TANQUES DE ALMACENAMIENTOIng. Sergio Galicia R.

TANQUE

TANQUE.- Depsito diseado para almacenar o procesar fludos, generalmente a presin atmosfrica o presines internas relativamente bajas.

TIPOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO

Se clasifican en:

Los Tanques Cilndricos Horizontales, generalmente son de volmenes relativamente bajos, debido a que presentan problemas por fallas de corte y flexin. Por lo general, se usan para almacenar volmenes pequeos.

TIPOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO

Los Tanques Cilndricos Verticales de Fondo Plano nos permiten almacenar grandes cantidades volumtricas con un costo bajo. Con la limitante que solo se pueden usar a presin atmosfrica o presiones internas relativamente pequeas. Estos tipos de tanques se clasifican en:

- De techo fijo. - De techo flotante. - Sin techo.

CDIGOS APLICABLES.

En los Estados Unidos de Norteamrica y en muchos otros pases del mundo, incluyendo el nuestro, el diseo y clculo de tanques de almacenamiento, se basa en la publicacin que realiza el "Instituto Americano del Petrleo", al que esta institucin designa como "STANDAR A.P.I. 650", para tanques de almacenamiento a presin atmosfrica y "STANDAR A.P.I. 620", para tanques de almacenamiento sometidos a presiones internas cercanas a 1.2 kg/cm2 (14.2 lb/plg.2 ).

CDIGOS APLICABLES.

El estndar A.P.I. 650 slo cubre aquellos tanques en los cuales se almacenan fludos lquidos y estn construidos de acero con el fondo uniformemente soportado por una cama de arena, grava, concreto, asfalto, etc, diseados para soportar una presin de operacin atmosfrica o presiones internas que no excedan el peso del techo por unidad de rea y una temperatura de operacin no mayor de 93 C (200 F), y que no se usen para servicios de refrigeracin.

CDIGOS APLICABLES.

Este estndar cubre el diseo y clculo de los elementos las constitutivos del tanque. En lista de los materiales de fabricacin, se sugieren secuencias en la ereccin del tanque, recomendacin de procedimientos de soldaduras, pruebas e inspecciones, as como lineamientos para su operacin.

TABLA DE REQUERIMIENTOS DE DIVERSOS ESTNDARES PARA TANQUES DE FONDO PLANO.

TIPOS DE TECHOS.

De acuerdo al estndar A.P.I. 650, clasificaremos los tanques de acuerdo al tipo de techo, lo que nos proporcionar el servicio recomendable para stos.

1.- Techo Fijo.- Se emplean para contener productos no voltiles o de bajo contenido de ligeros (no inflamables) como son: agua, diesel, asfalto, petrleo crudo, etc. Debido a que al disminuir la columna del fludo, se va generando una cmara de aire que facilita la evaporacin del fludo, lo que es altamente peligroso.

TIPOS DE TECHOS.

Los techos fijos se clasifican en: - Techos autosoportados. - Techos soportados.

2.- Los Tanques sin Techo.- Se usan para almacenar productos en los cuales no es importante que ste se contamine o que se evapore a la atmsfera como el caso del agua cruda, residual, contra incendios, etc. El diseo de este tipo de tanques requiere de un clculo especial del anillo de coronamiento.

TIPOS DE TECHOS.

3.- Techo Flotante.- Se emplea para almacenar productos con alto contenido de voltiles como son: alcohol, gasolinas y combustibles en general. Este tipo de techo fue desarrollado para reducir o anular la cmara de aire, o espacio libre entre el espejo del lquido y el techo, adems de proporcionar un medio aislante para la superficie del lquido, reducir la velocidad de transferencia de calor al producto almacenado durante los periodos en que la temperatura ambiental es alta, evitando as la formacin de gases (su evaporacin), y consecuentemente, la contaminacin del ambiente y, al mismo tiempo se reducen los riesgos al almacenar productos inflamables.

MATERIALES A EMPLEAR EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO.

A-36.- ACERO ESTRUCTURAL. Slo para espesores iguales o menores de 38 mm. (1 1/2 pulg.). Este material es aceptable y usado en los perfiles, ya sean comerciales o ensamblados de los elementos estructurales del tanque. A-131.- ACERO ESTRUCTURAL. GRADO A para espesor menor o igual a 12.7 mm (1/2 pulg.) GRADO B para espesor menor o igual a 25.4 mm. (1 pulg.) GRADO C para espesores iguales o menores a 38 mm. (1-1/2 pulg.) GRADO EH36 para espesores iguales o menores a 44.5 mm. (13/4 pulg.)

