apostila tanques ifba rev 02

TANQUES

DE

ARMAZENAMENTO

Professores: Cristiane Maia e Ricardo Aurélio

Salvador

2012


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1. INTRODUÇÃO. 2. PRINCIPAIS COMPONENTES. 3. TIPOS DE TETOS. 4. PROJETO DOS TANQUES. 5. COMPONENTES DOS TANQUES. 6. OPERAÇÃO DE TANQUES.

Tanques de Armazenamento

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1. INTRODUÇÃO.

Os tanques de armazenamento são equipamentos destinados a armazenar fluidos

líquidos em pressões próximas à atmosférica.

2. PRINCIPAIS COMPONENTES

2.1 Base:

Corresponde à parte do tanque onde será implementada a fundação.

2.2 Fundação:

Estrutura que suporta o peso do tanque e do fluido nele contido. Transmite

estes esforços à base.

2.3 Fundo:

Superfície inferior do tanque, impermeável, sobre a qual está o líquido

armazenado. Deve ser quimicamente compatível com o fluido.

2.4 Costado:

Superfície lateral do tanque, feita, geralmente, de chapas metálicas unidas por

soldagem elétrica.

2.5 Teto:

Parte superior do tanque, que evita a saída dos eventuais vapores originados do

fluido armazenado, bem como, evita a entrada de chuva, etc.


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Figura 01: Principais componentes de um tanque

3. TIPOS DE TETOS:

3.1 Teto fixo (Fixed Roof):

São tanques cujos tetos são ligados diretamente à parte superior dos seus

costados (lateral do tanque). Podem ser autoportantes ou suportados.

Autoportantes são aqueles apoiados no costado.

Os suportados são aqueles apoiados por uma estrutura interna de perfis

metálicos.

Figura 02: Teto autoportante


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Figura 02: Teto suportado

Figura 03: Teto suportado

Os tetos fixos podem ser:


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- Tetos cônicos ou Cone Roof – apresenta a forma de um cone reto.

- Tetos Curvos ou Dome Roof – apresenta a forma aproximada de uma

calota esférica. Normalmente é do tipo autoportante.

- Tetos em gomos ou Umbrella Roof – é uma modificação do teto curvo

onde qualquer seção horizontal é formada por um polígono regular com

número de lados igual ao número de chapas utilizadas nessa região do teto.

Figura 04: Teto Curvo

Figura 05: Teto em Gomos


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3.2 Teto móvel ou Lifting Roof

São tanques cujos tetos se movimentam externamente ao costado em função da

pressão do seu espaço vapor. Devem conter dispositivos de segurança para

evitar o excesso de pressão ou vácuo interno. As perdas por evaporação são

evitadas por meio de um sistema de selagem entre o costado e o teto.

Figura 06: Teto Móvel

3.3 Tetos fixo com diafragma flexível ou Diaphragm:

Nestes equipamentos os tetos são fixos ao costado mas pode haver variação de

volume do espaço vapor em conseqüência da modificação da pressão de

armazenamento. A variação do espaço vapor é realizada por um diafragma,

normalmente fabricado de material plástico resistente ao produto armazenado.


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Tanques de teto móvel e tanques de teto com diafragma flexível são utilizados

em sistema fechados, para reduzir a perda por evaporação.

Figura 07: Teto com diafragma

3.4 Teto flutuante ou Floting Roof:

São tanques cujos tetos estão apoiados diretamente sobre a superfície do

líquido armazenado, no qual flutuam, acompanhando a movimentação nos

esvaziamentos e enchimentos. São utilizados para minimizar as perdas por

evaporação devido à movimentação do produto. Como o teto flutuante

movimenta-se internamente ao costado haverá a necessidade de um sistema de

selagem.

O teto flutuante apresenta os tipos construtivos:

a) Teto flutuante simples – consiste de um lençol de chapas. O teto é

enrijecido por uma estrutura metálica, na sua parte superior, para lhe

conferir estabilidade. É o tipo mais simples, mais barato, de flutuabilidade

precária. Dos tipos de teto flutuante apresenta maior perda por evaporação

uma vez que o teto está em contato direto com o fluido e transmite mais

facilmente a energia solar.


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Figura 08: Teto flutuante simples

b) Teto flutuante com flutuador – possui um disco central e um flutuador na

periferia do tanque. Possui maior flutuabilidade, menor perda por

evaporação e maior custo em relação ao tanque de teto flutuante simples.

Apresentam os seguintes problemas:

- dificuldade de drenagem do teto;

- possibilidade de colapso do teto devido á excessiva pressão do vapor do

produto armazenado


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Figura 09: Teto flutuante com flutuador

c) Teto flutuante duplo - possui dois lençóis de chapas ligados internamente

por uma estrutura metálica formada por compartimentos estanques.

