Diseño Tanques Almacenamiento

DISEÑO TANQUES DE ALMACENAMIENTO

1. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

Los tanques de almacenamiento de materias primas y productos de la planta se

diseñan según el código API‐ASME, para el diseño de tanques que trabajan a presión

atmosférica y contienen productos (líquidos o sólidos) en su interior.

1.1 Geometría de los recipientes

¬ Recipientes para sólidos:

Cabeza: elipsoidal 2:1

Fondo: cónico

Carcasa: cilíndrica

¬ Recipientes para líquidos:

Cabeza y Fondo: elipsoidal 2:1

Carcasa: cilíndrica

Las dimensiones para cada una de las partes vendrán determinadas en función de la

altura de la carcasa cilíndrica H son las siguientes proporciones:

1.2 Volumen de los recipientes

Vcilindro = π∙R2∙H

Vcono = ⅓∙π∙R2∙hcono

Vcabeza = (π∙D2∙hcab)/6

VTanque Sólidos = Vcilindro + Vcono + Vcabeza

VTanque Líquidos = Vcono + 2∙Vcabeza

Se ha de tener en cuenta que los recipientes por seguridad estarán llenos como

máximo al 80 %, por lo que habrá que tenerlo en cuenta a la hora de establecer sus

dimensiones.

En función del volumen necesario de almacenamiento se establece el valor de H, y en

función de éste el resto de dimensiones del tanque.

1.3 Altura del tanque

La altura del tanque será la suma de las longitudes de las tres partes que lo forman,

caracasa, cabeza y fondo.

· ·

Tanque confondo

cónico para sólidos

Tanque para

líquidos

Recipientes para sólidos:

Ht= H+ hcono + hcab

Recipientes para líquidos:

Ht= H+ 2∙hcab

1.4 Presión de proyecto

La presión de proyecto para el diseño de los recipientes debe ser mayor que la

máxima de:

P > 1.1∙Presión máxima de operación

P > Presión máxima de operación + 1 kg/cm2

1.5 Espesor de los recipientes

El espesor (t) de cada una de las partes de los recipientes viene dado por las

siguientes expresiones:

tcilindro = (γ∙d∙r) / σt∙Es

tcono = (γ∙d2∙tgα) / 4∙σt∙Es∙cosα

tcabeza = (P∙De) / 2∙σt∙Es + 1,8∙P

donde:

γ = peso específico del producto almacenado, kg/cm3.

d = nivel máximo de producto almacenado, cm.

r = radio del cilindro, cono y cabeza elipsoidal, cm.

σt = tensión máxima admisible del material, kg/cm2.

Es = eficiencia de soldadura según tipo de soldadura. Para junta soldada a tope en

doble V y no examinada, toma valor de 0.6.

P = presión externa, kg/cm2.

De = Diámetro externo, cm.

α = semiángulo de la abertura del cono, º.

Habrá que tener en cuenta la corrosión debido al producto almacenado y a los

agentes externos, por lo que el espesor final será:

tfcilindro = tcilindro + tcorrosión, mm

tfcono = tcono + tcorrosión, mm

tfcabeza = tcabeza + tcorrosión, mm

El espesor de corrosión será función del material elegido para la construcción, y las

condiciones de operación del tanque.

1.6 Material de construcción

Se escoge un material de construcción para el tanque de acuerdo con las necesidades

de almacenamiento del producto y con tensión admisible (σa) suficiente para la construcción

del mismo.

Para el cálculo de los espesores de almacenamiento, es necesario utilizar la tensión

máxima admisible del material, σt, que es el resultado de dividir la tensión admisible del

material por el coeficiente de seguridad aplicado en cada caso.

σt = σa/n

donde:

n = coeficiente de seguridad.

1.7 Temperatura de proyecto

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