1

Objetivo

Este projeto tem por objetivo no dimensionamento de um tanque de

armazenamento de aço – carbono, soldados, cilíndrico, vertical, não enterrado, com

teto fixo, destinado ao armazenamento de óleo lubrificante, com temperatura

máxima interna de 800C, com capacidade de armazenamento de 20.000 m3 de

produto e diâmetro de 50 m. O API 650 será o código deste projeto.

Palavras-chave; Tanque de armazenamento, caldeiraria, óleo lubrificante.

2

1. Terminologia

Para efeito deste projeto fica estabelecida a terminologia constante na figura

1.

Figura 1 – Tanque e acessórios – Terminologia (Fonte: NBR 7821).

3

2. Tipo de tanque

Tanque de teto fixo cônico (teto suportado) com estrutura de sustentação com

colunas.

3. A localização do tanque de armazenamento

A localização do tanque prevê ampliações de acordo com o projeto de

expansão dos negócios da empresa.

A área a ser ocupada pelo tanque deverá ter fácil acesso, completamente

desmatada e destocada.

4. Projeto da bacia de contenção

A bacia de contenção deverá ser de concreto, com um sistema adequado de

drenagem constituído de drenos de bacia, conforme o exemplo da figura 2, não

sendo necessária a construção de drenos pluviais, haja vista que o tempo de

infiltração no terreno da água de precipitação pluviométrica é inferior a 3 horas.

Os drenos de bacia devem possuir válvulas de bloqueio, externamente à

bacia de contenção e permanentemente fechada por motivo de segurança. O

sistema de drenagem da bacia deve permanecer limpo e desobstruído de modo a

eliminar o risco de transbordamento durante um combate a incêndios.

Figura 2 – Drenagem da bacia de contenção (Fonte: Barros, 2010).

4

Escadas de acesso devem ser construídas na bacia de contenção para

facilitar o acesso ao seu interior.

O tanque de armazenamento deverá ser disposto na bacia de contenção de

tal forma que tenha pelo menos um lado de adjacente a uma via de acesso.

Uma rampa de acesso também deverá ser construída na bacia de contenção,

a fim de facilitar a manutenção, conforme demonstra o exemplo na figura 3.

Figura 3 – Rampa para acesso ao interior da bacia de contenção (Fonte: Barros, 2010).

5. Fundação

O tipo de fundação profunda, é o mais indicado devido condições do solo não

ser apropriados para outro tipo de fundação. Informações obtidas por meio de

sondagens, teste de carga, amostra de solo foram consistentes para esta opção

Conforme a API 650, a fundação profunda, apresenta uma série de estacas

uma laje integral de concreto armado, onde as chapas do fundo e o costado do

tanque se apoiarão, distribuindo assim a carga total do equipamento sobre uma

grande superfície, como demonstra a figura 4. Desta forma, um possível recalque

excessivo será minimizado.

Observações:

As estacas serão de concreto do tipo “Franki” com aproximadamente 20m de

profundidade;

5

Devem ocorrer rebaixo necessários para acomodações das portas de

limpeza, drenos de fundo ou qualquer outro acessório que interfira com a laje

de concreto;

A espessura mínima do centro da laje é aproximadamente 25 cm com

inclinação de 1:120 do centro para a periferia;

A laje de concreto da fundação deve ser protegida por pintura betuminosa,

com objetivo de evitar o contato da chapa do fundo com a umidade da laje;

A laje de concreto deverá estar 30 cm mais elevada que o nível do fundo da

bacia de contenção, facilitando assim as condições de sucção das bombas de

movimentação do produto armazenado.

Figura 4 – Fundação profunda. Laje integral de concreto armado (Fonte: Barros, 2010).

6. Especificações e dimensionamento do dique

Capacidade volumétrica total 22.660 m3

Área do dique 11.330 m2

Comprimento do dique 107 m Largura do dique 107 mAltura do dique 2 m

Perímetro do dique 157,08 m

Tabela 1 – Dimensionamento do dique (Fonte: Claudio, 2012).

Calculo:

1) Volumes do tanque, área de elevação e margem de segurança

V D=V T+V A+10% (V t+V A )=22.660m3

6

V T=20.000m3

V A=πx D2 xh4

= π x 502 x 0,304

=589,04m2⟹V A≅ 600m3

10% (V t+V A )=2.060m3

2) Área do tanque

AD=V D

hD⟹ 22.660m3

2m=11.330m2

3) Largura e comprimento

L2=AD⟹ L=√11.330m2=106,44m⟹L≅ 107m

4) Perímetro

PD=2 x π xr⟹ PD=2 x π x25=157,08m

A figura 5 é um desenho ilustrativo de um dique e bacia de contenção.

