api 650 proj tanque de soda diluida

15
Dados de Projeto: Código de Projeto API 650 11a ED 2007 ADD. 2008 Material ASTM A 36 Densidade do material 7861 Diâmetro do tanque D 4604 mm 4.604 m Altura do tanque H 7320 mm 7.32 m Capacidade Nominal V 103.24 Tensão admissível de projet Sd 137 MPa Tensão admissível de teste St 154 MPa Densidade do líquido G 1.2 Sobreespessura de corrosão 2.0 mm Largura da chapa 1º Anel h1 2440 mm 2.44 m 2º Anel h2 2440 mm 2.44 m 3º Anel h3 2440 mm 2.44 m 4º Anel h4 mm 0 m Comprimento da chapa 7248 mm 7.248 m Eficiência da junta E 0.9 Pressão Interna Pi 0.0230 2.256 kPa 0.327 47.108 Carga viva Lr 260 7257.1 Dimensionamento dos Anéis do Costado: COSTADO - 1º ANEL: COSTADO - 2º ANEL: = 2440 mm 2.44 m = 2440 mm 2.44 H= 7.32 m H= 4.88 m 3.54 mm 3.01 mm 1.14 mm 0.75 mm COSTADO - 3º ANEL: COSTADO - 4º ANEL: = 2440 mm 2.44 m = 0 mm 0 H= 2.44 m H= 0.00 m 2.47 mm 1.94 mm 0.35 mm -0.04 mm 1 º Anel 2 º Anell 3 º Anel Td 3.54 3.01 2.47 Tt 1.14 0.75 0.35 6.3 4.75 4.75 Dimensionamento das chapas do fundo Espessura mínima 6.0 mm 0.236 m ! Pelo código API item 5.4.1 Sobreespessura de corrosão 2.0 mm 0.079 m Espessura requerida 8.0 mm 0.315 m N-270D: kgf/m 3 m 3 kgf/cm 2 lbf/in 2 lbf/ft 2 kgf/m 2 Altura do Anel h 1 Altura do Anel h 2 Altura do Anel h 3 Altura do Anel h 4 Espessura mm T nominal H 1º Anel 2º Anel 3º Anel 4º Anel t t S H D t 3 , 0 9 , 4 CA Sd G H D t d 3 , 0 9 , 4 t t S H D t 3 , 0 9 , 4 CA Sd G H D t d 3 , 0 9 , 4 t t S H D t 3 , 0 9 , 4 CA Sd G H D t d 3 , 0 9 , 4 t t S H D t 3 , 0 9 , 4 CA Sd G H D t d 3 , 0 9 , 4

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Calculo de tanques pela norma API

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Page 1: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida

Dados de Projeto:

Código de Projeto API 650 11a ED 2007 ADD. 2008

Material ASTM A 36

Densidade do material 7861

Diâmetro do tanque D 4604 mm 4.604 m

Altura do tanque H 7320 mm 7.32 m

Capacidade Nominal V 103.24

Tensão admissível de projet Sd 137 MPa

Tensão admissível de teste St 154 MPa

Densidade do líquido G 1.2

Sobreespessura de corrosão 2.0 mm

Largura da chapa

1º Anel h1 2440 mm 2.44 m

2º Anel h2 2440 mm 2.44 m

3º Anel h3 2440 mm 2.44 m

4º Anel h4 mm 0 m

Comprimento da chapa 7248 mm 7.248 m

Eficiência da junta E 0.9

Pressão Interna Pi 0.0230 2.256 kPa 0.327 47.108

Carga viva Lr 260

7257.1Dimensionamento dos Anéis do Costado:

COSTADO - 1º ANEL: COSTADO - 2º ANEL:

= 2440 mm 2.44 m = 2440 mm 2.44H = 7.32 m H = 4.88 m

3.54 mm 3.01 mm

1.14 mm 0.75 mm

COSTADO - 3º ANEL: COSTADO - 4º ANEL:

= 2440 mm 2.44 m = 0 mm 0H = 2.44 m H = 0.00 m

2.47 mm 1.94 mm

0.35 mm -0.04 mm

1 º Anel 2 º Anell 3 º Anel

Td 3.54 3.01 2.47

Tt 1.14 0.75 0.35

6.3 4.75 4.75

Dimensionamento das chapas do fundo

Espessura mínima 6.0 mm 0.236 m ! Pelo código API item 5.4.1Sobreespessura de corrosão 2.0 mm 0.079 m

