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7/24/2019 Calculo de Planchas Para Tanques de Almacenamiento
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CALCULO DE PLANCHAS PARA TANQUES DE ALMACENAMIENTO
Para disear un tanque de almacenamiento se debe considerar los cambios de temperatura entre elda y la noche, se considera una variacin de temperatura promedio de 50C
TANQUES DE PASO O DE PRODUCCION
Se utilian para el almacenamiento temporal del producto, su capacidad puede lle!ar hasta "000!alones, se le considera tambi#n $%&'()*S +* C-P*'S&C./'1
TANQUES DE ALMACENAMIENTO PROPIAMENTE DICHO
&lmacenan m2s de 3000 !alones y pueden lle!ar hasta los 300000 barriles del diseo convencionaly se usan para el almacenamiento4
FORMA DE LOS TANQUES
C..'+6.CS
*S7*6.CS C'.CS Cuando se trate de tanques pequeos, por e8emplo de almacenamiento de !ranos se
pueden utiliar P&6&**P.P*+S
MATERIALES PARA LOS TANQUES
&C*6 &S%- &9:;5?6&+ C @
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ESFUERZO LONGITUDINAL (L)
t1=
piDi
4 L
ESFUERZO TANGENCIAL (T)
t2=piDi2T t" B t3
t= pD
2Stn
= (H1 )D
2216000,85
St@ 0,;S @ 0,; D :;00
St @ "3;00
t=H2O (H1)DGe
2216000,85=
62,4(H1)DG e2216000,85
}
tplanc h a=t+1
16
, 3E3;mar!en de corrosin
+nde4
Ge=fluido
H2O
?e4 ?ravedad especiFica
+4 pies
G
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TANQUE (PIES) PLANCHAS (PULG)I50 :E3;
50 a 3"0 3EJ3"0 a "00 5E3;
B"00 :E>
DIMENSIONAMIENTO DE LOS TANQUES
Cuyo par2metro dominante es el espesor
+eFinicin de los costos4
C34 Costo del casco por pie"
C"4 Costo del Fondo por pie"
C:4 Costo del techo por pie"
CJ4 Costo del terreno por pie"
C54 Costo de la cimentacin por pie"
&34 &6*& %%&
A1=DH Gpie"H
Para eFectos de costo se considera4 C"@ C:@ CJ@ C5
COSTO TOTAL (C
T) :
CT=(A1C1 )+A (C2+C3+C4+C5 )
CT=( DHC1 )+ D2
4 ( C2+C3+C4+C5 )
Vd=V= D
2
4 H H=
4 V
D2
C=4 VDC1+
D2
4 (C2+C3+C4+C5 )
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}
tplancha=0,0001456(H1)DGe1
16
DISPOSICION DE LAS PLANCHAS
PLANCHAS COMERCIALES
t K J pies K > pies t K 5 pies K 30 pies
&C*6 &S%- &9:;
Sy @ :;000 PS.
St @ 0,; Sy
St @ G0,;HG:;00H @ "3;00 PS.
PRIMER CRITERIO SEGUNDO CRITERIO
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ANILLO DE REFUERZO PARA EL PAO SUPERIOR
MODULO DE RIGIDEZ DEL PERFIL DEL ANILLO DE REFUERZO (Z)
Z=0,0001D2H pul!:
+nde4
L @ -odulo de 6i!ide del perFil Gpul!:H
+ @ +i2metro del tanque GpiesH
< @ <ura del tanque GpiesH
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as tablas Fueron hechas tomando en cuenta la velocidad del viento de 4
v=100millas/hora
Cuando la velocidad del viento es mayor o menor que 300 millasEhora hay que multiplicar este
Factor por4
( v100 )2
6esultando4 Z=0,0001D2H( v100 )
2
-dulo de ri!ide del perFil para velocidades
diFerentes de 300 millasEhora
Ejem!":Calcular el anillo de reFuero para un tanque abierto de J0 pies de di2metro por "0 piesde altura, el pao superior se construir2 con planchas de :E3; de espesor siendo la velocidad delviento a ;0 MmEhr equivalente a :N1"> millasEhr
Solucin4
+ @ J0 pies
< @ "0 pies
t @ :E3; espesorv @ :N1"> millas
-+) +* 6.?.+*L +* P*67. GLH
Z=0,000140220( 37.28100)2
1
Z=0,44pul3 1
+e las tabla de perFiles 'ormaliados
L @ "3E" K "3E" K 5E3; Z=0,51pul3
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SIMPLIFICACIONES
PARA TANQUES PEQUEOSCuando se instala los tanques sobre una estructura no se requiere de terrenos especiales,
en este caso4CJ @ C5@ 0
