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ABR 1983

NBR 7821

Tanques soldados para

armazenamento de petróleo e

derivados

Procedimento

Origem: Projeto NB-89/1978

CB-09 - Comitê Brasileiro de Combustíveis (Exclusive Nucleares)

CE-09:403.02 - Comissão de Estudo de Armazenamento de Combustíveis

Líquidos

Reimpressão da NB-89/1978

Palavras-chave: Tanque. Petróleo. Armazenamento

118 páginas

Anexo J -Alternativa para cálculo da espessura do

costado

Anexo K - Folha de dados

1 Objetivo1)

SUMÁRIO

1 Objetivo

2 Referências

3 Terminologia

4 Tipos de tanques

5 Material

6 Projeto

7 Fabricação

8 Fundações

9 Montagem

10 Método radiográfico de inspeção das juntas do costado

11 Método de seccionamento para inspeção de juntas

horizontais do costado

12 Qualificação dos procedimentos de soldagem, de

soldadores e operadores

13 Marcação

14 Divisão de responsabilidades

Anexo A -Normas de referência

Anexo B -Dados típicos de projeto

Anexo C -Fundações

Anexo D -Tetos flutuantes

Anexo E -Alternativa de projeto para costados

Anexo F -Projeto de tanques para pequenas pressões

internas

Anexo G -Projeto de costados de tanques admitindo-se

tensões elevadas

Anexo H -Tetos flutuantes cobertos

Anexo I -Tanques de armazenamento montados na fábrica

1.1 Esta Norma tem por objetivo estabelecer as exigências

mínimas que devem ser seguidas para materiais,

projeto, fabricação, montagem e testes de tanques de

aço-carbono, soldados, cilíndricos, verticais, não enterrados,

com teto fixo ou flutuante, destinados ao armazenamento

de petróleo e seus derivados líquidos.

1.2 Com exceção do que estabelece o Anexo F, esta Norma

abrange apenas os tanques sujeitos a uma pressão

próxima da atmosférica, permitindo-se que a válvula de

respiro do tanque, quando existente, esteja regulada para

uma pressão manométrica máxima de 0,0035 kgf/cm2, e

para um vácuo máximo de 0,0038 kgf/cm2, ambos os valores

medidos no topo do tanque. O Anexo F estabelece

os requisitos adicionais a que devem atender os tanques

de teto fixo dimensionados para pequenas pressões internas,

acima de 0,0035 kgf/cm2.

1.3 Esta Norma inclui também diversas recomendações

de boa prática que embora não obrigatórias, podem ser

seguidas ou não, a critério do comprador ou do projetista

do tanque. Recomenda-se portanto que no documento

de compra ou de encomenda do tanque, o comprador

1) Esta Norma foi elaborada pelo Grupo de Trabalho designado pela Portaria no 75/74, de 21/02/74, do Conselho Nacional do Petróleo

que coordenou os trabalhos do referido Grupo. É proibida a introdução de qualquer modificação nesta Norma, sem a prévia

autorização do Conselho Nacional do Petróleo.

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NBR 7821/1983

manifeste explicitamente o seu desejo ou a sua preferência

sobre as recomendações não obrigatórias desta

Norma, bem como sobre quaisquer outros pontos em que

houver possibilidade de opção do fabricante ou do montador

do tanque.

1.4 Esta Norma abrange apenas tanques cujos produtos

armazenados tenham temperaturas compreendidas entre

os seguintes limites:

-Temperatura mínima: -6°C

-Temperatura máxima: + 200°C

1.5 O Anexo B desta Norma fornece, sem que sua utilização

seja obrigatória, algumas dimensões típicas, espessuras

de chapas do costado e capacidades de tanques

construídos de acordo com esta Norma.

1.6 O Anexo E desta Norma apresenta uma alternativa

de critério para o projeto de costados de tanques de armazenamento.

O Anexo G fornece um critério especial de

projeto prevendo a utilização de aços de alta resistência

e alta resiliência. O Anexo J contém uma alternativa de

procedimento para o cálculo das espessuras dos anéis

dos costados de tanques.

1.7 Os Anexos D e H desta Norma apresentam os requisitos

a que devem atender tipos especiais de tetos para

tanques de armazenamento. O Anexo D fornece os requisitos

para os tetos flutuantes do tipo pontão e para os

tetos flutuantes duplos. O Anexo H fornece os requisitos

para um teto flutuante a ser instalado num tanque que já

possua um teto fixo na sua parte superior.

1.8 O Anexo I desta Norma apresenta os requisitos relativos

aos tanques totalmente montados na fábrica, cujo

diâmetro não exceda 6 metros.

