Construcción de tanques de almacenamiento de petróleo: selección de placas y procesos

La construcción de tanques de almacenamiento de petróleo es un aspecto crítico de la industria del petróleo y el gas. Estos tanques deben diseñarse y construirse con precisión para garantizar la seguridad, durabilidad y eficiencia en el almacenamiento de productos petrolíferos. Uno de los componentes más importantes de estos tanques es la selección y procesamiento de las placas utilizadas en su construcción. Este blog proporciona una descripción detallada de los criterios de selección de placas, los procesos de fabricación y las consideraciones involucradas en la construcción de tanques de almacenamiento de petróleo.

Importancia de la selección de placas

Las placas son el componente estructural principal de los tanques de almacenamiento de petróleo. La selección de las placas adecuadas es crucial por varios motivos:

1. Seguridad: El material de placa adecuado garantiza que el tanque pueda soportar la presión interna, las condiciones ambientales y posibles reacciones químicas con el producto almacenado.
2. Durabilidad: Los materiales de alta calidad mejoran la longevidad del tanque, reduciendo los costos de mantenimiento y el tiempo de inactividad.
3. Cumplimiento: El cumplimiento de los estándares y regulaciones de la industria es esencial para el funcionamiento legal y la protección del medio ambiente.
4. Eficiencia de costo: Elegir los materiales y métodos de procesamiento correctos puede reducir significativamente los costos operativos y de construcción.

Tipos de tanques de almacenamiento de petróleo

Antes de profundizar en la selección de placas, es importante comprender los diferentes tipos de tanques de almacenamiento de petróleo, ya que cada tipo tiene requisitos específicos:

1. Tanques de techo fijo: Estos son el tipo más común de tanques de almacenamiento que se utilizan para almacenar petróleo y productos derivados del petróleo. Son adecuados para líquidos con baja presión de vapor.
2. Tanques de techo flotante: Estos tanques tienen un techo que flota sobre la superficie del líquido almacenado, reduciendo las pérdidas por evaporación y el riesgo de explosión.
3. Tanques de balas: Son tanques cilíndricos que se utilizan para almacenar gases licuados y líquidos volátiles.
4. Tanques esféricos: Se utiliza para almacenar líquidos y gases a alta presión, proporcionando una distribución equitativa de la tensión.

Criterios de selección de placas

1. Composición del material

• Acero carbono: Ampliamente utilizado debido a su resistencia, asequibilidad y disponibilidad. Adecuado para la mayoría de los aceites y productos derivados del petróleo.
• Acero inoxidable: Preferido para almacenar productos corrosivos o de alta temperatura debido a su resistencia a la corrosión.
• Aluminio: Ligero y resistente a la corrosión, ideal para componentes de techos flotantes y tanques en ambientes corrosivos.
• Materiales compuestos: Se utiliza ocasionalmente para aplicaciones específicas que requieren alta resistencia a la corrosión y peso ligero.

2. Grosor y tamaño

• Espesor: Determinado por la presión, el diámetro y la altura de diseño del tanque. Generalmente oscila entre 5 mm y 30 mm.
• Tamaño: Las placas deben ser lo suficientemente grandes para minimizar las costuras de soldadura pero manejables para su manipulación y transporte.

3. Propiedades mecánicas

• Resistencia a la tracción: Garantiza que el tanque pueda soportar la presión interna y las fuerzas externas.
• Ductilidad: Permite la deformación sin fracturarse, acomodando cambios de presión y temperatura.
• Resistencia al impacto: Importante para resistir fuerzas repentinas, especialmente en ambientes más fríos.

4. Factores ambientales

• Variaciones de temperatura: Consideración del comportamiento del material en temperaturas extremas.
• Ambiente corrosivo: Selección de materiales resistentes a la corrosión ambiental, especialmente para instalaciones marinas o costeras.

Estándares y grados de materiales

Al seleccionar materiales para los tanques de almacenamiento de petróleo, es fundamental cumplir con estándares y grados reconocidos para garantizar la calidad, el rendimiento y el cumplimiento de las regulaciones de la industria.

