1.3 Contextual and non-contextual classification
1.3.2 Markov random fields
En este numeral se proponen los detalles aceptables de la construcción para la detección de las fugas del producto a través de los fondos de los tanques de almacenamiento sobre tierra, y proporciona las pautas para los tanques apoyados sobre estructuras.
Nota: El API apoya una posición general de la instalación de una Barrera de la Prevención de Fugas (RPB) debajo de tanques nuevos durante la construcción inicial. Un RPB incluye los fondos de acero, los materiales sintéticos, los trazadores de líneas de la arcilla, o de la combinación de las barreras puestas en el fondo o debajo de un tanque de almacenamiento sobre tierra, que tienen las funciones siguientes:
a). Prevenir la fuga del material contaminado.
Figura 8.29 Anillo del muro de concreto para la detección de fugas en el fondo y el perímetro del tanque Varios detalles aceptables de la construcción se proporcionan para la detección de fugas a través del fondo del tanque y detalles para los tanques apoyados sobre estructuras (véase las Figuras 8.29 a 8.39). Los detalles o métodos alternativos pueden ser utilizados si son aceptados por PEMEX y el fabricante del tanque, con tal que los detalles o métodos satisfagan los requisitos del numeral 8.10.2.
PEMEX determinará si el área bajo el tanque debe ser construida para la detección de fugas. Si se requiere la detección de fugas, así como también especificará el método o los métodos que se debe emplear.
Los fondos de los tanques de almacenamiento sobre tierra pueden presentar fugas como resultado de la corrosión del lado superior, corrosión del lado inferior, o una combinación de ambos. El grado de la corrosión del lado superior puede detectar el usar de técnicas estándares de la inspección, durante una inspección interna, pero la determinación de la naturaleza y del grado de la corrosión del lado inferior es más difícil. Por lo tanto, en ciertos servicios y localizaciones del tanque, puede ser deseable prever la supervisión debajo del tanque de la salida a través de las placas inferiores del tanque.
Para la información adicional sobre el uso de guarniciones internas de prevenir la corrosión inferior interna, se debe referir a la práctica recomendada en API RP 652 o equivalente. De igual manera, se debe consultar la práctica recomendada API RP 651 o equivalente para las pautas y los requisitos referentes a la prevención de la corrosión de superficie inferior de la placa.
Cuando se está seleccionando el diseño apropiado del fondo del tanque, es importante considerar las condiciones ambientales y la seguridad, las implicaciones reguladoras de la salida del contenido del tanque en el espacio de la contención debajo del piso del tanque. Específicamente, la contaminación del material permeable tal como arena usada como ayuda del piso puede constituir la generación de desechos peligrosos. Los costos del tratamiento o de la disposición de tales materiales contaminados deben ser determinados.
Figura 8.30 Anillo del muro de piedra machacado para la detección de fugas en el fondo y en el perímetro del tanque
Los requisitos para la contención secundaria, como deben ser las relaciona con áreas de dique o captadores no están dentro del alcance de este numeral.
8.10.2 Requisitos de funcionamiento.
Los siguientes requisitos generales deben ser satisfechos para todos los sistemas de la detección de fugas: a) Las fugas a través del fondo del tanque deben ser perceptibles por la observación en el perímetro del
tanque. Si se detecta una fuga, debe ser recogida.
b) El uso de los censores electrónicos para la detección de vapores y de líquidos es aceptable; sin embargo, los requisitos del accesorio arriba deben ser satisfechos. Cualquier censor debe ser a prueba de averías o tener disposición para la calibración.
c) Los materiales de construcción deben ser químicamente resistentes a la gama de los productos que se almacenen, así como en la gama de temperaturas esperada en servicio. Otras características físicas deben ser especificadas por PEMEX.
d) La permeabilidad de la barrera de la detección de la fuga no debe exceder 1 × 10-7 cm (4 × 10-5 mils) por segundo.
e) El material en contacto con el subsuelo debe ser conveniente para el servicio de bajo-grado o debe ser protegido contra la degradación.
f) La barrera de la fuga debe estar construida de una sola pieza, o las juntas satisfagan la tirantez de la fuga, la permeabilidad, y los requisitos químicos de la resistencia para el material debajo de la fuga-barrera. El fabricante debe dar una descripción completa del material de la barrera para la fuga y el cual debe ser identificado por PEMEX.
