ING. ROBERTO SILVA ZEA

Calibracin de TanquesAPI MPMS Capitulo 2 Seccin 2A y ASTM D-1220 Mtodo convencional para calibracin y aforo de tanquesAPI MPMS Capitulo 2 Seccin 2B y ASTM D-4738 Mtodo ptico para calibracin y aforo de tanques.API STANDARD 2551 y ASTM D-1406 Calibracin Lquida de Tanques

API STANDARD 2551 mtodo para aforo de tanques cilndricos horizontalesAPI STANDARD 2552 mtodo para aforo de tanques esfricosAPI MPMS Captulo 2 Seccin 7 Calibracin de tanques de barcazasAPI MPMS Capitulo 2 seccin 8A - Calibracin de Tanques de Buques.

Calibracin de Tanques

AFORO:Son los procedimientos para la calibracin de tanques.Proveen las dimensiones necesarias para el clculo de las tablas de capacidad. Las tablas muestran la cantidad de producto lquido a una determinada altura del mismo en el tanque ya sea por medicin manual o automtica.La exactitud en la calibracin de un tanque es importante, puesto que tablas de capacidad errneas pueden ocasionar prdidas de miles de dlares.Calibracin de Tanques

Los errores que se cometen en la calibracin actuarn sistemticamente en una direccin y corregir los errores es muy difcil y algunas veces imposible sin que una de las partes involucradas pierda.Calibracin de Tanques

Vocabulario:Strapping del Tanque: Medicin de las circunferencias externas de un tanque cilndrico 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 Calibracin de Tanques

Altura de Referencia: La altura total desde el plato de medicin 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.Medicin automtica con flotador: Un dispositivo que flota sobre la superficie del producto y que se mueve en una direccin vertical.Techo Flotante: Es el que flota libre, excepto el fondo del tanque donde es soportado por unos soportesCalibracin de Tanques

Boquilla de Medicin: Apertura en el techo desde donde se mide y se encuentra el punto de referencia.Sonda: La profundidad del lquido Sujetador de Cinta de Strapping: Una abrazadera de apertura o cierre rpido que fija la cinta strapping en la posicin apropiada.Posicionador de la cinta de strapping: Una gua que se desliza libremente a lo largo de la cinta de strapping para halar y mantener la cinta en la posicin correcta para la toma de medidas.Calibracin de Tanques

Estacin Horizontal: Es una posicin pre-establecida en el plano horizontal a lo largo de la circunferencia.Estacin Vertical: Es una posicin pre-establecida en el plano vertical a lo largo de los anillos del tanque correspondiente a una estacin horizontal dadaOffset: Es la medida observada a travs del aparato ptico en la escala horizontal de la regilla del carro magntico en cada estacin vertical.Calibracin de Tanques

Offset de referencia : Es la medida observada a travs del aparato ptico en la escala horizontal de la De la reglilla del carro magntico en la estacin vertical de referencia en el primer anillo.Circunferecnia de referencia: es la circunferencia de un tanque medido por el mtodo strapping convencional en el primer anillo.Aparato Optico: es un teodolito equipado con un nivel de precisinPlato de Medicin: Platina ubicada en la parte ms alta del fondo y corresponde al 0 de la Tabla de aforo.Calibracin de Tanques

Condiciones Generales:Debe ser hecho despus de haber llenado al menos una vez completamente el tanque con un lquido tan denso como el que se va a almacenar ( agua ) .Tanques de 500 Barriles o menos pueden ser aforados por strapping en cualquier condicin de llenado pero haber cumplido el punto anterior. Pequeas ratas de flujo son permitidas durante el Strapping..Tanques de > de 500 Bls: y con lminas unidas por pasadores o pernos deben ser aforados con 2/3 del volumen. Debe haber sido llenado una vez. Se aceptan ratas pequeas durante el strapping.Mtodo de Strapping

Tanques de > de 500: remachados o soldados pueden aforarse en cualquier condicin de llenado. No se permite ninguna rata de llenado o vaciado.La cinta debe estar calibrada.

