Quito, 16 de Diciembre del 2016 PRESENTACIÓN N° 15 FACILIDADES DE SUPERFICIE I 2016B Quito, 16 de Diciembre del 2016 PRESENTACIÓN N° 15

FACILIDADES DE SUPERFICIE I CODIGO – PTR714 ING. ALVARO GALLEGOS ERAS, MSc. ESCUELA POLITECNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA Y PETRÓLEOS INGENIERÍA DE PETRÓLEOS

TANQUES

FACILIDADES DE SUPERFICIE I Clasificación de los tanques: Según su forma de construcción, Según su uso –para producción o almacenamiento-, y Por el tipo de líquido que van a contener.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I TIPOS BÁSICOS DE TANQUES (según su forma de construcción) Cilíndricos de techo fijo Cilíndricos de techo flotante Cilíndricos elevados Cilíndricos subterráneos Esféricos presurizados Horizontales - Tipo salchicha

TANQUES DE ALMACENAMIENTO

TANQUES SALCHICHAS PARA LPG

TANQUES DE TECHO FIJO Y ESFERAS

ENFRIAMIENTO CON DEFLECTORES EN TANQUES ESFÉRICOS

ENFRIAMIENTO EN TANQUES HORIZONTALES A PRESIÓN

FACILIDADES DE SUPERFICIE I SEGÚN SU USO: En los tanques de producción se produce la primera recolección y el primer procesamiento de separación. Este primer paso en la manipulación, previo al envío a la refinería o a un sistema de procesamiento de gas. En este primer juego de tanques y separadores, el petróleo crudo, el agua y el gas natural fluyen y son separados. Tanques de Almacenamiento.-

FACILIDADES DE SUPERFICIE I Tanques de Producción: Tanques de lavado Tanques de surgencia

FACILIDADES DE SUPERFICIE I TANQUE DE LAVADO

FACILIDADES DE SUPERFICIE I CALIBRACIÓN DE LOS TANQUES • Geométrico. • Volumétrico. • Gravimétrico

FACILIDADES DE SUPERFICIE I Principales componentes de un tanque: Sistema de medición de nivel Medición de Temperatura Válvulas de alivio o seguridad + arresta llamas Mezcladores Manhole y escaleras Valvulas para recepción y descarga Techo fijo y/o flotante Sistema contraincendios (agua y espuma) Dique de contención

Mecánica de fluidos Sistemas de control y Válvulas

TECHO FIJO

FACILIDADES DE SUPERFICIE I

VÁLVULAS DE VENTEO Y ADMISIÓN

TECHO FLOTANTE-DRENAJE AGUAS LLUVIAS

TECHO FLOTANTE DRENAJE AGUAS LLUVIAS

TECHO FLOTANTE

TECHO FLOTANTE SELLOS

TECHO FLOTANTE EN TECHO FIJO

CILINDRICOS HORIZONTALES

CILINDRICOS VERTICALES

MEZCLADOR

ESFÉRICO

ESFÉRICO

PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS PARA TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS Tras iniciarse la combustión la llama se propaga por el producto combustible no quemado, incluso a contracorriente del flujo normal del proceso, generándose una onda de presión por delante del producto combustible en llamas, y que se desplaza a una velocidad superior a la de la llama pero inferior a la velocidad del sonido, es decir se produce una deflagración. Factores tales como la turbulencia y el incremento de la superficie de la llama aceleran el frente de llamas, y si se permite continuar y hay suficiente aire y combustible, se superara la velocidad del sonido apareciendo la detonación.

PROTECCIÓN BASE ESPUMA CON SISTEMAS SEMIFIJOS

SISTEMAS DE PRESIÓN BALANCEADA

ANILLOS DE ENFRIAMIENTO

ENFRIAMIENTO EN TANQUES HORIZONTALES A PRESIÓN

Facilidades de superficie I CODIGO API 650 “ Diseño y Construcción de tanques de acero soldados para almacenamiento de petróleo”

Facilidades de superficie I Las normas son documentos técnico-legales: Contienen especificaciones técnicas de aplicación voluntaria. Son elaborados por consenso de las partes interesadas: Fabricantes. Administradores. Usuarios y consumidores. Centros de investigación y laboratorios. Asociaciones y Colegios Profesionales. Agentes Sociales, etc. Están basados en los resultados de la experiencia y el desarrollo tecnológico. Son aprobados por un organismo nacional, regional o internacional de normalización reconocido. Están disponibles al público.

