Tank Sulfuric Acid Storage. API 650-1998. (Spanish)

MEMORIA DE CALCULO ESTANQUE API 650

ALMACENAMIENTO ÁCIDO SULFÚRICO

Memoria de Cálculo Estanque Ácido Sulfúrico

REV. 0 , PAG.: 1 de 23

NOMBRE DEL CLIENTE:

NOMBRE DEL PROYECTO:

UBICACIÓN DEL PROYECTO:

N° DEL PROYECTO:

FASE DEL PROYECTO:

TÍTULO DOCUMENTO: Memoria de Cálculo Estanque Ácido Sulfúrico

NÚMERO DOCUMENTO:




REV. 0 , PAG.: 1 de 23




Memoria de CálculoMemoria de Cálculo Estanque Ácido Sulfúrico

REV. 0 Pag 2 de 23

Tabla de Contenidos

1. ALCANCE ……………………………………………………… …………………………...…...3

2. RESUMEN…………………………………………………………………………………………..4

3. ANEXO - PLANILLA DE CALCULO…………………….… ………………………………..5


Rev B Pag 3 de 23

1 Alcance

El estanque a calcular es el siguiente,

Estanque Cilíndrico Vertical de acero carbono

Fluido: Ácido sulfúrico

1.3 Documentos Relacionados

1.4 Normas y Códigos

El presente documento contiene la memoria de cálculo del estanque cilíndrico vertical de acero al carbono, que deberá ser suministrado para el almacenamiento de ácido sulfúrico, como parte del proyecto

Capacidad: V=105 m3

El estanque ha sido calculado según Norma API 650 "Welded Steel Tanks for Oil Storage" Décima Edición, de la American Petroleum Institute, incluyendo los Addendum: Número 1 de Enero 2000, Número 2 de Noviembre 2001, Número 3 de Septiembre 2003 y Número 4 de Diciembre 2005.

Para el diseño sísmico se consideraran las disposiciones del Apéndice E del Estándar API 650 además de lo estipulado en la Norma chilena Nch 2369 of. 2003

La norma de diseño utilizada (API 650) es la propuesta en la norma NACE RP0294, norma que se utiliza para el diseño de estanques de ácido sulfúrico.


Rev B Pag 4 de 23

2 Resumen de Datos

Dimensiones.

Altura del Manto (m) : 3.6 Altura del llenado (m) : 3.3 Diámetro interno (m) : 6.5 Volumen Nominal 119Volumen útil 110Tipo de techo : Cónico Auto soportadoAngulo inclinación Techo - Mant (grad) : 20Número de anillos del Manto : 2Diámetro y N° de Pernos de Anc in: 1Numero de Pernos de Anclaje : 12

Espesor planchas manto :

N° Anillo Espesor a utilizar (mm)1° 102° 10

Espesor plancha de Techo 10 mmEspesor plancha de Piso 12 mm

(m3) :(m3) :



Rev B Pag 5 de 23

ANEXO - PLANILLA DE CALCULO

MEMORIA DE CALCULO ESTANQUE API 650ALMACENAMIENTO ÁCIDO SULFÚRICO

PREPARADO POR: Rev B Pag 6 de 23REVISADO POR: FECHA:

3.0 ANEXO-PLANILLA DE CALCULO

3.1 Condiciones de Sitio

Presión (kPa abs) : 101.3Temperatura (°C) : 25Precipitaciones (mm/año) : 2Evaporación (mm/d) :Viento (km/h) : 150Humedad Relativa Promedio (-) :Zona Sísmica (Según Nch 2369, Fig 5 (-) : 3

Ao/g = (-) : 0.4Tipo de suelo (Según Nch 2369, Fig. 5 (-) : S-III(Tabla 5.4) T` = (s) : 0.62(Tabla 5.4) n = (-) : 1.8

3.2 Dimensiones.

Altura del Manto (m) : 3.60Altura Máxima de llenado (m) : 3.30Diámetro interno (m) : 6.50Volumen Nominal 119Volumen útil 110Tipo de techo Cónico Auto soportadoAngulo inclinación techo (°) : 20Número de anillos del manto : 2

3.3 Producto almacenado.

Nombre del fluido H2SO4 (al 98%)Gravedad específica SG = 1.834 [-]

3.4 Espesores por corrosión.

Corrosión en el manto (mm) : 6.0 [2], Table B3 Norma NACECorrosión en el piso (mm) : 6.0 [2], Table B3 Norma NACECorrosión en el techo (mm) : 6.0 [2], Table B3 Norma NACE