Possuem excelente flutuabilidade, são caros e apresentam baixa perda por

evaporação. Os dois lençóis de chapas formam um colchão de ar que

funciona como isolante térmico entre a superfície do líquido armazenado e

a superfície externa do teto.

Apresentam os problemas:

- alto custo;

- necessidade de manter o teto sempre flutuando para garantir a integridade

da estrutura;

- possibilidade de graves danos por movimentações muito freqüentes.


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Figura 10: Teto flutuante duplo

4. PROJETO DOS TANQUES.

Deve levar em consideração:

- Fluido.

- Dimensões.

- Materiais.

- Construção.

As normas habitualmente seguidas para o desenvolvimento do projeto de tanques de

armazenamento são:

API – 650 : para tanques em aço carbono soldado, cilíndricos, verticais não

enterrados, fechados ou teto aberto e para pressão interna de 0 a 0,5 psig.

PNB – 89: Para o projeto de tanques de aço carbono soldados, cilíndricos,

verticais, não enterrados, para armazenamento de petróleo e seus derivados.

Idêntica ao API – 650.

API – 620: para tanques em aço carbono soldado, cilíndricos, verticais não

enterrados, fechados, para armazenamento de petróleo e seus derivados, e para

pressões internas de 0,5 psig até 15 psig.

API – 2000: Recomendações práticas para o projeto de respiros em tanques

atmosféricos e de baixa pressão.


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5. COMPONENTES DOS TANQUES.

5.1 Diques e bacias de contenção:

Circundam todo o tanque ou conjunto de tanques e têm como objetivo reter o

fluido em caso de vazamento e limitar o incêndio a uma pequena área.

Figura 11: Elementos de contenção

5.2 Bases e fundações:

Suportam o peso do tanque e do fluido, transmitindo estes esforços ao solo,

Figura 12.


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Figura 12: Base e fundações de um tanque de armazenamento

As fundações podem ser diretas ou profundas, sendo a escolha função do tipo

do solo.

Figura 13: Fundações


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O recalque, que corresponde a uma movimentação vertical da base e fundação,

pode comprometer a estanqueidade e estrutura do tanque, devendo ser

monitorada e evitada.

5.3 Bocais e acessórios.

Podem estar instalados no fundo, costado ou teto, sendo a localização função

do destino do componente a ser colocado no bocal.

Têm como função possibilitar a colocação ou remoção do líquido, tanto na

transferência, como em caso de amostragem, bem como, a instalação de

instrumentos ou, simplesmente possibilitar o acesso ao interior do tanque.

Principais bocais e acessórios para o fundo:

- Dreno de sifão.

- Dreno por baixo.

Os bocais e acessórios do costado são:

- Bocais e bocas de visita.

- Porta de limpeza.

- Plataformas, passadiços e escadas.

- Câmaras e aplicadores de espuma contra incêndio.

- Indicadores de nível.

- Misturadores.

- Anéis de contraventamento.

Nos tetos temos os seguintes elementos:

- Bocais para inspeção.

- Respiros.


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- Válvulas quebra-vácuo.

- Válvulas corta-chamas.

Figura 14: Acessórios de uma tanque de armazenamento convencional

1 - Escotilhas de medição

2 - Chapa do teto

3 - Câmara de espuma

4 - Respiro

5 - Caixas de selagem de gases

6 - Régua externa do medidor de bóia

7 - Bocas de visita no teto

8 - Corrimão do teto

9 - Plataforma da escada

10 - Escada helicoidal de costado

11 - Corrimão

12 - Dreno de fundo

13 - Boca de visita no costado

14 - Termômetro


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15 - Saída de condensado

16 - Bocais de entrada e saída de produto

17 - Entrada de vapor de aquecimento

18 - Tubulação de espuma

19 - Porta de limpeza

20 - Chapa do fundo

21 - Misturador

22 - Costado

Figura 15: Anéis de contra-vento

6. OPERAÇÃO DE TANQUES

6.1 Riscos

A operação com tanques envolve os cuidados devidos em espaços confinados. O espaço

confinado pode ser definido como um volume fechado por paredes e obstruções,

que apresenta restrições para: o acesso, a movimentação, o resgate de pessoas, a

ventilação natural.

São exemplos de espaços confinados: tanques, vasos, reatores, torres, dutos,

galerias, caixas de inspeção, poços, silos, veículos tanques (Caminhões, vagões e

embarcações).