{ }
Figura 8.31 Cimentación de tierra para la detección de fugas en el fondo y en el perímetro del tanque g) La instalación de colectores de aceite y tubería debajo del fondo del tanque es aceptable; sin embargo, la
detección de la fuga y la tirantez requeridas de la fuga debe ser mantenidas. Referirse a las Figuras 8.36 y 8.37 para los detalles típicos.
8.10.3 Protección Catódica.
Los sistemas de la protección catódica se pueden instalar conjuntamente con sistemas de la detección de fuga del fondo del tanque. En referencia el API RP 651 práctica recomendadas o equivalente establece las pautas en el uso de los métodos catódicos de protección.
8.10.4 Tanques de construcción de acero con fondos doble.
Si se utiliza un fondo de acero doble, los detalles de construcción deben prever la ayuda apropiada del primer fondo y la envolvente para todas las condiciones de operación. El diseño debe ser evaluado para verificar que el primer fondo y la envolvente no están sobre-esforzadas. La evaluación debe considerar todas las condiciones de operación anticipadas tales como temperatura del metal de diseño, máxima temperatura de diseño, altura del terraplén, prueba hidrostática, condiciones sísmicas, y asentamiento del tanque. La evaluación no se requiere si el fondo primario se apoya uniformemente en ambos lados de la envolvente y no se une estructuralmente al fondo secundario o a al soporte primario del fondo.
Para los sistemas de acero de fondo doble que utilizan estructuras de acero (parrillas, elementos estructurales o mallas de alambre) para separar los fondos, el ingreso del agua entre los fondos dará lugar a índices acelerados de corrosión local. Si el perímetro de los pisos no se sella, la protección de la corrosión del fondo del tanque debe ser proporcionada por PEMEX.
8.10.5 Requerimientos de Materiales y Detalles de Construcción.
Los mínimos espesores para membrana-flexible de las barreras de fuga deben ser: 800 µm (30 mils) para membranas fibra-reforzada y el 1000 µm (40 mils) para las membranas unireforzadas. Si se utilizan los trazadores de arcilla, ellos deben ser demasiado su grosor al conocer los requerimientos de permeabilidad de 8.10.2 d.
Figura 8.32 Fondo de acero doble con la detección de fugas en el perímetro del tanque
La barrera de la fuga debe ser protegida según lo requerido para prevenir daño durante la construcción. Si el material del relleno del terraplén o del tanque de fundición es probable causar una ruptura en la barrera de la fuga, una capa de la arena o grava fina o un material “geotextile, debe ser utilizada como amortiguador protector.
Para un trazador de líneas de la membrana-flexible instalado sobre un fondo de acero, todas las mellas, rebabas, y los bordes agudos debe ser quitado o una capa de arena fina, de grava, o de material geotextile debe ser utilizada para proteger el trazador de líneas.
La barrera flexible de la fuga debe ser cubierto por lo menos 102 mm (4 pulg) de arena, excepto según lo demostrado de otra manera en las Figuras 8.29 a 8.39. Esta dimensión debe tener que ser aumentadas si se va a proporcionar la protección catódica en el espacio entre el fondo del tanque y la barrera de la fuga.
Si los tubos de drenaje se utilizan alrededor del perímetro del tanque, deben ser por lo menos de DN 25 (NPS 1) y tendrán un grueso de pared mínimo del cedula 40. Las tuberías se pueden perforar en el área debajo del tanque para mejorar su función de detección de fugas. Los extremos internos y las perforaciones de los tubos de drenaje deben ser protegidos contra taponaduras por el uso de la grava, de geotextile, o de otro método aprobado por PEMEX. Los tubos de drenaje deben salir a través del fondo del tanque y deben ser visibles a cualquier salida indicada. Si PEMEX lo especifica, los drenajes debajo del tanque deben ser unidos con una válvula o instalando tubos a un pozo de detección de la fuga según se demuestra en la Figura 8.38. El espaciamiento máximo de los tubos de drenaje debe ser 15 m (50 pies), con un mínimo de cuatro por tanque; sin embargo, dos tubos de drenaje se pueden utilizar para los tanques 6 m (20 pies) o menos en diámetro. La necesidad de mangas para tubería, juntas de expansión, o ambos conjuntamente con los tubos de drenaje debe ser evaluada.
La unión de los tubos de drenaje y de los colectores de aceite, si se están utilizado, debe ser protegido contra el ingreso del agua de fuentes externas.