3.5 Especificación del material.

Nombre : A 36

2530 = 248.11 (Mpa)4080 = 400.11 (Mpa)1630 = 159.85 (Mpa)1750 = 171.62 (Mpa)

Peso especifico Material 7850

Vnom = (m3) :(m3) :

=

SCoor,manto

=SCoor,piso =

SCoor,techo =

Tensión de Fluencia, sy (Kp/cm2) :Tensión de Ruptura, s

ut (Kp/cm2) :Tensión máxima admisible de diseño, S

d (Kp/cm2) :Tensión hidrostática máxima admisible, S

t(Kp/cm2) :(Kp/m3) :



3.6 Aislación y recubrimiento interior.

Aislación en techo : 0 espesor (mm):Aislación en manto : 0 espesor (mm):Rec. interior en techo : 0 espesor (mm):Rec. interior en manto : 0 espesor (mm):

4.0 ESPESORES DE PLANCHAS

4.1 Espesor planchas manto : [1] # 3.6.3.2

Espesor de DiseñoEspesor Prueba hidrostática

D = 6.50 m (Diámetro del estanque) H = 3.60 m (Nivel del líquido para el punto de diseño)G = 1.83 - (Gravedad específica de diseño)

159.8 MPa (Esfuerzo admisible para las condiciones de diseño)171.6 MPa (Esfuerzo admisible prueba hidrostática)0.85 - (Eficiencia de la junta)

CA = 6.0 mm

N° Altura Espesor Espesor Espesor Espesor Anillo Hidrostática de prueba sin Corrosión de diseño Comercial utilizar

Hidrostática t (Nota 1)[-] (m) (mm) (mm) (mm) (mm)1 3.6 1.32 1.42 7.42 102 1.8 0.60 0.64 6.64 10

Nota 1:Espesores comerciales seleccionados

td=

tt=

Sd =St = =

(SCoor,manto Espesor de corrosión considerado)

tt td td

t d=4 .9D (H−0.3 )G

E⋅Sd+CA

t t=4 .9D (H−0 .3 )G

E⋅St


PREPARADO POR: Rev B Pag 8 de 23 REVISADO POR: FECHA:

4.2 Espesor plancha de Techo [1] # 3.10

Tipo de techo Cónico Auto soportado

Espesor del techoCarga total mínima: 1.2 kPa [1] #3.10.2.1Espesor mínimo: 5 mm [1] #3.10.2.2Espesor máximo: 12.5 mmAngulo mínimo: 9.5 °Angulo máximo: 37 °Espesor de corrosión: 6.0 mm

[1] # 3.10.5.1

D = 6.50 m20 °6.0 mm

9.96 mm

Factor de corrección para el espesor del techoPresión total CtCt = Cv + Cm

Carga Vivas Cv: Presión por Cargas por vientos + Cargas por Personas Cargas Muertas (peso propio) Cm: Presión por Peso techo Cónico + Accesorios

En el caso que la carga total Ct exce 2.2se multiplica el espesor de la Plancha del techo por el siguiente factor:

Carga de viento en estanq[1] # 3.11

Presión del viento para diferentes elementosPresión

PSobre Areas proyectadas de superficies cilíndricas 0.86 kPaSobre Areas proyectadas de superficies cónicas y c 0.72 kPaSobre Areas proyectadas superficies planas vertical 1.4 kPa

Estas presiones están basadas en una velocidad de viento V = 160 km/h

Para velocidades de viento diferentes a 160 km/h, se debe utilizar el siguiente factor de corrección

V = 150 km/h

tr

Ctot,min =tmin =tmax =β

min =

βmax

=S

Coor,techo =

=sCoor,techo =

tr =

kPa ( 0.022 kp/cm2)

tcorregido

= tr * F

F :√Cv+Cm0 .022

f=( V160 )

2

t r=D

4 .8⋅sen( β )+CA

f = 0.879 [-]



Presiones debidas al viento, corregidas (Cargas vivas debidas al viento)

PresiónPresión corregidP

kPa kPa kp/cm²C1 Superficie cilíndrica 0.86 0.76 0.008C2 Superficie cónica 0.72 0.63 0.006C3 Superficie plana 1.4 1.23 0.013

