual están

especificados en 8.5

7.3.3 Exanimación y prueba del fondo del tanque.

Una vez terminada la soldadura del fondo del tanque las soldaduras y las

láminas del fondo se deberán inspeccionar visualmente para verificar si hay

defectos o fugas potenciales. Se deberá prestar atención particular a áreas

tales como los sumideros, abolladuras, cavidades, traslapes triples de

láminas, puntos de quiebre en las láminas del fondo, rastrilladuras del arco,

áreas donde se removieron elementos temporales y quemaduras por el cable

del arco de soldadura. Los criterios de aceptación para la inspección visual y

reparación están especificados en 8.5.

Adicionalmente, se deben probar las soldaduras finales terminadas del

fondo por uno de los siguientes métodos: • Inspección con la caja de vacío y

solución jabonosa, de acuerdo con el parágrafo 8.6 del código API 650. •

Prueba con gas marcador (tracer gas) de acuerdo con parágrafo 8.6.11. •

Después de que al menos el primer anillo del cuerpo ha sido unido al fondo

se deberá hacer una prueba hidrostática por el exterior, inundando por

debajo del fondo y hasta una altura de al menos 150 mm (6 in) por encima

del borde del fondo. Se deberá tener un cuidado razonable para preservar

la preparación del suelo debajo del tanque.

7.3.4 Inspección de las soldaduras de las láminas de refuerzo.

Después de terminar la fabricación pero antes de que el tanque sea

llenado con el agua de prueba, las láminas de refuerzo deberán ser

probadas aplicando una presión neumática de hasta 100 kPa (15

lb/in2 ) entre la lámina del cuerpo del tanque y la lámina de

refuerzo en cada boquilla, usando el agujero de detección de fugas

especificado en 5.5.7.1. Mientras cada espacio es sometido a dicha

presión, se deberá aplicar a cada soldadura de unión alrededor del

refuerzo una película de jabón, aceite de linaza u otro material

adecuado para la detección de fugas, tanto por el interior como por

el exterior del tanque.

7.3.5 PRUEBA DEL CUERPO.

Una vez terminado el tanque completo y la estructura del techo, se deberá probar el cuerpo (excepto para el cuerpo de tanques diseñados de acuerdo con el apéndice F) por uno de los siguientes métodos, como es especificado en la hoja de datos línea 14:

1. Si hay agua disponible para probar el cuerpo, el tanque se deberá llenar con agua como sigue: (1) hasta el nivel máximo de diseño de líquido, H; (2) para un tanque con un techo hermético, hasta 50 mm (2 pulgadas) por encima de la soldadura de unión de la lámina del techo o la barra de compresión con el ángulo superior o el cuerpo; (3) hasta un nivel más bajo que el especificado en el sub-item 1 o 2 cuando esté restringido por el sobre-llenado, un techo flotante interno u otro nivel por acuerdo entre el Comprador y el Fabricante; o 4) hasta un cierto nivel con agua del mar que produzca en la parte inferior del cuerpo un esfuerzo de membrana igual al producido por una prueba de altura total con agua fresca.

Se debe inspeccionar frecuentemente durante el proceso de llenado del

tanque para verificar defectos y el asentamiento del tanque en la fundación

civil, de la cual se deben tomar medidas antes de iniciar la prueba. Esta

prueba deberá ser hecha antes de que las tuberías externas permanentes

sean conectadas al tanque.

2. Si no hay disponible agua suficiente para llenar el tanque, este se puede

ser probado por (1) pintando todas las juntas por el interior con un aceite

altamente penetrante, tal como el de resortes de automóviles (spring oil) y

examinando cuidadosamente las juntas por el exterior para verificar que no

hay fugas; (2) aplicando vacío a cualquiera de los dos lados de las juntas o

aplicando una presión interna de aire como está especificado para la prueba

del techo en 7.3.7 y examinando cuidadosamente las juntas para verificar

que no hay fugas; o (3) usando una combinación de los métodos estipulados

en 7.3.5.b sub-items 1 y 2.