Figura 5 – Dique e bacia de contenção (Fonte: Barros, 2010).

7. Projeto do fundo

7.1 Especificação do material

O material utilizado na fabricação do fundo é de aço carbono, ASTM A-283

Grau C, tensão de escoamento de 137 Mpa e tensão de teste hidrostático de 154

7

Mpa, 17 mm de espessura para as chapas anulares e 12,50 mm de espessura para

as chapas do centro.

As dimensões das chapas do fundo serão de 12000 x 2000 mm. O fundo do

tanque tem que ser cônico, com caimento mínimo de 1:120 do centro para a

periferia..

7.2 Dimensões das chapas a serem usadas no centro e na periferia (chapas

anulares)

Segundo a API 650, o arranjo com um anel de chapas anulares é obrigatório

para os tanques com diâmetro superior a 15 m, sendo as espessuras dessas chapas

calculadas pela norma. O anel de chapas anulares seguirá a especificação de

material do primeiro anel de chapas do costado.

O mapeamento da distribuição das chapas utilizando chapas anulares

encontra-se no anexo 1.

As chapas do fundo serão unidas por juntas sobreposta que devem ser

razoavelmente retangulares e esquadrejadas, como mostra a figura 6. As juntas

sobrepostas são normalmente empregadas na união, entre si, das chapas centrais.

As juntas do fundo que contenham três sobreposições devem ficar no mínimo, de

300 mm do costado e também entre si. São também utilizadas nas ligações entre

chapas centrais com as chapas anulares. As chapas devem ser soldadas apenas na

face superior, com transpasse mínimo, após soldagem, de 60 mm no caso da união

das chapas centrais com o anel periférico de chapas anulares. Com o objetivo de

facilitar a drenagem, as chapas do fundo, sob o primeiro anel do costado, devem ser

preparadas adequadamente com a finalidade de formar uma superfície

razoavelmente plana para apoio das chapas do costado.

8

Figura 6 – Preparação das juntas sobrepostas do fundo sob o costado do tanque (Fonte: Barros, 2010).

As chapas da periferia do fundo devem obrigatoriamente exceder a borda

externa da solda que une o fundo ao costado de, no mínimo, 50 mm. Também para

evitar a penetração de água pluvial sob as chapas do fundo e a erosão da base do

tanque, segundo a N – 270 indicam a utilização de defletor de águas pluviais, que

deve ser dimensionado de acordo com a figura 7 e 8.

Figura 7 e 8 (respectivamente) – Exemplos de defletores de águas pluviais (Fonte: Barros, 2010).

7.3 Especificação das soldas

As juntas sobrepostas do fundo são soldadas, somente na face superior, com

solda de ângulo integral. Na sobreposição de três chapas deve ser feito o

arredondamento do canto da chapa superposta (ver anexo I, detalhe 1).

9

As soldas do fundo devem ser executadas no mínimo em dois passes,

quando for utilizado eletrodo revestido. Já na soldagem das chapas centrais com as

anulares, devem-se fazer três passes.

As chapas anulares são ligadas entre si, por solda de topo. Essa solda de

topo será realizada pelos dois lados (sem cobre-junta), conforme figura 9.

Figura 9 – Solda do rodo para chapas anulares com espessura > ½ in. (Fonte: Barros, 2010).

A ligação entre as chapas do primeiro anel do costado e as chapas do fundo

deve ser executada por meio de solda de ângulo contínua, depositada em ambas as

faces das chapas do costado.

7.4 Reforço no fundo

Devem-se reforçar as regiões de apoio da estrutura de sustentação do teto

fixo suportado (19 mm de espessura) e nas regiões afetadas pela presença de

acessórios.

7.5 Desenho de aproveitamento de chapas

Para melhor aproveitamento de chapas, segue no anexo II, o desenho

mostrando o aproveitamento e o posicionamento das chapas do fundo.

7.6 Dreno no Fundo

10

Nesta região é instalado o sistema de drenagem de fundo do equipamento,

neste projeto serão 2 drenos de fundo, baseados na tabela no anexo XIV. Sua

construção deve ser baseada na figura 16 e tabela 2, abaixo.

Figura 10 – Dreno de fundo. Dreno de bacia (Fonte: Barros, 2010).

