Esquema de instalación de un tanque vertical sobre los cimientos” 

Etapas clave de la instalación: desde la preparación del sitio hasta las pruebas hidráulicas

Un diagrama para instalar un tanque vertical sobre una base no es solo un dibujo en una carpeta con documentación, sino un estricto algoritmo de acciones, cuya violación conduce a una deformación irreversible de la carcasa y la pérdida de la garantía. En nuestra práctica, nos hemos encontrado con situaciones en las que el ahorro de 48 horas en la preparación de una base de hormigón provocó la deformación de una pared de 12 metros de altura después de sólo tres meses de funcionamiento bajo carga. La correcta instalación requiere el cumplimiento de la secuencia: trazado geodésico, instalación de cimientos, entrega de elementos, montaje del fondo, instalación del primer cordón, instalación del techo y pruebas. Cada etapa tiene sus propios puntos críticos de control, que no pueden ignorarse incluso con un plazo corto para la entrega del objeto.

Recomendamos encarecidamente comenzar a trabajar solo después de recibir un juego completo de documentación de trabajo (DD), aprobado por el ingeniero jefe del proyecto. La ausencia de un esquema de eslingado acordado o un plan de ejecución de obra (WPP) es una razón directa para la suspensión del trabajo por parte de la supervisión técnica del cliente. A continuación analizaremos en detalle cada paso del proceso, basándonos en los requisitos de GOST 31385-2016 y la experiencia real en el montaje de más de 200 unidades de equipos capacitivos de varios tamaños.

Herramientas y requisitos previos necesarios

Antes de colocar la primera losa en el suelo, es necesario asegurarse de que esté disponible todo el equipo necesario. Intentar iniciar la instalación con un conjunto de herramientas incompleto a menudo conduce a un tiempo de inactividad, cuyo costo excede el costo de alquilar el equipo faltante. Para un montaje de alta calidad de un tanque de acero vertical (VSR), necesitará:

• Equipo de elevación:al menos dos camiones grúa con una capacidad de elevación de 25 a 50 toneladas (dependiendo del peso de los paneles o láminas enrolladas de la primera cinta). El uso de un grifo sólo es posible en depósitos de pequeño volumen, de hasta 100 m³, pero esto aumenta considerablemente el tiempo de instalación.
• Equipos de soldadura:máquinas semiautomáticas para soldar en gases de protección (MIG/MAG) con una fuente de energía capaz de entregar corriente de hasta 500 A. Se requieren hornos de secado para electrodos si se utiliza soldadura manual por arco de costuras críticas.
• Herramienta geodésica:un nivel óptico o una estación total electrónica con una precisión de medición no inferior a 2 mm por 1 km de recorrido. Los niveles de construcción convencionales no son suficientes para controlar la horizontalidad de un fondo de gran diámetro.
• Aparejos y equipamiento:travesaños de diseño especial para levantar rodillos sin deformarlos, cuñas de montaje, gatos con capacidad de elevación de 10 toneladas y correas tensoras.
• Instrumentación:medidores de espesor, plantillas para comprobar el radio de curvatura, cámaras de vacío para comprobar la estanqueidad de las costuras inferiores.

Una condición importante para comenzar a trabajar es la disponibilidad de las vías de acceso. El suelo debe compactarse a una condición que pueda soportar la carga de equipo pesado durante la temporada de lluvias. Hemos visto casos en los que una grúa se quedó atascada en suelo arrastrado mientras levantaba un elemento, lo que generó una situación de emergencia. Compruebe previamente la capacidad de carga del suelo solicitando un informe geológico.

Requisitos técnicos para la construcción de los cimientos según el diagrama de instalación.

La base es la base para la durabilidad del tanque, y el esquema para instalar un tanque vertical sobre la base comienza con el análisis del suelo y la selección del tipo de base. Un error en los cálculos de carga del suelo puede resultar en un asentamiento desigual, lo que puede causar fallas en la soldadura y fugas de producto. Hay dos tipos principales de cimientos para tanques verticales: hormigón armado anular y arena sólida (o piedra triturada).

