Manual Para Dimensionamento de Tanques Metalicos

8/19/2019 Manual Para Dimensionamento de Tanques Metalicos

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Manual para dimensionamento de tanques metálicos.

Luis Dias Pereira – [email protected]

Resumo: Este manual demonstra com dimensionar um tanque metálico e também odetalhamento desse tanque, como o costado, teto, fundo, bocais e escadas.

Para desenvolver esse manual, foi consultado a norma API 650 do American PetroliunInstitute, ABNT NBR 6123 – forças devido ao vento em edificações, ABNT NBR 7821 – Tanques soldados para armazenamento de petróleo e derivados. Estas normasespecificam quanto ao dimensionamento do teto, fundo e costado, classsificação,materiais utilizados, além de servir como fonte de consulta quando o projeto já vemespecificado pelo cliente.

SUMÁRIO.

1 - Introdução.

2 – Classificação dos tanques.

2.1 – Teto Fixo.

2.1.1 – Auto portantes.

2.1.2 – Suportados.

2.1.3 – Quanto a Forma.

2.1.3.1 – Teto cônico.

2.1.3.2 - Teto esférico ou curvo

2.1.3.3 - Teto em gomo

2.2 – Teto móvel.

2.3 – Teto flutuante.

3- Materiais de Fabricação

3.1 – Chapas.

3.1.1 - Classificação

3.1.1.1 – Quanto as bordas.

3.1.1.2 – Quanto a espessura.

3.2 – Perfis Estruturais.

3.3 – Tubos e forjados.



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3.4 – Flanges.

3.5 – Parafusos e porcas.

3.6 – Eletrodos.

4 - Desenvolvimento.

4.1 – Determinação do material adequado a aplicação

4.2 – Dimensionamento do Costado.

4.3 – Verificação da Necessidade de Anel deContraventamento Intermediário.

4.4 – Dimensionamento do Anel de ContraventamentoSuperior.

4.5 – Dimensionamento do Teto.

4.6 – Dimensionamento do Fundo.

5 – Acessórios do Tanque.

6 – Acabamento.

6.1 – Revestimento Interno.

6.2 – Revestimento Externo.

7 – Exemplo Ilustrativo do Dimensionamento de um Tanque

1 - Introdução.

Tanque é um equipamento tipicamente encontrado em refinarias, terminais, oleodutos,bases de distribuição e indústrias.

São equipamentos de caldeiraria destinados a armazenamento de líquidos nasindustrias, recebem este nome por operarem em pressão próxima a pressão

atmosférica.

A construção destes equipamentos é regida pela norma API 650 do AmericanPetrolium Institute e a norma brasileira NBR 7821.

Este manual irá se deter aos Tanques de Armazenamento cilíndricos, verticais,atmosféricos e não enterrados, fabricados com chapas de Aço Carbono, unidas pormeio de soldagem.

2 – Classificação dos Tanques.

Existe uma grande variedade quanto a classificação dos tanques.



3

Tais equipamentos são classificados didaticamente quanto a natureza de seu tetocomo:

2.1 - Teto Fixo ( fixed roof ): São tanques cilíndricos verticais cujos tetos são fixos aparte superior do seu costado.

Figura 1 – Teto fixo – Fonte: [Revista Monitoramento e Controle de Processo.Gonçalves, Marcelo Giglio – Rio de Janeiro; Petrobras: SENAI/DN,2003.- pág.86]

Podendo estes, ser classificados em: auto-portantes ou suportados.2.1.1 - Auto-portantes: são apoiados exclusivamente à periferia dos costados.

2.1.2 - Suportados: são apoiados numa estrutura em perfis metálicos soldados com ointuito de dar-lhe estabilidade.

Figura 2 – Teto Auto Suportado – Fonte: [ Apostila CM-Engenheiro de Tubulação –Engº.Palmerino Macedo S.Filho]



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2.1.3 - Quanto a forma:

2.1.3.1 - Teto cônico ( cone roof ): apresenta a forma de um cone reto.

Figura 3 – Teto Auto Suportado – [Apostila de Aplicação e Inspeção de TanquesCombustível – PUC –Rio, pág.131]

2.1.3.2 - Teto esférico ou curvo ( forma aproximada de uma calota esférica)

Figura 4 – Teto Esférico ou Curvo – [Apostila de Aplicação e Inspeção de Tanques

Combustível – PUC –Rio, pág.131]



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2.1.3.3 - Teto em gomos ( constituído de tal forma que qualquer seção horizontal sejaum polígono regular).

Figura 5 – Teto em Gomos – [Apostila de Aplicação e Inspeção de TanquesCombustível – PUC –Rio, pág.132]

2.2 - Tanque de teto móvel: no seu interior existe uma câmara de vapor cuja pressãoé responsável pela movimentação do teto, o qual possui uma selagem entre ocostado e o teto. São os chamados gasômetros.

Figura 6 – Teto Móvel – Fonte: [Revista Monitoramento e Controle de Processo.

Gonçalves, Marcelo Giglio – Rio de Janeiro; Petrobras: SENAI/DN,2003.]



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2.3 - Tanque de teto flutuante: teto flutua sobre a superfície do líquido,acompanhando sua movimentação. A perda por evaporação nesse tipo de tanqueé bem menor do que no teto fixo, no entanto seu custo é maior do que o tanquede teto fixo.

Figura 7 – Teto Flutuante – Fonte: [ Apostila CM-Engenheiro de Tubulação –Engº.Palmerino Macedo S.Filho]

3 – Materiais de fabricação

3.1 – Chapas

As chapas são produtos laminados, nos quais duas dimensões (a espessura ) émuito menor que as outras duas (largura e comprimento).

As chapas se dividem nas duas categorias:

Chapas grossas: de espessura superior a 5,0 mm.Chapas finas: fabricadas a frio e a quente conforme tabela 1.

Tabela 1. Chapas grosas e chapas finas

Chapas Fabricação Espessuras Utilização em Construção

Grossas A quente >5,0 mm Estruturas metálicas em geralFinas A quente 1,2-5,0 mm Perfis de chapas dobabrasFinas A frio 0,3-2,65 mm Acessórios de construção com calhas,

rufos etc..

3.1.1 – Classificação

3.1.1.1 – Quanto as bordas



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• Com bordas universais: apresentam bordas provenientes do processo delaminação.

• Com bordas aparadas: as bordas provenientes do processo de laminação são

eliminadas por meio de um processo de aparamento lateral. São normalmenteutilizadas em fundo e tetos pois as chapas do costado devem sofreresquadrejamento em virtude das tolerâncias de montagem.

3.1.1.2 – Quanto a espessura

• Chapas finas: com espessura inferior a ¼”. São fabricadas com 1.500mm delargura e 6.000mm de comprimento.

• Chapas grossas: com espessura igual ou maior a ¼”. São fabricadas com2.440mm de largura e 12.000mm de comprimento.

Obs : Todas as chapa devem estar em conformidade com o item 2.2 da normaAPI 650.

3.2 – Perfis estruturais

3.2.1 – Alguns materiais para perfis estruturais

Os aços carbono estruturais são os mais amplamente utilizados dentre todos osaços estruturais. Eles dependem do teor de Carbono para desenvolver sua resistência,e tem limite de escoamento entre 170 e 275 MPa. O ASTM A36 é um aço típico destegrupo.

Os aços microligados (aços de alta resistência mecânica e baixa liga) utilizamvários elementos de liga em adição ao carbono para que possam atingir resistênciasmecânicas superiores; o limite de escoamento para estes aços está situado entre 290e 450 MPa. Como exemplos temos o ASTM A572 Grau 50 e o A588 Grau K,produzidos pela Açominas. O aço ASTM A588 possui elevada resistência à corrosão

atmosférica (é um aço “patinável”), superior a dos aços carbono comuns.

Obs. Mas para seleção do material, verificar se estão de acordo com a últimaedição de uma das especificações listadas no item 2.4 do API 650.

3.2.2 – Perfis laminado

Os perfis laminados produzem perfis de grande eficiência estrutural, em forma deH, I, C, L, os quais são denominados corretamente de perfis laminados.

Os perfis H,I e C são produzidos em grupos, sendo os elementos de cada grupode altura h constante e largura das abas b variável. A variação da largura se obtém

aumentando o espaçamento entre os rolos laminadores de maneira que a espessurada alma tem variação igual à da largura das abas.