OPCIONAL. ESTA COSTURA PUEDE SER SELLADA CALAFATEANDO O CON SOLDADURA (SI ES SOLDADO VER INCISO 8.10.4) EL NO SELLAR PUEDE ACELERAR LA CORROSIÓN INFERIOR
Los sistemas de la detección de la fuga utilizan colectores de aceite en el trazador de líneas debajo del fondo del tanque, estas tendrán una línea de drenaje que extienda del colector de aceite al perímetro del tanque. La consideración debe ser dada a la instalación de los drenajes suplementarios del perímetro.
8.10.6 Inspección y pruebas.
En cuanto a la inspección y pruebas que se deben realizar a los tanques en la parte del fondo estas se indican en el numeral 8.4.7 de la especificación P.3.0341.03 Fabricación de tanques atmosféricos.
8.10.7 Tanques soportados por estructuras.
Deben ser tanques diseñados con espesor de envolvente nominal máximo de 13 mm (1/2 pulg), incluyendo la corrosión, y las temperaturas máxima de diseño que no exceda 90°C (200°F) se puede apoyar por la estructura de acero o concreto. Por el acuerdo entre el PEMEX y el fabricante, estas reglas se pueden aplicar a los tanques con espesor de envolvente mayor de 13 mm (1/2 pulg). Estas reglas se aplican solo a aceros del fondo con soldadura a tope apoyados por los miembros de las estructuras.
Los espesores y la temperatura de diseño del metal de la placa de fondo deben estar de acuerdo con la Figura 8.22.
El espaciamiento máximo entre los miembros adyacentes o radiales del la estructura y el espesor de la placa del fondo debe satisfacer los requisitos siguientes:
a) El espaciamiento máximo entre los miembros adyacentes o radiales de la estructura no se debe exceder:
(
)
2 0,5 g y p CA t 1,5F b ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − =b) Los espesores mínimo requerido de la placa del fondo sobre el soporte de la estructura debe ser determinado por la siguiente ecuación:
( )
CA F 5 , 1 p b t 5 , 0 y 2 g + ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ =Figura 8.33 Fondo del acero doble con la detección de fugas en el perímetro del tanque
Figura 8.34 Losa de concreto reforzada para la detección de fugas en el perímetro del tanque
OPCIONAL. ESTA COSTURA PUEDE SER SELLADA CALAFATEANDO O CON SOLDADURA (SI ES SOLDADO VER INCISO 8.10.4) EL NO SELLAR PUEDE ACELERAR LA CORROSIÓN INFERIOR
BORDE DEL SELLO DEL FONDO PRIMARIO DEL TANQUE (SI ESTA SOLDADO VER INCISO 8.10.4)
Donde
b = Espaciamiento máximo permitido (centro-a centro) entre los miembros adyacentes o radiales de la estructura, en el mm (pulg).
Fy = Especificación del esfuerzo mínimo permisible de la placa del material del fondo, en MPa (lb/pulg2).
tg = Espesor nominal (incluyendo la corrosión) de la placa del fondo del soporte de la estructura, en mm (pulg).
CA = Corrosión permisible que se agregará a la placa del fondo, en mm (pulg). PEMEX la especifica.
P = Presión uniforme (incluyendo el peso de la placa del fondo) actuando en el fondo resultando del peso mayor del producto más cualquier presión interna, o peso del agua de la prueba hidrostática, en MPa (lb/pulg2).
Figura 8.35 Losa de concreto reforzada con ranuras radiales para la detección de fugas La desviación máxima calculada de la placa del fondo esta a la mitad del plano, no debe exceder a:
(
tg−CA)
2(
) (
t CA)
2 CA t E 0,0284pb d g g S 4 − ≤ − = Donde:d = Deflexión máxima calculada de la placa del fondo en la mitad del plano, en mm (pulg). Es = Módulo de la elasticidad del material de la placa del fondo, en MPa (psi).
Las placas del fondo deben ser articuladas con juntas por soldadura a tope, teniendo fusión y penetración completa. Las juntas deben ser inspeccionadas visualmente antes de soldar para asegurar el hueco y se permita por arriba la penetración completa. Cada paso de soldadura debe ser inspeccionado visualmente. La alineación y el espaciamiento de los miembros de la estructura deben ser tal que los juntas entre las placas del fondo deben estar localizadas aproximadamente sobre el centro de los miembros más importante de la
estructura como punto práctico. Los miembros de la estructura deben estar arreglados para reducir al mínimo la longitud del soporte de la envolvente del tanque que abarca entre los miembros de la estructura.