Para tanques sin techo4 C:@ 0Para tanques pequeos y sin techo 4 C3@ C", entonces 4 + @ "
51 *l rolado se hace a partir de 5E> de espesor de plancha Gcon roladoraH1;1 Para tanques de espesores de planchas del!adas no es necesario rolar previamente las
planchas1
VOLUMEN DEL DISEO DE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO
Se!Qn recomendaciones de la &P. G&merican Petroleum .nstituteH para calcular el volumen dediseo se debe considerar una variacin volum#trica del petrleo debido al cambio de temperatura ytambi#n debido al volumen de las estructuras internar, este or!anismo considera un caso eDtremo devariacin de temperatura de 50C GT% @ 50CH de tal manera que el volumen de diseo es i!ual al
volumen nominal m2s la variacin del volumen1
VD!S"#O=V$O%!$AL+& V
*8emplo4 Calcular el volumen de diseo de un tanque de almacenamiento de petrleo de ":000barriles de volumen nominal1
+atos4
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U @ ":000 barriles
V @ > D 309JEC
T% @ 50C
Uariacin del volumen debido al cambio de temperatura GTUH
& V='V& T=8104( 1(C)23000 )arriles50 (C
& V=920)arriles
6eemplaando en la ecuacin4
VD!S"#O=23000 )arriles+920 )arriles
VD!S"#O=23920 )arriles
PROBLEMA
Se quiere disear un tanque de almacenamiento cilndrico abierto para almacenar :0000 barriles de
un lquido que tiene un peso especFico que tiene un peso especFico de850
*
m3 1 Considerando
una variacin de temperatura de 50C, siendo la relacin entre el di2metro del tanque y su altura de
D=8
3H , se debe utiliar planchas comerciales de J piesK>pies y de 5piesK30pies de acero
&S%-9&:; que tiene un S+=36000,S! - el peso especFico del a!ua es 1000*
m3 , siendo la
velocidad del viento en el lu!ar de instalacin del tanque de 85millas
hr , calcular4
aH Calcular el di2metro de altura del tanquebH *l espesor de las planchas para cada uno de los paos o anilloscH Calcular el mdulo de seccin o ri!ide del 2n!ulo para construir el anillo de ri!ide1dH Calcular la cantidad de planchas para construir el casco y para el Fondo1
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Solucin4
#) CALCULO DEL DI$METRO % ALTURA DEL TANQUE+atos4
Vn=30000 )arriles
'=8 /104( 1( C)
& T=50 ( C
Uolumen de diseo G Vd WWWWWWWWWWW1
G3H
+onde4
Vd :Volumende dise.o
Vn:Volumen nominal
& V:Variaciondel volumende)ido a latemperatura
Uariacin del volumen debido a la temperatura
& V='Vn& T=8104( 1(C)30000 )arriles50(C
6eemplaamos valores en G3H
Vd=30000 )arriles+1200 )arriles=31200 )arriles
Vd=Vn+& V
& V=1200)arriles
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C&C) +* S +.-*'S.'*S +* %&'()*
D=8
3H=H=
3
8D
Vd= D
2
4 H=
D2
4 (3D8)=
3 D2
32 = WWWWWWWWWWWW G"H
%ransFormando los barriles a (pie3 )
Vd=31200
)arriles42 alones1 )arril
0.13pie3
1 alon =
6eemplaando valores en la ecuacin G"H
D=3
32170352
3 =83.3186 / 83.32pies=
<ura del tanque GVd=O1
DIMENSIONES DEL TANQUE
D=3
32Vd
3
Vd=170352pie3
D=83 ies
H=32pies
H=32 iesD=83 ies
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?ravedad especiFica del Fluido a almacenar G?eH
=23L4!DO2AG4A
=850
1000=0.85
+@ >: pies+e la tabla para tanques +@50X a 3"0X Gtabla 3H
*spesor mnimo de P del casco @B tmin=1
4
H1=32 0=H11 0=3201=31pies
H2=27 0=H210=27 01=26pies
H3=22 0=H310=22 01=21 pies
H4=17 0=H41 0=17 01=16pies
H5=12 0=H510=1201=11pies
H6=8 0=H61 0=8 01=7pies
H7=4 0=H710=4 01=3pies
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&) FORMULA PARA CALCULAR EL ESPESOR DE LAS PLANCHAS DE CASCO (')