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4.2.1 - Calcular a espessura do primeiro anel

Material = especificado conforme capítulo 4.1 desse manual.Tensão admissível de Projeto (Tp) = [Kgf/cm²]

Tensão admissível de Teste (Tt) = [Kgf/cm²]Altura H = [m]Eficiência da solda (E)Densidade do liquido (G)Sobreespessura de Corrosão (C)

4.2.1.1 - Espessura de Projeto

Calculo da espessura preliminar de projeto do 1° anel.

e1 = [mm]

Calculo da espessura de projeto do 1° anel.

ep1 = [mm]

Conforme a norma NBR 7821/1983, e1=ep1 (deve-se utilizar o menor valor entree1 e ep1)

4.2.1.1 - Espessura de teste

Calculo da espessura preliminar de teste hidrostático do 1° anel.

e1

50 D H 0− 3,( )⋅ G

Tp E⋅

−

ep1 1 06,( )0 222 D⋅,( )

H−

H G⋅

Tp E⋅

−

x

50HD G⋅

Tp E⋅

⋅=

et

50 D H 0− 3,( )⋅ G

Tt E⋅

−



11

et = [mm]Calculo da espessura de teste hidrostático do 1° anel.

et1 = [mm]

Conforme a norma NBR 7821/1983, et=ept1 (deve-se utilizar o menor valor entreet e ept1)

Dados do 1° anel :

Espessura de projeto (selecionado entre e1 ou ep1)= [mm]Espessura para corrosão (ec1) = [mm]

Espessura mínima (e1 ou ep1+ec) = [mm]Espessura comercial (ecom1.) = [mm]

4.2.2 - Calcular a espessura do segundo anel

Material = especificado conforme capítulo 4.1 desse manual.Tensão admissível de Projeto (Tp) = [Kgf/cm²]Tensão admissível de Teste (Tt) = [Kgf/cm²]Altura H2 = [m]

Eficiência da solda (E)Densidade do liquido (G)e1(espessura de projeto calculada do 1° anel) = [mm]h1 (largura da chapa do costado do 2° anel) = [mm]R (raio do tanque) = [mm]

Calcular separadamente para o 2° anel o valor de y :

Portanto:

I - e2 = e1 se Y ≤ 1,375II - e2 = e2a se Y ≥ 2,625

Adotar uma dessas condições quando Y estiver entre esses valor.

e2-espessura mínima do segundo anel ( excluindo-se a sobre espessura paracorrosão).

et1 1 06,( )0 222 D⋅,

H−

H G⋅

Tt E⋅

−

x

50HD G⋅

Tt E⋅

⋅=

y44 721 h1⋅,

D e1⋅

−

III e2− e2a e1 e2a+( ) 2 1y

1 25,⋅,

⋅+= se 1,375 < Y < 2,625





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ep2(1°) = [mm]

2° ciclo

Ao começar o 2° ciclo utilizar, e2(2°)=ep2(1°)

e2(2°) ( espessura preliminar de projeto do 2° ciclo) = [mm]e2(1°) ( espessura de projeto do anel no 1° ciclo ) = [mm]e1 ( espessura de projeto do 1° anel ) = [mm]

Deve utilizar o menor valor entre [x1, x2 e x3] em metros.

x = [m]

ep2(2°) = [mm]

3° ciclo



Ke1

ep2 1°( )

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

x1 0− 01364 D e2⋅( ) 0+, 32 C⋅ H2⋅,

x2 C H⋅−

x3 0− 02728 D e2⋅( )⋅,

ep2 2°( )50 D H2 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−

K e1ep2 2°( )



14

x1 0− 61. R ep2⋅( ) 320.C H⋅+,

x2 1000.C H2⋅−

x3 1− 22 R ep2⋅( )⋅,

x - o menor valor de x1, x2 e x3, em metros.

x = [m]

ep2(3°) = [mm]

ep2(3°) será utilizado como e2a no calculo logo abaixo.

Determinação de e2.


Portanto:

I - e2 = e1 se Y ≤ 1,375II - e2 = e2a se Y ≥ 2,625


E necessário repetir os passos descritos nos ciclos, tanto para condição de projetoquanto para a condição de teste hidrostático até que haja uma diferença pequenaentre os valores calculados em sequencia (normalmente três tentativas adicionais sãosuficientes). Passos repetitivos darão idéia mais exata da localização do pontovariável de projeto, para o anel em consideração e, consequentemente resultarão emuma espessura de costado mais precisa.

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

ep2 3°( )50 D H2 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−

y44 721 h1⋅,

D e1⋅

−

III e2− e2a e1 e2a+( ) 2 1y

1 25,

⋅,

⋅+= se 1,375 < Y < 2,625



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4.2.2 - Calcular a espessura do terceiro anel

Material = especificado conforme capítulo 4.1 desse manual.Tensão admissível de Projeto (Tp) = [Mpa]Tensão admissível de Teste (Tt) = [Mpa]

Altura H3 = [m]Eficiência da solda (E)Densidade do liquido (G)e2(espessura de projeto calculada do 2° anel) = [mm]h1 (largura da chapa do costado do 3° anel) = [mm]R (raio do tanque) = [mm]


Portanto:

I – e3 = e2 se Y ≤ 1,375

II – e3 = e3a se Y ≥ 2,625


e2-espessura mínima do segundo anel ( excluindo-se a sobre espessura paracorrosão).e3a-espessura mínima do segundo anel, em mm; calculada de acordo com o processode cálculo de um anel superior.


e3 = [mm]


et3 = [mm]

y 44 721 h1⋅,

D e2⋅

−

III e3− e3a e2 e3a+( ) 2 1y

1 25,

⋅,

⋅+= se 1,375 < Y < 2,625

e350 D H3 0− 3,( )⋅ G

Tp E⋅

−

et350 D H3 0− 3,( )⋅ G

Tt E⋅

−



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1° ciclo

4.2.2.3 - Calcular a Distância x, do ponto variável de projeto, de extremidadeinferior do anel, usando o menor dos valores obtidos das três seguintesexpressões:

e3 ( espessura preliminar de projeto) = [mm]e2 ( espessura de projeto do anel inferior ) = [mm]D = diâmetro nominal [m]


Calculo da espessura de projeto do 3° anel no 1° ciclo.

Ep3(1°) = [mm]

2° ciclo



Ke2

e3

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

x1 0− 01364 D e3⋅( ) 0+, 32 C⋅ H3⋅,

x2 C H⋅−

x3 0− 02728 D e3⋅( )⋅,

ep3 1°( )50 D H3 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−

Ke2

ep3 1°( )

CK k 1−( )+

1 K1 5,+



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x = [m]

ep3(2°) = [mm]

3° ciclo




x = [m]

ep3(3°) = [mm]

x1 0− 01364 D e3⋅ 1°( ) 0+, 32 C⋅ H3⋅,

x2 C H⋅−

x3 0− 02728 D e3 1°( )⋅( )⋅,

ep3 2°( )50 D H3 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−

Ke2

ep3 2°( )

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

x1 0− 01364 D e3⋅ 2°( ) 0+, 32 C⋅ H3⋅,

x2 C H⋅−

x3 0− 02728 D e3 2°( )⋅( )⋅,

ep3 3°( )50 D H3 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−



18




Portanto:

I – e3 = e2 se Y ≤ 1,375II – e3 = e3a se Y ≥ 2,625



4.2.3 - Calcular a espessura do quarto anel

Material = especificado conforme capítulo 4.1 desse manual.Tensão admissível de Projeto (Tp) = [Kgf/cm²]Tensão admissível de Teste (Tt) = [Kgf/cm²]Altura H4 = [m]Eficiência da solda (E)Densidade do liquido (G)e3(espessura calculada do 3° anel) = [mm]h3 (largura da chapa do costado do 4° anel) = [mm]R (raio do tanque) = [mm]


y44 721 h1⋅,

D e3a⋅

−

III e3− e3a e2 e3a+( ) 2 1y

1 25,

⋅,

⋅+= se 1,375 < Y < 2,625

y44 721 h1⋅,

D e3⋅

−



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Portanto:

I – e4 = e3 se Y ≤ 1,375II – e4 = e4a se Y ≥ 2,625


e3-espessura mínima do terceiro anel ( excluindo-se a sobre espessura paracorrosão).ep4a-espessura mínima do quarto anel, em mm; calculada de acordo com o processode cálculo de um anel superior.


e4 = [mm]


et4 = [mm]

1° ciclo

4.2.2.3 - Calcular a Distância x, do ponto variável de projeto, de extremidadeinferior do anel, usando o menor dos valores obtidos das três seguintesexpressões:

e4 ( espessura preliminar de projeto) = [mm]e3 ( espessura de projeto do anel inferior ) = [mm]D = diâmetro nominal [m]

III e4−

e4a e3 e4a+

( ) 2 1

y

1 25,⋅,

⋅+= se 1,375 < Y < 2,625

e450 D H4 0− 3,( )⋅ G

Tp E⋅

−

et450 D H4 0− 3,( )⋅ G

Tt E⋅

−

Ke3

e4

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

x1 0− 01364 D e4⋅ 1°( ) 0+, 32 C⋅ H4⋅,

x2 C H⋅−



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Calculo da espessura de projeto do 4° anel no 1° ciclo.