Facilidades de superficie I Las normas ofrecen un lenguaje de punto común de comunicación entre las empresas, la administración pública, los usuarios y consumidores. Las normas establecen un equilibrio socio-económico entre los distintos agentes que participan en las transacciones comerciales, base de cualquier economía de mercado, y son un patrón necesario de confianza entre cliente y proveedor.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I API 12D – Tanques desde 500 hasta 10.000 barriles, soldados en campo API 12F – Tanques desde 90 hasta 750 bls, soldados en planta API 650 – Diseño y Construcción de Tanques atmosféricos y con presiones de gas internas, hasta 2.5 psi API 653 – Reparación y Mantenimiento de tanques atmosféricos y con presiones de gas internas, hasta 2.5 psi API 620 – Tanques con presiones de gas internas de hasta 15 psi

FACILIDADES DE SUPERFICIE I CONTENIDO de la Norma API 650: Alcance Materiales Diseño Fabricación Montaje y ensamble Métodos de inspección de las juntas Calificación de procedimiento de soldadura y de soldadores Marcado final Apéndice

FACILIDADES DE SUPERFICIE I 1.- ALCANCE API 650: Cubre requerimientos para materiales, diseño, fabricación, montaje y pruebas de tanques soldados verticales cilíndricos, no enterrados con extremo superior abierto o cerrado en varios tamaños y capacidades y para presiones internas aproximadas a la atmosférica (no deben exceder el peso de las láminas del techo)

Facilidades de superficie I LIMITACIONES: La cara de la primera brida La primera superficie de sello en instrumentos La primera junta roscada La primera junta circunferencial en conexiones soldadas

FACILIDADES DE SUPERFICIE I ESTANDARES REFERENCIADOS API STD 620 – Diseño y construcción de tanques de baja presión STD 651 Protección catódica STD652 Recubrimiento de los fondos de tanques ASME – Código de calderas y recipientes de presión Sección V – Ensayos no destructivos Sección VIII Recipientes a presión Sección IX Calificación de soldaduras ASNT – Calificación y certificación de personal de ensayos no destructivos ACI – Requerimientos de construcción con concreto reforzado AISC – Manual de construcción de acero. Diseño por esfuerzos admisibles

Facilidades de superficie I 2.- MATERIALES Se deben utilizar los materiales listados en la sección 2 de materiales. Se puede utilizar materiales producidos de acuerdo con especificaciones no listadas si se certifica que el material cumple con todos los requisitos de una especificación aceptada y su uso es aprobado por el Comprador.

Facilidades de superficie I 3.- DISEÑO Juntas – Tipo de soldadura Consideraciones de diseño – Temperatura, gravedad específica, tolerancia de corrosión y velocidad de diseño del viento. Cargas externas, capacidad del tanque, etc Láminas de fondo Diseño del cuerpo Aperturas en el cuerpo – puertas de limpieza (refuerzos). Diseño del techo: cónico auto soportado, de sección esférica (domo) auto soportado, tipo sombrilla auto soportado (polígonos regulares)

Facilidades de superficie I 4.- FABRICACIÓN – Preparación de láminas 5.- MONTAJE – Como soldar: SMAW, electrodo revestido GMAW, Mig GMAW, tig OFW, oxigas FCAW, electrodo tubular SAW, arco sumergido ESW, electroescoria EGW, electrogas

Facilidades de superficie I 6.- METODOS DE INSPECCIÓN DE LAS JUNTAS Inspección radiográfica Partículas magnéticas Inspección por ultrasonido Líquidos penetrantes Inspección visual

Facilidades de superficie I 7.- PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA (WPS) Y CALIFICACIÓN DE SOLDADORES (PQR) De acuerdo con la sección IX del código ASME Pruebas de impacto 8.- PLACA DE IDENTIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN

FACILIDADES DE SUPERFICIE I DISEÑO DE UN TANQUE PARA ALMACENAMIENTO La información mínima requerida es: Volumen, temperatura, peso específico del líquido, corrosión permisible. Velocidad del viento, coeficientes sísmicos de la zona, etc condiciones de operación y de diseño Normas a utilizar

TRANSPORTES DE HIDROCARBUROS Normas Aplicables Las normas internacionales para la construcción de tanques generalmente son: o ASTM: American Society for Testing Materials o API: American Petroleum Institute o NFPA: National Fire Protection Association o STI: Steel Tank Institute

FACILIDADES DE SUPERFICIE I Diseño del Fondo Placas (planchas) de acero sobre concreto Espesor menor al del cuerpo Diámetro mayor al diámetro exterior del tanque (2”) El cuerpo del tanque puede estar soportado directamente por el fondo o por una placa anular. Generalmente los fondos se forman con placas traslapadas, esto se hace con el fin de absorber las deformaciones sufridas por el fondo si las placas fueran soldadas al tope.

El tamaño de las placas y la localización de los cortes de las mismas se determinan mediante el siguiente procedimiento: .

