Embed Size (px)
Citation preview
Dirección General de Educación Superior Tecnológica
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ
INGENIERÍA MECÁNICA
NORMAS (API -650, NRF-223-PEMEX-2003) ,
(ASTM A 283 Gr C)
INTEGRANTES:
JESÚS JUÁREZ JUÁREZ
JOSÉ LUIS EDISON ESALINAS
LUBYANY BERRA GARCÍA
JAIME JOSUÉ OSORIO GALLEGOS
DANIEL FELIPE MARTÍNEZ MEZA
2B1
SALINA CRUZ, OAXACA A 01 DE MAYO DE 2014
1
INDICÉ
INTRODUCCIÓN..........................................................................................................3
ALCANCE.....................................................................................................................4
NORMA: ASTM A 283 Gr C.........................................................................................4
MATERIAL: ACERO AL CARBONO.........................................................................5
PLACAS (LAMINAS) DE ACERO AL CARBONO CON RESISTENCIA BAJA E INTERMEDIA DE ACUERDO CON EL ESTÁNDAR ASME/ASTM A 283/A 283M...5
COMPOSICIÓN QUÍMICA ACERO A 283................................................................5
PROPIEDADES MECÁNICAS ACERO A 283..........................................................6
MONTAJE DEL TECHO FLOTANTE...........................................................................6
SECUENCIA DE MONTAJE DEL TECHO FLOTANTE...............................................7
MONTAJE DE LA OBRA FALSA PARA APOYO Y ARMADO DEL PONTÓN Y DIAFRAGMA................................................................................................................8
ARREGLO Y TENDIDO DE LAS PLACAS DEL TECHO...........................................12
SOLDADURA DEL DIAFRAGMA...............................................................................14
MONTAJE DEL PONTÓN..........................................................................................14
MONTAJE DE BOYAS...............................................................................................16
PRUEBAS PARA TECHO FLOTANTE......................................................................18
CONCLUSIÓN............................................................................................................19
2
INTRODUCCIÓN
En este trabajo se realizó con el fin de conocer las normas de cómo se realiza los
diferentes tipos de materiales metálicos y sus aplicaciones en la industria. En la
investigación se usó el material conocido como el acero al carbono A 283 Gr C es
una placa de construcción tiene muchas aplicaciones, especialmente en los tanques
de almacenamiento de hidrocarburos.
Este acero llevo varias series de procesos en los cuales adquiere diferentes
propiedades mecánicas, físicas y químicas. Para poder tener una aplicaciones en la
industria, ya que en la industria hay una serie de especificaciones para ciertas
estructuras ya que para construir hay una gamma de leyes físicas. Y los cuales las
placas deben de resistir.
En la aplicación de dichos materiales hay unas normas de instalación y del proceso
de la construcción en nuestro caso, el material escogido tendrá en la aplicación del
almacenamiento de hidrocarburos.
Este trabajo que se realizó da las explicaciones de las instalaciones de las placas y
de las propiedades mecánicas y químicas del material y de las normas de
construcción de un tanque de almacenamiento de hidrocarburos, es especial de la
instalación del techo flotante en un tanque de almacenamiento.
3
ALCANCE
Este Manual establece los lineamientos generales para la construcción, de tanque
cilíndricos verticales metálicos de uniones soldadas, sean de la cúpula flotante con
o sin membrana flotante interna, de diferentes tamaños y capacidades, desplantados
arriba del nivel de piso terminado sobre una cimentación de concreto armado, para
operar a presión atmosférica y temperatura menor de 100 °C, con el servicio de
almacenamiento en general de hidrocarburos y productos líquidos de uso común en
los procesos de Pemex Refinación de los tanques TV-500000 barriles de la cúpula
flotante de acuerdo con las normas siguientes (API -650,NRF-223-PEMEX-2003) .
4
NORMA: ASTM A 283 Gr C
MATERIAL: ACERO AL CARBONO
Las muestras de acero se tramitarán por fusión, por cualquiera de hogar abierto con
oxígeno básico, o un horno eléctrico.
Se realizará por efectos del calor y por el producto de análisis en el que los
materiales de acero se ajustarán a composiciones químicas requeridas de carbono,
manganeso, fósforo, azufre, silicio y cobre.
