Inst. de Membranas Int. Pxr-sc-nsipa-04 (Subdir. Comercial )
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REFINACION
SUBDIRECCION COMERCIALGERENCIA DE SUMINISTRO Y
OPERACIONUNIDAD DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y ECOLOGIA
Fecha: JUNIO DE 1997
No. de documento:
PXR-SC-NSIPA-04
Revisión No.: 1
Hoja: 1 de 42
NORMA DE SEGURIDADINDUSTRIAL Y PROTECCION
AMBIENTAL"DISEÑO E INSTALACION DE
MEMBRANAS FLOTANTESINTERNAS EN TANQUES DE
ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
Í n d i c e
Tema Página.
1. Introducción.............................................................................. 2
2. Objetivo.................................................................................... 3
3. Alcance..................................................................................... 4
4. Ámbito de aplicación................................................................ 4
5. Definiciones.............................................................................. 5
6. Abreviaturas............................................................................. 8
7. Requerimientos mínimos para la instalación............................ 8
8. Modificaciones y dispositivos de seguridad en el tanque......... 18
9. Requerimientos mínimos de Pruebas....................................... 22
10. Responsabilidades.................................................................... 24
11. Anexos...................................................................................... 25
12. Bibliografía................................................................................ 41
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SUBDIRECCION COMERCIALGERENCIA DE SUMINISTRO Y
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NORMA DE SEGURIDADINDUSTRIAL Y PROTECCION
AMBIENTAL"DISEÑO E INSTALACION DE
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DOCUMENTO NORMATIVO
1. Introducción
Para almacenar los productos refinados del petróleo a presión
atmosférica, en la Subdirección Comercial se utilizan tanques
atmosféricos verticales de cúpula flotante y de cúpula fija con y sin
membrana flotante interna.
En los tanques de almacenamiento de cúpula fija sin membrana flotante
interna, se origina un alto grado en la generación y acumulación de
vapores entre la superficie del líquido y la tapa conocida como cúpula fija,
con las consecuencias que a continuación se mencionan: emanación de
vapores tóxicos, contaminación al medio ambiente, grandes pérdidas
económicas por evaporación de productos en su interior.
Para resolver estos problemas y almacenar productos tales como
turbosinas y gasolinas cuyas presiones de vapor sean iguales o mayores
que 0.169 kg./cm2 (2.4 lb/pulg2) pero menores a 1.0 kg/cm2 (14 lb/pulg2),
Petróleos Mexicanos a través de la entonces Gerencia de Ventas, durante
el período 1989-1992 realizó investigaciones técnicas, de mercado y
pruebas de diferentes membranas internas flotantes en varias terminales
de almacenamiento para determinar la más idónea.
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DOCUMENTO NORMATIVO
Como resultado de esta búsqueda y a efecto de cumplir con la
normatividad establecida, se seleccionaron las membranas tipo pontón
tubular, por considerarlas adecuadas para los tanques de
almacenamiento de productos inflamables.
En la actualidad, por aspectos de seguridad, se presenta la necesidad de
instalar membranas flotantes internas en aquellos tanques que almacenan
productos combustibles como el diáfano y el diesel, cuyas presiones de
vapor son 0.007 y 0.039 kg/cm2 respectivamente (0.096 y 0.56 lb/pulg2),
ya que se ha observado que en estos tanques con membranas instaladas,
cuando se localizan en las cercanías de un tanque incendiado, se
reducen las emisiones de vapores de hidrocarburos a la atmósfera y el
riesgo a incendiarse.
2. Objetivo
Establecer el uso de membranas internas flotantes tipo pontón tubular en
los tanques verticales que almacenen productos con un rango en la
presión de vapor de 0.007 kg/cm2 a 1.0 kg/cm2 (0.096 lb/pulg2 a 14.0
lb/pulg2).
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DOCUMENTO NORMATIVO
3. Alcance
Esta norma cubre los requerimientos mínimos para el diseño, la
instalación y prueba de las membranas internas flotantes tipo pontón
tubular que deben instalarse en los tanques de almacenamiento verticales
de almacenamiento de cúpula fija de productos combustibles e
inflamables cuya presión de vapor sea de 0.007 kg/cm2 a 1.0 kg/cm2
(0.096 lb/pulg2 a 14.0 lb/pulg2 ).
Este documento cancela y sustituye completamente a la Norma de
Seguridad Industrial y Protección Ambiental NO-VI-3-800-51433-07
“Diseño e instalación de membranas flotantes internas en tanques de
almacenamiento de techo fijo”, editada en marzo de 1994.
4. Ambito de aplicación
La presente Norma es de aplicación general y obligatoria para las
Terminales y Superintendencias de Ventas dependientes de la
Subdirección Comercial de Pemex Refinación.
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5. Definiciones
Para los propósitos de esta norma, se consideran las siguientes
definiciones:
5.1. Carga muerta (Peso muerto).- Magnitud en peso de todas las
piezas (materiales inertes que conforman la Membrana Flotante
Interna).