Para tanques con un volumen superior a 1000 m³, se utiliza con mayor frecuencia una opción combinada: la parte central está hecha de arena compactada con impermeabilización y el perímetro está hecho de un anillo monolítico de hormigón armado. La altura de la base del anillo suele ser de 0,5 a 1,2 metros por encima del nivel de planificación, lo que proporciona acceso a válvulas de cierre y la posibilidad de inspección visual del cinturón inferior. El ancho del anillo se calcula en función de la carga de la pared y del líquido, pero no debe ser inferior a 1,5 a 2 metros para facilitar la soldadura.

Tolerancias y control de geometría.

La geometría de la cimentación debe cumplir con las estrictas tolerancias especificadas en el diseño. Las irregularidades de la superficie provocan que las láminas inferiores no se ajusten bien a la base, formando cavidades de aire. Bajo el peso del producto, estas láminas pueden doblarse, creando bolsas de corrosión en el interior, donde es imposible aplicar una capa protectora después de la instalación. Las desviaciones permitidas en la altura de la parte superior de la base no deben exceder ±10 mm en todo el perímetro. Para controlar este parámetro utilizamos el método de nivelación de la red con un paso de 2 a 3 metros.

Se debe prestar especial atención a los pernos de anclaje si el diseño del tanque implica la fijación a los cimientos. Su ubicación debe corresponder estrictamente a la disposición de las placas base. Un desplazamiento del anclaje de más de 5 mm imposibilitará la instalación del tanque sin perforar nuevos agujeros en el hormigón, lo cual está estrictamente prohibido sin acuerdo con el diseñador. En nuestra práctica, hubo un caso en el que, debido a un error en el marcado de los anclajes, fue necesario detener la instalación durante una semana para la fabricación de placas adaptadoras, lo que incrementó el presupuesto del proyecto en un 15%.

La superficie de la base debe limpiarse de escombros, aceite y betún. Antes de colocar el fondo, se recomienda aplicar una capa de impermeabilización (por ejemplo, fieltro para tejados o membranas especiales) y realizar un colchón de arena con un espesor de al menos 100 mm con compactación capa por capa. La densidad de la arena se controla mediante sondeos dinámicos. No olvide que la arena húmeda se encoge, por lo que la compactación debe realizarse con el contenido de humedad óptimo del material.

Instrucciones paso a paso para montar el cuerpo del tanque.

El proceso de instalación depende del método constructivo elegido: montaje en lámina o enrollado. El esquema para instalar un tanque vertical sobre una base según estos métodos tiene diferencias significativas en la logística y la secuencia de operaciones. El método de las láminas implica entregar láminas planas y enrollarlas en el sitio, lo que lleva más tiempo pero permite la construcción de tanques de diámetros únicos. Para el laminado se utilizan correas preparadas en fábrica, que se entregan en forma de cilindros y se desenrollan in situ.

1. Instalación inferior.El montaje comienza con la colocación de las láminas centrales del fondo (“roseta”) sobre un lecho de arena preparado. Las láminas se sueldan entre sí con un solapamiento de al menos 30 mm. Es fundamental mantener el orden de las suturas para minimizar la distorsión del metal. Primero se sueldan las costuras longitudinales, luego las transversales. Después de ensamblar la parte central, se montan las láminas de borde, que se conectan al primer cordón de pared.Error común:Los soldadores a menudo descuidan el uso de tachuelas de longitud suficiente, lo que hace que las láminas se muevan durante la soldadura principal. Utilice cuadrados magnéticos para asegurar.
2. Instalación del primer cordón de pared.Esta es la etapa más crítica, ya que la primera correa soporta la carga máxima de la columna de líquido. Las láminas del primer cinturón se instalan en las láminas del borde del fondo. Las juntas verticales se realizan con total penetración. La costura horizontal entre la parte inferior y la primera cuerda es uno de los nodos más estresados. Esto requiere especial cuidado en el control de calidad. Recomendamos utilizar soldadura automática por arco sumergido para esta soldadura si las dimensiones lo permiten, ya que esto garantiza una calidad de penetración constante.
3. Instalación de cinturones posteriores.Con el método hoja por hoja, el montaje se realiza de abajo hacia arriba. Cada cinturón posterior se ensambla sobre andamios o andamios instalados dentro o fuera del tanque. Las láminas se fijan temporalmente con abrazaderas, se comprueba la verticalidad y la redondez, tras lo cual se realizan trabajos de soldadura. Con el método de rollo, las correas terminadas se alimentan mediante una grúa, se instalan una encima de otra y se sueldan las juntas horizontales. Es importante controlar el espacio entre las correas: no debe exceder los 3 mm para garantizar una penetración de alta calidad.
4. Instalación de techo.El diseño del techo depende del tipo de tanque (pontón, techo flotante o techo fijo cónico/esférico). La instalación de un techo fijo generalmente se realiza construyendo desde arriba o levantando secciones terminadas. Para techos cónicos, primero se instalan el poste central y las vigas radiales, luego se reviste la plataforma. Se presta especial atención a la unión del techo con la cuerda superior de la pared (esquina de refuerzo), que absorbe las cargas de viento y nieve.
5. Instalación de equipos tecnológicos.En la etapa final se instalan trampillas, tuberías, válvulas de respiración, escaleras y plataformas de servicio. Todos los huecos en la pared deben reforzarse con superposiciones según el diseño. La instalación de tuberías debe realizarse teniendo en cuenta la dilatación térmica de las tuberías para evitar la transferencia de fuerzas al cuerpo del tanque.Tenga en cuenta:Nunca suelde aparejos temporales directamente a la pared del tanque sin retirar y quitar el metal posteriormente, esto crea focos de corrosión y concentraciones de tensión.

