78248700 Calibracion de Tanques

AFORO DE TANQUES

Santiago Bravo MNoviembre 2002

Calibración de Tanques

• API MPMS Capitulo 2 Sección 2A y ASTM D-1220 Método convencional para calibración y aforo de tanques

• API MPMS Capitulo 2 Sección 2B y ASTM D-4738 Método óptico para calibración y aforo de tanques.

• API STANDARD 2551 y ASTM D-1406 Calibración Líquida de Tanques


• API STANDARD 2551 método para aforo de tanques cilindricos horizontales

• API STANDARD 2552 método para afor de tanques esféricos

• API MPMS Capítulo 2 Sección 7 Calibración de tanques de barcazas

• API MPMS Capitulo 2 sección 8A - Calibración de Tanques de Buques.


AFORO:• Son los procedimientos para la calibración de tanques.• Proveen las dimensiones necesarias para el cálculo

de las tablas de capacidad. • Las tablas muestran la cantidad de producto líquido a

una determinada altura del mismo en el tanque ya sea por medición manual o automática.

• La exactitud en la calibración de un tanque es importante, puesto que tablas de capacidad erróneas pueden ocasionar pérdidas de miles de dólares.


• Los errores que se cometen en la calibración actuarán sistemáticamente en una dirección y corregir los errores es muy difícil y algunas veces imposible sin que una de las partes involucradas pierda.


Vocabulario:• Strapping del Tanque: Medición de las

circunferencias externas de un tanque cilíndrico vertical u horizontal, por zunchamiento con una cinta alrededor de cada anillo del tanque.

• Tabla de Aforo o de Capacidad: es la tabla de medida, o tabla de capacidad que muestra la capacidad o volumen a diferentes niveles medidos desde el punto de referencia

Calibración de Tanques• Altura de Referencia: La altura total desde el plato de

medición hasta el punto de referencia en el techo del Tk.• Volumenes Muertos: Accesorios y estructuras que afectan

la capacidad del tanque. Puede ser positivo o negativo: Manhole, mangueras, columna de soporte, serpentines, lineas internas, boquillas, etc.

• Medición automática con flotador: Un dispositivo que flota sobre la superficie del producto y que se mueve en una dirección vertical.

• Techo Flotante: Es el que flota libre, excepto el fondo del tanque donde es soportado por unos soportes

Calibración de Tanques• Boquilla de Medición: Apertura en el techo desde

donde se mide y se encuentra el punto de referencia.• Sonda: La profundidad del líquido • Sujetador de Cinta de Strapping: Una abrazadera

de apertura o cierre rápido que fija la cinta strapping en la posición apropiada.

• Posicionador de la cinta de strapping: Una guía que se desliza libremente a lo largo de la cinta de strapping para halar y mantener la cinta en la posición correcta para la toma de medidas.


• Estación Horizontal: Es una posición pre-establecida en el plano horizontal a lo largo de la circunferencia.

• Estación Vertical: Es una posición pre-establecida en el plano vertical a lo largo de los anillos del tanque correspondiente a una estación horizontal dada

• Offset: Es la medida observada a través del aparato óptico en la escala horizontal de la regilla del carro magnético en cada estación vertical.

Calibración de Tanques• Offset de referencia : Es la medida observada a

través del aparato óptico en la escala horizontal de la De la reglilla del carro magnético en la estación vertical de referencia en el primer anillo.

• Circunferecnia de referencia: es la circunferencia de un tanque medido por el método strapping convencional en el primer anillo.

• Aparato Optico: es un teodolito equipado con un nivel de precisión

• Plato de Medición: Platina ubicada en la parte más alta del fondo y corresponde al 0 de la Tabla de aforo.

Método de StrappingCondiciones Generales:• Debe ser hecho después de haber llenado al menos

una vez completamente el tanque con un líquido tan denso como el que se va a almacenar ( agua ) .