5.2. Catenaria.- Curva que toma la cinta métrica al medir, debido a su
propio peso, siendo máxima al centro y nula en los extremos, es
decir, en los apoyos.
5.3 Centro de trabajo.- Término empleado para designar a las
instalaciones administrativas e industriales, dependientes de la
Subdirección Comercial de Pemex Refinación en las cuales se
incluyen las Superintendencias de Ventas, Terminales Marítimas y
Terrestres.
5.4 Cimentación a nivel.- Que todos los puntos del remate de la zapata
anular se localicen sobre un mismo plano horizontal.
5.6. Deformación.- Pérdida de la forma original ocasionada por acción
mecánica.
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5.7. Densidad relativa.- Es la relación de la densidad de un líquido con
respecto a la densidad del agua a 4 ºC y es adimensional.
5.8. Desviación por verticalidad.- Es el ángulo de inclinación con
respecto a la vertical.
5.9. Dureza.- Es la resistencia que opone un elemento a ser rayado por
otros que le anteceden de acuerdo a una tabla de durezas
(Unidades Shore ).
5.10. Elemento estructural.- Pieza de aluminio que contribuye a la
función vertebral de la membrana.
5.11. Escantillón.- Regla graduada de madera o acero, recta o curva.
5.12. Estructuración.- Está dada por un conjunto de elementos
estructurales ensamblados.
5.13. Faldón.- Caja con ancho mínimo de 12.7 cm (5 pulg.) y calibres
diferentes, hecha con lámina de aluminio.
5.14. Flexómetro.- Cinta graduada con grado de precisión de un
milímetro.
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5.14. Larguero.- Es un elemento estructural hecho de aluminio del tipo
perfil canal.
5.15. Levantamiento de perfiles de verticalidad.- Consiste en la toma
de lecturas de los tantos puntos alineados, en cada uno de los “N”
puntos, auxiliado con un aparato (tránsito) y con grado de precisión
al milímetro.
5.16. Perfil ligero.- Elementos laminados en materiales ligeros como el
aluminio.
5.17 Perfil de verticalidad.- Trayectoria gráfica del total de lecturas por
cada uno de los “N” puntos.
5.18 Pontón.- Tubo de aluminio (hueco) en diferentes diámetros,
longitudes y calibres.
5.19 Roldana.- Pieza circular pequeña de acero inoxidable o aluminio.
5.20 Sobrecarga.- Peso temporal en exceso, prevista en la carga de
diseño.
5.21 Tensión.- Esfuerzo interno en un elemento provocado por la acción
de una fuerza en su sentido longitudinal (kg/cm2 o lb/pulg2).
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6. Abreviaturas
6.1. ANSI.- Instituto Nacional Americano de Estándares (American
National Standards Institute).
6.2. API.- Instituto Americano del Petróleo (American Petroleum
Institute).
6.3. ASME.- Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (American
Society of Mechanical Enginering).
6.4. ASTM.- Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (American
Society of Testing and Materials).
6.5. AWS.- Sociedad Americana de Soldadura (American Welding
Society).
7. Requerimientos mínimos para la instalación.
La membrana debe estar soportada sobre pontones presurizados que
están en contacto con el producto, los cuales sostienen una cubierta
metálica de aluminio separada del líquido almacenado.
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DOCUMENTO NORMATIVO
Todos los materiales que conforman la membrana deben ser compatibles
químicamente con los productos refinados del petróleo y resistentes a las
sustancias que se adicionan a los hidrocarburos.
Partes integrantes de la membrana flotante interna.- La membrana
flotante interna es un diafragma del tamaño del diámetro interior del
tanque, la cual cubre la superficie del producto evitando mezclas
explosivas y emisión de vapores a la atmósfera. Este dispositivo está
conformado principalmente por:
7.1. Cubierta.- El material de la cubierta debe ser de aluminio con
ancho máximo de 152.4 cm (60 pulg.) con espesor mínimo de 0.64
mm. (0.025 pulg.) en aleación 3003-H14 ( ver apéndice B ) con
traslape de 3.81 cm (1½ pulg.) y sellados con perfiles macho-
hembra machueleados, de tal forma que los elementos de fijación
sean herméticos y garanticen su eficiencia al 100%, (ver figura
No. 1).
7.1.1. Peso admisible.- La estructura de la membrana flotante
interna debe ser en base a perfiles ligeros y su diseño le debe
permitir flotar y permanecer en posición horizontal; así como,
sostener por lo menos dos veces su peso muerto.
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Además, debe soportar una carga viva circulante de 2441
kg./m.2 (500 lb/pie2) en cualquier punto y dirección durante
todo el tiempo que se encuentre en flotación y aún cuando se
encuentre descansando en sus soportes. En el caso de estar
actuando la carga máxima sobre la cubierta, se debe
mantener una distancia de 12.70 cm (5 pulg) a 15.24 cm. (6
pulg) entre la superficie del producto y la cara inferior de la
cubierta.