11

Tabela 2 – Dreno de fundo. Dreno de bacia (Fonte: Barros, 2010).

8. Projeto do costado

8.1 Especificações

Especificação

Material Aço Carbono – ASTM A-283 Gr C

Dimensão da chapa 12000 mm x 2000 mm

Sd 137 MPa

St 154 MPa

Perímetro do costado 157,07 m

Tabela 3 – Especificação do material (Fonte: Ferreira, 2012).

Perímetro do costado

PC=2 x π x r⟹ PC=2 x π x25=157,07m

8.2 Quantidade de chapas

QChapas=PC12m

⟹QChapas=157,07m12m

=13chapas+1chapacom1,07m

Seguem na tabela 3, as espessuras das chapas do costado e as espessuras

comerciais adotadas neste projeto (ver anexo VIII). Os cálculos do dimensionamento

das espessuras das chapas do costado estão no anexo XII.

8.3 Sobrespessura

De acordo com a tabela A-2 da Norma N-270, as taxas médias de corrosão

para o costado de tanques, em função dos diversos produtos armazenados. Como

não tem o óleo lubrificante nesta tabela, foi adotado para efeito de cálculo o óleo

combustível. Foi considerada a vida útil do tanque em 20 anos (ver anexo VI).

A densidade de projeto do óleo lubrificante é 0, 86, segundo o anexo IX.

12

Espessuras das chapasTd - Calculada (mm) Tt – Cálculada (mm) Comercial (mm)

1 anel 15,31 13,27 16,002 anel 12,24 10,53 12,503 anel 10,76 7,79 12,504 anel 6,89 5,06 8,005 anel 3,61 2,31 8,00

Tabela 4 – As espessuras das chapas (Fonte: Ferreira, 2012).

A disposição das chapas do costado serão com alinhamento pela face

externa, sendo que as juntas verticais de dois anéis adjacentes do costado devem

estar de preferência defasadas de pelo menos 1/3 do comprimento de cada chapa,

admitindo-se um mínimo, para as chapas de fechamento de anel de 5 vezes a

espessura nominal do anel mais espesso dos anéis considerados, conforme figura

10..

Figura 11 – Disposição das chapas do costado. (Fonte: Barros, 2010).

8.4 Eletrodo

Os eletrodos devem atender as exigências da norma AWS A-51 (classes

AWS E – 60XX e E – 70XX), obedecidas às características da corrente elétrica de

13

polaridade e posição de soldagem, bem como outras condições implícitas neste

projeto.

8.5 Juntas do costado

As chapas do costado devem estar devidamente esquadrejadas, para uma

montagem satisfatória. As juntas devem ser de topo, soldadas pelos dois lados.

8.6 Juntas verticais

A figura 11 apresenta as preparações recomendadas para as bordas das

chapas de juntas verticais do costado, quando utilizado o processo de soldagem

com eletrodo revestido.

Figura 12 – Juntas verticais típicas do costado. (Fonte: Barros, 2010).

8.7 Juntas Horizontais

A figura 12 ilustra as juntas horizontais do costado do tanque de

armazenamento e apresenta as preparações recomendadas para as bordas das

chapas de juntas horizontais do costado, quando utilizado o processo de soldagem

com eletrodo revestido.

14

Figura 13 – Juntas horizontais típicas e as preparações para as bordas das chapas de juntas horizontais do costado. (Fonte: Barros, 2010).

8.8 Aberturas no costado

Todas as aberturas no costado com diâmetro superior a 2 in devem ser

devidamente reforçadas. A área mínima de seção transversal do reforço não deve

ser inferior ao produto do diâmetro vertical do furo aberto do costado pela espessura

requerida, à chapa do costado, na região da abertura. A área da seção transversal

do reforço será medida segundo um plano vertical que contenha o diâmetro da

abertura.

Todas as aberturas devem ser reforçadas por uma única chapa de reforço,

dimensionada pela maior das aberturas do grupo.

O reforço da abertura pode ser obtido empregando-se qualquer uma das

seguintes soluções ou combinações, conforme figura 13.

As aberturas no costado, como, porta de visita, bocais. Bocas de visitas,

devem ser soldadas com penetração total na chapa de costado do tanque, exceto

quando se usar chapa inserida, caso em que se permite a penetração parcial,

demonstrado na letra e da figura 13.

15

Figura 14 – Reforço de abertura. (Fonte: Barros, 2010).