• Tanques de 500 Barriles o menos pueden ser aforados por strapping en cualquier condición de llenado pero haber cumplido el punto anterior. Pequeñas ratas de flujo son permitidas durante el Strapping..

• Tanques de + de 500 Bls: y con láminas unidas por pasadores o pernos deben ser aforados con 2/3 del volumen. Debe haber sido llenado una vez. Se aceptan ratas pequeñas durante el strapping.

Método de Strapping

• Tanques de + de 500: remachados o soldados pueden aforarse en cualquier condición de llenado. No se permite ninguna rata de llenado o vaciado.

• La cinta debe estar calibrada.

TANQUE CILINDRICO CON TECHO CONICO

TANQUE CILINDRICO CON TECHO FLOTANTE

TANQUE CILINDRICO CON TAPAS CONCAVAS

TANQUE CILINDRICO CON MEMBRANA FLOTANTE

TANQUE ESFERICO

Manual.ppt


PROCEDIMIENTO• Para tanques de un anillo, dos circunferencias serán

tomadas al 20 y 80% de arriba a abajo. • Para tanques de más de un anillo si obstrucciones

bloquean la cinta en el 20% de arriba a abajo debe tomarse en el 80%.

• Si la circunferencia tomada en sucesivos anillos muestran variaciones inusuales o distorciones, se deben realizar adicionalmente un número suficiente de mediciones que satisfagan los requerimientos mencionados.


• Cuando el ángulo de fonfo es soldado se toma la circunferencia 30 cms sobre el fondo del primer anillo. Cuando los tanques son de construcción compuesta, se toman las mediciones de acuerdo con las instrucciones sobre cada tipo de construcción.

• Si hay manhole se debe tomar por encima del manhole.

• Si no se puede a esa altura al menos en una altura cercana

• Se deben reportar todos los volumenes muertos


Conversión de Circunferencias Externas a Internas:

• Las circunferencias tomadas deben ser convertidas a internas deduciendo el espesor de la lámina correspondiente a cada anillo.

• El ensanche causado por la columna de líquido y cualquier elevación de la cinta causado por refuerzos del tanque deben ser corregidos.

• Las circunferencias tomadas, deben ser previamente convertidas a circunferencias equivalentes a la temperatura de calibración de la cinta.


Cálculo de los volumenes por anillo:• La tabla de aforo contiene el cálculo de la capacidad

interior por cada anillo en las unidades requeridas, con los diámetros internos calculados.

• Debe incluir las correcciones de volúmen causadas por efecto de la expansión de las paredes a causa de la cabeza resultante del líquido en el anillo cuando éste se encuentre lleno del producto a almacenar.


• Se debe calcular el volumen de los elementos internos: • Se deben sumar los que aumentan volumen, Manholes,

drenajes, etc.• Restar los que ocupan espacio: soportes, instrumentos,

tubos, etc.

• Tener en cuenta la inclinación del tanque. TILT. • Hacer las correcciones por la temperatura normal del

tanque ( Factor térmico )

Método de Strapping RESUMEN

• Se calcula un incremento bruto por anillo• Volumen del anillo lleno + Delta V - Volumenes elementos

internos.• Corrección por inclinación• Corrección por temperatura sobre el metal• Luego de las dos correcciones se obtiene el incremeto

neto por anillo. • El incremento neto en las unidades Vol / altura,

multiplicado por la altura de cada anillo produce el volumen total por anillo.

• Para producir la tabla de aforo se deben desarrollar en secuencia acumulativa.


Deducir el Volumen desplazado por Techo o membrana Flotante:

• Calcular el peso total del techo• Obtener el volumen desplazado ( tablas 13, 6A y 6B

del API y la densidad del producto ).• Definir el área crítica: altura mínima y máxima en las

cuales el techo toca o deja de tocar los soportes.• A partir de ese nivel se empieza a deducir de la tabla

de aforo el volumen desplazado por el techo. • Por debajo de ese nivel el techo no pesa para el

líquido.