7.3.6 Requerimientos de prueba hidrostática

En este parágrafo se establecen las responsabilidades tanto del

Fabricante como del Comprador durante la prueba hidrostática, la

temperatura de prueba, las ratas de llenado y vaciaso del tanque

cuando se ha especificado por el Comprador la medición de

asentamientos, la metodología para la medición de los asentamientos

tanto del cuerpo como del fondo y la duración de la prueba.

7.3.7 PRUEBA DEL TECHO.

7.3.7.1 Una vez terminado un techo diseñado para ser hermético (gas

tight) (excepto para techos diseñados por 7.3.7.2, F.4.4 y F.7.6) este deberá

ser probado por uno de los siguientes métodos: a. Aplicando una presión

interna que no exceda del peso de las láminas del techo y aplicando a las

juntas soldadas del techo una solución jabonosa u otro material adecaudo

para la detección de fugas. b. Haciendo prueba de vacío a las juntas

soldadas de acuerdo con 8.6, para detectar cualquier fuga.

7.3.7.2 Una vez terminado un techo no diseñado para ser hermético

(gas tight), tal como un tanque con venteos de circulación periférica

o un tanque con venteos libres o abiertos, deberá recibir solamente

inspección visual de sus juntas soldadas, a menos que sea

especificada otra coas por el comprador.

7.4 REPARACIÓN DE SOLDADURAS. Todos los defectos encontrados en

las soldaduras deberán ser notificado al inspector del comprador y

deberá ser obtenida su aprobación antes de que el defecto sea

reparado. Todas las reparaciones una vez terminadas deberán estar

sujetas a la aprobación del inspector del comprador. Los criterios de

aceptación están especificados en 8.2, 8.4 y 8.5, como sea aplicabe.

7.5 TOLERANCIAS DIMENSIONALES. 7.5.1 Generalidades El propósito

de las tolerancias dadas en 7.5.2 hasta 7.5.7 es la de producir un

tanque de apariencia aceptable y permitir un funcionamiento

apropiado de los techos flotantes. Se deberán tomar mediciones

antes de la prueba hidrostática. A menos que sea eliminado o

modificado por el Comprador en la hoja se datos línea 15, o

establecido separadamente por acuerdo entre el Comprador y el

Fabricante, se aplican las siguientes tolerancias:

7.5.2 Verticalidad.

La máxima desviación de la verticalidad entre la parte superior

del cuerpo y el fondo no debe exceder de 1/200 de la altura

total del tanque. Para los anillos individuales se debe aplicar el

criterio de planitud y ondulamiento especificado en ASTM A6,

A20 o A480, según sea aplicable. El criterio de desviación de

la verticalidad menor de 1/200 también se debe aplicar a

las columnas de soporte del techo.

7.5.3 Redondez.

La redondez medida a 1 ft por encima de la soldadura en esquina del anillo

inferior del cuerpo al fondo, no debe exceder las tolerancias siguientes:

Diámetro del tanque Tolerancia en el radio

m(ft) mm (in)

< 12 (40) ± 13 (1/2)

De 12 (40) a < 45 (150) ± 19 (3/4)

De 45 (150) a < 75 (250) ± 25 (1)

≥ 75 (250) ± 32 (1-1/4)

7.5.4 Desviaciones locales. En este tipo de desviaciones las soldaduras de

las juntas verticales y circunferenciales se mueven hacia adentro o hacia

afuera de la superficie de la lámina. Son producto de armado inapropiado

de las juntas, demasiada entrada de calor en la junta por la soldadura

desde un lado o una inapropiada luz de prenetración entre los bordes de la

lámina de la junta.

Estas desviaciones pueden ocasionar los siguientes problemas:

• Deformación o aplanamiento de las láminas en las juntas.

• Incremento de los niveles de los esfuerzos residuales.

• Potencial de falla por fatiga si el área con la desviación trabaja durante

las condiciones de carga y descarga del producto en el tanque.