Ep4(1°) = [mm]

2° ciclo




x = [m]

Ep4(2°) = [mm]

x3 0− 02728 D e4 1°( )⋅( )⋅,

ep4 1°( )50 D H3 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−

Ke3

e4 2°( )

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

x1 0− 01364 D e4⋅ 2°( ) 0+, 32 C⋅ H4⋅,

x2 C H⋅−

x3 0− 02728 D e4 2°( )⋅( )⋅,

ep4 2°( )50 D H4 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−



21

3° ciclo


e4(3°) ( espessura preliminar de projeto do 3° ciclo) = [mm]

e4(2°) ( espessura de projeto do anel no 2° ciclo ) = [mm]e3 ( espessura de projeto do 3° anel ) = [mm]


x = [m]

ep4(3°) = [mm]




Portanto:

I – e4 = e3 se Y ≤ 1,375II – e4 = e4a se Y ≥ 2,625

Ke3

e4 3°( )

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

x1 0− 01364 D e4⋅ 3°( ) 0+, 32 C⋅ H4⋅,

x2 C H⋅−

x3 0− 02728 D e4 3°( )⋅( )⋅,

ep4 3°( ) 50 D H4 x−( )⋅ GTp E⋅

−

y44 721 h1⋅,

D e4a⋅

−

III e4− e4a e3 e4a+( ) 2 1y

1 25,⋅,

⋅+= se 1,375 < Y < 2,625



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E necessário repetir os passos descritos nos ciclos, tanto para condição de projetoquanto para a condição de teste hidrostático até que haja uma diferença pequenaentre os valores calculados em sequencia (normalmente três tentativas adicionais são

suficientes). Passos repetitivos darão idéia mais exata da localização do pontovariável de projeto, para o anel em consideração e, consequentemente resultarão emuma espessura de costado mais precisa.

4.3 – Verificação da Necessidade de Anel de Contraventamento Intermediário.Conforme Norma NBR 7821

4.3.1 - Mapa do ventos – Conforme NBR 6123

Figura - Apresenta o gráfico das isopletas da velocidade básica, no Brasil, comintervalos de 5 m/s. Fonte – [ NBR 6123/88 – Autor Ivo José Padaratz ]

Diâmetro nominal do tanque (Ø) – [m]

Velocidade do vento, conforme norma NBR 6120 (Vo) - [Km/h]

Distância Vertical entre o anel intermediário de contraventamento e a cantoneira detopo do costado, ou entre o anel de contraventamento intermediário e o decontraventamento superior nos tanques sem teto (H) - [m]



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4.3.2 - Verificação da necessidade de contraventamento intermediário.

(Ø) – [m]

(Vo) - [Km/h]

(H1) - [m]

(W) – [m] (largura do 1° anel)

(em) – [mm] (espessura media na altura H)

Máxima altura sem anel de contraventamento

H1 = [mm]

Obs.Quando H1 for maior que W, não a necessidade de anel intermediário. Casocontrário será necessário calcular o anel intermediário. Conforme calculo logo abaixo.

4.3.3 - Módulo de resistência requerida do anel de reforço intermediária

Z ( módulo de resistência) – [mm³]D (diâmetro do tanque) – [m]

A tabela 2 apresenta os valores mínimos para o anel intermediário do costado.

Tabela 2 – Reforço da borda intermediária do costado – Fonte [ BS 2654-parágrafo 7.3.2 ]

Diâmetro do Tanque (m) Anel de Reor!o

Di " 20 100 # 65 # 8 mm

20 $ D " 36 125 # 75 # 8 mm

36 $ D " 48 150 # 90 # 10 mm

48 $ D 250 # 100 # 12 mm

4.4 – Dimensionamento do anel de contraventamento superior.

Diâmetro nominal do tanque (Ø) – [m]

Velocidade do vento, conforme norma NBR 6120 (Vo) - [Km/h]

H1 9− 465 em⋅

162

V

2 em

D

3

⋅

⋅,

Z 58 D2⋅ H1⋅

V

161

2

⋅−



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Altura do tanque, incluindo qualquer projeção acima da altura máxima de enchimentocomo, por exemplo, chapas guias para tetos flutuantes (H2) = [m]

4.4.1 - Módulo de resistência requerida do anel de reforço superior

Wr = [cm³]

A tabela 3 apresenta os valores mínimos para o anel superior do costado.

Tabela 3 – Reforço da borda superior do costado – Fonte [ NBR 7821/1983 –

pág.11]

4.5 – Dimensionamento dos tetos

O dimensionamento do teto deve ser levar em consideração algumas informaçõesimportantes.

a) Todos os tetos e suas estruturas de apoio devem ser projetados para suportarsua carga morta mais a carga viva uniforme não inferior a 60 Kg/m² de áreaprojetada;

b) A chapas do teto devem ter uma espessura mínima de 4,7 mm; uma espessuramaior pode ser necessária para tanques de teto autoportantes; a sobre-espessura para corrosão para chapas de tanques com tetos autoportantesdeve ser adicionado à espessura calculada;

c) Coluna para o teto poderão ser utilizados perfis estruturais ou tubo de aço.Devem-se instalar guia de fixação no fundo do tanque para evitar qualquermovimento lateral da base das colunas. Todos os membros estruturais devemtem uma medida de espessura igual ou superior a 4,4 mm. As chapas do tetodevem ser unidas à cantoneira superior do tanque com uma solda de ângulocontínua no lado superior. A solda contínua entre as chapas do teto e acantoneira não pode exceder 5 mm.

Wr 58 D2⋅ H1⋅

V

161

2

⋅−



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d) As vigas radiais devem ser espaçadas de forma que, o anel mais externo, seuscentros não estejam espaçados de mais do 2,5 m, medidos ao longo dacircunferência do tanque, o espaçamento nos anéis internos não deve sermaior do que 2,2 m;

e) Teto cônico auto suportados, todas as emendas das chapas do teto devem serfeitas por intermédio de cordões contínuos de soldas em ângulo, feitos apenaspela face superior e com dimensão igual à espessura das chapas que estãosendo soldadas;

f) A declividade dos tetos cônicos suportados deverá ser de 1:15, a menos queum valor seja especificado pelo comprador;

g) Nos tetos com declividade superior a 1:6, ou em que a ligação das chapas doteto com a cantoneira de topo seja feita com solda com dimensão maior do que5 mm, devem ser colocados respiros de emergência apropriados;

4.5.1 – Dimensionamento dos tetos auto-suportados ( cônico autoportante )Conforme API 650, seção 3.10.5

Os tetos cônicos auto-suportados devem satisfazer os seguintes requisitos,correspondente a uma sobrecarga de 60 Kgf/m².

O ângulo θ da geratriz do cone com a horizontal será:

O ângulo θ mínimo = 10°O ângulo θ máximo = 37°

4.5.1.1 – Cargas

Carga viva (CV) = [Kgf/m²]Carga morta (CC) = [Kg/m²]Carga devido ao vácuo = [Kgf/m²]

Carga devido a isolamento = [Kgf/m²]Carga Total (CT) = [Kpa]

4.5.1.2 – Cálculo da espessura do teto

e = [mm]

Diâmetro interno = [m]

e D

4 8 sinθ⋅,( )

CT

2 2,

−



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Carga total (CT) = [Kpa]

A espessura (e) nunca poderá ser inferior a 4,75 mm e a espessura (e) máxima será12,7 mm.

4.5.1.3 – Geometria da junção costado-teto

Ar = [cm²]

Área da junção disponível (conf.F-1, apêndice F)

Wh = [mm] – (adotado) Wh = [mm] – (calculado)th =Wc = [mm] – (adotado) Wc = [mm] – (calculado)Perfil = (adotado)Ad = (do perfil adotado)[cm²]

Figura - Área da junção disponível – Fonte – [ API 650/2004 – apêndice F ]

Ar D³

0 432 sinθ⋅,

CT

2 2,

−





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Ar = [cm²]

Área da junção disponível (conf.F-1, apêndice F)

Wh = [mm] – (adotado) Wh = [mm] – (calculado)th =Wc = [mm] – (adotado) Wc = [mm] – (calculado)Perfil = (adotado)Ad = (do perfil adotado)[cm²]

Figura - Área da junção disponível – Fonte – [ API 650/2004 – apêndice F ]

Wc = [mm]Raio interno do tanque (RC) = [m]Espessura do costado (tc) = [mm]

Wh =[mm] – máximo 304,8 mm (12”)

ArD R⋅

0 216,

CT

2 2,−

Wc 0− 6 Rc tc⋅⋅,

Wh Rh th⋅−



29

Raio interno do teto (Rh) = [m]Espessura do teto (th) = [mm]

Ad ≥ Ar (estará OK)4.5.3 – Tensões admissíveis no teto com estrutura de suportes e auto-

suportadasConforme NBR 7821/1983, apêndice 6.5.3.