TECHO FLOTANDOSOBRE EL

PRODUCTO

SOPORTES

Manual.ppt

Método Optistrap

O de linea de referencia optica (API MPMS Cap 2 Secc 2B y ASTM 4738 )• Es una variación del Strapping, donde se miden los anillos

por medios opticos.• La lectura de la circunferencia del primer anillo se obtiene

por el método strapping y se usa como línea de referencia.• Los diámetros de los anillos se miden indirectamente

midiendo las desviaciónes en los diámetros de diferentes niveles usando un aparato de nivel óptico y un carro magnético provisto de una reglilla.

Método Optistrap

Equipos:• Todos los utilizados por el método strapping.• Un aparato óptico montado sobre un trípode, nivelado en

tres ejes y con visión perpendicular a la línea de vista. La perpendicular del rayo óptico, que determina la referencia vertical esta dentro de 1 en 20000 sobre la altura del tanque.

• Un carro magnético, con una regla horizontal graduada con incrementos de 0,01 pies, usada para medir los offsets en las estaciones verticales. El cero de la escala queda cerca de la pared del tanque.

Método OptistrapProcedimiento:• El status del tanque debe ser igual al del strapping.• En el anillo del fondo se debe medir la circunferencia

de referencia con cinta 20% por debajo de la unión con el segundo anillo por el método de Strapping

• Las estaciones horizontales varian de acuerdo con el diametro entre 8 y 36 mínimo.

• Las estaciones horizontales deben ser equidistantes entre sí y al menos a 12 cms de las soldaduras verticales.

Circunf.

de

Refrncia

Diámetro

pies

Diámetro

mts

Mínimo

#

Stciones

157.00 50 15 8

314.16 100 30 12

471.24 150 50 16

628.32 200 70 20

785.40 250 85 24

942.48 300 100 30

1099.56 350 120 36

Método Optistrap

• Instalar el aparato óptico y nivelarlo en tres ejes en cada estación horizontal y a una distancia adecuada de la pared de tal manera que las lecturas se puedan tomar en la reglilla horizontal móvil.

• La primera estación de debe estar lo más cerca posible del punto de medición. Número uno.

• Instalar el carro portador de la reglilla contra la pared • El recorrido del carro es de abajo hacia arriba.• Se debe tomar la primera lectura en la circunferencia

de referencia donde la lectura del carro determina el offset de referencia.

Método Optistrap• Tomar lecturas de diferencias con relación a la

circunferencia de referencia ( ofsets ) en el 20 y 80% de altura del segundo anillo.

• Repetir en todos los anillos• Una vez terminadas todas las estaciones verticales

de una estación horizontal se toma nuevamente lectura del offset del primer. No debe diferir en más de 0.005 pies.

• Si la diferencia es mayor se debe repetir toda la estación horizontal. Verificar los niveles del tripode.

• Repetir los pasos anteriores en todas las estaciónes horizontales determinadas.

Método Optistrap• Al finalizar las estaciones horizontales se repite la

lectura de la circunferencia de referencia por el método strapping.

• Si la diferencia entre las lecturas inicial y final es superior a 0,005 pies se debe repetir todo el proceso.

• Cuando un anillo no se puede medir con el método Optistrap, se debe medir con el método strapping.

• Con el offsets de referencia y los offsets de los anillos se determinan los diámetros externos de los anillos

• Seguir los mismos pasos del método de strapping para calcular los diametros internos, los volumenes los internos y el desplazamiento del tanque.

Metodo líquido ( API STANDARD 2555 / ASTM 1406 ) • El método calcula las capacidades de tanques

transfiriendo cantidades conocidas de líquidos hacia o desde un recipiente de volumen conocido como el de un Seraphin.

• El volumen total del tanque a ser calibrado será la suma de los llenados parciales

• Los incrementos necesarios para elaborar la tabla de aforo del tanque se determinan por los volumenes parciales.