FIGURA No. 1 CUBIERTA APOYADA EN PONTONES TUBULARES
SELLO PERIMETRAL
CUBIERTA
PONTONES
LARGUEROS
7.1.2. Faldón perimetral.- Los faldones deben ser de una sola
pieza con espesor de 4.8 mm. (0.188 pulg.) en aleación 6061-
T6 (ver apéndice B) con una separación a la pared del tanque
de 15.24 cm. (6 pulg.) y penetración en el producto de por lo
menos 12.7 cm (5 pulg.). Debe sellar a la cubierta
mecánicamente para contener los vapores.
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7.1.3. Largueros.- Deben cumplir con la función estructural de la
membrana flotante interna. El material de los largueros debe
ser de aluminio machueleado aleación 6061-T6 (ver apéndice
B), se ensamblan entre sí por medio de tornillos en material de
acero inoxidable ASTM 240 (ver apéndice API-650 H.3) con
separación máxima de centro a centro de tornillos de 30.5 cm
(12 pulg.). La separación entre los largueros principales debe
ser de 152.4 cm (60 pulg.) y la de los largueros secundarios
(strut) de 304.8 cm (120 pulg.).
7.1.4. Cables antiestáticos.- Toda la membrana flotante interna
debe quedar interconectada eléctricamente a tierra mediante
un cable de cobre de 4.76 mm. (3/16 pulg) de diámetro con
una longitud suficiente para unir la cúpula fija del tanque a la
membrana flotante interna, colocándose un mínimo de dos
cables en posición diametralmente opuestos.
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7.1.5. Cables antirrotación.- Se deben instalar dos cables
antirrotación de acero inoxidable ASTM A 302 o 304 (ver
apéndice B), con diámetro de 6.35 mm (1/4 pulg) colocados
en extremos opuestos, con resistencia a la ruptura de 3719 kg
(8200 lb). Estos cables van del techo fijo al fondo del tanque
atravesando a la membrana flotante interna y deben estar
protegidos con una placa de desgaste de aluminio y una
camisa de tubo que penetra en el producto 15.24 cm. (6 pulg),
para evitar fugas por evaporación.
7.1.6 Drenes de cubierta.- Cada dren debe ser de 25.4 mm (1pulg)
de diámetro, 335.6 mm (14 pulg) de longitud, material de
aluminio 6063-T6 (ver apéndice B). Se debe colocar uno por
cada 13 m.2 (42.65 pie2) de superficie; fijándose mediante
tornillos a la membrana flotante interna en los entre claros de
pasillos.
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7.1.7. Válvula rompedora de vacío.- Este dispositivo debe
colocarse sobre la cubierta de la membrana flotante interna,
activándose mecánicamente para permitir la salida de vapores
de la parte inferior de la membrana, en los ciclos de llenado
inicial hasta que se alcance el punto de flotación; asimismo,
evita la formación de vacío una vez que se alcanza el punto
en el que los soportes tubulares tocan fondo. Durante la
flotación esta válvula se encuentra cerrada y por lo tanto no
hay emisiones de vapores.
7.1.8. Registro de paso hombre.- La membrana flotante interna
debe contar con entrada hombre de 61 cm (24 pulg) por lado,
utilizando aluminio, aleación 6061-T6 (ver apéndice B).
7.2.- Estructura
7.2.1. Sello perimetral y de columnas
7.2.1.a. Sello perimetral doble limpiador (wiper).- El sello
debe estar constituido de dos bandas flexibles con las
siguientes especificaciones:
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Resistente a la fricción y químicamente compatible con
los productos refinados del petróleo; así como, a las
sustancias que se le adicionan a los hidrocarburos para
aumentar su octanaje. Debe ser de neopreno, teflón u
otros que mejoren su calidad.
Absorber una desviación local entre la membrana y las
paredes del tanque hasta de ± 15.24 cm (6 pulg.), (ver
figura No. 2).
Dureza: 55 Shore.
Resistencia a la tensión: 47.15 kg./cm.2 (670
lb./pulg.2).
Propagación de flama: 320 a 40 segundos de acuerdo
a especificación 303 ASTM-E-162.
Resistencia a la temperatura: de -4 ºC (-25 ºF) a 80 ºC
(176 ºF) en operación contínua.
Permanencia en aceite 70 horas a 70 ºC (158 ºF) con
0% de hinchamiento.
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7.2.1.b.Sello en columnas.- Debe tener resistencia a la
fricción y ser compatible químicamente con los
productos refinados del petróleo y a los productos que
se adicionan a los hidrocarburos. Este sello debe
absorber una desviación local en forma horizontal de ±12.7 cm (5 pulg.).
7.2.1.c. Faldón en columnas.- Deben tener un espesor de 4.8
mm. (0.188 pulg.) en aleación 6061-T6 (ver apéndice
B), los cuales deben penetrar en el producto por lo
menos 15.24 cm (6 pulg.).
FIGURA No. 2 SELLO PERIMETRAL (DOBLE WIPER)
6”
PARED DEL TANQUE
SELLO DOBLE WIPER
CUBIERTA
FALDON PERIMETRAL
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7.3. Pontones tubulares.- Los pontones tubulares deben ser cilíndricos
y cumplir con la función de hacer flotar la membrana y no deben
tener función estructural. Se deben fabricar en aluminio 3004-H26
(ver anexo B) con espesor mínimo de 1.63 mm (0.064 pulg.). Las
tapas deben estar unidas por medio de soldadura de 3.2 mm (1/8
pulg.).