Acero carbono

• Estándares: ASTM A36, ASTM A283, JIS G3101
• Los grados:
  • ASTM A36: Grado de acero estructural común utilizado para la construcción de tanques debido a su buena soldabilidad y maquinabilidad.
  • ASTM A283 Grado C: Ofrece buena resistencia y ductilidad para aplicaciones de tensión moderada.
  • JIS G3101 SS400: Estándar japonés para acero al carbono utilizado con fines estructurales generales, conocido por sus buenas propiedades mecánicas y soldabilidad.

Acero inoxidable

• Estándares: ASTM A240
• Los grados:
  • 304/304L: Ofrece buena resistencia a la corrosión y se utiliza para tanques que almacenan productos ligeramente corrosivos.
  • 316/316L: Proporciona una resistencia superior a la corrosión, especialmente en ambientes marinos, debido al molibdeno agregado.
  • 904L (UNS N08904): Conocido por su alta resistencia a la corrosión, particularmente contra cloruros y ácido sulfúrico.
  • Acero inoxidable dúplex 2205 (UNS S32205): Combina alta resistencia con excelente resistencia a la corrosión, adecuado para entornos hostiles.

Aluminio

• Estándares: ASTM B209
• Los grados:
  • 5083: Conocido por su alta resistencia y excelente resistencia a la corrosión, ideal para tanques en ambientes marinos.
  • 6061: Ofrece buenas propiedades mecánicas y soldabilidad, adecuado para componentes estructurales.

Materiales compuestos

• Estándares: ASME RTP-1
• Aplicaciones: Utilizado en aplicaciones especializadas que requieren resistencia al ataque químico y ahorro de peso.

Tipos de revestimientos y revestimientos

Los revestimientos y recubrimientos desempeñan un papel vital en la protección de los tanques de almacenamiento de petróleo contra la corrosión y los daños ambientales. La elección del revestimiento y el revestimiento depende de la ubicación, el contenido y las condiciones ambientales del tanque.

Recubrimientos externos

1. Recubrimientos epoxi:
   • Propiedades: Ofrecen excelente adherencia y resistencia a la corrosión. Adecuado para ambientes hostiles.
   • Aplicaciones: Se utiliza en el exterior de tanques para proteger contra la intemperie y la exposición a productos químicos.
   • Marcas recomendadas:
     • Hempel: Epoxi de Hempel 35540
     • AkzoNobel: Intersello 670HS
     • Jotún: Jotamastic 90
     • 3M: Revestimiento epoxi Scotchkote 162PWX
   • DFT recomendado (espesor de película seca): 200-300 micras
2. Recubrimientos de poliuretano:
   • Propiedades: Proporcionan excelente resistencia a los rayos UV y flexibilidad.
   • Aplicaciones: Ideal para tanques expuestos a la luz solar y a condiciones climáticas variables.
   • Marcas recomendadas:
     • Hempel: Esmalte de poliuretano de Hempel 55300
     • AkzoNobel: Intertano 990
     • Jotún: XP con techo rígido
   • DFT recomendado: 50-100 micras
3. Imprimaciones ricas en zinc:
   • Propiedades: Proporciona protección catódica a las superficies de acero.
   • Aplicaciones: Se utiliza como capa base para evitar la oxidación.
   • Marcas recomendadas:
     • Hempel: Hempadur Zinc 17360
     • AkzoNobel: Interzinc 52
     • Jotún: Barrera 77
   • DFT recomendado: 120-150 micras