Las desviaciones locales de la forma teórica (por ejemplo,

discontinuidades de la soldadura y áreas planas) se deberán limitar como

sigue:

a. Desviaciones locales – Cresta (Peaking). En este tipo de desviación la

soldadura de la junta vertical se mueve hacia adentro o hacia afuera de

la superficie de la lámina.

La cresta en las juntas verticales no debe exceder de 1/2”. La

cresta de las soldaduras verticales se debe determinar usando una

regla horizontal de 36” curvada en su borde con el radio nominal

del tanque.

b.Desviaciones locales – Cintura (Banding). En estetipo de desviación la

soldadura de la junta vertical se mueve hacia adentro o hacia afuera de la

superficie de la lámina.

La cintura en las juntas horizontales no debe exceder de 1/2”. La cintura de

las soldaduras horizontales se debe determinar usando una regla vertical de

borde recto de 36” de longitud.

c. Áreas planas medidas en el plano vertical no deberán exceder los

requirimientos apropiados de planitud y ondulamiento dados en 7.5.2.

7.5.5 Fundación civil.

7.5.5.2 Para fundaciones en un plano horizontal verdadero, se deben cumplir las

siguientes tolerancias: a. Cuando existe anillo de concreto, el tope del anillo se

debe nivelar dentro de ±3 mm (±1/8 in) en cualquier 9 m (30 ft) de la

circunferencia y dentro de ±6 mm (±1/4 in) de la circunferencia medida del

promedio de elevación.

b. Cuando no existe anillo de concreto, la base bajo el cuerpo se debe nivelar

dentro de ±3 mm (±1/8 in) en cualquier 3 m (10 ft) de circunferencia y dentro de

±13 mm (±½ in) en la circunferencia total medida del promedio de elevación.

7.5.5.3 Para la fundación que está especificada para tener una inclinación, las

diferencias de elevación con respecto a la circunferencia real deberán ser

calculadas desde el punto más alto especificado. La diferencia real con respecto

a la circunferencia deberá ser se determinada desde la elevación real del punto

más alto especificado. Las diferencias reales de elevación no deberán desviarse

de las diferencias calculadas por más de las siguientes tolerancias:

a. Cuando existe anillo de concreto, dentro de ±3 mm (±1/8 in) en cualquier 9 m

(30 ft) de la circunferencia y dentro de ±6 mm (±1/4 in)de la circunferencia

total. b. Cuando no existe anillo de concreto, la base bajo el cuerpo se debe

nivelar dentro de ±3 mm (±1/8 in) en cualquier 3 m (10 ft) de circunferencia y

dentro de ±13 mm (±½ in) en la circunferencia total.

7.5.6 Boquillas. Las boquillas (excluyendo los accesos de hombre (manholes))

deberán ser instaladas dentro de las siguientes tolerancias:

a. Proyección especificada desde el exterior del cuerpo del tanque hasta el

extremo de la cara de la brida: ±5 mm (3/16 in).

b. Elevación de una boquilla en el cuerpo o la localización radial de una

boquilla en el techo: ±6mm (¼ in).

c. Inclinación de la brida en cualquier plano medido en la cara de la brida: ±1/2

grado para boquillas mayores de 12 in NPS de diámetro nominal. ±3 mm (1/8 in)

en el diámtro exterior de la brida para boquillas de 12 in NPS y menores de

diámetro nominal.

d. Orientación de los agujeros de la brida: ±3 mm (1/8 in.)

7.5.7 Accesos de hombre (manholes) Los accesos de hombre

(manholes) deberán ser instalados dentro de las siguientes

tolerancias:

a. Proyección especificada desde el exterior del cuerpo del

tanque hasta el extremo de la cara de la brida: ±13 mm (1/2 in).

b. Elevación y localización angular: ±13mm (1/2 in). c.

Inclinación de la brida en cualquier plano medido a través del

diámetro de la brida: ±13mm (1/2 in).