Número de documento NRF-113-PEMEX-2007 COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS 05 de enero de 2008 PÁGINA 1 DE 149 SUBCOMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE PEMEX-EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN PDF

Preview

Summary

Número de documento NRF-113-PEMEX-2007 COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS 05 de enero de 2008 Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS SUBCOMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE PÁGINA 1 DE 149 PEMEX-EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS NRF-113-PEMEX-2007 Comité de Normalización de DISEÑO...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Número de documento NRF-113PEMEX-2007 COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS ... hernan victor chavez valle

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

Número de document o NRF-113-PEMEX-2007 COMIT É DE NORMALIZACIÓN DE PET RÓLEOS … CARLOS MUÑOZ CALCULO DEPOSIT OS AT MOSFERICOS Paulo César Fernandez Garcia Número de document o NRF-223-PEMEX-2010 SUBCOMIT É T ÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE PEMEX-… miguel huesca baut ist a

Número de documento NRF-113-PEMEX-2007 05 de enero de 2008

COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS

PÁGINA 1 DE 149

SUBCOMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE PEMEX-EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS

NRF-113-PEMEX-2007 Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS

Rev.: 0 PÁGINA 3 DE 149

CONTENIDO CAPÍTULO

PÁGINA

0.

INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………...............

4

1.

OBJETIVO……………………………………………………………………………………………...

4

2.

ALCANCE……………………………………………………………………………………………....

5

3.

CAMPO DE APLICACIÓN…………………………………………………………………………....

5

4.

ACTUALIZACIÓN……………………………………………………………………………………..

5

5.

REFERENCIAS………………………………………………………………………………………..

5

6.

DEFINICIONES………………………………………………………………………………………...

6

7.

SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS……………………………………………………………………..

8

8.

DESARROLLO…………………………………………………………………………………….......

10

8.1

Generalidades........……………………………………………………………………..….....

10

8.2

Procedimientos alternativos para el cálculo del espesor del tanque…………………….

70

8.3

Diseño alternativo para la envolvente del tanque………...........................……………..

75

8.4

Diseño de la envolvente por alto esfuerzo…………………......................……………....

86

8.5

Diseño de tanques para presiones internas pequeñas……........................………........

96

8.6

Tanques de almacenamiento armados en taller………………......................………......

100

8.7

Techo flotante…………………………………………………................…………………...

115

8.8

Venteo para tanques de almacenamiento atmosférico y de baja presión…………...…

122

8.9

Diseño de cimentaciones de tanques cilíndricos verticales...........................................

132

8.10

Detección de fugas en el fondo del tanque y protección subsuperficial........................

132

8.11

Llenado inicial de tanques..............................................................................................

143

9.

RESPONSABILIDADES….……………………………………………………………………….….

145

10.

CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES………..............…

146

11.

BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………….….

146

12.

ANEXOS…...............…………………………………………………………………………….…….

149

12.1

149

Requisitos para el cumplimiento del término “Equivalente”….………………………......

NRF-113-PEMEX-2007 Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

0

DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS

Rev.: 0 PÁGINA 4 DE 149

INTRODUCCIÓN.

PEMEX y sus Organismos Subsidiarios en cumplimiento de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, y con la facultad que le confiere la Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Público y la Ley de Obras Públicas y Servicios Relacionados con las Mismas, expide la presente norma de referencia para el diseño de tanques atmosféricos. El almacenamiento de hidrocarburos refinados, petroquímicos, petróleo crudo, así como otros productos líquidos se lleva a cabo en Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios (PEMEX) mediante el empleo de diferentes tipos de recipientes siendo de los más utilizados los tanques atmosféricos cilíndricos verticales de acero, los cuáles se utilizan para almacenar pequeños y grandes volúmenes de productos petrolíferos y sus derivados, agua o algún otro producto utilizado en las instalaciones de PEMEX. En la elaboración de esta norma, participaron las entidades, instituciones y empresas que se indican a continuación: Petróleos Mexicanos. Pemex- Exploración y Producción. Pemex- Gas y Petroquímica Básica. Pemex- Petroquímica. Pemex- Refinación. Instituto Mexicano del Petróleo. Colegio de Ingenieros Petroleros de México Confederación de Cámaras Nacionales de Comercio Cámara Nacional de la Industria de la Transformación Cámara Nacional de Empresas de Consultoría Confederación de Cámaras Industriales Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción Welmon, S. de R. L. de C.V. Tubos y Tanques la Fe, S.A. de C.V. Fasein, S.A. de C.V. Melter, S.A. de C.V. Construcciones y Desarrollo Industrial, S.A. de C.V. Latinoamericana de Obras y Servicios, S.A. de C.V. LM VAGA Construcciones, S.A. de C.V. Aceros y Métales Villarreal, S.A. de C.V. Protectotank

1.