Todos os membros da estrutura devem ser dimensionado de forma que as tensõesestáticas máximas não excedam:

a) Tração:

• Perfis laminados, área líquida – 1400 Kgf/cm²• Solda de penetração total em áreas de chapa mais finas – 1260 Kgf/cm²

b) Compressão:

• Perfis laminados, com deflexão lateral restrita – 1400 Kgf/cm²• Colunas, sobre a área da seção – Kgf/cm²,

• para (L/r) menor ou igual a 120.....

• para (L/r) maior do que 120 ou menor ou igual a 131,7...

• para (L/r) maior do que 131,7...

1

L

r

2

34700−

33000 Y⋅

14 22 FS⋅,

⋅

1

L

r

2

34700−

33000 Y⋅

FS

⋅

1

L

r

2

34700−

33000 Y⋅

FS

⋅

14 22 1 6L

200 r⋅−,

⋅,



30

Onde:

L = comprimento da coluna entre apoios laterais (m)r = menor raio de giração da coluna (m)FS = fator de segurança =

Y = 1,0 (para seções de perfis laminados ou seções tubulares com (e/R) igual oumaior que 0,015)

( para seções tubulares com (e/R) menor que 0,015)

e = espessura da seção tubular, mm; 6 mm, mínimo para elementos principais emcompressão e 4,7 mm, mínimo, para elementos secundários em compressão.

R = raio externo de seção tubular, mm

Nota 1 : Para elementos principais em compressão a razão (L/r) não deve exceder180.

Nota 2: Para elementos secundários em compressão a razão (L/r) não deve exceder200.

a) Flexão:

Peças solicitadas por flexão simples e tensões nas bordas da seção transversal serãocalculadas de acordo com as fórmulas seguintes:

Onde:

σc = tensão de compressãoσt = tensão de tração

FS5

3

L

r

350⋅

L

r

3

18300000⋅−

y := 200

3

e

R⋅ 2

200

3−

e

R⋅

⋅

σcM

Wc−

σtM

Wt−



31

Wc = Módulo de resistência útil a compressãoWz = Módulo de resistência útil a traçãoM = Momento fletor atuante

- Nenhuma das tensões σc ou σt poderá ultrapassar 1350 Kgf/cm².

- As vigas de alma cheia com perfil I solicitadas por flexão no plano da alma devem tersua segurança verificada a flambagem lateral. Prescinde-se dessa verificação quandoa distância entre pontos de apoio lateral for igual ou menor que 40 vezes o raio degiração Iy da secção transversal da mesa em relação ao eixo principal de inérciavertical ou quando a tensão máxima de compressão não ultrapassar o valor de1540/W, onde W é o coeficiente de segurança à flambagem para λ = c/Iy.

- Permite-se o dimensionamento adotando-se coeficiente de segurança igual a 2.

- As flechas máximas admissíveis serão ( L= vão teórico da viga )

vigas radiais com vão teórico menor que 5 m : (L/200)

vigas radiais com vão teórico maior que 5 m : (L/300)

outras vigas: (L/300)vigas em balanço: (L/250)

b) Cizalhamento:

- Para soldagem em ângulo, bujão, em rasgo, solda de penetração parcial em juntachanfrada, todas computadas na área da garganta em 950 Kgf/cm².

- Sobre a área total de almas de vigas e longarinas, onde h (altura do perfil, em cm)não é maior do que 60 vezes e (espessura da alma, em cm), ou quando a alma estáadequadamente reforçada , não deve exceder 910 Kgf/cm².

- Sobre a área total de almas de vigas e longarinas, quando a alma não é reforçada,ocasionando que h é maior do que 60 vezes e, a maior tensão média de cisalhamento,V/A não deve esceder, em Kgf/cm².

h = altura do perfil (cm)

e = espessura da alma (cm)V = força total de cizalhamento (Kgf)

V

A

1370

1h2

7200 e2⋅

+

−



32

A = área total do perfil (cm²)

c) Cálculo de vigas com cargas uniformemente distribuídas:

Referindo-se a figura logo abaixo, considerando-se qualquer ponto x , entre ossuportes R1 e R2 em uma viga com carga uniforme (w). As forças calculadas na vigado lado oposto do ponto. Produz um momento de flexão M, no qual os valores e asoma dos momentos em x. Para uma carga simplesmente apoiada, R1=R2.

A força da reação R1 produz um momento positivo no sentido horário

igual a (R1.x) e resulta de uma carga uniforme a esquerda de x(.x)! produz um

momento negativo e anti"horário igual a # .x(x$%)&

Para obter a localização do momento de flexão máxima

Substituindo x = ½ teremos uma equação para os momentos

Para flecha máxima, quando x=1/2 será.

R1w L⋅

2

Mw L⋅ x⋅

2

w x2⋅

2

−

dM

dx

dw x⋅

2

w x2⋅

2

−

⋅

dx( )

Mw l2⋅

8

y5w l4⋅

384 E⋅ I⋅



33

d) Dimensionamento de vigas radiais e transversais

Vigas Radiais

A espessura da alma das vigas radiais não deve ser menor que 4,3 mm, e os

espaçamentos entre as vigas radiais não deve ser maior que 1,65 m exceto quandoum dos lados do polígono for suportado pela cantoneira de apoio do teto ou outroelemento transversal de apoio da chapa do teto.Q = carga total uniformemente distribuída sobre o teto.Sobrecarga + peso próprio das chapas no teto.Considerando que usaremos no teto sempre chapa 3/16”. Sendo chapa no mínimo3/16” e o seu peso é de 38 Kg/m² e como a sobrecarga nos EUA é considerada 120Kg/m², temos:Q = 120 Kg/m² + 38 Kg/m² = 158 Kg/m².A sobrecarga no Brasil é considerada 60 Kg/m².

n = número de vigas radiais.l = espaços máximos entre as vigas (cm).N = número de lado do polígono.D = diâmetro do tanque (cm).

q = carga por unidade de comprimento em Kg.L = comprimento da viga radial em m ou cm.

A = diâmetro do polígono superior em m ou cm (conf.desenho abaixo).

q = carga por unidade de comprimento (Kg)

M = momento fletor

W = módulo de resistência

S = tensão admissível = 1350 Kg/m²

N π D⋅

1 9,

>

q

98 π

4⋅ D2 A2

−( )⋅

N L⋅

M q L2

⋅

8

WM

S



34

Obs. Para selecionar um perfil com módulo de resistência maior que o encontrado Wdado ≥ do W encontrado.

Vigas transversais

R – reação de cada viga radial que se apóia na viga transversal com o peso em Kg.L – comprimento da viga transversal em cm ou m.N – número de lados do polígono formado pelas vigas transversais.q = peso da estrutura + carga viva + carga morta + Rn = número de vigas radiais.l = espaços máximos entre as vigas (cm).N = número de lado do polígono.D = diâmetro do tanque (cm).

n

N D⋅ sin 3602 N⋅

⋅

l

q = carga por unidade de comprimento (Kg)

M = momento fletor

W = módulo de resistência

S = tensão admissível = 1350 Kg/m²

Obs. Para selecionar um perfil com módulo de resistência maior que o encontrado W

dado ≥ do W encontrado.

e) Calculo de coluna com cargas axiais

Os membros estruturais sob compressão axial tendem a uma deformação causadapela força axial (p) no comprimento da coluna (l), o momento de flexão M, igual a Ppelo braço de alavanca (e), induzido a um esforço para flexão igual a Mc / I, que ésomado pela tensão de compressão, P / a.

M – momento fleto (Kgf.cm)

Mq L

2⋅

8

WM

S

fM c⋅

l

P

a

+



35

c – distância do centro da viga até o final.(cm)I – momento de inércia da viga (cm4)a – área do perfil (cm²)f – tensão


Conforme NBR 7821/1983 não há um método de cálculo para dimensionamento dachapa do fundo. O que se define no parágrafo 6.2.1 é a espessura mínima de ¼” (6,35mm) a ser adotada. Excluída qualquer corrosão admissível, quando especificada.Todas as chapas de fundo, inclusive as recortadas para a periferia (exceto quando seusam chapas anulares), devem ter largura mínima de 1200 mm, recomenda-se quepara tanques grandes diâmetros (maiores que 25 m) as chapas periféricas do fundosejam ligadas entre si por soldas radiais de modo a formar um anel conforme mostra afigura. E também recomenda-se como deve ser distribuídas as demais chapas do

fundo conforme figura.