Segue no anexo X, o resumo do espaçamento mínimo entre as soldas da

periferia de uma abertura e as soldas do costado.

Segundo a API 650, é necessário fazer tratamento térmico de alívio de

tensões e exigências de pré-fabricação em aberturas do costado (ver anexo XI).

8.9 Cantoneira de topo do costado

A cantoneira de topo do costado deve ser soldada de topo na chapa superior

do costado, com fusão completa e penetração total, tendo a aba posicionada voltada

para o lado interno. As dimensões da cantoneira serão de (2 in x 2 in x ¼ in) .

Os suportes para a cantoneira devem ser suficientes para resistir à carga

estática e a eventuais sobrecargas. O espaçamento destes suportes não deve

exceder de 24 vezes a largura da aba externa de compressão do perfil do anel.

8.10 Acessórios do costado

8.10.1 Bocais

No costado do tanque terá diversos tipos de bocais com diversas finalidades:

Movimentação de produtos

Sistema de drenagem

Sistema de aquecimento

Sistema de combate a incêndio

Misturadores, limpeza com vapor

16

Os detalhes construtivos dos flanges e bocais no costado são encontrados no

API 650.

8.10.2 Boca de visitas

De forma a prevalecer o arejamento interno do tanque, quando este for

inspecionado, a boca de visita deve estar orientada na direção dos ventos

predominantes no local de construção.

Neste projeto, adotaremos 2 bocas de visita de diâmetro nominal de 610 mm

e mais 2 bocas de visita de diâmetro nominal de 762 mm.

Os detalhes construtivos das bocas de visitas no costado são encontrados no

API 650.

8.10.3 Porta de limpeza

A porta de limpeza deve ser de construção soldada e do tipo rente ao fundo,

conforme demonstra a figura 14.

Neste projeto adotaremos 2 portas de limpezas com dimensões (1219 x 1219

mm) de acordo com a tabela no anexo XIV.

As duas portas devem estar posicionadas diametralmente opostas e

orientadas na direção do vento predominante no local.

Os detalhes construtivos das portas de limpezas no costado são encontrados

no API 650.

Figura 15 – Porta de limpeza (Fonte: Barros, 2010).

8.10.4 Câmeras de espuma contra incêndio

17

Para os tanques de teto fixo, é obrigatória a proteção por meio de câmeras de

espuma, instaladas no costado do equipamento.

Alternativa para proteção contra incêndio de tanques para teto fixo é a

pressurização com gás inerte, normalmente o nitrogênio, neste caso o tanque deve

ser calculado pelo apêndice F da norma API 650.

Os detalhes construtivos da câmera de espuma no costado são encontrados

no API 650.

8.10.5 Indicadores de nível

Os detalhes construtivos dos indicadores de nível no costado são

encontrados no API 650.

8.10.6 Misturadores

Os detalhes construtivos dos misturadores no costado são encontrados no

API 650.

8.10.7 Aterramento elétrico

Os tanques de armazenamento devem ser aterrados para escoamento das

correntes de descargas atmosférico, bem como para evitar elevações de potencial

que possam causar Centelhamento para a terra.

8.10.8 Plataformas, passadiços e escadas

Todos os tanques devem ter sua própria escada de acesso ao topo do

equipamento, com corrimão e terminando em uma plataforma sobre o costado. Ela

deve ser do tipo helicoidal e com material antiderrapante.

A plataforma do topo do costado deve ser apoiada diretamente no último anel

do costado.

Os detalhes construtivos da escada no costado são encontrados no API 650.

8.10.9 Placas de identificação

Deve existir uma placa de identificação fixada no costado, junto ao inicio da

escada de acesso ao topo do costado.

18

9. PROJETO DO TETO

9.1 Especificação do tipo de teto

O tanque de armazenamento terá o teto fixo cônico suportado.

9.2 Dimensões da chapa

As chapas utilizadas na fabricação do teto são de aço carbono, ASTM A-283

Grau C, tensão de escoamento de 137 Mpa, tensão de teste hidrostático de 154

Mpa. As dimensões das chapas são 12.000 mm de comprimento, 2.000 mm de

largura e 4,75 mm de espessura.

As chapas do teto deve ser montada sobre uma estrutura com declividade

mínima de 1:16, sendo necessário ter guarda-corpo completo na periferia do teto.