Presiones debidas a cargas por personas

Cargas vivas debidas a personas y equiposCarga por Personas (Cp) 10000 N 1000 KpCarga por equipos (Ce) 10000 N 1000 Kp

Carga móvil Mmov = Cp + CeMmov = 20000 N 2000 Kp

Superficie afectada A AtechoAtecho = PI()/4 * D^2

D = 6.50 mAtecho = 35.3 m²

Presión debida a la carga móvilC4 = Mmov / A

Mov = 20000 N 2041 KpA = 35.3 m²

C4 = 566.4 Pa 58C4 = 0.566 kPa ###

Cargas vivasCv = C2 + C4C2 = 0.633 0.006C4 = 0.566 kPa 0.006Cv = 1.20 kPa 0.012

Peso techo Cónico:

D = 6.50 m10 mm20 °

7850 (Peso especifico Acero)2.8 Ton 27194 N

Area proyectada techo35.3 m²

Presión debida al peso

Pcorregida

Kp/m2

Kp/cm2

Kp/cm2

Kp/cm2

Kp/cm2

ttecho

= = = kp/m3

Wb =

Atecho =

f=( V160 )

2

W b=π ( D2 )( t b1000 )( D

2cos (β ) )⋅γ

ATecho=π (D2 )( D2cos (β ) )

27194 N35.3 m²

770.1 Pa 0.77 kPa

Cm = Wb/ Atecho

Wb =

Atecho =Cm =



Presión totalCv + Cm

1.20 kPa0.8 kPa1.97 kPa Ct < 2.2 kPa

No se requiere usar factor de corrección (F = 1)

9.96 mmF = 1

9.96 mm

Espesor comercial seleccionado para el techo

10 mm

4.3 Espesor plancha del FondoDe acuerdo a [1] # 3.4.1, las planchas del fondo deberán tener un espesor mínimo de 6 mm, al cual se le deberá agregar el espesor de corrosión del caso.

6 mm

En el caso del tipo de estanque considerado, la placa del fondo sólo cumple la función de asegurar la hermeticidad, razón por la cual corresponde utilizar el espesor mínimo aceptado por la norma.

6.0 mm6.0 mm

El espesor de la placa de fondo es entonces

6.0 mm6.0 mm12.0 mm

Espesor comercial seleccionado para el fondo

12 mm

4.4 Calculo Perfil de Coronamiento

Dimensiones definidas en Figura F-2 [1] D / 2 Radio del estanque

D = 6500 mm Diámetro del estanque3250 mm: 10 mm: Espesor de la pared del estanque, anillo superior

Rc / sin(b) Longitud de la normal al techo , medida desde el eje vertical Rc = 3250 mm de Figura F-2, [1]

20 °9502 mm

Ct =

Cv =Cm =Ct =

tcorregido = tr * Ftr =

tcorregido =

ttecho =

tmin =

tdiseño

= tmin

tmin =tdiseño =

tb = tdiseño + tcorr tdiseño =tcorr =tb =

tfondo

=

Rc =

Rc

tc

R2 =

=R2 =



10 mm: Espesor plancha del techo10 mm: Espesor plancha pared con espesor aumentado (N/A)

0.6 * (Rc * ts)^0.5 Espesor máximo de la pared participanteRc = 3250 mmts = 10 mm

108 mm:

Ancho máximo del techo participante. o 300 mm

9502 mm10 mm92 mm:

y se elige el valor menor92 mm

El área participante de la unión del techo con la pared del estanque "S" se determina de acuerdo a

S = [1] # 3.10.5.2D = 6.50 m

20 °S = 286

Según Párrafo 3.1.5.9 API 650, para estanques de techo autosoportados de diámetros menores o iguales a 11 m, el mínimo perfil a usar es 51 x 51 x 4.8 mmMedidas a Usar 80 x 80 x 6

924

El área participante Ap de acuerdo a la figura F-2 [1] Esta es la suma de las áreas indicadas en cada caso de la figura F-2Ap = tc * wc +th * wh + Pperfiltc = 10 mmwc 108 mmth = 10 mmwh = 92 mm

Aperfil = 924Ap = 2930

La norma [1] requiere que el área participante Ap sea mayor que la sección minima requerida S

Ap = 2930S = 286

Ap > S Area union techo-manto es correcta [1] # 3.10.5.2

th

ts

wc =

wc =

wh =

0.3 * (R2 * t

h)^0.5 w

h =

R2 =

th =

wh =

wh =

(D^2)/(0.432 * sin())