Quando assim dispostas chamam-se chapas anulares, devendo-se ser ligadas porsoldas de topo com penetração total. As chapas anulares devem ter o comprimentomaior possível e sua largura não deve exceder 500 mm.

As chapas da periferia do fundo devem obrigatoriamente exceder a borda externa dasolda que une o fundo ao costado de, no mínimo, 25 mm.

Os tanques para armazenamento, principalmente os de grande diâmetros, transmitem

cargas de apoio apreciáveis às bases dos mesmo, por isso, devem-se garantir asfundações adequadas.

A tabela abaixo recomenda chapas em relação ao diâmetro do tanque.

Tabela – Espessura da chapas anulares – Fonte [ NBR 7821/1983 – pag.8 ]



36

Tabela – Distribuição das chapas anulares – Fonte [ NBR 7821/1983 – pag.8 ]

Tabela – Rebaixo nas juntas sobrepostas das chapas do fundo sob o costado dotanque – Fonte [ NBR 7821/1983 – pag.8 ]



37

Figura 7 – Disposição das Chapas do Fundo do Tanque – Fonte: [ Apostila CM-Engenheiro de Tubulação – Engº.Palmerino Macedo S.Filho]



38

Figura 7 – Solda das Chapas do Costado – Fonte: [ Apostila CM-Engenheiro deTubulação – Engº.Palmerino Macedo S.Filho]

Tensão nas chapas do fundo do tanque.

D – diâmetro do tanque (cm)H – altura do tanque (cm)t – espessura do fundo do tanque (cm)G – densidade do fluido ( Kg/cm³)Sh – tensão Kgf/cm²

Obs. Compara Sh com a tensão do material do fundo do tanque. Sh terá que sersempre menor que a tensão do material do fundo do tanque.

Sh0 0005 D⋅ H 30− 48,( )⋅ G⋅,

t



39

4.7– Dimensionamento dos chumbadores e base para os chumbadores.

4.7.1 - Velocidade básica do Vento

De acordo com o mapa de isopletas, de autoria do professor Ivo José Padaratz,

publicada na NBR6123/88, o vento com velocidade básica na região do projetodeverá ser selecionado conforme mapa abaixo. E os passos para obtenção dapressão de projeto são prescritos na NBR 6123/88.

Mapa do ventos – Conforme NBR 6123/1988


Vo = ( Velocidade Básica do vento ) – [m/s]Vk = (Velocidade característica do vento ) – [m/s]

Vk = Vo.S1.S2.S3 [m/s]

S1 = Fator TopográficoS2 = Fator rugosidade de terrenoS3 = Fator EstatísticoHb = Altura da BaseCpe = Coeficiente de pressão externaClasse –Categoria –F - Força [Kgf]

Mt - Momento Total na Base [Kgf.m]



40

Fator topográfico

O fator topográfico é determinado conforme as variações do relevo onde a edificaçãoestá localizada.

Observando-se as características da região e considerando-se a topografia plana,sendo então, o fator S1.

Fator de rugosidade

Para a determinação deste fator, a rugosidade do terreno foi dividida em cincocategorias e as dimensões da edificação em três classes.

Para selecionar esse valor devemos verificar a altura do tanque, tipo de categoria e aclasse, fator S2.

Fator estatístico

Este fator considera o grau de segurança e a vida útil.Fator S3.

4.7.2 - Velocidade Característica do Vento

Vk = Vo.S1.S2.S3 [m/s]

4.7.3 - Pressão Dinâmica do Vento

q = 0,613 Vk² [Kgf/m²]

4.7.4 - Força de Arrasto

Fa = Cpe.q.Ae [Kgf]

Cpe – coeficiente de pressão externaq – pressão dinâmica do ventoAe – Altura x Diâmetro do tanque [m²]



41

Tabela 9 - Distribuição das pressões externas em edificações cilíndricas de seçãocircular – Fonte – [ NBR 6123/1988]

β Coeficiente de pressão externa (Cpe)

Superfície Rugosa ou com

Saliências

Superfície Lisa

h/d=10 h/d≤2,5 h/d=10 h/d≤2,5

0° +1,0 +1,0 +1,0 +1,010° +0,9 +0,9 +0,9 +0,920° +0,7 +0,7 +0,7 +0,730° +0,4 +0,4 +0,35 +0,3540° 0 0 0 050° -0,5 -0,4 -0,7 -0,560° -0,95 -0,8 -1,2 -1,05

70° -1,25 -1,1 -1,4 -1,2580° -1,2 -1,05 -1,45 -1,390° -1,0 -0,85 -1,4 -1,2100° -0,6 -0,65 -1,1 -0,85120° -0,5 -0,35 -0,6 -0,4140° -0,4 -0,3 -0,35 -0,25160° -0,4 -0,3 -0,35 -0,25180° -0,4 -0,3 -0,35 -0,25

4.7.5 - Dimensionamento dos Chumbadores.

Material ASTM ASadm = ( Tensão admissível ) – [Kgf/cm²]Sadm = ( Tensão de teste ) – [Kgf/cm²]N = número de chumbadores adotadoH= altura do tanque [m]

Momento Mw = Momento de tombamento [Kgf.m]Momento Mdl = Momento contrário ao tombamento [Kgf.m]w = peso do tanque vazio [Kgf]

Mw FaH

2⋅



42

Verificação:

Mw <Mdl

4.7.6 - Força de Tração nos Chumbadores

Fch = força de tração nos chumbadores [Kgf]

Momento Mw = Momento de tombamento [Kgf.m]d = diâmetro do circulo dos chumbadores [m]N = número de chumbadores adotadow = peso do tanque vazio [Kgf]

Ab – área do chumbador que será selecionado [cm²]Sadm – tensão admissível do material do chumbador [Kgf/cm²]

Obs. Valor positivo de Ab precisa de chumbador.

Mdl wH

2⋅

Fch 4Mw

d N⋅⋅

W

N

−

AbFch

Sadm



43

4.7.7 - Base para os Chumbadores

Figura – Base para chumbadores – Fonte [ Steel Plate Engineering Data (1992 revisededition), volume 2, Part VIII – Anchor Bolt Chairs]

Dimensão em polegadas

Diâmetro dosChumbadores

A B C D E F G

1 1.3/4 3 2.1/2 1/2 3/4 1.1/4 1.1/21.1/8 1.7/8 3 2.1/2 1/2 3/4 1.3/8 1.5/81.1/4 2 3 2.1/2 1/2 1 1.1/2 1.3/41.3/8 2.1/8 4 3 5/8 1 1.5/8 1.7/81.1/2 2.1/4 4 3 5/8 1.1/4 1.3/4 21.5/8 2.3/8 4 3 5/8 1.1/4 1.7/8 2.1/81.3/4 2.1/2 5 3.1/2 3/4 1.1/2 2 2.1/4

1.7/8 2.5/8 5 3.1/2 3/4 1.1/2 2.1/8 2.3/82 2.3/4 5 3.1/2 3/4 1.3/4 2.1/4 2.1/2

2.1/4 3 6 4 1 1.3/4 2.1/2 2.3/42.1/2 3.1/4 6 4 1 2 2.3/4 32.3/4 3.1/2 7 5 1.1/4 2.1/2 3 3.1/4

3 3.3/4 7 5 1.1/4 2.1/2 3.1/4 3.1/2

Tabela – Base para chumbadores – Fonte [ Steel Plate Engineering Data (1992revised edition), volume 2, Part VIII – Anchor Bolt Chairs]



44

5 – Acessórios do Tanque.

Figura – Tanque Acessórios de Terminologia – Fonte [NBR 7821/83 – pág.4]

5.1 – Porta de limpeza



45

As portas de limpeza devem satisfazer os seguintes requisitos (ver figura abaixo). Aabertura deve se retangular com os cantos superiores arredondados com um raiomínimo igual a 1/3 da maior altura livre; a altura ou a largura da abertura livre nãodevem exceder de 1220 mm.

O conjunto completo, inclusive a chapa de reforço deve estar contido em uma chapado primeiro anel do tanque. Caso alguma chapa tenha espessura superior a 16 mm, oconjunto completo, inclusive a chapa do costado, deve sofrer tratamento térmico dealívio de tensões, a uma temperatura de 600°C a 650°C, durante uma hora para cada25 mm de espessura total. A área de seção transversal do reforço no costado, emmm², acima do topo da abertura, não deve ser menor do que :

Onde:K1 = coeficiente de área (figura abaixo, detalhe A)h = maior altura livre vertical da abertura, em mme = espessura, em mm, exigida para a chapa do costado

A espessura da chapa de reforço deve ter o valor mínimo de K2 e, em que K2 é ocoeficiente dado na figura abaixo. Detalhe B.