MATERIALES A EMPLEAR EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO.

A-283.- PLACAS DE ACERO AL CARBN CON MEDIO Y BAJO ESFUERZO A LA TENSIN. GRADO C Para espesores iguales o menores a 25 mm. (1 pulg.). Este material es el ms socorrido, porque se puede emplear tanto para perfiles estructurales como para la pared, techo, fondo y accesorios del tanque. A-285.- PLACA DE ACERO AL CARBN CON MEDIO Y BAJO ESFUERZO A LA TENSIN. GRADO C Para espesores iguales o menores de 25.4 mm. (1 pulg.). Es el material recomendable para la construccin del tanque (cuerpo, fondo, techo y accesorios principales), el cual no es recomendable para elementos estructurales debido a que tiene un costo relativamente alto.

SOLDADURAS EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO.

El estndar A.P.I. 650, se auxilia del Cdigo A.S.M.E. seccin IX para dar los alineamientos que han de seguirse en la unin y/o soldado de materiales. El Cdigo A.S.M.E. seccin IX, establece que toda junta soldada deber realizarse mediante un procedimiento de soldadura de acuerdo a la clasificacin de la junta y que, adems, el operador deber contar con un certificado que lo acredite como soldador calificado, el cual le permite realizar cierto tipo de soldaduras de acuerdo con la clasificacin de sta.

SOLDADURAS EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO.

Una vez realizada la soldadura o soldaduras, stas se sometern a pruebas y ensayos como: ultrasonido, radiografiado, lquidos penetrantes, dureza, etc., donde la calidad de la soldadura es responsabilidad del fabricante. Al efectuar el diseo se debern preparar procedimientos especficos de soldadura para cada caso. Los procedimientos de soldadura sern presentados para su aprobacin y estudio antes de aplicar cualquier cordn de soldadura para cada caso en particular.

SOLDADURAS EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO.

Este procedimiento debe indicar la preparacin de los elementos a soldar, as como la temperatura a la que se deber precalentar tanto el material de aporte (electrodo, si lo hubiera), como los materiales a unir. Todas las soldaduras sern aplicadas mediante el proceso de arco elctrico sumergido, arco con gas inerte o electrodos recubiertos. Estos procesos pueden ser manuales o automticos. En cualquiera de los dos casos, debern tener penetracin completa, eliminando la escoria dejada al aplicar un cordn de soldadura antes de aplicar sobre ste el siguiente cordn.

SOLDADURAS EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO.

La cara ancha de las juntas en "V" y en "U" podr estar en el exterior o en el interior del cuerpo del tanque dependiendo de la facilidad que se tenga para realizar el soldado de la misma. El tanque deber ser diseado de tal forma que todos los cordones de soldadura sean verticales, horizontales y paralelos, para el cuerpo y fondo, en el caso del techo, podrn ser radiales y/o circunferenciales.

Tanques Hidrulicos

Consisten de cuatro paredes (normalmente de acero), un fondo con desnivel, una tapa plana con una placa para montaje, cuatro patas, lneas de succin, retorno y drenaje; tapn de drenaje, indicador de nivel de aceite; tapn para llenado y respiracin; una cubierta de registro para limpieza y un tabique separador o placa deflectora. Adems de funcionar como un contenedor de fluido, un tanque tambin sirve para enfriar el fluido, permitir asentarse a los contaminantes y el escape del aire retenido.

Tanques Hidrulicos

Cuando el fluido regresa al tanque, una placa deflectora bloquea el fluido de retorno para impedir su llegada directamente a la lnea de succin. As se produce una zona tranquila, la cual permite sedimentarse a las partculas grandes de suciedad, que el aire alcance la superficie del fluido y da oportunidad de que el calor se disipe hacia las paredes del tanque.

La desviacin del fluido es un aspecto muy importante en la adecuada operacin del tanque. Por esta razn, todas las lneas que regresan fluido al tanque deben colocarse por debajo del nivel del fluido y en el lado de la placa deflectora opuesto al de la lnea de succin.