Espessura requerida 8.0 mm 0.315 m

N-270D:

kgf/m3

m3

kgf/cm2 lbf/in2 lbf/ft2

kgf/m2

Altura do Anel h1 Altura do Anel h2

Altura do Anel h3 Altura do Anel h4

Espessura mm

Tnominal

H

1º Anel

2º Anel

3º Anel

4º Anel

t

t S

HDt

3,09,4

C AS d

GHDtd

3,09,4

t

t S

HDt

3,09,4

C AS d

GHDtd

3,09,4

t

t S

HDt

3,09,4

C AS d

GHDtd

3,09,4

t

t S

HDt

3,09,4

C ASd

GHDtd

3,09,4

Page 2: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida
Page 3: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida

API 650:

Tf (N-270) 6.3

Tf (API) 6.0

8.0

8.0

Dimensionamento das chapas Anulares

Para tanques cujo diametro é inferior a 15m não é obrigatorio o uso de chapas anulares

A inclinação do fundo é 1:120 no sentido da periferia para o centro do tanque.

Anel de Reforço para Vento Lateral

Velocidade do vento V 108.0 km/h 67.11 mph 30 m/s

Espessura do costado t 4.75 mm 0.005 m 0.187 in ! Menor espessura dos anéisDiâmetro D 4604.0 mm 4.604 m 15.1 ft

Altura do tanque H 7320.0 mm 7.32 m 24.0 ft

145.90 m > Hok

494.23 ft > Hok

Cálculo do tombamento devido o vento (Overturning Stability)

Velocidade do vento V 108.0 km/h 67.11 mph 30 m/s

Diâmetro do tanque D 4604 mm 4.604 m 181.3 in 15.1 ft

Altura do tanque H 7320 mm 7.32 m 288.2 in 24.0 ft fundo costadoPeso Total do Tanque Wt 7352 kgf 16208.1 lbf 1046.96 5243.42Peso Próprio do Tanque 6305 kgf 13900.0 lbf ! Carga: costado + teto

0.003

5.6

###

9.4

Espessura mm

Chapa do Fundo

TREQ.

TNOMINAL

WDL

kgf/cm2

lbf/ft2

kgf/cm2

lbf/ft2

F2

F1

H1=9, 47⋅t⋅√( tD )

3

⋅(190V )

2

=

H1=6⋅105⋅t⋅√( tD )

3

⋅(120V )

2

=

P1=0,86⋅( V190 )

2

=

P2=1,44⋅( V190 )

2

=

P1=18⋅( V120 )

2

=

P2=30⋅( V120 )

2

=

Page 4: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida
Page 5: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida

### 52237 362.758 337013

### 25804 179.197 166479

954.9 kgf 9368 N 2042.10 lbf

789.8 kgf 7748 N 1681.28 lbf

5313 kgf-m 52122 N-m 446628 lbf-in 37219 lbf-ft

### kgf-m 86469 N-m 765058 lbf-in 63755 lbf-ft

14514 kgf-m ### N-m ### lbf-in 104980 lbf-ft

0 kgf-m ! Condição: tanque vazio

OK9368 N < 24741 N

Críterio 2 de Estabilidade:

NOT OK= 117743 N-m > = 94921 N-m

Críterio 3 de Estabilidade:

NOT OK= 86710 N-m > = 71191 N-m

- O tanque necessita ser ancorado com chumbadores -

Cálculo das Cargas atuantes por Chumbador (itens 5.11.3 e 5.12)

Diâmetro do chumbador dc 1 in 25.4 mm ! mín. 1 in (item 5.12.5)Número de chumbadores N 5 ! distância entre chumbadores < 3m (item 5.12.3)Diâmetro da Furação d 4694 mm 4.69 m

Área de Raiz Ar 391 ! Série de Roscas Grossas UNC - ANSI B1.1 - 1982Tensão Esc. chumbador Fy 248.04 MPa ! SAE 1010/1020Espessura nominal Teto 8.0 mm

Pressão interna Pi 2.256 kPa

Pressão de teste Pt 3.4 kPa ! Considerado 100mm de coluna d'águaMomento do vento 52122 N-m