Una vez finalizado el montaje mecánico, se realiza una inspección visual de todas las soldaduras. Los defectos identificados (recortes, poros, falta de penetración) deben corregirse antes de comenzar las pruebas hidráulicas. Recuerde que los defectos de soldadura durante las pruebas están prohibidos: tendrá que drenar el agua y vaciar el tanque, lo que supondrá una gran pérdida de tiempo.

Control de calidad de uniones soldadas y protección anticorrosión.

La calidad de las soldaduras determina la estanqueidad y seguridad de toda la estructura. El esquema de instalación de un tanque vertical sobre una base incluye necesariamente las etapas de pruebas no destructivas (END). El alcance del control está regulado por el proyecto y los documentos reglamentarios (SP, SNiP, GOST). Normalmente, el 100% de la longitud de las costuras verticales del primer y segundo cordón, así como todas las uniones en forma de cruz, está sujeta a control.

Para identificar defectos internos, se utilizan pruebas radiográficas (rayos X) o detección de defectos por ultrasonido (USF). La radiografía proporciona una imagen clara en forma de imagen, pero requiere medidas de seguridad radiológica y la interrupción del trabajo en el área de rayos X. Las pruebas ultrasónicas son más móviles y seguras, pero requieren un operador altamente calificado. Los defectos de la superficie se detectan mediante métodos de inspección capilar (detección de defectos de color) o método de partículas magnéticas.

Aplicación de recubrimientos protectores.

La protección anticorrosión se aplica de acuerdo con la agresividad del medio ambiente y la región climática de construcción. La superficie interior de los tanques de almacenamiento de petróleo y productos derivados del petróleo a menudo no está completamente pintada, ya que el producto en sí protege el metal, pero la zona de la cabecera y el fondo requieren una protección confiable con compuestos epoxi. La superficie exterior está pintada en varias capas con esmaltes resistentes a la intemperie.

Antes de pintar, la superficie debe limpiarse de incrustaciones, óxido y suciedad hasta un grado Sa 2,5 (granallado). La rugosidad del perfil de la superficie es importante para la adhesión de la pintura. La pintura debe aplicarse a temperaturas del aire y del metal no inferiores a +5°C y una humedad no superior al 80%. La violación del régimen de temperatura conduce al hecho de que la pintura no se polimeriza correctamente y se desprende en la primera temporada de funcionamiento. Hemos registrado casos en los que la pintura realizada en condiciones de alta humedad burbujeaba después de solo dos semanas, lo que requería una rehacer completa.

Integración de equipos especializados y el papel de los proveedores.

La operación exitosa de un parque de tanques es imposible sin un equipo auxiliar confiable. En la etapa de diseño y finalización de una instalación, es de vital importancia seleccionar un proveedor capaz de garantizar no solo el cumplimiento de las normas, sino también una alta resistencia a la corrosión de los materiales en los entornos agresivos de la industria química y de refinación de petróleo. Aquí es donde a las empresas les gustaEquipos petroquímicos y de energía eléctrica de Wuxi Kaisheng Co., Ltd..