=mm2:

APERFIL mm2 : mm2:

mm2

mm2

mm2:mm2:



80x80x6



5.4 Momento por Viento

El momento de volcamiento debido a las fuerzas producidas por el viento aplicadas enlas áreas proyectadas del manto y el techo cónico queda determinado por la siguiente relación:

#3.11.1

De tabla de oresuines corregidas, página 9Carga cuerpo cilíndrico C1 0.0087*f 0.008Carga viento techo cónico C2 0.0073*f 0.006

Ht= 3.61.1834.783

A1 Área Proyectada Cuerpo Cilíndrico 234000A2 Área Proyectada Techo Cónico 38444

F1: Fuerza Aplicada en el Cuerpo CilíndricoC1*A1 Ton 1.8036F2: Fuerza Aplicada en el Techo Cónico C2*A2 Ton 0.2481

W Peso estanque Ton 8.5061

El momento resistente al viento esta determinado por la siguiente expresión

#3.11.2

M MOMENTO POR VIENTO (ton*m) : 4.2374MOMENTO RESISTENTE AL VIENTO (ton*m) : 7.3753

Peso del Manto sin corrosión (ton) : 2.2936Peso del Techo sin corrosión (ton) : 1.1088Peso del Fondo sin corrosión (ton) : 0.0016Peso Total Estanque sin corrosión (ton) : 3.404

Por lo tanto Como Mr>M El Estanque es estable a la fuerza del viento, no necesita anclaje

[kp/cm2]

[kp/cm2]

Hcono=

Htotal=

cm2

cm2

MR

M=F1⋅H t

2+F2⋅(H t+

HCono

3 )

MR=23⋅(W⋅D

2 )



5 ANALISIS ESTRUCTURAL

5.1 Momento Sísmico [1] E3

El momento de volcamiento debido a las fuerzas sísmicas aplicadas en labase del manto queda determinado por la siguiente relación:

Donde:M Momento de volcamiento aplicado a la base del est N-mZ Factor de zona sísmico (Según API 65Appendix E. 3 0.3I factor de importancia instalaciones (Según API 650) : 1.2Ao/g Aceleración Sísmica Efectiva Máxima (Según Nch 2 0.4T` Datos tipo de suelo (Según Nch 2369) (s) : 0.62n Datos tipo de suelo (Según Nch 2369) (-) : 1.8R Factor de Reducción Estructural (Según Nch 2369) (-) : 3ξ Razón de Amortiguamiento (Según Nch 2369) (-) : 0.005

peso del manto (ton) : 5.73peso del techo (ton) : 2.77peso del contenido (ton) : 219peso del fondo (ton) : 0.00altura de aplicación de la fuerza sísmica (m) : 1.80altura total del manto (m) : 3.60

S coeficiente de suelo (Según API 650) S2 : 1.20k Factor K (Según API 650) : 0.58T periodo natural del 1er modo de onda (Según API 6 (seg) : 2.68

Coef. fza. sísmica lateral modo Impulsivo (Según API 650) 0.60Coef. Fza. sísmica lateral modo Convectivo (Según API 650) 0.34Coef. fza. sísmica lateral modo Impulsivo (Según Nch 2369) 0.32Coef. Fza. sísmica lateral modo Convectivo (Según Nch 2369) 0.066

D/H razón de diámetro v/s altura : 1.970.550.41

peso de la masa efectiva del contenidode trabajo con el mantW1 = WT * (W1/WT) (ton) : 120peso de la masa efectiva del modo de (ton) : 89.8vibración del contenidW2 = WT * (W2/WT)

X1/H Factor X1/H. [1] E.3.2.2., Figura E-3 0.37X2/H Factor X2/H. [1] E.3.2.2., Figura E-3 0.60H Nivel de líquido de diseño, máximo m 3.30

distancia de aplicación de la fuerza (m) : 1.33sísmica W1 desde la base. [1] E.3.2.2.distancia de aplicación de la fuerza (m) : 2.16sísmica W2 desde la base

(m/s2) :

WS

Wr

WT

Wb

Xs

Ht

C1

C2

C1

C2

W1/W

TFactor W

1/W

T. [1] E.3.2.1., Figura E-2

W2/W

TFactor W

2/W

T. [1] E.3.2.1., Figura E-2

W1

W2

X1

X2

M=Z⋅I⋅(C1⋅W S⋅X S+C1⋅W r⋅H t+C1⋅W 1⋅X1+C2⋅W 2⋅X2 )