Mtodo de Strapping

PROCEDIMIENTOPara tanques de un anillo, dos circunferencias sern tomadas al 20 y 80% de arriba a abajo. Para tanques de ms 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 nmero suficiente de mediciones que satisfagan los requerimientos mencionados.Mtodo de Strapping

Cuando el ngulo de fondo es soldado se toma la circunferencia 30 cm. sobre el fondo del primer anillo. Cuando los tanques son de construccin compuesta, se toman las mediciones de acuerdo con las instrucciones sobre cada tipo de construccin.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 volmenes muertosMtodo de Strapping

Conversin de Circunferencias Externas a Internas:Las circunferencias tomadas deben ser convertidas a internas deduciendo el espesor de la lmina correspondiente a cada anillo.El ensanche causado por la columna de lquido y cualquier elevacin 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 calibracin de la cinta.Mtodo de Strapping

Clculo de los volumenes por anillo:La tabla de aforo contiene el clculo de la capacidad interior por cada anillo en las unidades requeridas, con los dimetros internos calculados.Debe incluir las correcciones de volmen causadas por efecto de la expansin de las paredes a causa de la cabeza resultante del lquido en el anillo cuando ste se encuentre lleno del producto a almacenar.

Mtodo de Strapping

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 inclinacin del tanque. TILT. Hacer las correcciones por la temperatura normal del tanque ( Factor trmico ) Mtodo de Strapping

Se calcula un incremento bruto por anilloVolumen del anillo lleno + Delta V - Volumenes elementos internos.Correccin por inclinacinCorreccin por temperatura sobre el metalLuego 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.Mtodo de Strapping RESUMEN

Deducir el Volumen desplazado por Techo o membrana Flotante:Calcular el peso total del techoObtener el volumen desplazado ( tablas 13, 6A y 6B del API y la densidad del producto ).Definir el rea crtica: altura mnima y mxima 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 lquido. Mtodo de Strapping

O de linea de referencia optica (API MPMS Cap 2 Secc 2B y ASTM 4738 )Es una variacin del Strapping, donde se miden los anillos por medios opticos.La lectura de la circunferencia del primer anillo se obtiene por el mtodo strapping y se usa como lnea de referencia.Los dimetros de los anillos se miden indirectamente midiendo las desviacines en los dimetros de diferentes niveles usando un aparato de nivel ptico y un carro magntico provisto de una reglilla.

Mtodo Optistrap

Equipos:Todos los utilizados por el mtodo strapping.Un aparato ptico montado sobre un trpode, nivelado en tres ejes y con visin perpendicular a la lnea de vista. La perpendicular del rayo ptico, que determina la referencia vertical esta dentro de 1 en 20000 sobre la altura del tanque.Un carro magntico, 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.

Mtodo Optistrap

Procedimiento: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 unin con el segundo anillo por el mtodo de StrappingLas estaciones horizontales varian de acuerdo con el diametro entre 8 y 36 mnimo. Las estaciones horizontales deben ser equidistantes entre s y al menos a 12 cms de las soldaduras verticales.

Mtodo Optistrap

Circunf. de Referencia

Dimetro pies

Dimetro mts

Mnimo # Estaciones

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

Instalar el aparato ptico y nivelarlo en tres ejes en cada estacin horizontal y a una distancia adecuada de la pared de tal manera que las lecturas se puedan tomar en la reglilla horizontal mvil.La primera estacin de debe estar lo ms cerca posible del punto de medicin. Nmero 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.

Mtodo Optistrap

Tomar lecturas de diferencias con relacin a la circunferencia de referencia ( ofsets ) en el 20 y 80% de altura del segundo anillo.Repetir en todos los anillosUna vez terminadas todas las estaciones verticales de una estacin horizontal se toma nuevamente lectura del offset del primer. No debe diferir en ms de 0.005 pies.Si la diferencia es mayor se debe repetir toda la estacin horizontal. Verificar los niveles del tripode. Repetir los pasos anteriores en todas las estacines horizontales determinadas.