Los miembros de estructura deben ser simétricos sobre su línea de centro vertical. Los miembros de la estructura de acero deben estar diseñados para prevenir el desgarramiento y pandeo de la viga, según lo especificado en el capítulo K del manual de AISC o equivalente. Miembros estructurales de concretos también pueden ser utilizados.
Figura 8.36 Sumidero típico de decantación
PEMEX debe especificar la corrosión que se debe agregar a los miembros estructurales de acero. Si la corrosión permisible es requerida, la manera de aplicación es: adicionar solamente a las vigas, a las vigas y cordón, a una superficie, a todas las superficies, y así sucesivamente también debe ser especificada.
Figura 8.37 Sumidero del centro para el fondo inclinado hacia abajo
REVESTIMIENTO DE MEMBRANA FLEXIBLE PARA SEGUIR EL CONTORNO DE LA EXCAVACIÓN AMORTIGUADOR DE ARENA
100 mm (4 pulg) SUMIDERO DEL PISO
FONDO DEL TANQUE
DRENE DE GRAVA
TUBO DE DRENE CON CASQUILLO OPCIONAL. DESCARGA PARA DETECCIÓN DE FUGAS EN EL PERÍMETRO DEL SUMIDERO
PENDIENTE
REVESTIMIENTO DE MEMBRANA FLEXIBLE PARA SEGUIR EL CONTORNO DE LA EXCAVACIÓN AMORTIGUADOR DE ARENA
100 mm (4 pulg) SUMIDERO DEL PISO
FONDO DEL TANQUE
DRENE DE GRAVA
TUBO DE DRENE CON CASQUILLO OPCIONAL. DESCARGA PARA DETECCIÓN DE FUGAS EN EL PERÍMETRO DEL SUMIDERO
PENDIENTE
TUBO DE DRENE CON CASQUILLO OPCIONAL.
DESCARGA PARA DETECCIÓN DE FUGAS EN EL PERÍMETRO DEL SUMIDERO
AMORTIGUADOR DE ARENA 100 mm (4 pulg)
SUMIDERO DIÁMETRO MÍNIMO 300 mm (12 pulg)
DRENE DE GRAVA REVESTIMIENTO DE MEMBRANA FLEXIBLE UNIDO AL
SUMIDERO (ALTERNATIVA CONTINUAR EL REVESTIMIENTO EN EL SUMIDERO COMO FORRO)
TUBO DE DRENE CON CASQUILLO OPCIONAL.
DESCARGA PARA DETECCIÓN DE FUGAS EN EL PERÍMETRO DEL SUMIDERO
AMORTIGUADOR DE ARENA 100 mm (4 pulg)
SUMIDERO DIÁMETRO MÍNIMO 300 mm (12 pulg)
DRENE DE GRAVA REVESTIMIENTO DE MEMBRANA FLEXIBLE UNIDO AL
SUMIDERO (ALTERNATIVA CONTINUAR EL REVESTIMIENTO EN EL SUMIDERO COMO FORRO)
Figura 8.38 Pozos Típicos de detección de fugas
Para los tanques diseñados para soportar las cargas del viento o sísmicas, deben ser previstas para evitar el deslizamiento, distorsión y volteo de los miembros de la estructura. El apoyo lateral entre la tapa y los rebordes del fondo de los miembros adyacentes de la estructura de acero se puede requerir para prevenir la distorsión y el voltearse. Las abrazaderas y las conexiones laterales deben ser diseñadas para transferir las cargas laterales especificadas. Si las fuerzas de la fricción entre los miembros de la estructura y la bese no son adecuadas para transferir la carga lateral especificada, se debe sujetar a la base los miembros de la estructura.