Tanques Hidrulicos

La mayora de los sistemas hidrulicos de tamao pequeo a mediano utilizan los tanques o depsitos como base de montaje para la bomba, motor elctrico, vlvula de alivio, y a menudo otras vlvulas de control. Este conjunto se llama. "Unidad de bombeo", "Unidad Generada de Presin" etc. La tapa del tanque puede ser removida para permitir la limpieza e inspeccin. Cuando esta no es la lateral y constituye la parte superior del tanque lleva soldadas cuplas para recibir la conexin de tuberas de retorno y drenaje. Se colocan guarniciones alrededor de las tuberas que pasan a travs de la tapa para eliminar la entrada de aire.

Tanques Hidrulicos

Tanques Hidrulicos

El tanque se completa con un indicador de nivel, un filtro de respiracin que impide la entrada de aire sucio. La posicin de los bafles dentro del tanque es muy importante (ver fig.2-7). En primer lugar establecer la separacin entre la lnea de succin y la descarga de retorno.

Tanques Hidrulicos

Tanques Hidrulicos

En segundo lugar la capacidad de radiacin de temperatura del tanque puede ser incrementada si el bafle se coloca de forma tal que el aceite circule en contacto con las paredes externas como lo muestra la figura 2-7. Para sistemas corrientes el tamao del tanque debe ser tal que el aceite permanezca en su interior de uno a tres minutos antes de recircular. Esto quiere decir que s el caudal de la bomba es de 60 litros por minuto, el tanque debe tener una capacidad de 60 a 180 litros. En muchas instalaciones, la disponibilidad de espacio fsico no permite el empleo de tanques de gran capacidad, especialmente en equipos mviles.

Tanques Hidrulicos

Las transmisiones hidrostticas en lazo cerrado, constituyen una excepcin a la regla, ordinariamente emplean tanques relativamente pequeos. Tener un tanque muy grande a veces puede ser una desventaja en sistemas que deben arrancar a menudo u operar en condiciones de bajas temperaturas.

Accesorios para tanques.

En la Fig.2-8 vemos un nivel visible para tanques, este elemento construido en plstico permite que el operador no solo verifique el nivel sino tambin la condicin de emulsin del aceite.

Accesorios para tanques.

Tapa de llenado : el orificio de llenado debe ser cubierto por una tapa preferentemente retenida por una cadena. En la figura 2-9 ilustramos un tipo que usa una coladera para filtrar el aceite que se verter hacia el tanque.

Accesorios para tanques.

Los depsitos hidrulicos estn venteados a la atmsfera. Por ello la conexin de venteo debe estar protegida por un filtro. Cuando los sistemas operan en una atmsfera limpia puede emplearse un filtro de respiracin de bajo costo como el de la figura 2-10. Pero si se opera en atmsferas muy contaminadas deben emplearse filtros de alta calidad capaces de retener partculas mayores de 10 micrones.

Accesorios para tanques.

FILTROS Coladera de Succin: La mayora de las bombas utilizan para su proteccin un filtro destinado a retener partculas slidas en la aspiracin La practica usual cuando se emplean aceites minerales estndar, es utilizar coladeras de malla metlica capaces de retener partculas mayores de 150 micrones.

Accesorios para tanques.

Cuando se emplean fluidos ignfugos que tienen un peso especifico superior al aceite, es preferible emplear coladeras de malla 60 capaces de retener partculas mayores de 200 micrones, para evitar la cavitacin de la bomba. Con la introduccin de bombas y vlvulas con alto grado de precisin, operacin a presiones elevadas y altas eficiencias, el empleo de la coladera de aspiracin no es proteccin suficiente para el sistema, si se quiere obtener una larga vida del mismo.

Accesorios para tanques.

El propsito de la filtracin no es solo prolongar la vida til de los componentes hidrulicos, si no tambin evitar paradas producidas por la acumulacin de impurezas en las estrechas holguras y orificios de las modernas vlvulas y servovlvulas . Para prolongar la vida til de los aparatos hidrulicos es de vital importancia emplear aceites limpios, de buena calidad y no contaminado.

Accesorios para tanques.

La limpieza de los aceites se puede lograr reteniendo las partculas nocivas o dainas y efectuando los cambios de aceite en las fechas y periodos que establecen los fabricantes o que determinan las especificaciones tcnicas del aceite y/o elementos del circuito.