Adicionalmente se debe soldar al pontón un pivote de aluminio
roscado para prueba de inyección de aire a presión. El tapón para
el pivote debe ser de material compatible químicamente con los
productos refinados del petróleo; así como, a los productos que se
adicionan a los hidrocarburos.
7.3.1. Silleta distribuidora de carga (portapontón).- Para no
concentrar la carga sobre los pontones es necesario
distribuir ésta, mediante un mecanismo cuya superficie
de contacto con el pontón sea por lo menos 400 cm2 por
pieza y el material de fabricación debe ser de aluminio,
aleación 6061-T6 ( ver apéndice B y figura No. 3 ).
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TRAVESAÑO DE SUJECION
ROLLO DE ALUMINIO
PORTA PONTON (SILLETA DE MONTAR)
PONTON (FLOTADOR)
FIGURA No. 3 .- SILLETA DISTRIBUIDORA DE CARGA
CINCHO
7.4. Soportes (patas).- Los tubos deben tener diámetro nominal mínimo de
4.83 cm. (1.9 pulg.), espesor de 1.57 mm. (0.062 pulg.), aleación
6061-T6 (ver apéndice B), resistencia a la tensión de 3163.8 kg/cm2
(44,969 lb/pulg2), pudiéndose ajustar a dos posiciones entre 0.9 m. y
1.5 m. para operación y de 1.5 m. a 2 m. para mantenimiento, estos
rangos se establecen para adaptar los soportes a la pendiente del
piso del tanque, de tal forma que la membrana se mantenga siempre
en posición horizontal y deben estar ubicados en el ángulo formado
por los vértices de los largueros principal y secundario y nunca fijarse
a los pontones.
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8. Modificaciones y dispositivos de seguridad en el tanque.
8.1. Modificaciones.
8.1.1. Registros de sobrellenado (vertederos).- La cantidad de
ventanillas de sobrellenado se determinan en función del
gasto de las bombas de descarga que se encuentren llenando
el tanque, de tal manera que un sobrellenado accidental, no
dañe ni interrumpa la operación de la membrana flotante
interna.
8.1.2. El borde inferior de las ventanillas no se debe ubicar por abajo
de la altura máxima de operación del tanque, en tanto que el
borde superior se debe localizar a no menos de 85 cm. (33.5
pulg.) respecto a la máxima altura de la envolvente.
8.1.3. Registros de venteo.- Los registros de venteo deben
localizarse en el techo fijo. El máximo espacio entre
ventanillas debe ser de 9.75 m. (32 pies) y no debe haber
menos de cuatro. El área total abierta de cada registro debe
ser mayor o igual a 185.8 cm.2 (0.2 pies2) por cada 30.48 cm.
(pie) de diámetro del tanque- (API Standard 650).
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Estas ventanillas deben protegerse con mallas que eviten la
entrada de cualquier objeto, con aberturas no mayores a
12.7 mm. (1/2 pulg.), además deben ser resistentes a la
corrosión.
8.1.4. Tubo difusor de producto.- Es indispensable la
implementación de un tubo difusor de flujo para cada tanque,
para que la velocidad de llenado no dañe a la membrana
flotante interna. El tamaño y cantidad de ranuras del tubo
difusor debe diseñarse en función del flujo recibido y de la
velocidad promedio de llenado, evitando así la generación de
turbulencia dentro del tanque.
8.1.5. El tubo de medición y muestreo. Para evitar la emisión de
vapores de los tubos de medición y de muestreo en el interior
del tanque, estos no deben tener ranuras y contar en el
extremo superior sobre el techo un tubo tipo “cuello de ganso”.
8.1.6. Válvulas de presión vacío.- Se deben retirar las válvulas de
presión-vacío colocadas en el techo fijo ya que no son
necesarias debido a las aberturas de las ventanillas de venteo
y sobrellenado.
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8.1.7. Escalera marina.- Donde se tenga instalada, se debe retirar la
escalera marina para minimizar las pérdidas por evaporación,
quedando la inspección interna de la membrana durante la
operación, a cargo de los detectores de mezclas explosivas.
8.1.8. Inyección subsuperficial.- Las entradas de inyección
subsuperficial de espuma para los tanques de cúpula flotante,
serán boquillas soldadas a la envolvente del tanque, con una
“tee” de descarga en el interior del tanque que permita dirigir
la espuma hacia el área del sello de la cúpula flotante, de
acuerdo a lo especificado en la DG-GPASI- SI-3600 Rev. 7.