Como indica la Nch 2369 el Mínimo C2 debe ser equivalente a 0.1*Ao/g según Parrafo 11.8.8

: 0.066

Por lo tanto:

MOMENTO SISMICO (Según API 650) (ton*m) : 63

MOMENTO SISMICO (Según Nch 2369) (ton*m) : 85

M =M = 85 ton * m

5.2 Análisis de deslizamiento

El desplazamiento lateral del estanque se da lugar si la fuerza sísmica provocadaes mayor que la fuerza roce del terreno. La fuerza sísmica y de roce están dadas por lassgtes. expresiones ( los terminos de la fuerza sísmica son los indicados en el punto 5.1) :

[1] E3

Donde:

Wtotal Peso total del estanqueWtotal = Ws + Wt + WT + Wf

peso del manto (shell)

D = 6.50 m7.81.8 m

0.01 m Espesor anillo 10.01 m Espesor anillo 25.73 ton

Peso del techo2.77 ton (de Hoja espesores)

Peso del contenido

Vnom 1191.834 (Peso especifico Fluido)219 ton

Peso del fondo

D = 6.50 m0.012 m7.853.1 Ton

C2 mínimo a utilizar

MAPI =

MNCh =

Max(MAPI, MNCh)

WS

WS = Pi() * d * * H * ( s1 + s2 )

= ton/m3 Hanillo =s1 =s2 =W

S =

Wr =Wr =

WT

WT = Vnom * m3

= ton/m3 WT =

Wb =

Wb = (π/4)*D2 *s *

tb == (Ton/m3)Wb =

FC=W total⋅μ

FZ=Z⋅I⋅(C1⋅W S+C1⋅W r+C1⋅W 1+C2⋅W 2)



Ws + Wt + WT + Wf5.73 ton2.77 ton

219.1 ton0.00 ton

227.6 ton

Fuerza de roceFC Fuerza de roceμ Coeficiente de roceN Fuerza normal o Peso Total (Wtotal)

FC =0.50

N = 227.6 tonFC = 113.8 ton

Fuerza sísmicaFz = Z * I * (C1 * Ws +C1 * Wr + C1 * W1 + C2 * W2)

Z = 0.3I = 1.20

C1 = 0.32Ws = 6Wr = 2.77W1 = 120C2 = 0.34 (API)W2 = 89.8Fz = 25.7 ton

Para que el estanque no deslice producto de los movimientos sísmicos la Fuerza de Roce debe ser mayor que la Fuerza sísmicaFC Fuerza de roce (ton) : 113.8

FZ Fza. Sísmica (Corte Basal) (ton) : 25.74

Por lo tanto: Como Fc>Fz El Estanque no deliza

5.3 Análisis de volcamiento

Cálculo de acuerdo a [1] E4

Peso de resistencia al volcamiento, para tanques no anclados

N/m [1] E.4.1peso max del contenido utilizado pararesistir el momento de volcamientoEspesor de la placa bajo la paredTensión de fluencia

G : Gravedad específicaH : Nivel de diseño máximo del líquido

Wtotal

= W

S =

Wr =WT =Wb =

Wtotal =

* N =

wL = 99 * tb * (Fby * G * H )^2

wL :

tb :

Fby

:

Espesor de placa a ser aplicado de acuerdo a [1] E.4.26 mm



6 mm248.1 Mpa

G = 1.834 - H = 3.60 m

24041 N/m

196 * G * D * HG = 1.834D = 6.50 mH = 3.30 m

7711

Valor a utilizar

7711 N/m0.79 ton/m

Peso del manto y techopeso del manto y la porción fija de techo (ton/m circunf.) : soportada por el manto

5.73 ton peso del manto2.77 ton peso del techo8.51 ton

Peso por unidad de perímetro wt / (p *D)

8.51 tonD = 6.50 m

0.42 ton/m4086 N/m

Compresión del manto, para estanque no ancladosEvaluación de la fuerza longitudinal máxima de compresión en la parte inferior de la [1] E.5.1Si el valor "e" es menor o igual a 0.785

M= 84.8 ton mD = 6.50 mwL = 0.79 ton/mwt = 0.42 ton/me = 1.67 Valor mayor que 0.785

tb =

wL = 99 * tb * (Fby * G * H )^0.5tb =Fby =

wL =

Sin embargo, el valor máximo que puede tener wL eswLmax =

wLmax =

wL = MIN(wL, wLmax)wL =wL =

wt

Ws+r

= WS + Wr

WS =Wr =Ws+r =

wt =Ws+r =

wt =w

t =

e = M / ( D^2 * (wL + wt))