Elas devem ser soldadas por sobreposição, apenas na parte superior (junta

sobreposta simples), com cordão de solda contínuo e dimensão igual à espessura

das chapas do teto. A sobreposição deve ser realizada no sentido de facilitar a

drenagem de água pluvial. Onde houver sobreposição de três chapas, deve haver o

arredondamento nas chapas superior.

As chapas não devem ser fixadas a sua estrutura de sustentação. A ligação

entre as chapas do teto e a cantoneira de topo do costado deve ser realizada por

meio de solda de ângulo contínua com dimensão máxima de 4,75 mm, conforme

figura 14.

Figura 16 – Teto fixo cônico suportado. Declividade e soldagem das chapas do teto (Fonte: Barros, 2010).

19

Na figura 15, é demonstra como é a estrutura de sustentação do teto fixo

cônico suportado. Vigas radiais, vigas transversais e colunas.

Figura 17 – Teto fixo cônico suportado. Componentes da estrutura de sustentação (Fonte: Barros, 2010).

9.3 Dimensões das vigas radiais e transversais

De acordo com a API 650, o perfil estrutural é o ASTM A 36, conforme o

anexo XII. Espaçamento máximo entre as vigas devem ser de 2,1 m. As vigas

radiais e transversais deverão ter seções H. O dimensionamento deve considerar a

flexão, cisalhamento, flecha, flambagem de alma e flambagem de mesa.

9.4 Dimensionamento das colunas

As colunas devem ser dimensionadas à flambagem e podem ser construídas

a partir de perfis tubulares. As colunas devem ser soldadas na extremidade inferior,

sobre sapatas de perfis de H. Essas sapatas devem estar apoiadas sobre chapas de

reforço, soldadas ao fundo e com 19 mm de espessura.

9.5 Limites de pressão para tanques de teto fixo

20

A pressão interna deste tanque é de 18,0 KPa, Esta pressão interna de

projeto é utilizada no dimensionamento dos dispositivos de alívio de pressão no teto

fixo, para as condições normais de operação.

9.6 Ligação de baixa resistência mecânica entre o costado e teto

A ligação soldada entre o teto e a cantoneira de topo do costado, deve ser de

baixa resistência mecânica (ligação fraca), à pressão, quando as condições

descritas no anexo XII (API 650), forem satisfeitas.

9.7 Acessórios do teto

9.7.1 Bocas de visita

Para a dimensão deste tanque de armazenamento, teremos 2 bocas de

visitas com diâmetro nominal de 610 mm e 1 boca de visita com diâmetro nominal de

508 mm.

A finalidade de se ter bocas de visita no teto são, a ventilação, a iluminação e

a necessidade de acesso eventual ao interior do equipamento.

Os detalhes construtivos das bocas de visita no teto são encontrados no API

650.

9.7.2 Dispositivo de pressão contra e subpressão interna

Válvula de pressão e vácuo, dispositivo de funcionamento conjugado, a

pressão e vácuo.

Os respiros abertos podem ser acoplados com corta-chama, que é constituído

normalmente de um conjunto de chapas conjugadas que evita o retrocesso de

chamas.

9.7.3 Escotilha de medição

As escotilhas de medição devem ter um pescoço com aproximadamente de

1000 mm de altura, acima da chapa do teto. Deve ter uma tampa articulada de

material à prova de centelha e emperramento.

21

O diâmetro nominal das escotilhas serão de 203,2 mm, afim de proporcionar

coleta de amostra.

Devido ao diâmetro do tanque, serão 2 escotilhas de medição, sendo que

diametralmente opostas e o mais distante possível dos misturadores e do bocal de

entrada e saída de produto. Uma das escotilhas deve ficar próxima à plataforma de

topo do costado.

9.7.4 Guarda corpo

A plataforma de topo do costado deve apresentar um guarda corpo, com pelo

menos 1 metro de altura, em todos os lados livre, devendo se estender, na periferia

do teto, pelo menos 3 metros de cada lado.

10. Inspeções e testes a serem realizados

10.1 Ensaios a serem realizados:

10.1.1 Ensaio visual

O ensaio visual deve ser conduzido de acordo com a Norma N-159777.

Conforme a API 650, todas as soldas devem ser inspecionadas visualmente,

observando-se no mínimo os aspectos de: mordedura, reforço, desalinhamento,

limpeza da raiz e limpeza entre passes (segue no anexo XV, o item 8.5 do API 650).