Carga para projeto W 46826 N

Peso do Costado W1 4161 kgf 40.8 kN

Carga do Costado e Teto W2 62 kN

Distância entre chumbadores (item 5.12.3)

= 14.7 = 2.95 m < 3 mOK

N 5

Carga de Projeto à tração (por chumbador)

= -482 N

Tensão atuante 1 -1.23 MPa Tensão Admissível = 105 MPa

mm2 in2 ft2 cm2

mm2 in2 ft2 cm2

Críterio 1 de Estabilidade (Sliding Friction): Força do vento horizontal < Força de atrito (item 5.11.4)

mm2

th

Mw

! WDL

menos 40% uplift devido a pressão interna

! W2 = W

DL

π.D

A1 : Área projetada vertical = H⋅D =

A2 : Área projetada horizontal = 0,25⋅π⋅D2=

F1 : Força do vento horizontal = P1⋅A1 =

F2 : Força do vento ital uplift = P2⋅A2 =

MW= F1⋅H2

+F2⋅D2

=

MPi= (Pi⋅A2 )⋅D2

=

MDL= WDL⋅D2

=

MF= 0

0,6⋅MW+M Pi<2⋅M DL

3 0,6⋅MW+M Pi<2⋅M DL

3

0,6⋅MW+M Pi<2⋅M DL

3

MW+0,4⋅M Pi<(M DL+M F )

2

MW+0,4⋅M Pi<(M DL+M F )

2 MW+0,4⋅M Pi<(M DL+M F )

2

Força do vento horizontal = Força de Atrito =

td=4⋅MW

d⋅N−

WN

Page 6: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida
Page 7: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida

-1.3 N

Tensão atuante 1 0 MPa Tensão Admissível = 105 MPa

3 N

Tensão atuante 2 0.01 MPa Tensão Admissível = 140 MPa

9044 N

Tensão atuante 3 23.1 MPa Tensão Admissível = 0,8 * Fy = 198 MPa

= 9055 N

Tensão atuante 4 23.2 MPa Tensão Admissível = 140 MPa

CARGAS Status

Projeto -1.23 105 OKCaso 1 0.00 105 OKCaso 2 0.01 140 OKCaso 3 23.1 198 OKCaso 4 23.2 140 OK

Caso 1: Cálculo da carga considerando Pressão interna

Caso 2: Cálculo da carga considerando Pressão de teste

Caso 3: Cálculo da carga considerando Carga de vento

Caso 4: Cálculo da carga considerando Pressão interna + Carga de vento

Tensão atuante (MPa )

Tensão adm. (MPa )

t d=1N⋅[ [ (Pint−0,08⋅t h )⋅D2 ]−W 1] =

td=1N⋅[ [ (Pt−0, 08⋅t h )⋅D2 ]−W 1] =

td=1N⋅[[4⋅MW

D ]−W 2] =

td=1N⋅[[ ( (Pint−0, 08⋅th )⋅D2 )+(4⋅

MW

D )]−W 1 ]

Page 8: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida

COSTADO - 2º ANEL:

m

m

Page 9: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida
Page 10: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida

teto1061.5

Page 11: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida
Page 12: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida
Page 13: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida
Page 14: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida
Page 15: API 650 Proj Tanque de Soda Diluida

Projeto - Teto cônico auto-suportado

Dia. Interno tanque (D) 4.604 m

Ângulo do teto (TETA) 9.5 º

Densidade do Material 7861 ! SA-283 Gr. CMargem corrosão (CA) 0.0 mm

Pressão Externa (Pe) kPa

Espessura Adotada do Teto 8.0 mm

Carga Viva pelo usuário 2.5506 kPa

Carga viva ou neve (Lr or S) 2.55 kPa

0.617 kPa

3.168 kPa

1.637 kPa

Carga combinada total (T) 3.168 kPa

D * T+ CA = 7.0 mm > 5 mm OK

2.2

8.0 mm < 13 mm OK

< 8.00 = OK

kgf/m3

! Adicionar Pe somente quando o teto for flutuante. (ver API APP. H)

! Valor mínimo 1 kPa (ver API 650 item V.3.1)Peso Próprio (D

L)

e1 = DL+(Lr ou S)+0.4Pe

e2 = DL+Pe+0.4(Lr ou S)

tMÍN

. =4,8*sen(ø)

tMÁX

. =

tMÍN

tMÁX