8.2. Dispositivos de seguridad.
8.2.1. Detector de mezclas explosivas.- El detector debe
establecerse con control remoto y ubicarse a 15 cm. de la
cimentación del tanque y 15 cm. del nivel de piso terminado
debajo de la ventanilla de sobrellenado hacia donde se dirijan
los vientos dominantes, dicho detector debe estar calibrado
para alarmar en concentraciones de mezclas explosivas al 25,
50 y 80% de explosividad; manifestándose de la manera
siguiente:
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NORMA DE SEGURIDADINDUSTRIAL Y PROTECCION
AMBIENTAL"DISEÑO E INSTALACION DE
MEMBRANAS FLOTANTESINTERNAS EN TANQUES DE
ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
8.2.1.a. Al 25% y al 50% la alarma debe ser visual y sonora en
el tablero de control o sistema de cómputo.
8.2.1.b.Al 80% la alarma debe ser visual y sonora activándose
la alarma general tipo semáforo de la planta.
8.2.2. Alarma de alto nivel.- Esta alarma debe constar de un
sistema sensor que perciba el nivel del líquido y un interruptor
que reciba la señal del sensor y la envíe tanto al tablero de
control de alarmas o sistema de cómputo, como a las alarmas
tipo semáforo con destellos estroboscópicos color ámbar y a
una bocina de 110 decibeles con sonidos intermitentes.
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Fecha: JUNIO DE 1997
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AMBIENTAL"DISEÑO E INSTALACION DE
MEMBRANAS FLOTANTESINTERNAS EN TANQUES DE
ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
8.2.3. Detector térmico. El sistema de detección térmica debe
contar con un tapón fusible que se active al fundir una
aleación y permita salir el aire del sistema neumático del tubo
de acero inoxidable. Los detectores se deben instalar a una
distancia mínima de 3 m. y máxima de 4 m. entre ellos; y
deben contar con un cartucho de acero inoxidable tipo 316
con dos orificios extremos, por uno de los cuales debe entrar
aire seco hasta una presión normal de operación de 3.8
kg/cm2., el otro debe estar cubierto con una aleación que
funda a una temperatura de aproximadamente 75 ºC ( 167
ºF). Esta red en el momento en que la presión baje a 2
kg/cm2., el interruptor envia la señal al sistema de cómputo y
cuando la presión es menor a 1 kg/cm2., debe alarmar y
accionar el sistema contraincendio.
9. Requerimientos mínimos de pruebas.
9.1. Prueba de pontón.- Para verificar que no existan fisuras en las
uniones soldadas de los pontones, se les debe probar a una
presión de 1.4 kg/cm2 (20 lb/pulg2) con inyección de aire por el
pivote y comprobar la no existencia de fugas con jabonadura.
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MEMBRANAS FLOTANTESINTERNAS EN TANQUES DE
ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
9.2. Prueba de luz.- La finalidad de esta prueba es la de verificar la
hermeticidad de la cubierta y los sellos; puede realizarse con luz
natural o artificial.
El personal que lleve a cabo las labores de inspección, debe
introducirse al tanque por debajo de la membrana, cerrando la
entrada hombre del cuerpo del tanque para que puedan observar
las posibles filtraciones de luz.
9.3. Prueba de flotación.- Esta prueba tiene como objeto comprobar que
la cubierta y los sellos viajen libremente, debe efectuarse con agua
a un ritmo de bombeo similar al máximo durante la operación del
tanque.
El llenado del tanque debe ser hasta que el agua se derrame por
las ventanillas de sobrellenado, verificándose que la membrana se
mantenga en posición horizontal.
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ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
10. Responsabilidades
10.1. De la protocolización de la norma:
10.1.1. La Gerencia de Protección Ambiental y Seguridad Industrial,
es responsable de revisar y analizar el documento
normativo actualizado, para asegurar su congruencia con
disposiciones emitidas por el Gobierno Federal, Petróleos
Mexicanos y Pemex Refinación, así como tramitar el
protocolo de firma de autorización del documento normativo
y oficializarlo para su aplicación.
10.1.2. La Gerencia de Protección Ambiental y Seguridad Industrial,
es responsable de difundir a la Subdirección Comercial de
Pemex Refinación el documento normativo protocolizado.
10.2. De la revisión y actualización de la norma:
10.2.1. La Unidad de Seguridad Industrial y Ecología, es la
responsable de la revisión y actualización de la norma.
10.3. De la aplicación de la norma:
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MEMBRANAS FLOTANTESINTERNAS EN TANQUES DE
ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
10.3.1. El personal responsable de los centros de trabajo
dependientes de la Subdirección Comercial, es el
responsable dentro de los ámbitos de su competencia, de la
aplicación del documento normativo.
10.4. De la verificación de la aplicación de la norma:
10.4.1. Subgerencia de Seguridad Industrial y Mantenimiento de las
Gerencias de Zona.
Unidad de Seguridad Industrial y Ecología de la Gerencia de
Suministro y Operación.
Gerencia de Protección Ambiental y Seguridad Industrial.
11. Anexos
11.1. Apéndice “A”.- Requerimientos para la instalación de una
membrana flotante interna ( MFI ) tipo pontón tubular.