2 Referências

O Anexo A desta Norma relaciona todas as normas técnicas

de referência (normas, especificações, terminologias

etc.).

3 Terminologia

Para efeito desta Norma fica estabelecida a terminologia

constante da Figura 1.

4 Tipos de tanques

Os tanques cobertos por esta Norma classificam-se, de

acordo com o tipo de teto, em:

4.1 Tanques sem Teto

4.2 Tanques de Teto Fixo

4.2.1 Tanques de teto suportado - tanques cujos tetos

possuem uma estrutura de sustentação, com ou sem

colunas:

4.2.1.1 Tanques de teto cônico suportado.

4.2.1.2 Tanques de teto em domo suportado.

4.2.1.3 Tanques de teto em gomos suportado.

4.2.2 Tanques de teto autoportante - tanques cujos tetos

não possuem estrutura de sustentação:

4.2.2.1 Tanques de teto cônico autoportante.

4.2.2.2 Tanques de teto em domo autoportante.

4.2.2.3 Tanques de teto em gomos autoportante.

4.3 Tanques de Teto Flutuante

4.3.1 Tanques de teto duplo.

4.3.2 Tanques de teto pontão.

5 Material

5.1 Chapas

As chapas a serem utilizadas devem estar de acordo com

a última edição de uma das seguintes especificações,

respeitadas as modificações e limites indicados nesta

Norma. Outros materiais produzidos de acordo com especificações

diferentes das listadas neste capítulo podem

ser empregados desde que seja comprovado que tais

materiais preenchem todos os requisitos de uma das especificações

deste capítulo e seu uso seja aprovado pelo

cliente.

5.1.1 Chapas grossas

Aço Estrutural2)

Espessura máxima da chapa:

37,5 mm

Chapas de Aço-carbono de

Qualidade Estrutural com Resistência

à Tração Baixa e Intermediária

Graus C e D apenas

Espessura máxima da chapa:

Grau C: 37,5 mm

Grau D: 19,0 mm

ASTM A-285: Chapas de Aço para Vasos de

Pressão com Resistência à Tração

Baixa e Intermediária. Somente

Grau C

Espessura máxima da chapa:

37,5 mm.

ASTM A-573 Chapas de Aço-carbono Estrutural

com Tenacidade Melhorada,

Grau 70, Modificado

NBR 5006 Chapas Grossas de Aço-carbono

de Baixa e Média Resistência

para Vasos de Pressão. Somente

Grau BM-21

NBR 6648 Chapas Grossas de Aço-carbono

de Baixa e Média Resistência

para Usos Estruturais. Graus

G-24 e G-26

ASTM A-36:

ASTM A-283:

2) Nenhum dos materiais listados na Tabela 1 da norma ASTM A-36 poderá ser usado para a construção de tanques a não ser quando

especificadamente permitido por esta Norma.

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NBR 7821/1983

Quando o rigor das condições de trabalho exigir o uso de

materiais de melhor qualidade, chapas de acordo com

as especificações seguintes poderão ser utilizadas, respeitadas

as modificações e os limites indicados nesta

Norma:

ASTM A-131 Aço Estrutural para Navios

(Qualidade Estrutural Somente)

Espessura máxima da chapa:

Grau A: 12,5 mm

Grau B: 25,0 mm

Grau C não normalizado:

37,5 mm

Grau CS normalizado: 37,5 mm

Para chapas de reforço do costado ou para flanges podem

ser usadas chapas com espessuras acima de 37,5 mm,

mas não superiores a 50,0 mm, em tanques construídos

de acordo com esta Norma e com o Anexo E da mesma,

desde que as chapas preencham os requisitos

especificados na Tabela 30 do Anexo E desta Norma.

ASTM A-442 Chapas de Aço-carbono com

Melhores Propriedades de Transição,

para Vasos de Pressão

Espessura máxima da chapa:

37,5 mm

ASTM A-516 Chapas de Aço-carbono para

Vasos de Pressão, para Temperaturas

de Serviço Baixas e Intermediárias

Espessura máxima da chapa:

37,5 mm

NBR 5001 Chapas Grossas de Aço-carbono,

para Vasos de Pressão, para

Trabalho em Temperaturas Baixas

e Moderadas Espessura

máxima da chapa: 37,5 mm.

Para chapas de reforço do costado ou para flanges podem

ser usadas chapas com espessuras acima de 37,5 mm,

mas não superiores a 75,0 mm, em tanques construídos

de acordo com esta Norma e com o Anexo E da mesma,

desde que as chapas preencham os requisitos especificados

na Tabela 30 do Anexo E desta Norma.