FACILIDADES DE SUPERFICIE I DISEÑO Y CÁLCULO DEL CUERPO El espesor de la pared del cuerpo requerido para resistir la carga hidrostática será mayor que el calculado por condiciones de diseño o por condiciones de prueba hidrostática, pero en ningún caso será menor a lo que se muestra en la tabla 2.2 Tabla 2.2 Diámetro nominal en metros Espesor mínimo en milímetros 15.24 4.76 15.24 < 36.576 6.35 36.576 < 60.96 7.93 60.96 9.52 El espesor de la pared por condición de diseño, se calcula con base al nivel del líquido, tomando la densidad relativa del fluido establecido por el usuario. El espesor por condiciones de prueba hidrostática se obtiene considerando el mismo nivel de diseño, pero ahora utilizando la densidad relativa del agua.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I DISEÑO Y CÁLCULO DE TECHOS Dentro de los techos fijos cónicos, de domo y de sombrilla, los cuales pueden ser auto soportados o soportados por estructura (para el caso de techos cónicos de tanques de gran diámetro). El techo cónico es una cubierta con la forma y superficie de un cono recto. El tipo domo es un casquete esférico, y El de tipo sombrilla, es un polígono regular curvado por el eje vertical. Los techos auto soportados, tiene la característica de estar apoyados únicamente en su periferia, calculados y diseñados para que su forma geométrica, en combinación con el espesor mínimo requerido, absorban la carga generada por su propio peso más las cargas vivas, a diferencia de los techos soportados que contarán con una estructura que admita dichas cargas.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I DISEÑO DE TECHOS FLOTANTES Los techos flotantes tienen como objeto la finalidad de eliminar la cámara de aire comprendida entre el espejo de líquido y el techo, con la finalidad de que el fluido no se evapore, causando riesgos tanto para la seguridad del tanque como para el medio ambiente, así como un decremento considerable en el volumen almacenado en el tanque. Dos tipos de techos flotantes, los cubiertos que son aquellos que no están en contacto directo con la radiación solar y precipitaciones pluviales, debido a que el tanque cuenta con un techo fijo, que protege al flotante; y los techos flotantes externos, los cuales se denominan así porque no cuentan con un techo fijo, por lo que este se encontrará en contacto con el medio ambiente.

TRANSPORTES DE HIDROCARBUROS .

FACILIDADES DE SUPERFICIE I PRUEBAS E INSPECCIÓN DEL TANQUE Los tanques, previamente desconectados y cerrados herméticamente de todas sus boquillas, se les colocarán refuerzos temporales en la parte baja de éste, con el fin de evitar deformaciones permanentes, durante la prueba neumática, aplicando una presión interna del orden de 0.14 a 0.21 Kg / cm2 (2 – 3lb / pulg2 ) en tanques con diámetro mayor de 3,658mm. (12 pies), y de 0.35 Kg / cm2 (5lb / pulg2 ) ó en diámetros menor. Hecho esto se le colocará jabonadura, aceite de linaza o cualquier fluido susceptible a la detección de fugas, en cordones de soldadura del techo, cuerpo, fondo, boquillas, etc., para observar la posible filtración. El usuario podrá sugerir otro método como, ensayos no destructivos, radiografiado, cámara de vacío o podrá optar por una prueba hidrostática.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I Montaje de tanques DOCUMENTOS DE REFERENCIAS  Especificaciones técnicas de construcción de el CLIENTE  Planos Aprobados para Construcción  Norma API 650 SEGURIDAD INDUSTRIAL RESPONSABILIDADES Será responsable de la ejecución del procedimiento el Supervisor de montaje y el Ingeniero residente. ETAPAS DE PROCESO DE CONSTRUCCIÓN: Las actividades de montaje se inician, una vez se terminen todas las obras de cimentación y obras preliminares de protección catódica que puedan interferir con el buen desarrollo del montaje mecánico. Simultáneamente a las obras civiles de la fundación del tanque, en el taller designado para tal fin se procede al trazado, corte, rolado e identificación de las láminas según plano, así como a la limpieza y pintura de las láminas.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I RECIBO MATERIALES EN EL SITIO DEL MONTAJE Construcción del fondo Construcción del cuerpo: Armado del primer anillo Soldada del primer anillo Armado del segundo anillo Soldada del segundo anillo……… Montaje del Techo Ensayos Pruebas de vacío al fondo y el techo.  Ensayo radiográfico según norma API 650.  Líquidos penetrantes a conexiones.  Prueba neumática Refuerzo de conexiones  Prueba de Estanqueidad Pruebas Hidrostáticas Proceso de limpieza y Pintura

Facilidades de superficie I CODIGO API 653 INSPECCIÓN, REPARACIÓN, ALTERACIÓN Y RECONSTRUCCIÓN DE TANQUES DE ALMACENMIENTO (TANK INSPECTION, REPAIR, ALTERATION AND RECONSTRUCTION)

FACILIDADES DE SUPERFICIE I DEBER PARA CASA REALIZAR LA CORRECCIÓN DEL EXÁMEN, TODOS LAS DOS FILAS. Para los diagramas utilizar colores. Preguntas que se repiten solo contestar una sola vez. Elaborar preguntas de (v) o (f) y de respuesta de opción múltiple (4). Cada grupo realizará 40 preguntas (20/20) de acuerdo a la temática que realizaron el cuaderno. Plazo: hasta el 26 de enero del 2017.

FACILIDADES DE SUPERFICIE I ¿PREGUNTAS? ¡GRACIAS!