La fuerza longitudinal máxima "b" en la base de la pared, en N/m del la circunferencia de la pared, solo para el caso en que e < 0.785 está dada por

b = wt + 1.276*M / D^2wt = 0 ton/mwt = 4086 N/mM = 85 ton * mM = 832338 N mD = 7 mb = 29224 N/mb = 3 ton/m

Esfuerzo máximo admisible de compresión en la paredb/(1000*t) * b/(12*t)

t: espesor del anillo inferior, excluido el espesor de corrosiónb = 29224 N/mt = 1.42 mm

35359

emax valor limite del índice de volcamiento : 1.57e índice de volcamiento : 1.67

Por lo tanto: Como e > emax Estanque es inestable al volcamiento necesita anclaje

Nota: Por razones de seguridad el estanque será en general anclado

es =

es =



5.5 Análisis de falla local a la tensión de compres [1] E.5.3

F / AF / (L*t)(F/L) / t

b/t

Donde:tensión de trabajo Pa

b : fuerza de compresión máxima N*mt espesor del primer anillo sin corrosió m

b fuerza de compresión máximab =wt = 0.417 ton/m Peso por unidad de perímetroM = 85 ton*m Momento de volcamientoD = 6.500 m Diámetrob = 2.973 ton m Fuerza de compresión máxima

b =wt = 4086 N/mM = 832338 N*mD = 7 mb = 29165 N m

Espesor del primer anillo, sin considerar el espesor de corrosiónt = mmt= 10.00 mm

6.0 mmt = 4.0 mm espesor anillo sin corrosión

Tensión de trabajob/t

t = 4.0 mmb = 29165 N*mt = 0.00400 m

7.29 MPa

E.5.3El esfuerzo longitudinal de compresión Fb no debe exceder el esfuerzo máximo admisible Fa.

Valor auxiliar r

r = G*H*D^2/t^2G = 1.834 - H = 3.30 mD = 6.50 mt = 4.00 mm

La falla se presenta si la tensión de trabajo (Fb) supera la tensión de compresión

máxima admisible (Fa). La tensión de trabajo esta dada por:

Fb =Fb =Fb =Fb =

Fb

wt + 1.273*M/D²

wt + 1.273*M/D²

t1 - scoor-mant

scorr =

Fb =

Fb =

r = 16



Si r >= 44entonces :

Fa = 83 * t / Dt = 4.0 mmD = 6.50 m

Fa = 51.08 MPa Caso r >= 44

Si r < 44entonces :

Fa = 83*t/(2.5*D) + 7.5 * (G * H)^0.5t = 4.0 mmD = 6.50 mG = 1.834H = 3.30 m

Fa = 38.9 MPa Caso r < 44

Valor de Fa, correspondiente al valor calculado de r

Fb = 7.3 MPa Esfuerzo de trabajoFa = 38.9 MPa Esfuerzo máximo admisible

El esfuerzo de trabajo es menor que el admisible.



6 DETERMINACION ANCLAJES

6.1 PERNOS DE ANCLAJE

Material Pernos de Anclaje A307Tensión Fluencia kp/cm2 : 2320Tensión Admisible kp/cm2 : ###Mínimo Diámetro Perno pulg : 0.8Cantidad : 12Angulo separación grad : 45Arco de separación m : 2.71wt ton: 3.40

6.2 SOLICITACIÓN--------------------------------------Fuerza solicitante ton : 48.65Fuerza sobre el perno ton : 4.05Tensión de trabajo pernos kp/cm2 : 2.14

6.3 DISEÑO LLAVES DE CORTE

Diámetro interno manto m : 6.50Diámetro exterior manto m : 6.52Diámetro círculo de pernos m : 6.90Diámetro externo plancha de base m : 7.30Tensión Fluencia Llaves de Corte kp/cm2 : 2530Tensión Admisible Llaves de Corte kp/cm2 : 1265