ASTM A-537 Chapas de Aço-carbono-Manganês-

Silício Tratadas Termicamente

para Vasos de Pressão.

Grau A Somente

Espessura máxima da chapa:

37,5 mm

Para chapas de reforço do costado ou para flanges podem

ser usadas chapas com espessuras acima de 37,5 mm,

mas não superiores a 50,0 mm, em tanques construídos

de acordo com esta Norma e com o Anexo E da mesma,

desde que as chapas preencham os requisitos especificados

na Tabela 30 do Anexo E desta Norma.

Nota: Chapas fabricadas de acordo com esta especificação

podem ser fornecidas sem teste

de impacto.

ASTM A-573 Chapas de Aço-carbono Estrutural

com Tenacidade Melhorada.

Grau 70

Requisitos:

Tensão de escoamento (min):

30 kgf/mm2

Tensão de ruptura (máx):

63 kgf/mm2

ASTM A-662 Chapas de Aço-carbono Manganês

para Vasos de Pressão para

Serviços em Temperaturas Baixas

e Moderadas. Grau B somente

Espessura máxima da chapa:

37,5 mm

NBR 5002 Chapas Grossas de Aço-carbono

para Caldeiras e Outros Vasos de

Pressão, para Trabalho em Alta

Temperatura. Graus 3, 4 e 5.

Chapas de aço carbono com adições de cobre poderão

ser usadas desde que especificadas pelo comprador. O

fabricante deve indicar na sua proposta a especificação

(ou especificações) das chapas que pretende utilizar.

Chama-se atenção para o fato de que o aço carbono sofre

uma considerável queda na sua ductilidade quando

submetido a baixas temperaturas, ficando sujeito ao risco

de fraturas frágeis catastróficas. A probabilidade de ocorrência

dessas fraturas é tanto maior quanto mais baixa

for a temperatura do metal, e quanto maiores forem as

espessuras da chapa, o nível de tensões no material, o

tamanho dos grãos e o teor de carbono no aço. Em operação

normal dificilmente existe esse perigo para um

tanque, porque os produtos de petróleo são em geral estocados

em temperaturas acima da temperatura de

transição dos aços carbono. Pode entretanto haver um

sério risco durante o teste hidrostático, não só porque o

nível de tensões no material é mais elevado, como principalmente

porque a temperatura da água do teste pode

estar bastante baixa em lugares de clima frio. A ocorrência

de fraturas frágeis pode ser evitada adotando-se um aço

carbono de melhor qualidade, que tenha uma temperatura

de transição mais baixa. Recomenda-se portanto que para

tanques importantes, nos quais se justifique uma segurança

adicional, sejam empregadas para o costado

chapas de acordo com a Tabela 1 em função da temperatura

mínima esperada para a água do teste hidrostático.

5.1.2 Chapas Finas

ASTM A-570 Chapas Finas e Tiras de Aço-carbono

Laminado a Quente de Qualidade

Estrutural. Grau C apenas

NBR 6649 e NBR 6650 Chapas Finas de Aço-

carbono para Usos Estruturais.

Graus CF-24 e

CF-26.

Chapas de aço carbono com adições de cobre poderão

ser usadas desde que especificadas pelo comprador. O

fabricante deve indicar na sua proposta a especificação

(ou especificações) das chapas que pretende utilizar.

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NBR 7821/1983

12 - Dreno de fundo

13 - Boca de visita no costado

14 - Termômetro

15 - Saída de condensado

16 - Bocais de entrada e saída de produto

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 17 - Entrada de vapor de aquecimento

7 - Bocas de visita no teto 18 - Tubulação de espuma

8 - Corrimão do teto 19 - Porta de limpeza

9 - Plataforma da escada 20 - Chapa do fundo

10 - Escada helicoidal de costado 21 - Misturador

11 - Corrimão 22 - Costado

Figura 1 - Tanque e acessórios - Terminologia

Tabela 1 -Chapas de aço carbono para uso no costado de tanques nos quais se justifique segurança adicional

quanto a fraturas frágeis

Temperatura mínima

da água do teste

hidrostático

°C

Espessura da chapa (mm)

Até 13,2 De 14,0 a 19,0 De 20,0 a 25,0 26,5 ou <

-6 a zero ASTM A-283 Gr.C ASTM A-131 Gr.B ASTM A 516 Gr. 55

zero a 10 ASTM A-283 Gr.C ASTM A-131 Gr. B ASTM A 516 Gr.55

10 a 20

Acima de 20

ASTM A-283 Gr. C ASTM A 131.Gr. B

ASTM A-283 Gr. C

NBR 7821/1983

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5.2 Eletrodos

Os eletrodos para soldagem manual devem atender às

exigências da norma AWS A-5.13) (classes AWS E-60XX

e E-70XX), obedecidas as características de corrente

elétrica, de polaridade e posição de soldagem, bem como

outras condições implícitas nesta norma técnica. Entretanto,

nos casos em que os materiais a serem soldados

possuam propriedades mecânicas superiores aos eletro

norma API-605 salvo quando o comprador especificar

em contrário. Não será permitido o uso de flanges fundidos.