Accesorios para tanques.

Los elementos que constituyen contaminantes para el aceite pueden ser entre otros:

Agua cidos Hilos y fibras Polvo, partculas de junta y pintura

Y el elemento que debe retener estos contaminantes es el filtro.

Accesorios para tanques.

Para evitar que los aceites entren en contacto con elementos contaminantes; puede procurarse lo siguiente:

1. En reparaciones, limpiar profusamente 2. limpiar el aceite antes de hacerlo ingresar al sistema 3. cambiar el aceite contaminado peridicamente 4. contar con un programa de mantencin del sistema hidrulico 5. cambiar o limpiar los filtros cuando sea necesario

Accesorios para tanques.

Elementos filtrantes La funcin de un filtro mecnico es remover la suciedad de un fluido hidrulico. Esto se hace al forzar la corriente fluida a pasar a travs de un elemento filtrante poroso que captura la suciedad. Los elementos filtrantes se dividen en dos tipos: de profundidad y de superficie.

Accesorios para tanques.

La figura 2-11 no muestra un filtro micronico que puede ser empleado en el retorno o el envo, el elemento filtrante de papel impregnado en fibra de vidrio, metal sinterizado, u otros materiales puede ser removido desenroscando el recipiente. Cuando la calda de presin a travs del elemento se incrementa, para evitar el colapso del mismo una vlvula de retencin se abre dando paso libre al aceite.

Accesorios para tanques.

Filtro en Lnea. Una configuracin popular y econmica es el filtro en lnea de la figura 2-12 que tambin lleva incluida una vlvula de retencin, su desventaja consiste en que hay que desmontar la tubera para su mantenimiento.

Accesorios para tanques.

En la lnea de presin. Elementos tipo profundidad : los elementos tipo profundidad obligan al fluido a pasar a travs de muchas capas de un material de espesor considerable. La suciedad es atrapada a causa de la trayectoria sinuosa que adopta el fluido.

El papel tratado y los materiales sintticos son medios porosos comnmente usados en elementos de profundidad. Papel micronic. Son de hoja de celulosa tratada y grado de filtracin de 5 a 160m. Los que son de hoja plisada aumenta la superficie filtrante. Filtros de malla de alambre. El elemento filtrante es de malla de un tamiz ms o menos grande, normalmente de bronce fosforoso.

Accesorios para tanques.

Elementos de tipo superficie : En un elemento filtrante tipo superficie la corriente de fluido tiene una trayectoria de flujo recta, a travs de una capa de material. La suciedad es atrapada en la superficie del elemento que est orientada hacia el flujo del fluido. La tela de alambre y el metal perforado son tipos comunes de materiales usados en los elementos de superficie.

Filtros de absorcin. As como el agua es retenida por una esponja, el aceite atraviesa el filtro. Son de algodn, papel y lana de vidrio. Filtros magnticos. Son filtros caros y no muy empleados; deben ser estos dimensionados convenientemente para que el aceite circule por ellos lo mas lentamente posible y cuanto mas cerca de los elementos magnticos mejor, para que atraigan las partculas ferrosas

Accesorios para tanques.

La figura 2-13 vemos un filtro instalado a la salida de la bomba y delante de la vlvula reguladora de presin y alivio. Estos filtros deben poseer una estructura que permite resistir la mxima presin del sistema. Por seguridad deben poseer una vlvula de retencin interna. La mxima perdida de carga recomendada con el elemento limpio es de 5 PSI.

Accesorios para tanques.

En el retorno por alivio. En este punto Fig.2-14 puede emplearse un filtro de baja presin. Es una disposicin Ideal cuando trabajan vlvulas de control de flujo en serie y el caudal de exceso se dirige va la vlvula de alivio permanentemente a tanque. La mxima perdida de carga recomendada es de 2 PSI con el elemento limpio.

Accesorios para tanques.

En la lnea de retorno. El aceite que retorna del sistema puede pasar a travs de un filtro cuando se dirige a tanque. CUIDADO: Cuando seleccione el tamao de un filtro as , recuerde que el caudal de retorno puede ser mucho mayor que el de la bomba, debido a la diferencia de secciones de ambos lados de los cilindros.