10.1.2 Inspeção radiográfica

A inspeção radiográfica deve ser realizada somente nas juntas soldadas de

topo, onde foram exigidas fusão de penetração completa. Desta forma, a inspeção

radiográfica é requerida nas soldas de topo do costado, nas soldas de topo das

chapas anulares e nas soldas de topo das conexões do tipo sem ressalto. A

inspeção radiográfica não é requerida nas soldas do teto, nas soldas do fundo, nas

soldas do teto com as cantoneiras de topo do costado, nas soldas da cantoneira de

topo com as chapas do costado, nas soldas do costado com o fundo e nas soldas de

acessórios.

A inspeção do ensaio radiográfico deve ser conduzida de acordo com a

Norma N-159575.

Numero e localização das radiografias

22

O anexo XVI demonstra como a Norma API 650 adota os seguintes critérios

para determinação da quantidade e localização das radiografias.

Para as juntas verticais do costado, as soldas de topo com espessura mais

fina da chapa do costado menor ou igual a 9,52 mm, devem ser tiradas uma

radiografia nos primeiros 3 m de junta vertical soldada, para cada tipo e espessura,

executada por cada soldador ou operador de soldagem. Também se deve tirar uma

radiografia adicional a cada 30 m de junta vertical do mesmo tipo e espessura. No

mínimo 25% dos pontos inspecionados devem estar nas interseções com as juntas

horizontais.

O primeiro, segundo e terceiro anel, que tem sua espessura maior que 9,52

mm, além das radiografias exigidas anteriormente, deve ser radiografadas todas as

interseções com as juntas horizontais. Deve-se também tirar 2 radiografias para

cada junta vertical soldada no primeiro anel do costado, uma posicionada o mais

próximo possível do fundo e outra aleatoriamente.

Para as juntas horizontais, Deve ser tirada uma radiografia nos primeiros 3 m

de junta horizontal soldada, para cada tipo e espessura, independentemente do

número de soldadores ou operadores em trabalho. Uma radiografia adicional deve

ser tirada a cada 60 m de junta horizontal do mesmo tipo e espessura. Essa

exigência se dá para as chapas com espessura mais fina do costado.

Cada radiografia deve mostrar nitidamente um comprimento mínimo de 152,4

mm de cordão de solda. O filme deve estar centralizado na solda e ter largura

suficiente para permitir a colocação adequada das marcas de identificação e dos

penetrômetros.

As juntas de topo e radiais, das chapas anulares do fundo, devem apresentar

penetração total e fusão completa. Devem ser radiografados pelo menos 10% das

juntas duplamente soldadas. Para as juntas simplesmente soldadas, com cobre-

junta, devem ser radiografadas pelo menos 50% das juntas soldadas. O

comprimento mínimo da radiografia deve ser 152,40 mm. Para as chapas anulares,

duplamente soldadas, a Norma N-27125 exige que pelo menos 10% das juntas

soldadas sejam radiografadas.

10.1.3 Inspeção por partícula magnética

23

A execução do ensaio por partícula magnética conforme o API 650 deve ser

realizado conforme o item 8.2 (anexo XVII). Para matérias sub,metidos a teste de

impacto, todos os locais de soldas provisórias, depois da devida remoção, devem

ser inspecionados por partículas magnéticas ou líquido penetrante.

10.1.4 Inspeção por ultra-son

De acordo com o API 650, apêndice U, para as inspeções de juntas soldadas

com espessura, da chapa mais fina da união soldada igual ou superior a 10 mm, o

ensaio por ultra-som pode substituir integralmente o ensaio radiográfico. Segue no

anexo XvIII, o item 8.3 do API 650.

10.1.5 Inspeção por líquido penetrante

Conforme o API 650, item 8.4, a realização do ensaio por meio de líquido

penetrante conforme o item 8.4.

10.1.6 Ensaio de estanqueidade

A norma N-159374 fixa as condições exigíveis na realização do ensaio de

estanqueidade por meio de passagem de gases pressurizados (formação de bolhas)

ou pela penetração de líquidos por capilaridade. Esse ensaio visa a detecção de

eventuais vazamentos.

O ensaio pode ser com formação de bolhas com pressão positiva,

normalmente utilizada na inspeção das soldas das chapas de reforços das aberturas

do costado (pressão de ensaio até 15 psig), na figura 18, podemos observar melhor

os detalhes.

24

Figura 18 – Ensaio de estanqueidade. Pressão positiva (Fonte: Barros, 2010).

O ensaio também pode ser de bolhas, mas com pressão negativa.