• Se deben hacer ajustes de temperatura por el líquido y por el metal de los tanques.

Metodo líquido

Equipos:• El líquido utilizado no debe ser volátil y debe tener

características similares a las del líquido que va a almacenar el tanque. Preferiblemente agua.

• El equipo de medición:• Cinta• Pasta indicadora de agua• Tanques calibradores ( Seraphines )o medidores de

desplazamiento positivo o medidores de Turbina.

Método líquido con tanques

Procedimiento:• Ubicar el tanque con el que se va a calibrar cerca del

tanque y nivelarlo• Verificar las líneas Tanque - Seraphin por fugas.• Drenar las líneas y permitir que el líquido se estabilice.• Tomar todas las lecturas de llenado del Seraphin en el

cuello.• Tomar en cada lectura de volumen, lectura de la

temperatura en ambos tanques.• El Volumen total del tanque será la suma de los llenados

parciales y los incrementos se determinan por los volumenes parciales para elaborar la tabla.

Aforo con medidor de flujo

Procedimiento:• Se utiliza un medidor de flujo calibrado. • El medidor debe estar lo más cerca del tanque

posible.• Las líneas deben ser sangradas para evitar

presencia de aire.• El medidor debe operar en las condiciones

establecidas por el fabricante: esto es rata, presiones, temperaturas, etc.

Aforo con medidor de flujo

• Una vez iniciada la transferencia se debe parar en varias ocasiones para calcular los incrementos de aforo.

• En cada parada se toma la lectura contador del medidor contra la lectura del nivel.

• Se deben hacer ajustes de temperatura en cada lectura.

Aforo del fondo de Tanques

Tipos de Fondos:• Con pendiente hacia fuera o Crown up Bottom:

Sobrelleva la tendencia del mayor asentamiento en el centro. Permite que los remanentes fluyan a los sumideros. La pendiente mínima debe ser de 1:12

• Con pendiente hacia adentro o Cone Down Bottom: con pendiente hacia el centro, para tanques de menos de 15000 bls cuando el sumidero está en el centro

• Con pendiente hacia el lado o Sloping Bottom: para tanques menores de 5000 Bls

• Irregular: por deformaciones del fondo.

Procedimiento geométrico

Por medio de nivel, nivel óptico o con agua se determinan las pendientes y por fórmulas geométricas se evalúan los volúmenes. Sirve para fondos de geometría definida.

Procedimiento:• Se seleccionan 8 estaciones equidistantes en el

perímetro del fondo.• En cada estación a lo largo del radio se seleccionan

ocho puntos equidistantes desde la pared hacia el centro.

Procedimiento geométrico

• Con el nivel de la superficie de agua, nivel óptico o con una cuerda nivelada se toman las elevaciones de los 8 puntos del radio. Se repite en cada estación.

• Se promedian todas las elevaciones medidas de todas las estaciones tomadas a una misma distancia en el radio.

• Por fórmulas geométricas se calculan los volúmenes parciales para cada elevación promedio. El volumen total es la sumatoria de los parciales.

Método líquido

Es el método API-2555 sec 4 y aplica a tanques con fondos de forma irregular.

Procedimiento:• Secar el fondo y limpiarlo de objetos que no sean

parte del fondo.• Definir físicamente en el plato de medición el punto

donde deben tomarse los niveles• Conectar un contador a una conexión de agua.• Tomar lectura inicial

Método líquido

• Se comienza a agregar agua asi:• Si el plato de medición está en el punto más alto del fondo,

se agrega agua hasta que alcance la platina. Este punto es el cero de la tabla de aforo y su volumen es el registrado por el contador.

• Si el plato de medición se encuentra por debajo de la parta más alta del fondo, se agrega agua hasta que alcance la platina. Este es el cero y el volumen es lo que marca el contador. Se continúa agragando agua y realizando mediciones parciales y registrando su volumen hasta que el agua cubra todo el fondo, punto en el cual el volumen es el registrado por el medidor.