PRUEBAS PARA PLACAS.
Las muestras de acero deberán someterse también a ensayos de tracción y se
ajustarán a los valores requeridos de resistencia a la tracción, límite de elasticidad y
elongación
PLACAS (LAMINAS) DE ACERO AL CARBONO CON RESISTENCIA BAJA E INTERMEDIA DE ACUERDO CON
EL ESTÁNDAR ASME/ASTM A 283/A 283M
Esta es la especificación de acero cubre cuatro grados de placas (laminas) de acero al carbono de calidad estructural para aplicación general. Grados A, B, C y D.
5
COMPOSICIÓN QUÍMICA ACERO A 283
Grado A Grado B Grado C Grado DCarbono, max 0.14 0.17 0.24 0.27
Manganeso, max 0.90 0.90 0.90 0.90Fósforo, max 0.035 0.035 0.035 0.035Azufre, max 0.04 0.04 0.04 0.04
Silicio
Placas de menos de 1 1/2 in, max
Placas de mas de 1 1/2 in
0.40
0.15-0.40
0.40
0.15-0.40
0.40
0.15-0.40
0.40
0.15-0.40
Cobre min % cuando se especifica de acero de
cobre
0.20 0.20 0.20 0.20
Grado A Grado B Grado C Grado D
Resistencia a la tracción:
45,000 -60,000 psi
[310 - 415 MPa]
50,000 -65,000 psi
[345 - 450 MPa]
55,000 75,000 psi
[380 - 515 MPa]
60,000 -80,000 psi
[415 - 550 MPa]
Min. Punto de fluencia:
24,000psi
[165 MPa]
27,000psi
[185 MPa]
30,000psi
[205 MPa]
33,000psi
[230 MPa]
Elongación en 8": 27% min 25% min 22% min 20% min
Elongación en 2": 38% min 28% min 25% min 23% min
PROPIEDADES MECÁNICAS ACERO A 283
Medidas de placas:
Espesor de 6 mm a 150 mm
Ancho: de 1.500 mm a 4.100 mm
Largo: de 6.000 mm a 20.000 mm
6
MONTAJE DEL TECHO FLOTANTE
Generalidades: Los tanques de techos flotantes fabricados y montados hasta ahora,
han sido diseñados a base de: diafragmas sencillos, pontón perimetral y una serie de
boyas repartidas, el funcionamiento en conjunto del pontón y Las boyas es de
suministrar flotación al diafragma. (Figura No 67)
<
7
SECUENCIA DE MONTAJE DEL TECHO FLOTANTE
El montaje del techo flotante se puede iniciar una vez que se haya terminado de
soldar el fondo y los tres primeros anillos de la envolvente del tanque, en términos
generales, las maniobras del montaje se deben llevar a cabo siguiendo el orden
indicado a continuación:
MONTAJE DE LA OBRA FALSA PARA APOYO Y ARMADO DEL PONTÓN Y DIAFRAGMA
A fin de tener una superficie provisional de apoyo, nivelada para el montaje del
diafragma y para el pontón, de: acuerdo al proyecto, es necesario diseñar un sistema
de obra falsa para tender las placas del techo en un plano horizontal con respecto al
fondo cónico del tanque.
Un proyecto sencillo de obra falsa, es utilizar un sistema de apoyos ajustables para
el diafragma y pontón, con estructura metálica colocada radialmente a fin de obtener
la horizontalidad que se requiere.
En la figura No 68 se ilustra un arreglo típico de componentes del sistema de
apuntalamiento. Los apoyos ajustables son tubos cuyo extremo inferior tienen varias
perforaciones longitudinales, estos tubos se introducen en una camisa tubular, la cual
cuenta con las mismas perforaciones y una placa de base soldada a la camisa, pero
inclinada a la misma pendiente del fondo del tanque (figura No. 69) por su extremo
superior lleva soldada una horquilla hecha con placa de 13 mm de espesor donde se
apoyan la estructura radial.