Para que las membranas flotantes internas puedan funcionar con
seguridad y eficiencia es necesario que se cumplan con algunos
requerimientos, los cuales están relacionados con el grado de
perfección con que el tanque se haya construido, como son:
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ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
11.1.1. Cimentación a nivel.
11.1.2. Verticalidad.
11.1.3. Redondez
11.1.4. Distorsión por “Peaking” ( deformación horizontal ).
11.1.5. Distorsión por “Banding” ( deformación vertical ).
11.2. Los procedimientos para la determinación de las tolerancias
dimensionales permisibles que se deben cubrir, previos a la
instalación de una membrana flotante interna, se desarrollan a
continuación:
11.2.1. Anillo de cimentación.- Es condición elemental contar con
una cimentación “a nivel”, es decir, que todos los puntos de
la cara superior del anillo de cimentación se localicen a la
misma altura. Los anillos de concreto se consideran que
están a nivel ( en el mismo plano horizontal ) si los puntos
del borde superior tienen una diferencia de alturas entre sí
de ± 3 mm en una longitud cualesquiera de arco de
circunferencia de 9.00 m y una diferencia de altura total de ±6 mm en toda la longitud de la circunferencia ( Figura No.
A.1 ).
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DOCUMENTO NORMATIVO
ANILLO DE CONCRETO
ENVOLVENTEDEL TANQUE
6 MM
DETALLE No.1
9 M
ARCO DE CIRCUNFERENCIA
FIGURA No. A.1 ANILLO DE CIMENTACION
6 MM
DETALLE No.1
CORTE TRIDIMENSIONAL
CORTE PLANO
9 M
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ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
11.2.2. Cálculo del diámetro.- Se fija un plano horizontal a una altura
de 30.5 cm ( 12 pulgadas ) a partir del fondo de la
envolvente, se mide físicamente el perímetro, a continuación
se divide el valor medido entre la constante “π” ( 3.1416 ) y el
resultado es el diámetro:
P = πD
∴ D = P/π
Donde:
P = Perímetro ( valor medido físicamente )
π = Constante ( 3.1416 )
D = Diámetro ( valor buscado )
11.2.3. División del perímetro en “N” puntos.- Sobre la misma
circunferencia definida anteriormente por el plano horizontal,
dividirla en “N” puntos equidistantes entre sí a no más de
3.05 m (120 pies ), de tal forma que estos puntos queden
localizados en pares diametralmente opuestos y de acuerdo
al diámetro o perímetro del tanque el número de puntos
deben ser:
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DOCUMENTO NORMATIVO
TABLA No. A.1
No. PUNTOS
“N”
PERIMETRO
( m )
DIAMETRO
NOMINAL
( m )
CAPACIDAD
DEL TANQUE
( Bls )
10 30.323 9.652 5,000
14 40.696 12.954 10,000
20 57.453 18.288 20,000
24 70.221 22.352 30,000
32 95.756 30.480 55,000
38 114.756 36.576 80,000
42 128.303 40.840 100,000
48 143.634 45.720 150,000
58 172.360 54.864 200,000
Cuando se aprecien deformaciones criticas mayores de ± 4 pulgadas
sobre la envolvente del tanque y que se encuentren intermedias a
los “N” puntos, localizar puntos adicionales formándolos con un par
de números, el primero debe ser el que corresponda al tramo y el
segundo un consecutivo en orden progresivo, además del
correspondiente número opuesto que se forme similarmente; de esta
manera, debe quedar involucrado el diámetro del tanque entre los
puntos opuestos (ver ejemplos en Figura No. A.2).
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ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
El orden de numeración de los puntos es en el sentido del giro de las
manecillas del reloj y el punto número uno (estación de referencia)
debe localizarse coincidiendo con el centro de la entrada hombre de
la envolvente del tanque.
1
2
3
4
56
7
8
9
10
8.1
8.2
3.1
3.2
FIGURA No.A.2.- DIVISION DEL PERIMETRO EN 10 PUNTOSCON 2 PUNTOS CRITICOS
11.2.4. Levantamiento de perfiles de verticalidad.- Se procede al
levantamiento de verticalidad de cada perfil formándolo con
todos los puntos alineados en la misma vertical con un
número total de verticales igual a los “N” puntos, más los
“críticos” si los hubiera; es decir, sobre los puntos
localizados en la envolvente.
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ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
La herramienta y equipos a emplear para la toma de lecturas
deben tener la suficiente aproximación de manera que
permitan tomar las medidas en milímetros y a las siguientes
alturas:
En el primer anillo:
• A 30.5 cm ( 12pulgadas ) por arriba del fondo
• Al 50% de la altura del anillo
• Al 80% de la altura del anillo
En los anillos restantes ( hasta 7 )
• En el cordón de soldadura
• Al 20% de la altura del anillo
• Al 50% de la altura del anillo
• Al 80% de la altura del anillo
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DOCUMENTO NORMATIVO
6to. ANILLO
5to. ANILLO
4to. ANILLO
3er. ANILLO
2do. ANILLO
1er. ANILLO
LECTURAS EN CADA ANILLO
TOMA DE LECTURASEN CADA ANILLO
30.5 cmPERFIL No. 1PERFIL No. 2
4 PUNTOSPOR ANILLO
PERFIL "N"
FIGURA No. A.3.- LECTURAS EN CADA ANILLO
11.2.5. Desviación de la verticalidad.- La máxima desviación
aceptable de la verticalidad desde la parte superior de la
envolvente del tanque con respecto al fondo de la misma no
debe exceder de 1/200 (API Standard 650) de la altura total,
donde la desviación de cada anillo es proporcional a este
valor (Figura A.4).