OBJETIVO

Establecer los requisitos técnicos y documentales para la adquisición o contratación en el diseño y selección de materiales para tanques atmosféricos de acero, para el almacenamiento de petróleo y sus derivados en las instalaciones de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.

NRF-113-PEMEX-2007 Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

2.

DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS

Rev.: 0 PÁGINA 5 DE 149

ALCANCE.

Esta norma de referencia cubre el diseño y materiales de tanques atmosféricos cilíndricos verticales de acero, soldados, cerrados o abiertos en su parte superior. El diseño de estos tanques debe soportar presiones internas hasta 2 lb/pulg2. En esta norma se establecen los métodos para el cálculo de los espesores de las placas del fondo, envolvente y techo de los tanques. Al entrar en vigor esta norma de referencia, sustituye a la especificación técnica P.2.0341.03: 2007 CN, “Diseño de tanques atmosféricos”, Tercera Edición de junio de 2007. 3.

CAMPO DE APLICACIÓN.

Esta norma de referencia es de aplicación general y observancia obligatoria en la adquisición y contratación del diseño de tanques atmosféricos, para las instalaciones de PEMEX. Por lo que debe ser incluida en los procedimientos de contratación: licitación publica, invitación a cuando menos tres personas, o adjudicación directa, como parte de los requisitos técnicos que debe cumplir el proveedor, contratista o licitante. 4.

ACTUALIZACIÓN.

Las sugerencias para la revisión y actualización de esta norma deben enviarse al Secretario del Subcomité Técnico de Normalización de PEP, quien debe programar y realizar la actualización de acuerdo a la procedencia de las mismas, y en su caso, a través del Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios de PEMEX, procederá a inscribirla en el programa anual de normalización de PEMEX. Sin embargo, esta norma se debe revisar y actualizar, al menos cada cinco (5) años o antes, si las sugerencias y recomendaciones de cambio lo requieren. Las propuestas y sugerencias, se deben enviar por escrito a: PEMEX-Exploración y Producción. Subdirección de Distribución y Comercialización. Coordinación de Normalización. Dirección: Bahía de Ballenas N° 5, Edificio “D” Planta Baja. Col. Verónica Anzures, México, D.F. C.P. 11311. Teléfono directo: 1944-9286. Conmutador: 1944-2500, ext. 380-80. Correo electrónico [email protected] 5.

REFERENCIAS.

5.1

ISO 630 1995

5.2

NRF-003-PEMEX-2007 Diseño y evaluación de plataformas marinas fijas en el Golfo de México.

5.3

NRF-015-PEMEX-2003 Protección de áreas y tanques de almacenamiento de productos.

5.4

NRF-028-PEMEX-2004 Diseño y Construcción de Recipientes a Presión.

5.5

NRF-049-PEMEX-2006 Inspección de bienes y servicios.

5.6

NRF-111-PEMEX-2006 Equipos de medición y servicios de metrología.

Structural Steels-plates, wide flats, bars, sections and profiles (Acero Estructural- placas, barras, secciones y perfiles).

NRF-113-PEMEX-2007 Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

6.

DEFINICIONES.