Para a realização de trabalhos em ambientes confinados é necessário uma avaliação

prévia criteriosa dos aspectos de riscos e a adoção de medidas que possam reduzir


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ou eliminar tais riscos. Previamente à intervenção em uma tanque ou outro

ambiente confinado, é realizada uma avaliação da situação por técnicos das áreas de

operação, manutenção, segurança e meio ambiente e preenchida as observações em

uma Permissão de Trabalho (PT) que deverá acompanhar os executantes em todas

as fases dos serviços.

Os riscos mais comuns em espaços confinados são:

Deficiência de oxigênio - a atmosfera em um espaço confinado deve t conter

de forma constante um mínimo de 18% de oxigênio para que o mesmo seja

liberado para trabalho humano, sem a necessidade de utilização de

equipamento autônomo ou ar induzido para respiração. A concentração

normal de oxigênio no ar atmosférico é de aproximadamente 20,9%.

Concentrações de oxigênio inferiores a 18% representam perigo imediato

para o homem.

Exposição aos Agentes -a) Químicos - são representados pelos

aerodispersóides, poeiras, fumaças, fumos, gases e vapores. b) Físicos - são

representados pelo ruído, vibração, radiação, pressão e temperatura

anormais e iluminação.

Explosão e incêndio - Explosão é uma reação química exotérmica em

misturas explosivas onde ocorre grande liberação de energia instantânea

após a ignição. Em explosões a onda de pressão precede a frente de chama

(cerca de 100 - 300 m/s, com pressões de 3 - 10 BAR).

O incêndio é uma reação química de oxidação rápida e exotérmica, em que

há geração de luz e calor.

As explosões/incêndios estão relacionadas a:

A presença de gases, vapores e pós em concentrações que formem misturas

inflamáveis, devido a ausência ou deficiência da remoção desses agentes.

Aos erros de medição para a liberação do trabalho e ainda a modificação

das condições inicialmente presentes, como por exemplo a penetração de gases,

vapores e pós após a liberação do espaço confinado para o trabalho.

Aos erros de medições que têm origem na deficiência do treinamento de

pessoal, na interpretação errada da leitura e na aferição do explosímetro, além dos


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procedimentos incorretos, quando por exemplo, o ambiente confinado não é

completamente avaliado.

Elétrico e mecânico - Explosão e incêndio – atividades como solda elétrica,

corte oxi-gás, pintura, esmerilhamento, corte abrasivo, etc, têm sempre

presentes os perigos elétricos e mecânicos.

Há ainda o risco oferecido pela eletricidade estática no processo de ignição,

e como medida de proteção mais importante, recomenda-se o aterramento.

MEDIDAS DE CONTROLE DOS RISCOS

Limpeza - a limpeza no local de trabalho é uma medida simples, mas eficiente. É a

primeira medida a ser tomada para o controle dos contaminantes atmosféricos. O

procedimento para a sua remoção deve evitar a dispersão no ar. Aspiradores industriais

são muito usados em substituição a processos manuais.

Sistemas de alarme - consiste na instalação no local de trabalho de medidores diretos de

concentração pré-determinada de gases e vapores. Esse sistema pode acionar alarme

(visual e/ou sonoro), interromper processos, ou comandar a operação de sistemas

conjugados (ventilação, redução de pressão e temperatura).

Ventilação – natural ou forçada.

Treinamento - O treinamento é indispensável, independente da existência de outros

métodos de controle, ou seja, é uma medida complementar. Tem como principal

objetivo dar condições para que o trabalhador identifique os riscos, as medidas de

prevenção, informar e desenvolver habilidades referentes aos procedimentos

operacionais apropriados que garantam a eficiência das medidas de controle adotadas.

Limitação do tempo de exposição - para determinadas condições pode ser uma medida

complementar importante. Os limites de tolerância são sempre estabelecidos em função

do tempo de exposição. A rotatividade de trabalhadores em determinadas tarefas é

praticada para limitar o tempo de exposição.


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Uso dos Equipamentos de proteção individual - E. P. I. - estes equipamentos são

destinados a proteger a integridade física do trabalhador, minimizar o risco de lesões

mas não interferem nas suas causas.

Elaboração da Permissão de Trabalho (PT) - permissão para trabalho deve ser feita por

pessoa que tenha experiência operacional que permita reconhecer os riscos, avaliá-los e

especificar as barreiras de segurança para neutralizá-los ou controlá-los.

A permissão para trabalho é um documento e um importante instrumento de controle,

no qual consta: em que condição se encontra o espaço confinado, recomendações e

verificações periódicas para garantia da condição segura de trabalho.

6.2 Medição da temperatura.

6.3 Retirada de amostras

6.4 Drenagem

6.5 Movimentação do produto

6.6 Preparação para limpeza

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