Apostila Tanques IFBA Rev 02
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TANQUES
DE
ARMAZENAMENTO
Professores: Cristiane Maia e Ricardo Aurélio
Salvador
2012
Professores: Cristiane Maia e Ricardo Aurélio
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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
Tanques de Armazenamento
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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