6.1

Anclaje:

DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS

Rev.: 0 PÁGINA 6 DE 149

Son elementos de acero al carbono, con rosca en el extremo libre ahogados en el concreto o en la cimentación, con el objeto de evitar desplazamientos del tanque en cualquier dirección, y bajo ciertas condiciones contrarrestar el efecto de volteo por sismo y el arrastre o volteo por viento. 6.2

Ángulo de coronamiento:

Perfil estructural soldado en la parte superior del último anillo de los tanques para proporcionarle mayor rigidez a la envolvente. 6.3

Anillos atiesadores:

Perfiles estructurales soldados a la envolvente que evitan deformaciones en las placas de los anillos del tanque, originadas por la carga de viento. 6.4

Boquillas:

Conexiones instaladas en la envolvente, fondo o techo del tanque; las cuales deben estar en su conexión al tanque soldadas y en su otro extremo bridada o roscado. 6.5

Espesores de diseño:

Se refiere al valor obtenido mediante cálculos tomando en consideración las condiciones de servicio del tanque atmosférico, incluyendo la tolerancia por corrosión. 6.6

Espesor mínimo:

Se refiere al requerido para las placas del tanque atmosférico o cualquiera de sus partes, antes de agregar el espesor por corrosión. 6.7

Geotextile:

Producto elaborado por fibras sintéticas no biodegradables; se caracteriza por su estructura impermeable, resistente a la tensión, al desgarre y al deterioro químico. 6.8

Hoja de datos:

Es el documento en el que se definen las dimensiones, datos de diseño y características generales de un tanque atmosférico. 6.9

Materiales.

6.9.1

Lámina y placa:

Materiales fabricados mediante el proceso de laminación del acero de forma generalmente rectangular cuya diferencia principal entre ellas se basa en su espesor de acuerdo a lo siguiente. Lámina. Espesor hasta 5 mm (3/16 pulg) inclusive. Placas. Espesores mayores de 5 mm (3/16 pulg). 6.9.2

Solera:

Material producto del proceso de laminación del acero, de perfil rectangular cuyo ancho máximo es de 152 mm (6 pulg).

NRF-113-PEMEX-2007 Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

6.10

DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS

Rev.: 0 PÁGINA 7 DE 149

Nivel de diseño:

Es la altura o nivel del producto manejado, medida desde el fondo del tanque, considerada par a el diseño. 6.11

Placa anular del fondo:

Son las placas de la periferia del fondo sobre las que se suelda el anillo inferior del tanque en todo su perímetro. 6.12

Presión de diseño:

Es la presión considerada para el cálculo de las paredes del tanque y es la suma de la presión interna del gas o vapor dentro del tanque más la columna del líquido almacenado. 6.13

Registro de hombre:

Son accesorios instalados en el primer anillo o techo de los tanques atmosféricos; los cuales normalmente van soldados con tapa bridada y sirven para tener acceso al interior del tanque. 6.14

Tipos de techo.

6.14.1 Techo cónico soportado: Techo en forma de cono, apoyado ya sea en largueros sobre trabes y columnas, o largueros sobre armaduras con o sin columnas. 6.14.2 Techo cónico autosoportado: Techo que se soporta por sí mismo, apoyado en su periferia del último anillo de la envolvente y tiene forma de cono. 6.14.3 Techo autosoportado tipo domo: Techo que se soporta por sí mismo en el último anillo de la envolvente y tiene su superficie curvada. 6.14.4 Techo autosoportado tipo sombrilla: Es un techo tipo domo modificado en donde cualquier sección horizontal es un polígono regular con tantos lados como caras tenga la superficie del techo. 6.15

Techo o membrana flotante:

Pueden ser externo o interno (membrana flotante), diseñado en tal forma que le permite flotar sobre el líquido almacenado evitando los grandes volúmenes de gases y vapores que existen en los tanques de techo fijo, pueden ser de: 6.15.1 Techos con boyas y pontón perimetral: Es aquel formado de boyas y pontones completamente herméticos y distribuidos en el techo y en el canto del perímetro de la cubierta respectivamente, permitiendo flotar al techo en contacto con el producto almacenado. 6.15.2 Doble cubierta: Está formado por dos cubiertas una superior y otra inferior; separadas por bordes circulares que dividen el espacio interior en una serie de pontones concéntricos. Está diseñado para flotar en contacto con el producto almacenado.

NRF-113-PEMEX-2007 Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

6.16

DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS

Rev.: 0 PÁGINA 8 DE 149

Techo flotante interno (membrana flotante):

Está formado por un techo cónico autosoportado y una cubierta de aluminio soportada por flotadores tubulares cerrados los cuales la mantienen por encima de la superficie del líquido. 6.17

Tipo de juntas.