Especializada en el desarrollo y producción de equipos de intercambio de calor, generación de energía y petroquímicos, la empresa ofrece soluciones que complementan idealmente la infraestructura de los parques de tanques. La cartera del fabricante incluye intercambiadores de calor de carcasa y tubos de titanio, unidades de alta presión estándar ASME y haces de tubos corrugados hechos de acero inoxidable 316, latón marino C46400 y aleaciones a base de níquel (N06625). Estos productos con certificación PED y ASME ofrecen una resistencia excepcional a altas presiones y temperaturas, lo que los hace ideales para aplicaciones de tratamiento de petróleo, desalinización de agua y conservación de energía.

El uso de componentes de acero al carbono, acero inoxidable, titanio y aleaciones de cobre de fabricantes confiables nos permite crear un ecosistema unificado de la instalación, donde cada elemento, desde el tanque hasta las unidades de intercambio de calor, funciona con la máxima eficiencia. La empresa ofrece soluciones personalizadas para clientes de todo el mundo, garantizando un funcionamiento estable de los equipos incluso en las condiciones operativas más difíciles.

Pruebas hidráulicas y puesta en marcha.

La etapa final de la instalación es la prueba hidráulica, que confirma la resistencia y densidad del tanque. Las pruebas se realizan con agua cuya temperatura debe ser superior a +5°C. El llenado del tanque se realiza de forma paulatina, con paradas en determinados niveles para medir el asentamiento de la cimentación e inspeccionar las soldaduras.

El procedimiento de prueba es el siguiente:

• Rellene hasta el 25%, 50%, 75% y 100% de altura.En cada etapa, se mantiene una pausa (generalmente de 4 a 12 horas) para estabilizar la tensión en el metal y el asentamiento de la base.
• Monitoreo geodésico.Durante el proceso de llenado, los topógrafos registran el asentamiento de los cimientos mediante marcas instaladas a lo largo del perímetro. El asentamiento desigual indica problemas con el suelo o la estructura de los cimientos.
• Inspección visual.La comisión inspecciona todas las soldaduras en busca de fugas. Se presta especial atención a la zona donde se suelda el fondo al primer cordón.
• Resistencia de carga.El tanque se mantiene lleno de agua durante el tiempo especificado en el diseño (generalmente de 24 a 72 horas).
• Vaciado.El agua se drena al mismo ritmo gradual que el llenado para evitar la aspiración y la deformación de las paredes durante la rápida liberación de presión.

Si se detecta una fuga durante la prueba, se drena el agua por debajo del nivel del defecto, el defecto se corta, se vuelve a sellar y se controla. Después de esto, se repiten las pruebas. Sólo después de superar con éxito las pruebas hidráulicas se firma un certificado de disponibilidad y se entrega el tanque al cliente.

Errores típicos de instalación y formas de prevenirlos

Incluso los equipos experimentados cometen errores que pueden ser fatales para las instalaciones. El análisis de nuestros proyectos nos permitió identificar una serie de problemas típicos asociados con violaciones de la tecnología de instalación.

1. Ignorar las expansiones térmicas.El metal se expande cuando se calienta y se contrae cuando se enfría. Si el tanque se fija rígidamente a la base sin tener en cuenta este factor (por ejemplo, los anclajes o compensadores en las tuberías se instalan incorrectamente), surgen tensiones colosales en las paredes. En verano, en climas cálidos, la diferencia de temperatura del metal entre el día y la noche puede alcanzar los 30-40°C, lo que provoca cargas cíclicas en las soldaduras. Solución: seguir estrictamente el diseño en cuanto a la instalación de soportes deslizantes y unidades de compensación.

2. Preparación de bordes de mala calidad.Soldar bordes sucios o mojados provocará poros y grietas. A menudo, cuando tienen prisa, los instaladores se olvidan de secar los electrodos o limpiar los bordes con aceite. El resultado son defectos ocultos que sólo aparecen bajo carga. La regla es simple: sin limpieza, no hay soldadura. La humedad del electrodo debe controlarse diariamente.

3. Violación de la secuencia de soldadura.Las costuras caóticas provocan que las sábanas se deformen. La soldadura debe realizarse desde el centro hacia los bordes (para la parte inferior) o en forma de tablero de ajedrez (para cinturones) para que las tensiones se distribuyan uniformemente. Los soldadores experimentados saben: “soldar para que el metal tenga libertad de movimiento”.