Os flanges não ligados a tubulações poderão ser

fabricados de chapas cujos materiais estejam de acordo

com o item 5.1.1.

5.6 Parafusos e porcas

dos aqui estabelecidos, deverão ser usadas classes de

eletrodos e procedimentos de forma a se conseguir uma

solda com propriedades compatíveis com as dos mate

riais que serão soldados.

5.3 Perfis de aço laminado

Os perfis de aço laminado para fins estruturais devem

estar de acordo com a última edição das normas

NBR 6109, NBR 6351, NBR 6352, NBR 7007, NBR 7012,

NB-143, todas da ABNT; ASTM A-36 e com os padrões

do Manual do AISC para perfis I, H, U e cantoneiras de

abas iguais e desiguais. Perfis de aço com adições de

cobre poderão ser usados, desde que especificados pelo

comprador.

5.4 Tubos

Os parafusos e as porcas usados para unir tubulações

devem estar de acordo com as especificações

ASTM A-193, Grau B-7 e ASTM A-194, Grau 2H,

respectivamente. Os parafusos e as porcas para todos os

outros fins poderão ser fabricados de acordo com a

especificação ASTM A-307. O comprador deve especificar

na ordem de compra o formato das cabeças dos parafusos

e das porcas, e se os parafusos e as porcas devem ter dimensões

normais ou reforçadas (séries normal e pesada,

respectivamente).

6 Projeto

6.1 Ligações soldadas

6.1.1 As seguintes definições ficam estabelecidas:

a) solda de topo - solda executada entre duas peças

dispostas topo a topo; as faces das peças a serem

soldadas podem ser paralelas ou chanfradas;

5.4.1 Os pescoços das conexões ligadas a qualquer tubulação

devem ser fabricados com materiais que satisfaçam

às especificações relacionadas a seguir:

-para tubos de diâmetro externo até 273 mm

(Tamanho 10): ASTM A-53 ou ABNT NBR 6321

(ASTM A-106);

-para tubos de diâmetro externo maior do que

273 mm (Tamanho 10): chapas ASTM A-285

Grau C, ASTM A-515 Grau 60, ou ASTM A-516,

qualquer Grau.

b) solda de ângulo - solda de corte transversal aproximadamente

triangular, unindo duas superfícies

aproximadamente em ângulo reto, tais como as

juntas sobrepostas em “T” ou de quina;

c) solda de ângulo integral - solda de ângulo cuja

dimensão é igual à espessura da chapa (ou peça)

de menor espessura dentre as que estão sendo

soldadas;

d) solda intermitente - solda de ângulo ou sobreposta

cujo cordão é interrompido a espaços regulares;

5.4.2 Para conexões não ligadas a tubulações admite-se

também o tubo feito de chapa ASTM A-283, Grau C.

5.4.3 Os tubos para estruturas podem ser de aço carbono,

conforme a especificação ASTM A-53, devendo o fabricante

discriminar o material que pretende usar.

5.4.4 As luvas devem ser de aço carbono forjado, conforme

as especificações da ASTM A-181 ou A-105.

5.5 Flanges

Os flanges de bocais ligados a qualquer tubulação, quando

forjados, devem corresponder às exigências da especificação

ASTM A 181; podem, ainda, ser fabricados de

chapas ASTM A-285 Grau C, ASTM A-515 Grau 60, respeitadas

as espessuras máximas estabelecidas no item 5.1,

ou ASTM A-516 (qualquer espessura). Quanto às dimen

e) junta de topo simplesmente soldada - junta entre

duas peças, topo a topo, dispostas aproximada

mente no mesmo plano e soldadas por um só lado;

f) junta de topo duplamente soldada - junta entre

duas peças, topo a topo, dispostas aproximada

mente no mesmo plano e soldadas pelos dois la

dos;

g) junta de topo simplesmente soldada e com cobre-

junta - junta entre duas peças, topo a topo, dis