Verticalidad Tanques

RESUMEN.

Este informe presenta los resultados obtenidos en el estudio topográfico de asentamiento, verticalidad y redondez del tanque de 80,000-1 BLS ubicado en la estación el sauce administrado por Mansarovar Energy Colombia, LTD. La información obtenida en el trabajo de campo se utilizó para realizar los diagramas que muestran el estado actual del cuerpo y el fondo del tanque. Los datos obtenidos, se graficaron de modo que se puedan comparar con lo estipulado en la sección 10 y el apéndice B de la norma API Standard 653. Estos registros, se plasmaron de manera que faciliten la comprensión de la información obtenida.

La toma de información se llevó a cabo mediante la utilización de estación total electrónica y nivel automático debidamente certificados; adicionalmente, se utilizaron herramientas menores (reflector con bastón expandible, estadal metálico expandible, cinta métrica metálica y plomadas) que complementaron la labor de topografía.

Antes de iniciar los trabajos, se tomaron datos de perímetro y altura de los anillos del tanque. Estos, fueron indispensables para determinar el número total de mediciones de elevación del fondo y, del número de mediciones en el cuerpo del tanque para realizar los perfiles verticales y los diagramas de redondez del recipiente. Por su parte, la información de los espesores de los anillos (importante para la elaboración de los perfiles verticales y diagramas de redondez), fue suministrada directamente por IMR

1. INTRODUCCIÓN.

En la determinación de los efectos del asentamiento del terreno en el área de tanques de almacenamiento, es práctica común monitorear el asentamiento del fondo del tanque. En la mayoría de casos estas pruebas deben programarse para ejecutarse durante las fases de construcción, pruebas hidrostáticas y operación del tanque. Durante la fase de operación, estos registros pueden ser programados con frecuencia, basados en las predicciones de asentamiento del terreno. Cuando no existen datos previos de asentamiento, un programa de medición de asentamiento puede ser preparado basada en la historia de servicio del tanque.

El asentamiento uniforme es la variación en la posición (en altura) a la cual se encuentra el tanque con respecto a su posición inicial. Esta variación, si existe, se refleja en la inclinación de las tuberías de acceso y salida del tanque, así como en deformaciones del terreno aledaño al anillo de cimentación del tanque. Este asentamiento es mas evidente en los primeros años después de ser construido el tanque, debido a que el suelo que lo soporta se consolida (o compacta) en este período hasta alcanzar una condición estable.

Por su parte la inclinación en el cuerpo rígido, puede ocasionar, si se presenta, problemas en los accesorios del tanque sobre presiones o pérdidas de presión del flujo, problemas en los demás elementos que dependan directamente de la geometría y posición del tanque. Adicionalmente, la inclinación del cuerpo del recipiente, causará incrementos en el nivel de líquido y por consiguiente deformaciones excesivas en los aros del tanque.

Con la presentación de este informe, se espera que se ayude a establecer el estado actual de la estructura del tanque tanto del fondo como del cuerpo.

2. MATERIALES Y EQUIPOS.

Durante la fase de localización de puntos, necesarios para trazar el cuerpo del tanque, así como, la toma de lecturas para realización de los perfiles verticales y diagramas de redondez del tanque, se utilizó una estación total electrónica TOPCON CTS-3007, con precisión lineal de 3mm + 2 ppm, debidamente calibrada y certificada. La medición de las elevaciones del fondo del tanque se realizó con nivel automático TOPCON AT-G6 con 2mm de Precisión en nivelación kilométrica a doble recorrido, debidamente calibrado y certificado.

A su vez, se utilizaron herramientas menores como son, reflector de cristal con bastón expandible de 2.5m, tarjeta reflectora de acrílico (para lecturas en las paredes del tanque), estadal expandible metálico de 5m, plomadas de bronce de 16Oz y cinta metálica de 20m.

2.1 PROCEDIMIENTO DE TRABAJO.

2.1.1 Medición del perímetro y espesor y altura de anillos del tanque. Para el caso en particular y por no disponer de información previa relacionada con el diámetro real, el espesor y altura de los anillos del tanque, se procedió a medir con cinta metálica el perímetro exterior del cuerpo del tanque que arrojó un resultado de 105450 mm (345.97ft). Por su parte, la medición del espesor (datos suministrados por IMR) y la altura de los anillos, dió los siguientes resultados:

Tabla 1. Alturas y espesores de anillos del tanque.