6.17.1 Junta a tope con soldadura doble: Es la unión de dos placas situadas en el mismo plano, en contacto por uno de sus bordes, que se sueldan por ambos lados. 6.17.2 Junta a traslape con soldadura sencilla: Unión de dos placas traslapadas en la que el borde de una de ellas se suelda sobre la otra con soldadura de filete. 6.18

Tipos de soldadura.

6.18.1 Soldadura a tope: Es la soldadura que se deposita en la ranura entre dos elementos situados en el mismo plano (a tope) y cuyos bordes no quedan en contacto. Los bordes pueden ser rectangulares, en V (simple o doble) o en U (simple o doble). 6.18.2 Soldadura de filete: Soldadura que tiene sección transversal aproximadamente triangular y que une dos superficies situadas aproximadamente en ángulo recto como las ensambladas en T. 6.18.3 Soldadura de filete: Soldadura de filete, cuyo tamaño es igual al espesor de la pieza más delgada por unir. 6.19

Tamaño de la Soldadura:

6.19.1 En juntas a tope, es el espesor de las placas a unir. 6.19.2 En soldadura de filete de lados iguales, es la longitud de cualquiera de los lados del mayor triángulo rectángulo isósceles que pueda ser inscrito, dentro de la sección transversal. 6.19.3 En soldadura de filete de lados desiguales, es la longitud del lado mayor del triángulo rectángulo que pueda ser inscrito dentro de la sección transversal del filete de soldadura. 6.20

Válvula de presión-vacío (PV):

Es el dispositivo de protección instalado en los tanques atmosféricos con techo fijo, diseñado para ventear vapores de hidrocarburos del tanque durante el llenado y admitir aire durante el vaciado del producto almacenado. El objeto es evitar daños en el tanque por la diferencia de presión positiva o negativa con respecto a la presión atmosférica.

7. 7.1

SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS. AISC

American Institute of Steel Construction (Instituto Americano de Construcciones de Acero).

NRF-113-PEMEX-2007 Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS

Rev.: 0 PÁGINA 9 DE 149

7.2

API

(American Petroleum Institute (Instituto Americano del Petróleo).

7.3

ASME

American Society of Mechanical Engineers (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos).

7.4

ASTM

American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana para Pruebas y Materiales).

7.5

AWS

American Welding Society (Sociedad Americana de Soldadura).

7.6

CSA

Canadian Standards Association (Asociación Canadiense de Normalización).

7.7

ºC

Grados Celsius.

7.8

Cl

Clase.

7.9

CA

Corriente alterna.

7.10

CD

Corriente directa.

7.11

cm3

Centímetros cúbicos.

7.12

DN

Diámetro Nominal.

7.13

ºF

Grados Fahrenheit.

7.14

Gr.

Grado.

7.15

h

Hora.

7.16

ISO

Internacional Organization Normalización).

7.17

kg/cm2

Kilogramos por centímetro cuadrado.

7.18

kg/m2

Kilogramos por metro cuadrado.

7.19

kg/dm3

Kilogramos por decímetro cúbico.

7.20

kPa

Kilo Pascales.

7.21

Kpsi

Miles de libras por pulgada cuadrada.

7.22

lb/pulg2

Libras por pulgada cuadrada.

7.23

lbf/pulg2

Libras fuerza por pulgada cuadrada

7.24

lb/pie2

Libras por pie cuadrado.

7.25

m

Metros.

for

Standardization

(Organización

Internacional

de

NRF-113-PEMEX-2007 Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS

Rev.: 0 PÁGINA 10 DE 149

7.26

mm

Milimetros.

7.27

mils

Milésimas de pulgada

7.28

MPa

Mega Pascales.

7.29

N

Newtons

7.30

NOM

Norma Oficial Mexicana.

7.31

NPS

Tamaño Nominal de la Tubería.

7.32

NRF

Normas de Referencia

7.33

Pa

Pascales.

7.34

PEMEX

Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.

7.35

pulg

Pulgada.

7.36

S.I.

Sistema Internacional

7.37

t

Espesor

7.38

TMCP

Termo-mechanical control process (Control del proceso termo-mecánico).

7.39

U.S.

Unidades Inglesas usuales

7.40

%

Por ciento.

7.41

<

Menor o igual que.

7.42

<

Menor que

7.43

µm

Micras

8.

DESARROLLO.

8.1

Generalidades.

Las dimensiones de los tanques atmosférico...