Volumenes Muertos Deadwoods

DEADWOODS:• Puesto que suman o restan volúmen, deben ser

contabilizados en los aforos, por lo que sus formas ubicación y dimensiones deben ser definidas.

• Conforman Volumenes Muertos:Escaleras internasSerpentinesColumnas SumiderosLíneas de drenaje Líneas de reciboLíneas de despacho Tubo guía de radarSucción flotante Drenaje del TechoBoquillas Puerta de servicioManhole MultipleDeflectores Membrana FlotanteTecho Flotante Tapas Telescópicas

TKs HORIZONTALES PRESURIZADOS

METODO STRAPPING:El equipo es igual al de tanques verticales.Procedimiento:• El tanque debe ser presurizado a la máxima presión

de trabajo y llenado totalmente con un líquido tan denso como el que se va a almacenar al menos una vez antes del aforo.

• Puede tener cualquier condición de llenado, incluso el movimiento de líquidos, durante el aforo.

• Las cintas deben estar calibradas.


• Se deben tomar lecturas en el 20% y 80% de los anillos.

• Considerar:• Efectos de la inclinación del tanque• Efecto de los volúmenes muertos• Efectos de cambios de temperatura en el volumen• Efectos de la cabeza del líquido y presión de tarbajo en las

láminas del cilindro y cabezas.


SE DEBEN RECALIBRAR CUANDO:• Por deformación en la cincha u otro soporte. Si la

deformación es notable, se recomienda la calibración líquida

• Por cambios de Deadwood como instalar concreto u otros

• Reparaciones o cambios que puedan afectar el volumen

• Cuando se mueve de su sitio original.


EQUIPOS:• Equipos para aforo de TKs verticales• Equipos de medición del tanque:

• Magnetel: consiste en un flotador conectado a un registrador calibrado para mostrar % del volumen total.

• Rotogauge: Es un tubo curvo cuya longitud depende del diámetro del Tk. Se ubica en la mitad longitudinal y circunferencial del taque. Permite salir gas cuando la punta está en la parte gaseosa. Se hace girar hasta que no sale gas, momento en que el tubo toca el líquido y se debe tomar la lectura de la fase líquida.


Procedimientos: Pueden calibrarse abiertos sin medición de rotogauge

o cerrados, más cercano a la medición normal. Para simular las condiciones reales:

• El tanque se llena con agua y se somete a una pequeña presión con gas.

• Se coloca un contador en el drenaje del Tk• Se toma lectura inicial• Se inicia descargue efectuando mediciones

periódicas con el rotogauge y tomando lecturas de contador, hasta desocupar el Tk.

TKs ESFERICOS PRESURIZADOS Tanques

esféricos presurizadosEquipos:• Los mismos de los Tks cilíndricos horizontalesProcedimiento:• Medir la circunferencia del circulo horizontal en el Ecuador.

Cuando las columnas soportes están por encima se permite tomar la lectura por encima, tomando lectura de la distancia al ecuador.

• Medir la circunferencia vertical en ángulo recto• Medir la Altura interna, D, en el centro de la esfera.• Hacer los ajustes por los manholes del centro.

Dext = 360 pulg1 3/8 pulg

P. estática = 13.00 psi

TKs ESFERICOS PRESURIZADOS

Calculos:• Si la medida de la circunferencia se hizo a una altura

B sobre el ecuador, se debe calcular la circunferencia externa Ao asi:

Ao = A2 + ( 2 * PI * B ) 2

• Corregir cada circunferencia externa a interna restando 2 Pi t siendo t el espesor de la lámina.

TKs ESFERICOS PRESURIZADOS

Método líquido:• Se prefiere el método cuando hay deformaciones o

abolladuras.• El método es el API- 2555

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