Ton 2.14Area mínima llave de Corte 2.31Espesor Llave de Corte mm 8Largo Mínimo Llave de Corte cm : 10Altura mínima Llave de Corte cm : 10Tensión fluencia Hormigón Hormigón kp/cm2 : 255

kp/cm2 : 166

kp/cm2 : 21

Por lo tanto: Como Fh > Ry Tension de contacto llave de corte hormigon, Resiste

Factor de Seguridad Fh/Ry [-] 7.7

Area Total Llave 15Tensión Admisible Llave de Corte Vadm Ton : 9.7

Por lo tanto: Como Vadm > Vcorte Llave Corte Resiste los esfuersos

Factor de Seguridad Vadm/Vcorte [-] 4.5

Carga por llave de Corte Vcortecm2 :

Tensión Admisible Hormigón Fh

Tensión Contacto Llave - Hormigón Ry

cm2 :



7 CUBICACION.

RESULTADOS CUBICACION

ITEM PESO (ton)TECHO:PLANCHAS TECHO 2.77VIGAS 0.00AISLACION TECHO 0.00RECUBRIMIENTO INT. TECHO 0.00SOBRECARGAS 0.10EQUIPOS 0.00PLATAFORMAS 0.40TOTAL TECHO 3.27

MANTO:PLANCHAS MANTO 5.73AISLACION MANTO 0.00RECUBRIMIENTO INT. MANTO 0.00MANHOLE 0.20BOQUILLAS 0.30ESCALERAS Y PASARELAS 0.50ANILLO DE RIGIDEZ 0.00TOTAL MANTO 6.73

PLANCHAS PISO 0.00

TOTAL PLANCHAS 8.51

TOTAL ESTANQUE VACÍO 10.01PESO CONTENIDO 219.1TOTAL ESTANQUE LLENO 229.1

5Tabla de Materiales para

Planchas (Aceros al Carbono)Especificacion Tension Tension Tension Tension

de de Fluenciade Rupturade Diseño Hidroestatica

Placa A 131 Grado A,B,CS 2390 4080 1600 1750

A 131 Grado EH36 3585 4990 1200 2140

A 283 Grado C 2110 3870 1410 1580A 285 Grado C 2110 3870 1410 1580A 36 2530 4080 1630 1750A 37-24 ES 2400 3700 1480 1586A 42-27 ES 2700 4200 1680 1800A 442 Grado 55 2110 3870 1410 1580A 442 Grado 58 2250 4220 1500 1690A 516 Grado 55 2110 3870 1410 1580A 516 Grado 60 2250 4220 1500 1690A 516 Grado 65 2460 4570 1640 1850A 516 Grado 70 2670 4920 1780 2000A 537 Grado 1 3515 4920 1970 2110A 537 Grado 2 4220 5625 2250 2410A 573 Grado 60 2250 4080 1500 1690A 573 Grado 65 2460 4570 1640 1850A 573 Grado 70 2950 4920 1970 2110A 633 Grado C,D 3515 4920 1970 2110A 662 Grado B 2810 4570 1830 1960A 662 Grado C 3020 4920 1970 2110A 678 Grado A 3515 4920 1970 2110A 678 Grado B 4220 5625 2250 2410A 737 Grado B 3515 4920 1970 2110

Tabla de Materiales para Planchas (Aceros Inoxidables)

Especificacion Tension Tension de de Fluenciade Ruptura

Placa ASTM A 240 Grado 304L 1970 5270

ASTM A 240 Grado 316L 2810 6330

(Kg/cm2) (Kg/cm2) (Kg/cm2) (Kg/cm2)

(Kg/cm2) (Kg/cm2)

5 4 4Tabla de Productos Espesores Comerciales

Comunmente Almacenados para AcerosNombre Gravedad Ac. Carbono Ac. Inox.Producto especifica (mm) (mm)

(ninguno) 6 5Agua 1.000 8 6Diesel 2d (15.6°C) 0.950 10 8

1.839 12 10

1.834 14 12NaSH (al 45%, 15.6°C) 1.303 16 15

18 19Tabla de Aislantes 20 25

para Estanques 22 [-]Nombre Peso 25 [-]

del especifico 28 [-] aislante 30 [-]

(ninguno) 32 [-]Fibra de vidrio 144.2 35 [-]Lana mineral 128.2 38 [-]Silicato de calcio 200.2 40 [-]

50 [-]Tabla de Aislantes 4 para Estanques Factor zona sismica Z

Nombre Peso Zona Sismica Factor Zde especifico 1 0.075

Recubrimiento 2A 0.150 (ninguno) 2B 0.200Recubrimiento1 123.123 3 0.300Recubrimiento2 123.123 4 0.400Recubrimiento3 123.123 2