O reforço no plano do costado, deverá ser obtido dentre uma altura L acima do fundoda abertura, a altura L do reforço do costado acima do fundo da abertura não deve ser

maior que 1,5.h e no caso de pequenas aberturas L-h não deve ser menor h/2.K2 ou150 mm, quando tivermos L maior que 1,5h como conseqüência desse ultimo caso, sóserá considerada efetiva a altura da chapa L=1,5.h.

A largura da chapa de reforço do fundo, medida na linha de centro da boca delimpeza, deve ser de 250 mm mais a soma das espessuras da chapa do costado e dachapa de reforço do costado, espessura mínima da chapa de reforço do fundo eb emmm, será determinada pela seguinte formula:

Onde:b = largura horizontal livre da abertura (mm)H = altura do tanque (m)h = altura livre da abertura (mm)

K1 h⋅ e⋅

2

ebh

2

355.600

b

171

H⋅+



46

Figura – Porta de limpeza para costado – Tipo Nivelada – Fonte [NBR 7821/83 –pág.28]



47

Figura – Coeficiente K1 e K2 – Fonte [NBR 7821/83 – pág.29]



48

Figura – Rebaixo para portas de limpeza – Fonte [NBR 7821/83 – pág.36]



49

5.2 – Bocas de visita no costado

As bocas de visita no costado devem estar de acordo com a Figura e tabela abaixo, aschapas de reforço, ou cada um dos seus segmentos, devem ter um pequeno furo comrosca de 6,0 mm para detecção de vazamento das soldas internas; este furo deve

estar localizado próximo à linha de centro horizontal, deve abrir para a atmosfera, epermanecer aberto após o teste hidrostático do tanque.

Tabela – Espessura da tampa e dos flanges das bocas de visita do costado –Fonte [NBR 7821/83 – pág.21]



50

Tabela – Bocas de visita do costado (508mm) – Fonte [NBR 7821/83 – pág.21]




51




52




53




54

Figura – Boca de visita do costado – Fonte [NBR 7821/83 – pág.14]



55

5.2 – Bocais do costado

Os bocais do costado devem estar de acordo com a figura e tabela abaixo. As chapasde reforço ou cada um de seus segmentos, devem ter um pequeno furo com rosca de6,0 mm, para detecção de vazamento das soldas internas; este furo deve estar

localizado próximo à linha de centro horizontal, deve abrir para a atmosfera, epermanecer aberto após o teste hidrostático do tanque.

Os detalhes e dimensões especificado aqui refere-se aos bocais instalados com eixoperpendicular à chapa do costado; os bocais podem ser instalados também como oeixo no plano horizontal formando um ângulo diferente de 90° com o costado, nestecaso, entretanto, a largura da chapa de reforço deverá ser aumentada de umadistância igual ao aumento sofrido pela corda horizontal do corte na chapa, quandoreferido corte passar de circular para elíptico, em conseqüência do ângulo deinclinação, os bocais até 76 mm de diâmetro nominal, não ligado a tubulações,

destinados a termômetros, tomadas de amostras e outras finalidade, podem serinstalados em ângulos até 15° com a perpendicular ao costão, no plano vertical, semmodificações na chapa de reforço;

Figura – Bocais do costado – Fonte [NBR 7821/83 – pág.26]



56

Figura – Bocais do costado – Fonte [NBR 7821/83 – pág.27]

Tabela – Bocais do costado – Fonte [NBR 7821/83 – pág.30]



57

Tabela – Bocais do costado – Fonte [NBR 7821/83 – pág.31]

Tabela – Flange dos bocais do costado – Fonte [NBR 7821/83 – pág.32]



58

Tabela – Flange dos bocais do costado – Fonte [NBR 7821/83 – pág.32]

5.2 – Plataforma e passadiços

As plataformas e passadiços devem obedece aos seguintes requisitos:

- Ser totalmente metálicas;- Largura mínima do piso: 610 mm;- O piso deve ser feito de material não derrapante, tipo chapa xadrez, metalexpandido, grelha, etc..; a espessura mínima do piso deve ser de 4,5 mm;- A altura mínima do corrimão acima do piso: 1000 mm;- A altura mínima do rodapé do guarda-corpo: 76 mm;- Distância máxima entre os suportes do corrimão: 2500 mm;- A estrutura completa deve ser capaz de suportar uma carga concentrada móvel de450 Kgf, e o guarda-corpo deve ser capaz de suportar um esforço de 90 Kgf, aplicadoem qualquer direção e em qualquer ponto do corrimão;- Corrimão devem ser colocados nos dois lados de qualquer plataforma sendointerrompidos, onde necessário, para acesso;- Nas interrupções dos corrimãos qualquer espaço maior de 150 mm entre o tanque aplataforma deve ser fechada com piso antiderrapante;

- Os passadiços entre dois tanques ou entre um tanque e a outra estrutura, devem sersuportados de forma a permitir movimentos relativos das estruturas ligadas por taispassadiços, a finalidade deste procedimento é evitar que haja transmissão de esforçopara outra estrutura à qual o passadiço esteja ligado, no caso de ocorrência derecalque, deslocamento ou mesmo a explosão do tanque.



59

5.3 – Escada de lance

Para se detalhar um escada o projetista deve, sempre que possível, trabalhar dentrodas dimensões normalizadas. Quando a estrutura é baseada em projeto arquitetônico,as dimensões, locação, largura de piso e altura dos degraus já vêm determinadas.

Quando este procedimento não PE seguido o projetista deve basear-se ao iniciar oprojeto nos seguintes pontos básico:

a) As portas devem ser colocadas de tal modo que não possam girar sobre odegrau ou sobre a abertura de entrada da escada e devem ser impedidas deabrir diretamente sobre as escadas ou sobre a entrada de escadas. Devemsempre abrir sobre uma área (patamar) que seja pelo menor igual à largura daporta.

b) O comprimento mínimo do patamar não deve ser menor que 900 m.

c) Os ângulos crítico para execução de uma escada são: máximo 50°, mínimo 20°e o ângulo ideal e de 30°. A figura abaixo mostra o gabaritos mínimos usuais.

Figura – Gabarito dos ângulos usuais para construção de escadas – Fonte [Estruturas Metálicas – Projetos e Detalhes para Construção – Santos, Arthur

Ferreira – MCGraw Hill ]



60

5.3.1 - Degraus

São vários os tipo de degraus. Sua escolha está mais ligada com a finalidade daestrutura do que com a sua função estrutural. Os tipos variam desde perfis voltadospara cima conforme figura 11.2, e os cheios de concreto, chapa xadrez, conforme

figura 11.3 e 11.4 e grelhas conforme figura 11.5.

Figura – Construção de escadas – Fonte [ Estruturas Metálicas – Projetos eDetalhes para Construção – Santos, Arthur Ferreira – MCGraw Hill ]

Em quaisquer dos casos a fixação do degrau nas vigas laterais da escada pode serdiretamente através de solda, conforme Fig.11.4 ou por cantoneiras suportes as quais,nesse caso, poderiam ser soldadas às vigas ou aparafusadas. Quando a solução de

parafusos for utilizada, furos alongados deverão ser adotados por permitirem ajustes(fig.11.3).


Independente da forma de degrau, as extremidades destes não devem ultrapassar alinha de trabalho e todos devem começar a terminar numa mesma linha vertical. As



61

figuras seguintes dão uma idéia geral sobre conexões de apoio, cotas de detalhes dasescadas, etc.. (figs.11.6 e 11.13) e a fig.11.14 mostra uma escada totalmentedetalhada para fabricação.



62




63

5.3.4 - Escada do tipo marinheiro

Sua aplicação prende-se mais a acesso nos locais onde a área não permite ainstalação de escadas de lance, como poço de visita, construções subterrâneas emindustriais, plataforma de processo, torres de resfriamento, etc...

Para lances pequenos até aproximadamente 4 metros de altura, não há necessidadede proteção. A fig.11.15 mostra o detalhe de uma escada desse tipo. Para lancesacima de 4 metros há necessidade da proteção e as dimensões normais e materiaismais empregados são mostrados na fig.11.16 e a fig.11.17 mostra os gabaritos usuais.




64




65

Dimensionado conforme norma N-279 Rev.D – Ago/98

Figura – Construção de escadas marinheiro – Fonte [ Projeto Teórico – Vaso dePressão – CSII – Professora Adilson – FATEC-SP]



66

6 - Acabamento.