Revestimientos internos

1. Revestimientos epoxi fenólicos:
   • Propiedades: Excelente resistencia química a productos derivados del petróleo y solventes.
   • Aplicaciones: Se utiliza en el interior de tanques que almacenan petróleo crudo y productos refinados.
   • Marcas recomendadas:
     • Hempel: Fenólico de Hempel 35610
     • AkzoNobel: Interlínea 984
     • Jotún: Almacenamiento Tankguard
   • DFT recomendado: 400-600 micras
2. Recubrimientos de escamas de vidrio:
   • Propiedades: Alta resistencia química y a la abrasión.
   • Aplicaciones: Adecuado para almacenamiento de productos químicos agresivos y fondos de tanques.
   • Marcas recomendadas:
     • Hempel: Copos de vidrio de Hempel 35620
     • AkzoNobel: Interzona 954
     • Jotún: Baltoflake
   • DFT recomendado: 500-800 micras
3. Revestimientos de goma:
   • Propiedades: Proporciona flexibilidad y resistencia a productos químicos.
   • Aplicaciones: Se utiliza para el almacenamiento de sustancias corrosivas como ácidos.
   • Marcas recomendadas:
     • 3M: Scotchkote Poly-Tech 665
   • DFT recomendado: 2-5mm

Consideraciones de selección

• Compatibilidad del producto: Asegúrese de que el revestimiento o revestimiento sea compatible con el producto almacenado para evitar reacciones.
• Condiciones ambientales: Considere la temperatura, la humedad y la exposición a productos químicos al seleccionar revestimientos y revestimientos.
• Mantenimiento y durabilidad: Elija revestimientos y revestimientos que ofrezcan protección a largo plazo y sean fáciles de mantener.

Procesos de fabricación

La fabricación de tanques de almacenamiento de petróleo implica varios procesos clave:

1. Cortar

• Corte Mecánico: Implica cortar, aserrar y fresar para dar forma a las placas.
• Corte Térmico: Utiliza corte por oxicombustible, plasma o láser para dar forma precisa y eficiente.

2. Soldadura

La soldadura es fundamental para unir placas y garantizar la integridad estructural.

• Soldadura por arco metálico protegido (SMAW): Comúnmente utilizado por su sencillez y versatilidad.
• Soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW): Proporciona soldaduras de alta calidad para uniones críticas.
• Soldadura por arco sumergido (SAW): Adecuado para placas gruesas y uniones largas, ofreciendo una penetración profunda y altas tasas de deposición.

3. Formación

• Laminación: Las placas se enrollan hasta lograr la curvatura deseada para las paredes de tanques cilíndricos.
• Prensa formando: Se utiliza para dar forma a los extremos de los tanques y otros componentes complejos.

4. Inspección y pruebas

• Ensayos no destructivos (END): Técnicas como las pruebas ultrasónicas y la radiografía garantizan la calidad de la soldadura y la integridad estructural sin dañar el material.
• Prueba de presión: Garantiza que el tanque pueda soportar la presión de diseño sin fugas.

5. Preparación y revestimiento de superficies

• Voladura: Limpia y prepara la superficie para el recubrimiento.
• Revestimiento: Aplicación de recubrimientos protectores para prevenir la corrosión y extender la vida útil del tanque.

Estándares y regulaciones de la industria

El cumplimiento de los estándares de la industria es esencial para garantizar la seguridad, la calidad y el cumplimiento. Los estándares clave incluyen:

• API 650: Norma para tanques de almacenamiento de acero soldado para petróleo y gas.
• API 620: Cubre el diseño y construcción de grandes tanques de almacenamiento de baja presión.
• ASME Sección VIII: Proporciona pautas para la construcción de recipientes a presión.

Conclusión

La construcción de tanques de almacenamiento de petróleo requiere una atención meticulosa a los detalles, particularmente en la selección y procesamiento de las placas. Al considerar factores como la composición del material, el espesor, las propiedades mecánicas y las condiciones ambientales, los constructores pueden garantizar la seguridad, durabilidad y rentabilidad de estas estructuras críticas. El cumplimiento de los estándares y regulaciones de la industria garantiza aún más el cumplimiento y la protección del medio ambiente. A medida que la industria del petróleo y el gas siga evolucionando, los avances en materiales y tecnologías de fabricación seguirán mejorando la construcción de tanques de almacenamiento de petróleo.