4. Ahorro en geodesia.Un intento de alinear el tanque "a ojo" o utilizando un nivel regular es inaceptable. Una desalineación del eje del tanque de más de 1/1000 de la altura provoca una distribución desigual de la presión sobre los cimientos y el riesgo de volcar durante fuertes vientos o actividad sísmica. Utilice únicamente instrumentos ópticos certificados.

Cumplimiento de estándares y certificaciones internacionales.

Al implementar proyectos en diferentes jurisdicciones, es importante considerar las regulaciones locales. Para los mercados de Rusia y los países de la CEI, el documento principal esGOST 31385-2016“Tanques cilíndricos verticales de acero para petróleo y productos derivados del petróleo”. Esta norma regula todos los aspectos: desde los requisitos del metal hasta los métodos de control.

A menudo se aplican normas para las exportaciones a Europa.API 650(Instituto Americano del Petróleo) oEN 14015. Tienen diferencias en factores de seguridad, métodos para calcular el espesor de la pared y requisitos de soldadura. Por ejemplo, API 650 permite el uso de aceros con mayor límite elástico, lo que puede reducir el espesor de la pared y el consumo de metal, pero requiere un control más estricto de los procedimientos de soldadura.

La certificación del equipo confirma su cumplimiento de los requisitos de seguridad. La presencia de un certificado de conformidad GOST R o una declaración TR CU (EAS) es obligatoria para poner en funcionamiento una instalación en el territorio de la Unión Aduanera. El fabricante debe proporcionar un certificado de calidad del metal, certificados de materiales de soldadura y certificados de END. La ausencia de cualquiera de estos documentos puede ser motivo de negativa a aceptar el objeto por parte de la supervisión técnica.

Aspectos económicos y optimización de costes.

Los costos de instalación constituyen una parte importante del presupuesto del proyecto. La optimización de costes no debe ir en detrimento de la calidad, pero una planificación adecuada permite ahorrar hasta un 20% de los fondos. Los principales rubros de costos son: alquiler de grúas, salarios de soldadores y consumibles.

El uso del método de laminado le permite reducir el tiempo que pasan en el sitio los costosos equipos de grúa entre un 30% y un 40% en comparación con el ensamblaje de láminas. Aunque el costo de los rollos en sí puede ser mayor debido al procesamiento en fábrica, el costo general a menudo resulta mejor debido al menor tiempo de entrega. Además, la soldadura en fábrica en condiciones ideales siempre es mejor y más económica que la soldadura manual en el campo.

La logística también juega un papel clave. La entrega de carga de gran tamaño (rollos con un diámetro de más de 3 metros) requiere un permiso y apoyo especiales. A veces es más rentable entregar láminas y enrollarlas en el sitio que pagar el transporte de artículos grandes. El cálculo de la opción de entrega óptima debe realizarse en la etapa de diseño.

Opinión de expertos y recomendaciones.

La instalación de un tanque vertical es un proceso de ingeniería complejo que requiere personal altamente calificado y un estricto cumplimiento de la tecnología. El esquema de instalación de un tanque vertical sobre cimientos es una hoja de ruta que conduce desde el foso hasta la operación segura de la instalación. Descuidar cualquier etapa, ya sea la preparación de la base o la verificación de soldaduras, genera riesgos, cuyo costo de eliminación es muchas veces mayor que los ahorros en la etapa inicial.

Nuestra experiencia demuestra que la ejecución exitosa del proyecto sólo es posible con una estrecha colaboración entre el cliente, el diseñador y la organización instaladora. La supervisión periódica y las auditorías técnicas independientes ayudan a identificar los problemas en una etapa temprana. No intente ahorrar en la profesionalidad de los artistas: el costo de un error en el equipo capacitivo es demasiado alto.

Si está planeando la construcción de un parque de tanques o necesita un examen de un proyecto existente, comuníquese con especialistas que tengan una lista de referencia de proyectos completados con éxito. Estamos preparados para ofrecer soluciones integrales, incluyendo diseño, fabricación, entrega e instalación llave en mano, con la garantía del cumplimiento de todas las normas de seguridad vigentes.

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