Mtodo Optistrap

Al finalizar las estaciones horizontales se repite la lectura de la circunferencia de referencia por el mtodo 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 mtodo Optistrap, se debe medir con el mtodo strapping.Con el offsets de referencia y los offsets de los anillos se determinan los dimetros externos de los anillosSeguir los mismos pasos del mtodo de strapping para calcular los diametros internos, los volumenes los internos y el desplazamiento del tanque.

Mtodo Optistrap

( API STANDARD 2555 / ASTM 1406 ) El mtodo calcula las capacidades de tanques transfiriendo cantidades conocidas de lquidos hacia o desde un recipiente de volumen conocido como el de un Seraphin.El volumen total del tanque a ser calibrado ser la suma de los llenados parcialesLos incrementos necesarios para elaborar la tabla de aforo del tanque se determinan por los volumenes parciales.Se deben hacer ajustes de temperatura por el lquido y por el metal de los tanques.

Metodo lquido

Equipos:El lquido utilizado no debe ser voltil y debe tener caractersticas similares a las del lquido que va a almacenar el tanque. Preferiblemente agua.El equipo de medicin:CintaPasta indicadora de aguaTanques calibradores ( Seraphines )o medidores de desplazamiento positivo o medidores de Turbina.

Metodo lquido

Procedimiento:Ubicar el tanque con el que se va a calibrar cerca del tanque y nivelarloVerificar las lneas Tanque - Seraphin por fugas.Drenar las lneas y permitir que el lquido 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 ser la suma de los llenados parciales y los incrementos se determinan por los volumenes parciales para elaborar la tabla.

Mtodo lquido

Procedimiento:Se utiliza un medidor de flujo calibrado. El medidor debe estar lo ms cerca del tanque posible.Las lneas 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 con medidor de flujo

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 mnima debe ser de 1:12Con pendiente hacia adentro o Cone Down Bottom: con pendiente hacia el centro, para tanques de menos de 15000 bls cuando el sumidero est en el centro Con pendiente hacia el lado o Sloping Bottom: para tanques menores de 5000 BlsIrregular: por deformaciones del fondo.

Aforo del fondo de tanques

Por medio de nivel, nivel ptico o con agua se determinan las pendientes y por frmulas geomtricas se evalan los volmenes. Sirve para fondos de geometra definida. Procedimiento:Se seleccionan 8 estaciones equidistantes en el permetro del fondo.En cada estacin a lo largo del radio se seleccionan ocho puntos equidistantes desde la pared hacia el centro. Mtodo geomtrico

Con el nivel de la superficie de agua, nivel ptico o con una cuerda nivelada se toman las elevaciones de los 8 puntos del radio. Se repite en cada estacin.Se promedian todas las elevaciones medidas de todas las estaciones tomadas a una misma distancia en el radio.Por frmulas geomtricas se calculan los volmenes parciales para cada elevacin promedio. El volumen total es la sumatoria de los parciales.Mtodo geomtrico

Es el mtodo API-2555 Seccin 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 fsicamente en el plato de medicin el punto donde deben tomarse los nivelesConectar un contador a una conexin de agua.Tomar lectura inicial Mtodo lquido

Se comienza a agregar agua asi:Si el plato de medicin est en el punto ms 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 medicin se encuentra por debajo de la parta ms 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 contina 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.Mtodo lquido

Volmenes MuertosDEADWOODS:Puesto que suman o restan volmen, deben ser contabilizados en los aforos, por lo que sus formas ubicacin y dimensiones deben ser definidas.Conforman Volmenes Muertos:Escaleras internasSerpentinesColumnasSumiderosLneas de drenajeLneas de reciboLneas de despachoTubo gua de radarSuccin flotanteDrenaje del TechoBoquillasPuerta de servicioManholeMltipleDeflectoresMembrana FlotanteTecho FlotanteTapas Telescpicas

METODO STRAPPING:El equipo es igual al de tanques verticales.Procedimiento:El tanque debe ser presurizado a la mxima presin de trabajo y llenado totalmente con un lquido tan denso como el que se va a almacenar al menos una vez antes del aforo.Puede tener cualquier condicin de llenado, incluso el movimiento de lquidos, durante el aforo.Las cintas deben estar calibradas.