O acabamento em tanques para armazenamento e muito importante para que tenhauma vida útil maior. Além de seguir a norma N-1201 da Petrobras devemos tomaralguns cuidados na hora de projetá-los.

O projetista e engenheiro projetista, quando for especificar os detalhes de um projeto edeterminar os materiais, os métodos de fabricação e de montagem de estruturas ouequipamentos, necessita aplicar inteligentemente seus conhecimentos sobre corrosão,para não incidir em erros que poderão significar grandes perdas futuras.

Algumas medidas úteis devem ser tomadas:

- superdimensionar adequadamente as espessuras das diferentes partes dosmateriais, tendo conhecimento prévio do tipo e intensidade de corrosão que devem seesperados durante a utilização do equipamento.

- usar soldas bem acabadas e contínuas e aliviada de tensões, em lugares onde seriapossível usar esse tipo de junção, exemplo foto 1.

- não formar ângulos fechados e estrangulamentos desnecessários nas tubulações, afim de evitar turbulência e ação erosiva do meio, como impingimento e cavitação,exemplo foto 3.

- evitar contatos diretos de materiais metálicos de potenciais diversos. Quando forinevitável a existência de grande diferença de potencial, deverá ser sempreespecificada a colocação, nos pontos de conexão, de gaxetas, de niples ou dearruelas não-metálicas, que agirão como isolantes.

- evitar cantos vivos onde películas protetoras de tintas possam romper-se maisfacilmente.

- evitar aparecimento de tensões nas estruturas devido a possíveis expansõestérmicas e a aplicação de esforços, que são perigosos, sobretudo quando localizados.

- facilitar a completa drenagem de líquidos, evitando áreas de estagnação de água oude soluções corrosivas.

- manter lisas e livres de reentrâncias e frestas as superfícies por onde passam

líquidos, para evitas gradientes de concentração de oxigênio e de íons metálicos noslugares de líquidos, exemplo foto 4.

- bases de tanques de armazenamento que impeçam a presença de frestas, daí,quando possível, usar tanques suspensos.



67

Foto – Solda descontinua possibilitam a presença de corrosão em frestas –Fonte [ Corrosão – Vicenti Gentil – pag.235]

Foto – Inicio de corrosão em soldas descontinuas – Fonte [ Corrosão – VicentiGentil – pag.235]



68

Foto – Detalhes construtivos causadores de erosão por impingimento. – Fonte [Corrosão – Vicenti Gentil – pag.235]

Foto – Frestas e retenção de água – Fonte [ Apresentação de preparação desuperfície – Celso Gnecco-Sherwin Williams]

a) Limpeza e preparo de superfícies

A causa básica da corrosão é conhecida. Os metais apresentam uma condiçãotermodinâmica instável e tendem a mudar para uma condição estável pela formação

de óxidos, hidróxidos, sais, etc. Dessa maneira, a corrosão é um processo natural,indesejável. Para combater, ou melhor, atenuar essa tendência termodinâmica dosmetais, dispõe-se de vários métodos.

A maioria dos métodos de controle de corrosão consiste em intercalar uma camadaprotetora entre o metal e o meio corrosivo. Essas camadas protetoras são deformação natural ou artificial e, em alguns casos, simultâneas.

A limpeza e a preparação da superfície é, sem dúvida alguma, uma das etapas maisimportantes para que um revestimento apresente o desempenho esperado. Esta etapavisa, basicamente, remover os contaminantes da superfície ( carepa de laminação,

produtos de corrosão, sais, óleos, graxas, tintas velhas, etc...) e criar condições queproporcionem aderência satisfatória aos revestimentos.

b) Impurezas

Os objetivos da limpeza e preparo de superfícies, para aplicação de revestimento, sãoremover da superfícies impurezas que possam provocar falha no revestimentoaplicado e promover aderência do revestimento ao substrato.

As impurezas podem ser definidas como:

Oleosas, semi-sólidas, sólidas e óxidos e produtos de corrosão.



69

As normas SIS 05 5900 e ISSO 8501 estabelecem quatro graus de enferrujamento aque uma chapa laminada a quente pode chegar, durante a eliminação da carepa delaminação por intemperismo, isto é, exposição ao ambiente:

Grau A: superfície de aço com a carepa de laminação intacta e praticamente sem

corrosão;Grau B: superfície de aço com princípios de corrosão, onde a carepa de laminaçãocomeça a desagregar;

Grau C: superfícies de aço onde a carepa de laminação foi eliminada pela corrosãoou que possa ser removida por meio de raspagem, podendo apresentar formação deleves alvéolos;

Grau D: superfície de ao onde a carepa de laminação foi eliminada pela corrosão comformação de severa corrosão alveolar.

Foto – Padrões de grau de superfícies – Fonte [ Apresentação de preparação desuperfície – Celso Gnecco-Sherwin Williams]



70

c) Meios de remoção

Existem normas que padronizam alguns os processos para preparo de superfíciesmetálicas para pintura. Internacionalmente as mais conhecidas são, as normasamericana SSPC (“Steel Structure Painting Council”), a sueca SIS 05 5900-67

(“Pictorial Surface Preparation”) entre outras.

Tabela – Graus de limpezas de superfícies metálicas

Tipo de limpeza SSPC SIS Petrobras NACE BSISSO8501

Limpeza com Solvente SP-1 N-5Tratamento Mecânico SP-2 St-2 St-2 St-2

Tratamento Mecânico SP-3 St-3 St-3 St-3Jateamento Ligeiro SP-7 Sa-1 Sa-1 NACE-4 Sa-1Jateamento Comercial SP-6 Sa-2 Sa-2 NACE-3 3rd Quality Sa-2

Jateamento ao metalquase branco

SP-10 Sa-2.1/2 Sa-2.1/2 NACE-2 2nd Quality Sa-2.1/2

Jateamento ao metalbranco

SP-5 Sa-3 Sa-3 NACE-1 1st Quality Sa-3

Limpeza a fogo SP-4Decapagem quimica SP-8



71

Foto – Padrões de limpeza de superfícies – Fonte [ Apresentação de preparaçãode superfície – Celso Gnecco-Sherwin Williams]

Revestimentos metálicos

Segundo a norma N-1201 para esta aplicação o procedimento a ser adotado é oseguinte:

6.1 - Revestimento Interno:

Aplicação de Jato de Areia Metal Quase Branco ( SA 2.1/2 ), aplicação de uma demãode Primer Epóxi N-2630 com 100 micras película seca, aplicação de uma demão detinta Epóxi N2629 na cor verde pastel com 150micras de película seca e por fimaplicação de uma demão de acabamento em tinta Epóxi N-2629 com 100 micras nacor branca.

6.2 - Revestimento Externo:

Aplicação de Jato de Areia Metal Quase Branco ( SA 2.1/2 ), aplicação de uma demão

de tinta Epóxi N-2630 com 100 micras de película seca. Aplicação de 2 demão deacabamento em Alquidico Brilhante N 2492 com 30 micras cada na cor Branca.

7 – Exemplo ilustrativo do dimensionamento de um tanque

7.1 – Dados do tanque

Diâmetro interno do tanque (D) 16 mAltura (H) 7,2 m

Fluído ÁguaDensidade Fluído (G) 1



72

Temperatura do Projeto (Tp) 60 °CCorrosão AdmissíveisTeto (Cat) 0Costado (Cac) 0Fundo (Caf) 0

RadiografiasTeto (Rt)Costado (Rc)Fundo (Rf)Eficiência da JuntaTeto (Eft) 0,70Costado (Efc) 0,70Fundo (Eff) 0,70Material – ASTM A 283 Grau CTeto Kgf/cm²Costado Kgf/cm²Fundo Kgf/cm²Chumbadores - ASTM A 325Nível do Líquido 7,2 mÂngulo do tetoVelocidade Básica do Vento m/sTensão de Projeto 1410 Kgf/cm²Tensão do Teste Hidrostático 1580 Kgf/cm²

O tanque foi divido em 3 anéis de 2400 mm cada. Foi divido dessa forma por essamedida de chapa ser comercial, mas não nos impede de fazer um estudo para utilizaroutras larguras de chapas em que fizesse o valor final de fabricação ser menor.

Desenho de disposição das chapas do costado.