ANILLO ALTURA (mm) ALTURA (ft) ESPESOR (mm)

PRIMER ANILLO 1800 5.906 20

SEGUNDO ANILLO 1840 6.037 18

TERCER ANILLO 1833 6.014 15

CUARTO ANILLO 1839 6.033 13

QUINTO ANILLO 1840 6.037 10

SEXTO ANILLO 1830 6.004 6

SÉPTIMO ANILLO 1825 5.988 6

OCTAVO ANILLO 1830 6.004 6

Figura 1. Medición de alturas de los anillos del tanque.

2.1.2 Determinación del número de puntos para la medición elevaciones y toma de verticalidades. Una vez determinado el perímetro del tanque, se calculó el diámetro real del mismo. A continuación se muestra su cálculo:

De donde;

Diámetro = 33566 mm (110,124ft)

La determinación del mínimo número de puntos alrededor del perímetro del tanque, sobre los que se deben medir los datos de elevación y toma de lecturas para verticalidades se utiliza la siguiente ecuación:

N: Número mínimo de puntos de medición, distribuidos uniformemente alrededor del tanque. Su separación no debe exceder lo 32ft ni tampoco el numero de puntos debe ser inferior a 8.

D: Diámetro del tanque en ft

Para este caso, el número puntos tomados es de 16, siendo su separación 21,623 ft; con esto, cumpliendo así con los requisitos mínimos exigidos para la determinación de N que es de 11.

Figura 2. Medición del perímetro y localización de ejes radiales.

2.1.3 Localización Topográfica. Posterior a la determinación del número N de mediciones, y en virtud a la localización geográfica del tanque, se escogió como eje de referencia (0º), la boquilla de 8” utilizada como drenaje del tanque. La ventana de barrido está ubicada a 300º medidos desde esta referencia. A partir de esta localización se procedió a marcar en el cuerpo del tanque la totalidad de los puntos. Después, con ayuda de la estación total y los reflectores de cristal y acrílico respectivamente, se realizó la localización topográfica de los puntos de medición. La información obtenida se utilizó para dibujar el contorno perimetral del tanque.

2.1.4 Toma lecturas para verticalidades redondez del cuerpo del tanque. Sobre cada uno de los 16 puntos marcados radialmente alrededor del tanque, se tomaron una serie de lecturas que permitieron elaborar los diagramas de verticalidad. En la elaboración de los perfiles de verticalidad se tomó como eje neutro del cuerpo del tanque, la referencia dada por la primera lectura en el fondo de cada uno de los puntos de medición marcados. Las lecturas corresponden a las distancias horizontales a partir del punto de armado de la estación. Así mismo, los valores positivos de deflexión corresponden a variaciones hacia el exterior del tanque, y valores negativos hacia el interior.

Figura 3. Toma de lecturas de verticalidad.

El valor máximo de desviación vertical permisible, de acuerdo con la altura del tanque, es H/100, donde H= altura del tanque en Pies (H=48,028 ft o 14639 mm). Es decir el valor máximo permisible es de 0,480ft o 146,39 mm. En las líneas verticales medidas se encontraron los siguientes valores máximos de desviación:

Tabla 2. Valores de desviación vertical en las paredes del tanque.

ANGULO Valor máximo permisible Valor máximo

obtenido

Pies Milímetros Pies Milimetros

0º 0,480 146,39 0,085 -26

22.5º 0,480 146,39 0,171 52

45º 0,480 146,39 0,026 8

67.5º 0,480 146,39 0,113 -35

90º 0,480 146,39 0,328 -100

112.50º 0,480 146,39 0,180 -55

135º 0,480 146,39 0,443 135

157.5º 0,480 146,39 0,023 7

180º 0,480 146,39 0,049 15

202.5º 0,480 146,39 0,085 -26

225º 0,480 146,39 0,052 -16

247.5º 0,480 146,39 0,108 -33

270º 0,480 146,39 0,059 18

292.5º 0,480 146,39 0,335 102

315º 0,480 146,39 0,154 47

337.5º 0,480 146,39 0,427 -130

El diagrama de redondez del tanque, se realizó según lo establecido en la sección d10.5.3 del Estandar API 653 que indica la toma de redondez a 1ft por encima del cuerpo-fondo para el primer anillo. Se realizaron diagramas de redondez en los siguientes anillos del tanque, tomados estos al 50% de la altura de cada uno de ellos.