POZO DE DETECCIÓN (FOSA DE CONCRETO ADYACENTE AL MURO DEL ANILLO DE CONCRETO VER NOTA
TUBO DE DRENE A POZO. EL TUBO PUEDE ESTAR SOBRE EL NIVEL O DEBAJO DEL NIVEL (CON EL CASQUILLO DEL TUBO)
POZO DE DETECCIÓN CON LA PUERTA SUPERIOR DIÁMETRO MÍNIMO 100 mm (4 pulg)
CIMENTACIÓN DEL MURO DEL ANILLO MOSTRADO. EL DETALLE ES TÍPICO PARA TODOS LOS TIPOS DE CIMENTACIÓN
VER NOTA
TAPA REMOVIBLE DE TIEMPO
TUBO DE DRENE
NOTA: LA TAPA DEL SUMIDERO ESTARÁ SOBRE EL NIVEL MÁXIMO DEL AGUA DENTRO DEL DIQUE. POZO DE DETECCIÓN (FOSA DE CONCRETO ADYACENTE AL MURO DEL ANILLO DE CONCRETO VER NOTA
TUBO DE DRENE A POZO. EL TUBO PUEDE ESTAR SOBRE EL NIVEL O DEBAJO DEL NIVEL (CON EL CASQUILLO DEL TUBO)
POZO DE DETECCIÓN CON LA PUERTA SUPERIOR DIÁMETRO MÍNIMO 100 mm (4 pulg)
CIMENTACIÓN DEL MURO DEL ANILLO MOSTRADO. EL DETALLE ES TÍPICO PARA TODOS LOS TIPOS DE CIMENTACIÓN
VER NOTA
TAPA REMOVIBLE DE TIEMPO
TUBO DE DRENE
El tanque debe ser anclado para resistir las fuerzas del levantamiento (en el exceso de la carga muerta corroída) debido a la presión del viento o sismo. Las anclas deben ser situadas cerca de la intersección de la envolvente del tanque y de un miembro de la estructura, o cerca a un miembro adicional atiesador.
La envolvente del tanque debe ser diseñada para prevenir torcerse localmente en los miembros de la estructura y la consideración debe ser dada a la distorsión de la envolvente cuando el espaciamiento de los miembros de la estructura se determine.
Figura 8.39 Tanques soportados en miembros estructurales (arreglo general)
ANCLAS (SI SE REQUIEREN)
APUNTALAMIENTO LATERAL ( SI SE REQUIERE)
LOCALIZACIÓN DE LAS ANCLAS CERCAS DE LOS MIEMBROS ESTRUCTURALES PARTE SUPERIOR DEL CIMIENTO b b
A
A
b b b bbAA
b JUNTA SOLDADA A TOPE MIEMBROS ESTRUCTURALES JUNTA SOLDADA A TOPE tg SECCIÓN A-AANCLAS (SI SE REQUIEREN)
APUNTALAMIENTO LATERAL ( SI SE REQUIERE)
LOCALIZACIÓN DE LAS ANCLAS CERCAS DE LOS MIEMBROS ESTRUCTURALES PARTE SUPERIOR DEL CIMIENTO b b
A
A
b b b bbAA
b JUNTA SOLDADA A TOPE MIEMBROS ESTRUCTURALES JUNTA SOLDADA A TOPE tg SECCIÓN A-ALos miembros de la placa del fondo y de la estructura directamente debajo de las columnas de soporte del techo y de otros accesorios soportados por el fondo deben ser diseñados para las cargas impuestas. Los miembros adicionales de soporte deben ser equipados si están requeridos para soportar adecuadamente el fondo.
Si se equipa con un registro para limpieza o unas conexiones de limpieza en la envolvente, los miembros adicionales de soporte deben ser proporcionados para soportar adecuadamente las placas del fondo-reforzado y del fondo-transición. Como mínimo, los miembros adicionales de soporte consisten en un miembro circunferencial (longitud mínima y localización según el método A de la Figura 8.13) y miembros radiales de soporte. Los miembros radiales de soporte se extenderán del miembro circunferencial al borde interno de refuerzo del fondo (para el registro de limpieza) o de la placa inferior de la transición (para las conexiones de limpieza de la envolvente). El espaciamiento circunferencial de los miembros radiales de soporte no excederá 305 mm (12 pulg).
Para los tanques situados en un ambiente corrosivo, y donde la corrosión atmosférica debido a los ciclos de humedad puede ocurrir, su consideración deben ser dado a proteger el superficie inferior de las placas del fondo, miembros de la estructura y sus detalles, la superficie de contacto entre las placas del fondo y los miembros de la estructura, utilizando capas protectoras o agregando una corrosión a estos miembros.
8.10.8 Instalaciones Típicas.
Aunque no es el intento de este numeral proporcionar los diseños detallados para la construcción de los sistemas y de los tanques de la detección de las fugas del fondo del tanque soportados por la estructura, las Figuras 8.29 a 8.39 ilustran la aplicación general.