Mediante la serie de barrenos en la base de los postes, se logra uniformizar las
alturas para tender los canales en posición horizontal. Cada poste debe fijarse al
fondo del tanque con puntos de soldadura. (Figura No. 70) donde se muestra en
forma esquemática el arreglo general de la obra falsa con sus soportes arriostrados y
lista para recibir las placas del diafragma.
8
9
10
11
ARREGLO Y TENDIDO DE LAS PLACAS DEL TECHO
Con un método semejante para el tendido de las placas del fondo, se tienden y se
ajustan las placas del techo (diafragma); sobre la obra provisional de apuntalamiento
avanzando de la periferia hacia el centro del tanque, las figuras No 71 y 72 muestran
los dos arreglos usuales del tendido de placa de diafragma.
12
SOLDADURA DEL DIAFRAGMA
Las figuras No 71 y 72 indican la secuencia de soldadura en las placas del
diafragma. Como en el fondo, soldar siempre del centro - hacia la periferia, el uso de
candados en las juntas entre las placas rectangulares y las irregulares está permitido
pues evita deformaciones mayores del diafragma.
Antes de realizar las siguientes inspecciones a las soldaduras, estas deben ser
limpiadas con chorro de arena a presión a metal blanco o limpieza mecánica,
posteriormente eliminar la arena, aceite o suciedad que exista.
Las soldaduras de unión entre placas (soldadura de filete-juntas en traslape), se
deben probar con caja de vacío, antes de la prueba se debe realizar una inspección
visual general a todos los cordones.
MONTAJE DEL PONTÓN
Las partes principales del pontón son: Envolvente exterior, envolvente interior, sector
inferior y sector superior. Lleva además otros elementos como registros de hombre,
placas separadoras de compartimientos, soportes (del pontón y diafragma), etc...,
normalmente el pontón se fabrica en secciones de largos manejables y se
transportan a la obra con todos sus elementos sueltos para ensamblarlos en el
interior del tanque o fuera de el, sobre una cama bien nivelada.
A).- Iniciar el ensamble por secciones tendiendo las placas del sector inferior de
cada sección, sobre la cama nivelada (obra falsa) dentro del tanque, unirlas entre si
soldando las juntas radiales.
B).- Montar la envolvente exterior del pontón con ayuda de los herrajes necesarios
y punteándolos con soldadura al sector inferior, cuidar que no coincidan las juntas
verticales de la envolvente del pontón con las uniones radiales de los sectores
(inferior y superior).
13
C).- Colocar y puntear la envolvente interior en la misma forma en que se hizo la
envolvente exterior, así como la placa de expansión.
D).- Colocar las placas divisorias de los compartimientos del pontón, y puntearlas a
las envolventes y al sector inferior.
E).- Soldar todas las uniones existentes entre el sector inferior, envolvente interior y
exterior, placa de expansión y placas de compartimiento, todas con soldadura de
filete.
F).- Montar el sector superior del pontón, el cual ya debe tener ensamblado el
registro hombre de 20" de diámetro que se requiere en cada pontón.
G).- Soldar las uniones radiales existentes entre el sector superior y posteriormente
las uniones existentes entre el sector superior y envolventes (inferior y exterior) y
placas de compartimiento.
H).- Montaje y soldadura de las camisas para soporte (pontón y diafragma).
Nota: Es recomendable que a todos los elementos interiores del pontón, se les
efectué una limpieza a metal blanco y se les aplique el recubrimiento anticorrosivo
correspondiente antes de soldar el sector superior del pontón.
Para efectuar el montaje y soldadura, axial como la fabricación y montaje de los
soportes de los pontones y diafragma, seguir indicaciones y localización en el plano
del proyecto. Para la fabricación y montaje de los soportes de los pontones y
diafragma, seguir indicaciones en el plano del proyecto. Para la fabricación de estos
soportes se debe tener presente la pendiente del fondo del tanque para que se
barren en los agujeros a la longitud apropiada (altura de mantenimiento y altura de
operación) en los cuales se insertaran los pernos de sujeción.
14
Después que se ha terminado la instalación definitiva de la totalidad de los postes
con sus respectivos pernos de sujeción, la obra falsa de soporte debe ser
desmantelada y siguiendo a esto se deben instalar los drenajes del techo y registros.
En la Figura No 73 se observa la distribución de boyas en un tanque de 500,000 bis.