2.1.5 Medición de las elevaciones perimetrales y del fondo del tanque. Se registraron los datos de elevación tomados Sobre los 16 ejes radiales y los datos de nivelación realizados a lo largo de los 8 ejes diametrales en el fondo del tanque. A continuación se presentan los valores de dichas elevaciones:

Tabla 3. Elevaciones de fondo en el perímetro del tanque.

EJE ABSCISA (m) ELEVACIÓN (m) ELEVACIÓN FUNDACIÓN (m)

0º 0,00 89,762 89,758

22.5º 6,591 89,750 89,745

45º 13,182 89,746 89,741

67.5º 19,773 89,748 89,744

90º 26,364 89,754 89,746

112.50º 32,955 89,751 89,748

135º 39,546 89,746 89,733

157.5º 46,137 89,748 89,736

180º 52,728 89,751 89,741

202.5º 59,319 89,755 89,754

225º 65,910 89,761 89,761

247.5º 72,501 89,772 89,772

270º 79,092 89,762 89,761

292.5º 85,683 89,766 89,757

315º 92,274 89,760 89,757

337.5º 98,865 89,769 89,764

Tabla 4. Elevaciones de los ejes diametrales en el fondo del tanque.

DISTANCIA (m) EJE 0º-180º EJE 22,5º-205,5º EJE 45º-225º EJE 67,5º-247,5º EJE 90º-270º EJE 112,5º-292,50º EJE

135º-315º EJE

157.5º-337,5º

0,00 89.760 89.749 89.743 89.749 89.753 89.755 89.751 89.748

5.594 89.770 89.766 89.771 89.763 89.775 89.773 89.781 89.793

8.391 89.808 89.780 89.791 89.789 89.798 89.801 89.815 89.838

9,753 89.833 89.812 89.828 89.714 89.803 89.818 89.828 89.835

11.188 89.840 89.856 89.851 89.837 89.829 89.838 89.847 89.846

13.985 89.880 89.878 89.878 89.855 89.865 89.851 89.866 89.878

16.782 89.891 89.891 89.891 89.891 89.891 89.891 89.891 89.891

19.579 89.863 89.871 89.863 89.881 89.873 89.850 89.865 89.878

22.376 89.850 89.842 89.854 89.855 89.838 89.839 89.842 89.852

25.173 89.815 89.815 89.805 89.823 89.815 89.832 89.825 89.822

27.970 89.795 89.798 89.811 89.813 89.806 89.780 89.808 89.789

30.767 89.768 89.778 89.758 89.789 89.781 89.780 89.770 89.773

33.564 89.748 89.755 89.763 89.773 89.761 89.762 89.758 89.766

Figura 4. Toma de elevaciones del fondo de tanque

LISTA DE TABLAS

Página

Tabla 1. Alturas y espesores de anillos del tanque.

6

Tabla 2. Valores de desviación vertical en las paredes del tanque.

9

Tabla 3. Elevaciones de fondo en el perímetro del tanque.

10

Tabla 4. Elevaciones de los ejes diametrales en el fondo del tanque.

11

TABLA DE CONTENIDO

Página

RESUMEN

4

1. INTRODUCCIÓN

5

2. MATERIALES Y EQUIPOS.

6

2.1 PROCEDIMIENTO DE TRABAJO.

6

2.1.1 Medición del perímetro y espesor y altura de anillos del tanque.

6

2.1.2 Determinación del número de puntos para la medición elevaciones y toma de verticalidades.

7

2.1.3 Localización Topográfica.

8

2.1.4 Toma lecturas para verticalidades redondez del cuerpo del tanque.

8

2.1.5 Medición de las elevaciones perimetrales y del fondo del tanque.

10

ANEXOS.

11

INFORME TOPOGRÁFICO PARA ASENTAMIENTO, VERTICALIDAD Y REDONDEZ DEL TANQUE 80,000-1 BLS ESTACIÓN EL SAUCE.

CONTRATO OLEO-022-08

IMR

EDUARDO DANIEL RAMÍREZ DELGADO

TOPÓGRAFO PROFESIONAL

LIC. 00-3889 C.P.N.T

BARRANCABERMEJA, ENERO 16 DE 2011

ANEXOS

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