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DOCUMENTO NORMATIVO
TANQUE
7
6
5
4
3
2
1
8
6
5
6
5
4
3
2
1
8 ANILLOS DE 6' DE ANCHO
PARED DEL TANQUE
9.15 mm12.2 mm
ALTURA 14 628 mm (48 ')
FIGURA No. A.4.- DESVIACION DE LA VERTICAL
73.2 mm 73.2 mm
C CLL
6 ANILLOS DE 8' DE ANCHO
11.2.6. Redondez.- Se requiere que el tanque se encuentre fuera de
operación y libre de explosividad para poder tener acceso
seguro a su interior y sean tomados todos los radios hacia
los “N” puntos en un plano horizontal a 30.5 cm. (1pie) de
altura a partir del fondo.
Para medir los radios y revisar la redondez se debe usar
únicamente cinta de acero, dándole la suficiente tensión
para disminuir la Catenaria que se forma (Tabla No. A.2)
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DOCUMENTO NORMATIVO
TABLA No. A.2
TOLERANCIAS DE ACUERDO AL NIVEL (ALTURA) DEL TANQUE
DIAMETRO DEL
TANQUE
m (pie)
A
30.5 cm (12 pulg)
mm (pulg)
POR ENCIMA DE
30.5 cm (1pie)
mm (pulg)
9.652 (31.7) ± 12.7 (½) ± 38.10 (1 ½)
12.954 (42.5) ± 19.05 (¾) ± 57.15 (2 ¼)
18.288 (60.0) ± 19.05 (¾) ± 57.15 (2 ¼)
22.352 (73.3) ± 19.05 (¾) ± 57.15 (2 ¼)
30.480 (100) ± 19.05 (¾) ± 57.15 (2 ¼)
36.576 (120) ± 19.05 (¾) ± 57.15 (2 ¼)
40.843 (134) ± 19.05 (¾) ± 57.15 (2 ¼)
54.864 (180) ± 25.40 ( 1 ) ± 76.20 (3)
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DOCUMENTO NORMATIVO
11.2.7. Distorsión por “Peaking”.- La distorsión por “Peaking” es
la deformación horizontal de la envolvente, en donde la
longitud afectada está dada por el claro “e” el cual no debe
ser mayor de 12.7 mm (1/2 pulg.) medido con un escantillón
curvo de 900 mm (36 pulg.) de longitud curvado al radio
exterior o interior del tanque; en tanto la deformación “f” ya
sea hacia adentro o hacia afuera puede permitirse hasta de
12.7 mm (1/2 pulg.) y considerarse aún dentro de tolerancia
(Figura A.5).
Las mediciones anteriores deben hacerse al centro de cada
anillo y en los puntos que conforman cada uno de los
perfiles; así como, en todo aquel punto de la envolvente en
donde se observen deformaciones.
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DOCUMENTO NORMATIVO
3er.ANILLO
2do.ANILLO
1er.ANILLO
ESCANTILLON CURVOVER DETALLE "B" Y "B1"
e
RADIO DEL TANQUE RADIO DEL TANQUE
e
f
ESCANTILLON DE 900 mm DE LONGITUD Y CURVADOPOR LOS DOS LADOS AL RADIO DEL TANQUE
DETALLE "B"
fDETALLE "B1"
DONDE: e 12.7 mm f 12.7 mm
SE DEBEN SATISFACER LAS DOSCONDICIONES A LA VEZ.
FIGURA No. A.5.- DISTORSION POR "PEAKING"
4to.ANILLO
= =
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DOCUMENTO NORMATIVO
11.2.8. Distorsión por “Banding”.- La deformación por “Banding”
es la deformación vertical de la envolvente, en donde la
longitud afectada está dada por el claro “y” el cual no debe
ser mayor de 25.4 mm. (1pulg.) medido con un escantillón
plano de 900 mm. (36 pulg.) de longitud, en tanto la
deformación “x” ya sea hacia adentro o hacia afuera puede
permitirse hasta de 25.4 mm. (1pulg.) y considerarse aún
dentro de tolerancia (Figura A.6).
Las mediciones anteriores deben hacerse al centro de cada
anillo y en los puntos que conforman cada uno de los
perfiles.