Ajustar en campo la localización de cada boya de modo que la distancia del cordón
de soldadura a su línea de tangencia nunca sea menor de 80 mm.
MONTAJE DE BOYAS
Se recomienda un arreglo de boyas y de los postes de soportes se notara que
algunos de los postes tubulares caen directamente de las costuras de soldaduras. Se
recomiendo, en estos casos, que estos apoyos sean realizados en el campo de
modo que coincidan con las juntas soldados del diafragma, agregado con lo anterior
será necesario desviar boyas (donde sean necearías) una pequeña distancia afín de
situarlas a unas 75 mm mínimos, o bien moverlas hasta quedar fuera de la costura.
Soldarlas al diafragma y abrir agujero para el paso de las camisas de sus postes de
apoyos. Instalarlas en el agujero de las placas de refuerzos y soldarlas.
Después de las instalaciones de la totalidad de los boyas y alojados los postes de
apoyo en sus camisa y en el pontón en necesarios asegurarlos mediante pasadores.
Véanse los planos de montaje correspondientes a cada capacidad de tanques,
consultándolos cuantas veces sean necesarias. Se harán las pruebas
correspondientes de todas las instalaciones de las soldaduras finales.
Para asegurar los postes y a su camisa correspondiente como se indica en el plano
es necesario elevar el diafragma para insertar el perno de sujeción se sugiere una
técnica a veces de gatos apoyados en bastidores hechos de fierro.
Después de que ha terminado la instalación definitiva de la totalidad de los postes, la
obra false de los soporte y siguiendo esto ya se pueden instalar lo drenajes del techo
y los registros.
15
El espesor de las boyas debe ser de ¾”.
Un radio de 80 cm. y una altura de 120 cm
16
PRUEBAS PARA TECHO FLOTANTE.
Se debe someter invariablemente a una prueba de flotación sobre agua: donde se
verificara que no existan fugas en pontones, que flote libremente durante el ascenso
como en el descenso, que flote en posición horizontal sin inclinarse, que el sello
circunferencial deslizante, este uniformemente adherido a la pared del tanque en
todas las posiciones del techo, que el techo flotante no muestre tendencias a girar o
salirse de la guía.
A los pontones se les realiza una prueba neumática de hermeticidad, inyectándose
aire a una presión no mayor d e 2" de columna de agua. Revisando con jabonadura
las soldaduras . Todas las pruebas a realizar está n dictaminadas en la sección 5
punto 5 .3.6 del API 650.
17
CONCLUSIÓN
Concluimos que las aplicaciones de las normas son necesarias para seguir buenos
procedimientos ya que son pasos en donde se fueron estructurando los
procedimientos para uso en el campo.
La norma ASTM A 283 Gr C nos dice: el acero al carbono de calidad estructural para
su aplicación general. Tramitarán por fusión por cualquiera de hogar abierto, con
oxígeno básico, o un horno eléctrico.
Las composiciones químicas requeridas de carbono, manganeso, fósforo, azufre,
silicio y cobre. Acero deberán someterse también ensayos de tracción y se ajustarán
a los valores requeridos de resistencia a la tracción, límite de elasticidad y
elongación.
En la construcción de un tanque de almacenamiento las placas utilizada bajo las
normas de Pemex y de Hornos de México deben de tener un carbono 0.24,
manganeso 0.90, fósforo 0.035, azufre 0.04, silicio 0.40. y una ruptura de 380-515
fluencia 205 min.
En la instalación del techo flotante debemos tener en cuenta las principales partes
que lo conforman como las placas, el diafragma y las boyas
El montaje del techo flotante se puede iniciar una vez que se haya terminado de
soldar el fondo y los tres primeros anillos de la envolvente del tanque, en términos
generales, las maniobras del montaje se deben llevar a cabo siguiendo el orden
Montaje de la obra falsa para apoyo y armado del pontón y diafragma A fin de tener
una superficie provisional de apoyo, nivelada para el montaje del diafragma y para el
pontón, de: acuerdo al proyecto, es necesario diseñar un sistema de obra falsa para
tender las placas del techo en un plano horizontal con respecto al fondo cónico del
tanque.
18