Factor tipo suelo STipo Suelo Factor S

S1 1.0S2 1.2S3 1.5S4 2.0

3Factor Zona Sismica

Zona Sismica

1 0.20 g2 0.30 g3 0.40 g

H2SO3 (al 95%)

H2SO4 (al 98%)

(Kg/m3)

(Kg/m3)

A0

1Tabla de Materiales para MEDIDA DIAMETRO

Pernos (Aceros al Carbono)REspecificacion Tension Tension 1/8 UNC 1/ 8

de de Fluenciade Ruptura 3/16 UNC 3/16 1

Placa 5/16 UNC 5/16 2 3/8 UNC 3/ 8 3A307 2320 4218 7/16 UNC 7/16 4

A325 TIPO 1 (1 1/8" - 1 1/2" 5103 7241 1/2 UNC 1/ 2 5

A325 TIPO 1 (1/2" - 1") 5862 8276 5/8 UNC 5/ 8A325 TIPO 2 (1 1/8" - 1 1/2" 5103 7241 3/4 UNC 3/ 4 3. Para la zona sismica 1 y 2, los valores se deben A325 TIPO 2 (1/2" - 1") 5862 8276 7/8 UNC 7/ 8 multiplicar por 0.5 y 0.75 respectivamente.A325 TIPO 3 (1 1/8" - 1 1/2" 5103 7241 1 UNC 1 A325 TIPO 3 (1/2" - 1") 5862 8276 1 1/8 UNC 1 1/8 4A354 Gr BD (1/4" - 4") 8276 10345 1 1/4 UNC 1 1/4 Razon de Amortiguamiento sismicoA449 (1 1/8" - 1 1/2") 5103 7241 1 3/8 UNC 1 3/8 ξA449 (1 3/4" - 3") 3793 6207 1 1/2 UNC 1 1/2 ξA449 (1/4" - 1") 5862 8276 1 3/4 UNC 1 3/4 ξA490 TIPO 1 (1/2" 1 1/2") 8276 10345 2 UNC 2 ξ

2 1/4 UNC 2 1/4 3material kpsi kpsi 2 1/2 UNC 2 1/2 Factor de Reduccion estructuralA307 33 60 2 3/4 UNC 2 3/4 RA325 TIPO 1 (1/2" - 1") 85 120 3 UNC 3 RA325 TIPO 1 (1 1/8" - 1 1/2" 74 105 RA325 TIPO 2 (1/2" - 1") 85 120 RA325 TIPO 2 (1 1/8" - 1 1/2" 74 105 RA325 TIPO 3 (1/2" - 1") 85 120A325 TIPO 3 (1 1/8" - 1 1/2" 74 105A354 Gr BD (1/4" - 4") 120 150A449 (1/4" - 1") 85 120A449 (1 1/8" - 1 1/2") 74 105A449 (1 3/4" - 3") 55 90A490 TIPO 1 (1/2" 1 1/2") 120 150

1Tipo de Techo

Cónico Auto soportadoCónico soportado

3Tipo de Suelo T` (s) n

S I 0.20 1.00S-II 0.35 1.33S-III 0.62 1.80S-IV 1.35 1.80

(Kg/cm2) (Kg/cm2)

Nota:Los valores indicados son validos para la zona

Cmax

ξ 0.02 0.03 0.050.79 0.68 0.55

0.60 0.49 0.420.40 0.34 0.280.32 0.27 0.22

0.26 0.23 0.18

3. Para la zona sismica 1 y 2, los valores se deben multiplicar por 0.5 y 0.75 respectivamente.

Razon de Amortiguamiento sismico0.020.030.040.05

Factor de Reduccion estructural12345

Nota:Los valores indicados son validos para la zona



[1] Welded Steel Tanks for Oil StorageDownstream SegmentAPI Standard 650Tenth Edition, November 1998American Petroleum Institute

[2] Design, Fabrication, and inspection of tanks for the storage of concentratesulfuric acid and oleum at ambient temperaturesNACE Standard RP0294-94Item N° 21063

[3] Diseño sísmico de estructuras e instalaciones industrialesNorma Chilena Oficial, NCh 2369. Of2003

AutoresC. Olmedo, C. Cruz

Tank Sulfuric Acid Storage. API 650-1998. (Spanish)

Documents

Transcript of Tank Sulfuric Acid Storage. API 650-1998. (Spanish)