Normalmente utilizado na inspeção das soldas do teto e d fundo de um tanque de

armazenamento. A caixa de vácuo deve ter dimensões convenientes e uma vedação

adequada para poder possibilitar a formação de vácuo parcial durante o ensaio,

conforme descrito no item 8.6 do API 650. Segue abaixo a figura 19, demonstrando

o método.

Figura 19 – Ensaio de estanqueidade. Pressão negativa (Fonte: Barros, 2010).

10.1.7 Teste hidrostático

Esse teste visa verificar a estanqueidade das soldas do costado e a qualidade

da fundação do tanque. Pinos para controle de recalque, de acordo com a Norma N-

180716, devem ser fixados à base do tanque antes da realização do teste

hidrostático.

O enchimento deve ser realizado até (- 50 mm) acima da parte superior da

cantoneira do topo do costado, com água, devendo evitar a utilização de água

salgada, para não provocar severa corrosão interna no tanque. A figura 20

demonstra o limite de enchimento.

25

Figura 20 – Teste hidrostático. Tanque de teto fixo (Fonte: Barros, 2010).

Devem ser verificadas as seguintes condições na realização do teste

hidrostático:

Adequação da temperatura da água de teste, conforme material das chapas

do costado, de acordo com a Tabela 5;

Disponibilidade de água doce. Utilizando-se água salgada, é obrigatório o

emprego de inibidor de corrosão;

Condição de segurança do local antes e durante o teste, incluindo o

fechamento dos diques da bacia de contenção;

Abertura das válvulas dos drenos articulados do teto flutuante;

Funcionamento da escada articulada do teto flutuante;

Estanqueidade dos drenos articulados do teto flutuante;

Possíveis vazamentos no fundo, costado e teto (inclusive no interior dos

compartimentos do teto flutuante). Quando houver suspeita de vazamento no

fundo recomenda-se o uso de corantes na água para facilitar a detecção;

Possíveis deformações no costado;

Deslocamento do teto flutuante, devendo o teto baixar até a altura de

operação;

Espaçamento entre costado e o teto flutuante, devendo tal valor respeitar a

tolerância da projetista do selo de vedação;

Avaliação do recalque da base.

26

Tabela 5 – Temperatura mínima da água de teste hidrostático (Fonte: NBR 7821, 1983).

Qualquer vazamento revelado durante o teste hidrostático deve ser reparado

antes de prosseguir o mesmo, conforme recomendações da Norma API 650, item

7.4.4. Após a realização do teste hidrostático o interior do equipamento deve ser

perfeitamente limpo.

10.2 Critérios de aceitação de descontinuidades encontradas nos ensaio

10.2.1 Inspeção Visual

Conforme demonstra no anexo XV, o item 8.5 do API 650.

São inaceitáveis falta de fusão, trincas, mordeduras.

A freqüência de porosidade na solda não deve exceder a 1 poro a cada

100 mm, seno que os poros não devem exceder a 2,5 mm de diâmetro.

O reforço das soldas em todas as juntas de topo em cada lado da chapa

não deverá exceder as espessuras.

10.2.2 Inspeção radiográfica

O critério de aceitação para soldas inspecionadas pelo método radiográfico

deve ser conforme os requisitos do ASME Boller and Pressure Vessel Code, section

VIII, Division 1 paragrafo UW-51 (b).

No figura 21, tem um quadro resumido dos critérios de aceitação para a

inspeção radiográfica.

27

Figura 21 – Inspeção radiográfica. Critério de aceitação – Quadro resumido (Fonte: Barros, 2010).

11. Acessórios

Os acessórios de dispositivo de segurança foram anexados ao fundo, costado e

teto.

12. Referências Bibliográficas

BARROS, Stenio Monteiro de. Tanques de armazenamento. Rio de Janeiro:

PETROBRAS 2010. 600 p. ISBN 8585227176;

28

Ferreira, Claudio Torres. Bahia, Salvador, 2012.

Anexos

Anexo I – Disposição típica da chaparia do fundo com chapas anulares.

29

Anexo I – Disposição típica da chaparia do fundo com chapas anulares (Fonte: Barros, 2010).

Anexo II – Desenho esquemático de aproveitamento das chapas de um tanque

de armazenamento.

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Anexo II – Desenho esquemático de aproveitamento das chapas de um tanque de armazenamento (Fonte: Barros, 2010).

Anexo III – Requisitos gerais para o projeto do costado API 650.

31

Anexo III – Requisitos gerais para o projeto do costado API 650 (Fonte: API 650, 1998).