Tanques Horizontales Presurizados

Se deben tomar lecturas en el 20% y 80% de los anillos.Considerar:Efectos de la inclinacin del tanqueEfecto de los volmenes muertosEfectos de cambios de temperatura en el volumenEfectos de la cabeza del lquido y presin de tarbajo en las lminas del cilindro y cabezas.

Tanques Horizontales Presurizados

SE DEBEN RECALIBRAR CUANDO:Por deformacin en la cincha u otro soporte. Si la deformacin es notable, se recomienda la calibracin lquidaPor cambios de Deadwood como instalar concreto u otrosReparaciones o cambios que puedan afectar el volumenCuando se mueve de su sitio original. Tanques Horizontales Presurizados

EQUIPOS:Equipos para aforo de TKs verticalesEquipos de medicin 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 dimetro del Tk. Se ubica en la mitad longitudinal y circunferencial del taque. Permite salir gas cuando la punta est en la parte gaseosa. Se hace girar hasta que no sale gas, momento en que el tubo toca el lquido y se debe tomar la lectura de la fase lquida.

Tanques Horizontales Presurizados

Procedimientos: Pueden calibrarse abiertos sin medicin de rotogauge o cerrados, ms cercano a la medicin normal. Para simular las condiciones reales:El tanque se llena con agua y se somete a una pequea presin con gas.Se coloca un contador en el drenaje del TkSe toma lectura inicialSe inicia descargue efectuando mediciones peridicas con el rotogauge y tomando lecturas de contador, hasta desocupar el Tk. Tanques Horizontales Presurizados

Equipos: Los mismos de los Tks cilndricos horizontalesProcedimiento:Medir la circunferencia del circulo horizontal en el Ecuador. Cuando las columnas soportes estn por encima se permite tomar la lectura por encima, tomando lectura de la distancia al ecuador.Medir la circunferencia vertical en ngulo rectoMedir la Altura interna, D, en el centro de la esfera.Hacer los ajustes por los manholes del centro.

Tanques esfricos presurizados

Hoja1

Por :Csar Augusto Daz

Memoria de ClculoFecha :Octubre 13 de 1999

EsferasReferencia:Esferas Puerto Salgar

360pulg

1 3/8pulg

P. esttica =13.00psi

Cdigo de diseo =ASME SEC VIII - Div. 1

Material =Desconocido ( HTIP55W), con Tensile strength = 78000 psi

Esfuerzo admisible =19500psi = (0.25 x Tensile strength)

Presin de diseo =220.00psi

Eficiencia de la junta =0.85

Espesor calculado =1.272pulg

Tolerancia la corrosin =1/16pulg

Espesor total requerido =1.335pulg

=1 3/8pulg

MnimoMnimoPresin dePesinactual.

Esfera Nespesorespesortrabajomx. deConclusin

medido (mm)medido (pulg)segura (psi)operacin (psi)

120.90.823127.5150Disminuir la presin de operacin

217.80.701104.9150Disminuir la presin de operacin

321.50.846131.9150Disminuir la presin de operacin

Observaciones :

1) De acuerdo con la informacin recibida, el espesor original de las esferas era de 21.4 mm (= 0.84 pulg)

2) No se dispone de informacin respecto al meterial de las lminas; se identific el tensile strength.

3) No se conoce el cdigo de diseo con el cual fueron diseadas originalmente.

4) El reclculo se hace con el cdigo ASME Sec. VIII, Div.1.

Csar A. Daz C.

Hoja2

Hoja3

MBD001488C1.doc

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 * * B ) 2

Corregir cada circunferencia externa a interna restando 2 t siendo t el espesor de la lmina.Tanques esfricos presurizados

Mtodo lquido:Se prefiere el mtodo cuando hay deformaciones o abolladuras.El mtodo es el API- 2555Tanques esfricos presurizados