Calculo del espesor de las planchas del casco, para cada uno de los paos
t1=0.00014563100.850.85+1
16=0.38093448 {13
32=0.40625
t2=0.00014562600.850.85+1
16=0.32957408 {11
32=0.34375
t3=0.00014562100.850.85+1
16 =0.27821368 {9 32=0.28125
t4=0.000145616 00.850.85+1
16=0.22685328 {15
64=0.234375
Por recomendacin G&P.H tomamos como41} over {4} =0.25
t4=
t5=0.00014561100.850.85+1
16 =0.17549288 {3 16=0.1875
Por recomendacin G&P.H tomamos como41} over {4} = como minimo
t5=
t6=0.00014567 00.850.85+1
16=0.13440456 {9
64=0.140625
Por recomendacin G&P.H tomamos como4
1} over {4} = como minimo
t6=
t7=0.0001456300.850.85+1
16=0.09331624 {3
32=0.09375
t=0.0001456H1 0D+1
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Por recomendacin G&P.H tomamos como41} over {4} = como minimo
t7=
) CALCULO DEL MODULO DE SECCION O RIGIDEZ DEL PERFIL PARACONSTRUIR EL ANILLO DE RIGIDEZ
+atos4
D=83pies
H=32pies
V=85millas
hr
-+) +* S*CC.' +* &'. +* 6.?.+*L
Z=0.000183232(85100 )2
=
S**CC.'&-S * P*67. +* &'. +* 6.?.+*L
5=15.927368 pul3
(2.54 cm )3
(1pul3 ) =261.0028 cm
3
(10 mm)3
(1 cm3 )
+e tablas seleccionamos4
Z=0.0001D2
H( V
100
)2
5=15.927368
= 3
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L20020030 6L8 8 }S=290 cm3
) CALCULO DE LA CANTIDAD DE PLANCHAS PARA EL CASCO +e acuerdo al espesor de las planchas ele!imos un bisel simple
on!itud de la circunFerencia (La ) 4 Lc=D=83pies=260.75219pies
Cantidad de $P de 5XK30X en un anillo4
$ ( ,Lanillo
= Lc
10pies=
260.75219
10 =26.075219,L
&8ustamos4
$ ( ,L=26
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C'S.+*6&'+ & S*P&6&C.' *'%6*C $P $P +* e=1
16=0.0625
C&'%.+&+ & &?6*?&6 & & '?.%)+ +* & C.6C)'7*6*'C.& G La H
La=260.0625=1.625pulg
La=1.625pul1pie
12pul =0.1354167pies
LONGITUD CORREGIDA DE LA CIRCUNFERECIA (Lc 0)
Lc=26,L10pies
,L =
Lc 0=Lc+La
Lc 0=260pies+0.1354167pies=
DIAMETRO CORREGIDO DEL TANQUE (D)
D=Lc 0
=260.1354167pie s
=
C&'%.+&+ +* P&'C
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C'S.+*6&'+ & S*P&6&C.' *'%6* $P $P +* e=1
16=0.0625
'?.%)+ +* & S*P&6&C.'*S U*6%.C&*S
La=$ ( D" 74$TASe=330.0625=2.0625 pulg
La=2.0625pul1pie
12pul =
C&'%.+&+ +* $P +* GJXK>XH C66*?.+ *' )' &'.
0.171875pies33
=
$ ( ,L
anillo=
Lc 0
8.00520833=
260.1354167pies
8.00520833pies=32.49577,L
C&'%.+&+ +* P&'CXH
33 ,L
anillo3 anillos=
*n conclusin para el casco4104,Lde 5 010 099,L de4 08 0}203,L
CANTIDAD DE PLANCHAS PARA EL FONDO
&6*& +* 7'+4
0.171875 i
0.005208333 ie
$ ( ,L= 0 0
0 0
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A3= D
2
4 =
832
4
A3=5410.607948pie2
&6*& +* )'& $P +* G5XK30XHA,L=510=50pies
&6*& +* )'& $P +* GJXK>XHA,L=48=48pies
Cantidad GaproDimadaH de $P de 5XK30X para el Fondo
$ ( ,L(5 0100)= A3
A ,L(5 010 0)=5410.607948pie
2
50pie2
,L
=10 9.0814984,L
Cantidad GaproDimadaH de $P de JXK>X para el Fondo
$ ( ,L(4 08 0)= A3
A ,L(5 010 0)=
5410.607948pie2
32pie2
,L
=169.0814984,L
CANTIDAD EN PESO DE ELECTRODOS DE SOLDADURA
*814 para el cascoPeso total de soldadura
4 ,T=0.0470506 *=2820 *
3 lata @ "0 M!
$ ( de latas=2820 *
20 *
lata
=141 latas
$ ( ,L(5 0100)=109,L
$ ( ,L 0 0=169,L
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Peso4
3
8=0.03125 pie=0.03125 pie*5*10=1.5625 {pie} ! {3} *7.85 {gr} over {{cm} ! {3}}
1.5625pie37.85
r
cm3(3048 cm )3
(1pie )3
1 *
100 r =347.324 *203=70506.7 *
70506.7 * peso total empleado G5XK30XH
4 08 0=,erim=24pies99=2376pies
5 010 0=,erim=30pies104=3120pies
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