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DOCUMENTO NORMATIVO
4to.ANILLO
3ro.ANILLO
2do.ANILLO
1er. ANILLO
ESCANTILLON RECTOVER DETALLE "A"
XPARED DEL TANQUE
Y
ESCANTILLON RECTO DE 900 mm DE LONGITUD
DONDE: y 25.4 mm x 25.4 mm
FIGURA No. A.6.- DISTORSION POR " BANDING "
SE DEBEN SATISFACER LASDOS CONDICIONES A LA VEZ
≤ ≤
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DOCUMENTO NORMATIVO
11.2.9. Desviación de verticalidad en columnas. Las columnas de
soporte de la cúpula fija deben estar a plomo permitiendo
una desviación máxima de 76.2 mm. (3 pulg.) (API-Standard
650)
11.3. Apéndice “B”
PROPIEDADES MECANICAS EN ALEACIONES DE ALUMINIO
ALEACION PRINCIPALES PROPIEDADES MECANICAS
TENSION COMPRESION CORTANTE TORSION
Y
TEMPLE
RESIST.
A LA
TENSION
kg/cm2
( lb/pulg2 )
RESIST.
A LA
FLUENCIA
kg/cm2
( lb/pulg2 )
RESIST.
A LA
FLUENCIA
kg/cm2
( lb/pulg2 )
RESIST.
ULT. AL
CORTE
kg/cm2
( lb/pulg2 )
RESIST.
A LA
FLUENCIA
kg/cm2
( lb/pulg2 )
RESIST.
A LA
TORSION
kg/cm2
( lb/pulg2 )
RESIST.
A LA
FLUENCIA
kg/cm2
( lb/pulg2 )
3003-H14 1,407
(20,000)
1,196
(17,000)
985
(14,000)
844
(12,000)
704
(10,000)
2,815
(40,000)
1,759
(25,000)
3004-H26 2,252
(32,000)
1,759
(25,000)
1,548
(22,000)
1,337
(19,000)
985
(14,000)
4,504
(64,000)
2,815
(40,000)
6061-T6 2,956
(42,000)
2,463
(35,000)
2,463
(35,000)
1,900
(27,000)
1,407
(20,000)
6,193
(88,000)
3,941
(56,000)
6063-T6 2,111
(30,000)
1,759
(25,000)
1,759
(25,000)
1,337
(19,000)
985
(14,000)
4,433
(63,000)
2,815
(40,000)
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DOCUMENTO NORMATIVO
TIPOS DE ACERO INOXIDABLE
TIPO COMPOSICION QUIMICA ( MAXIMA )
ASTM
A
C
%
Mn
%
P
%
S
%
Si
%
Cr
%
Ni
%
Mo
%
Cu
%
N
%
302 0.15 2.04 0.045 0.03 1.0 17/19 8/10 - - -
304 0.08 2.00 0.040 0.03 1.0 18/20 8/11 0.75 0.75 0.10
DONDE:
P = FOSFORO Mn = MANGANESO C = CARBONO
Cr = CROMO S = AZUFRE Si = SILICIO
Cu = COBRE Ni = NIQUEL N = NITROGENO
Mo = MOLIBDENO
REFINACION
SUBDIRECCION COMERCIALGERENCIA DE SUMINISTRO Y
OPERACIONUNIDAD DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y ECOLOGIA
Fecha: JUNIO DE 1997
No. de documento:
PXR-SC-NSIPA-04
Revisión No.: 1
Hoja: 41 de 42
NORMA DE SEGURIDADINDUSTRIAL Y PROTECCION
AMBIENTAL"DISEÑO E INSTALACION DE
MEMBRANAS FLOTANTESINTERNAS EN TANQUES DE
ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
12. Bibliografía
12.1.American Welding Society.- (AWS) Sociedad Americana de
Soldadura
12.2. Aluminio y aleaciones en varillas de soldadura y electrodos (AS-10 )
12.3. American Society of Testing and Materials.- (ASTM) Sociedad
Americana para Pruebas y Materiales
12.4. Barras redondas y alambres (B 313-73 )
12.5. Conexiones soldables (B 361-76 )
12.6. Lámina y placa (B 209 )
12.7. Tubos sin costura (B 210 )
12.8. Información técnica de compañías fabricantes de Membranas
Flotantes Internas
12.9. Instituto Americano del Petróleo API Standard. 650 apéndices B y
H.
REFINACION
SUBDIRECCION COMERCIALGERENCIA DE SUMINISTRO Y
OPERACIONUNIDAD DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y ECOLOGIA
Fecha: JUNIO DE 1997
No. de documento:
PXR-SC-NSIPA-04
Revisión No.: 1
Hoja: 42 de 42
NORMA DE SEGURIDADINDUSTRIAL Y PROTECCION
AMBIENTAL"DISEÑO E INSTALACION DE
MEMBRANAS FLOTANTESINTERNAS EN TANQUES DE
ALMACENAMIENTO DE TECHOFIJO”
DOCUMENTO NORMATIVO
12.10. Instituto Nacional Americano de Estándares sección 2 B.96.1
(ANSI)
12.11. Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME)
12.12. Dictamen normativo de las Medidas de Seguridad (M.A.S.) en
tanques atmosféricos GPASI-IT-3620 Pemex Refinación.
12.13. Norma de Seguridad Industrial “ Automatización del Sistema
Contraincendio en Terminales de Almacenamiento y Distribución
PXR-SC-NSI-06.