Anexo IV – Valores das tensões admissíveis de materiais para chapas do

costado.

32

Anexo IV – Valores das tensões admissíveis de materiais para chapas do costado (Fonte: API 650.

1998).

Anexo V – Dimensionamento do costado pelo API 650 corpo de norma e

método básico.

33

Anexo V – Dimensionamento do costado pelo API 650 corpo de norma e método básico (Fonte: API 650, 1998).

Anexo VI – Taxas anuais de corrosão para aço-carbono (mm por ano).

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Anexo VI – Taxas anuais de corrosão para aço-carbono (mm por ano (Fonte: Barros, 2010).

Anexo VII – Cálculo dos anéis do costado.

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T d1=4,9 x50 x (10−0,3 ) x 0,86

137+0,4=15,31mm

T t1=4,9 x50 x (10−0,3 ) x 0,0,86

154=13,27mm

T d2=4,9 x50 x (8−0,3 ) x 0,86

137+0,4=12,24mm

T t2=4,9 x50 x (8−0,3 ) x 0,86

154=10,53mm

T d3=4,9 x 50x (6−0,3 ) x0,86

137+2,00=10,76mm

T t3=4,9 x 50x (6−0,3 ) x 0,86

154=7,79mm

T d4=4,9 x50 x (4−0,3 ) x0,86

137+1,20=6,89mm

T t4=4,9 x50 x (4−0,3 ) x0,86

154=5,06mm

T d5=4,9 x 50x (2−0,3 ) x 0,86

137+1,00=3,61mm

T t5=4,9 x 50x (2−0,3 ) x 0,86

154=2,32mm

Anexo VII – Cálculo dos anéis do costado (Fonte: Claudio, 2012).

36

Anexo VIII – Norma ABNT NBR 11889124 - Espessuras padronizadas para as

chapas grossas fornecidas pelas usinas brasileiras.

Anexo VIII – Espessuras padronizadas para as chapas grossas fornecidas pelas usinas brasileiras (Fonte: Barros, 2010).

37

Anexo IX – Tabela – Densidade de projeto.

Anexo IX – Densidade de projeto (Fonte: Barros, 2010).

38

Anexo X – Espaçamento mínimo entre as soldas da periferia de uma abertura e

as soldas do costado.

Anexo X – Espaçamento mínimo entre as soldas da periferia de uma abertura e as soldas do costado. (Fonte: API 650, 1998).

39

Anexo XI – API 650 – Exigências de pré-fabricação e realização de tratamento

térmico.

Anexo XI – Exigências de pré-fabricação e realização de tratamento térmico. (Fonte: API 650, 1998).

40

Anexo XII – API 650 –Especificações para perfis estruturais.

Anexo XII – API 650 –Especificações para perfis estruturais. (Fonte: API 650, 1998).

41

Anexo XIII – Ligação de baixa resistência mecânica entre o costado e o teto.

Anexo XIII – Ligação de baixa resistência mecânica entre o costado e o teto. (Fonte: API 650, 1998).

42

Anexo XIV – Tabela – Quantidade e tamanho dos costados para tanques de

petróleo e derivados escuros.

Anexo XIV – Quantidade e tamanho dos costados para tanques de petróleo e derivados escuros (Fonte: NBR 7821, 1983).

43

Anexo XV – Inspeção visual.

Anexo XV – Inspeção visual (Fonte: API 650, 1998).

44

Anexo XVI – Inspeção radiográfica do costado. Número e localização das

radiografias, exigência do API, Corpo de Norma: Seção 8, figura 8-1 do API 650.

Anexo XVI – Inspeção radiográfica do costado. Número e localização das radiografias, exigência do API, Corpo de Norma: Seção 8, figura 8-1 do API 650. (Fonte: API 650, 1998).

45

Anexo XVII – Método de inspeção por partículas magnéticas, figura 8-2 do API

650.

Anexo XVII – Método de inspeção por partículas magnéticas, figura 8-2 do API 650. (Fonte: API 650, 1998).

46

Anexo XVIII – Método de inspeção por ultra-som, figura 8-3 do API 650.

Anexo XVIII – Método de inspeção por ultra-som, figura 8-3 do API 650. (Fonte: API 650, 1998).

47

Anexo XIX – Método de inspeção por líquido penetrante, figura 8-4 do API 650.

Anexo XIX – Método de inspeção por líquido penetrante, figura 8-4 do API 650. (Fonte: API 650, 1998).