7.2 – Dimensionamento da espessura do costado

7.2.1 – Primeiro Anel

Material = ASTM A 283 Grau C

Tensão admissível de Projeto (Tp) = 1410 [Kgf/cm²]Tensão admissível de Teste (Tt) = 1580 [Kgf/cm²]



73

Altura H1 = 7,2 [m]Eficiência da solda (E) = 0,7Densidade do liquido (G) = 1h1 (largura da chapa do costado do 1° anel) = 2,4 [mm]R (raio do tanque) =8000 [mm]

Foi adotado a largura da chapa de 2400 mm, para todos os anéis.

a) Calculo da espessura preliminar de projeto do 1° anel.

e1 = 5,59 [mm]

b) Calculo da espessura de projeto do 1° anel.

ep1 = 5,94 [mm]

Conforme a norma NBR 7821/1983, e1=ep1 (deve-se utilizar o menor valor entree1 e ep1)

c) Espessura do teste hidrostático


et = 4,99 [mm]

d) Calculo da espessura de teste hidrostático do 1° anel.

e150 D H1 0− 3,( )⋅ G

Tp E⋅

−

e1

50 16. 7 2 0−, 3,( )⋅ 1

1410 0⋅ 7,

−

ep1 1 06,( )0 222 D⋅,

H1−

H1 G⋅

Tp E⋅

−

x

50H1D G⋅

Tp E⋅

⋅=

ep1 1 06,( ) 0 222 16⋅,

7 2,− 7 2 1⋅,

1410 0⋅ 7,

−

x 50 7× 2 16× 1⋅,

1410 0⋅ 7,

⋅=

et50 D H1 0− 3,( )⋅ G

Tt E⋅

−

et50 16. 7 2 0−, 3,( )⋅ 1

1580 0⋅ 7,

−



74

et1 = 5,31 [mm]

Conforme a noram NBR 7821/1983, et=ept1 (deve-se utilizar o menor valor entreet e ept1)

Espessura de projeto (selecionado entre e1 ou ep1)= 5,94 [mm]Espessura para corrosão (ec1) = 0 [mm]

Espessura mínima (e1 ou ep1+ec) = 5,94 [mm]Espessura comercial (ecom1.) = 6,35 [mm] (1/4”)

7.2.2 - Calcular a espessura do segundo anel

Material = ASTM A 283 Grau CTensão admissível de Projeto (Tp) = 1410 [Kgf/cm²]Tensão admissível de Teste (Tt) = 1580 [Kgf/cm²]Altura H2 = 4,8 [m]Eficiência da solda (E) = 0,7Densidade do liquido (G) = 1e1(espessura de projeto calculada do 1° anel) = 5,59 [mm]h1 (largura da chapa do costado do 2° anel) = 2,4 [m]R (raio do tanque) =8000 [mm]D (diâmetro do tanque) = 16 [m]


y = 11,35

Portanto:

I - e2 = e1 se Y ≤ 1,375II - e2 = e2a se Y ≥ 2,625

et1 1 06,( )0 222 D⋅,

H−

H G⋅

Tt E⋅

−

x

50HD G⋅

Tt E⋅

⋅=

et1 1 06,( )

0 222 16⋅,

7 2,−

7 2 1⋅,

1580 0⋅ 7,

−

x

50 7× 2 16× 1⋅,

1580 0⋅ 7,

⋅=

y44 721 h1⋅,

D e1⋅

−

y44 721 2⋅, 4,

16 5⋅ 59,

−

III e2− e2a e1 e2a+( ) 2 1 y1 25,⋅,

⋅+= se 1,375 < Y < 2,625



75


e2-espessura mínima do segundo anel ( excluindo-se a sobre espessura paracorrosão).

ep2a-espessura mínima do segundo anel, em mm; calculada de acordo com oprocesso de cálculo de um anel superior.


e2 = 3,65 [mm]

b) Calculo da espessura preliminar de teste hidrostático do 2° anel.

et2 = 3,25 [mm]

c) 1° ciclo

Calcular a Distância x, do ponto variável de projeto, de extremidade inferior doanel, usando o menor dos valores obtidos das três seguintes expressões:

K = 1,5

e250 D H2 0− 3,( )⋅ G

Tp E⋅

−

e250 16. 4 8 0−, 3,( )⋅ 1

1410 0⋅ 7,

−

e2t50 D H2 0− 3,( )⋅ G

Tt E⋅

−

e2t50 16 4 8 0−, 3,( )⋅ 1

1410 0⋅ 7,

−

Ke1

e2

K5 59,

3 65,

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

C1 53, k 1− 53,( )+

1 1 53,( )1 5,+



76

C = 0,228

e2 ( espessura preliminar de projeto) = 3,65 [mm]e1 ( espessura de projeto do anel inferior ) = 5,59 [mm]D = 16 [m] - diâmetro nominal

X1 = 0,45

X2 = 1,1

X3 = 0,11


X3 = 0,11

d) Calculo da espessura de projeto do 2° anel no 1° ciclo.

ep2(1°) = 3,8 [mm]

e) Calculo da espessura de teste hidrostático do 2° anel no 1° ciclo.

e2t(1°) = 3,4 [mm]

f) 2° ciclo


e2(2°) ( espessura preliminar de projeto do 2° ciclo) = 3,8 [mm]e2(1°) ( espessura de projeto do anel no 1° ciclo ) = 3,8 [mm]

x1 0− 01364 D e2⋅( ) 0+, 32 C⋅ H2⋅,

x2 C H⋅−

x3 0− 02728 D e2⋅( )⋅,

ep2 1°( )50 D H2 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−

ep2 1°( )50 16 4 8 0−, 11,( )⋅ 1

1410 0⋅ 7,

−

e2t50 D H2 x−( )⋅ G

Tt E⋅

−

e2t 1°( )50 16 4 8 0−, 11,( )⋅ 1

1580 0⋅ 7,

−



77

e1 ( espessura de projeto do 1° anel ) = 5,59 [mm]

K = 1,47

C = 0,205

X1 = 0,42

X2= 1,0

X3 = 0,21


x = 0,21 [m]

g) Calculo da espessura de projeto do 2° anel no 2° ciclo.

ep2(2°) = 3,72 [mm]

h) Calculo da espessura de teste hidrostático do 2° anel no 2° ciclo.

Ke1

ep2 1°( )

K 5 59,

3 8,

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

x1 0− 01364 D e2⋅( ) 0+, 32 C⋅ H2⋅,

x2 C H⋅−

x3 0− 02728 D e2⋅( )⋅,

ep2 2°( )50 D H2 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−

ep2 2°( )50 16 4 8 0−, 21,( )⋅ 1

1410 0⋅ 7,

−

e2t 2°( )50 D H2 x−( )⋅ G

Tt E⋅

−



78

e2t(1°) = 3,3 [mm]

i) 3° ciclo


e2(3°) ( espessura preliminar de projeto do 3° ciclo) = 3,72 [mm]e2(2°) ( espessura de projeto do anel no 2° ciclo ) =3,72 [mm]e1 ( espessura de projeto do 1° anel ) =5,59[mm]

K = 1,50

C = 0,217

x1 0− 61. R ep2⋅( ) 320.C H⋅+, X1 = 0,44

x2 1000.C H2⋅− X2 = 1,0

x3 1− 22 R ep2⋅( )⋅, X3 = 0,21x - o menor valor de x1, x2 e x3, em metros.

x = 0,21 [m]

j) Calculo da espessura de projeto do 2° anel no 3° ciclo.

ep2(3°) = 3,72 [mm]


k) Calculo da espessura de teste hidrostático do 2° anel no 2° ciclo.

e2t 2°( )50 16 4 8 0−, 21,( )⋅ 1

1580 0⋅ 7,

−

Ke1

ep2 2°( )

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

ep2 3°( ) 50 D H2 x−( )⋅ GTp E⋅

−

e2t 3°( ) 50 D H2 x−

( )⋅

GTt E⋅

−





80

Espessura mínima (e2a+ec) = 3,72 [mm]Espessura comercial (ecom1.) = 4,76 [mm] (3/16”)

7.2.3 - Calcular a espessura do terceiro anel

Material = ASTM A 283 Grau CTensão admissível de Projeto (Tp) = 1410 [Kgf/cm²]Tensão admissível de Teste (Tt) = 1580 [Kgf/cm²]Altura H3 = 2,4 [m]Eficiência da solda (E) = 0,7Densidade do liquido (G) = 1e2(espessura de projeto calculada do 2° anel) = 3,72 [mm]h1 (largura da chapa do costado do 3° anel) = 2,4 [m]R (raio do tanque) =8000 [mm]D (diâmetro do tanque) = 16 [m]


Y = 3,91

Portanto:

I – e3 = e2 se Y ≤ 1,375

II – e3 = e3a se Y ≥ 2,625


e2-espessura mínima do segundo anel ( excluindo-se a sobre espessura paracorrosão).e3a-espessura mínima do segundo anel, em mm; calculada de acordo com o processode cálculo de um anel superior.


y44 721 h1⋅,

D e2⋅

−

y44 721 2⋅, 4,

16 3⋅ 72,

−

III e3− e3a e2 e3a+( ) 2 1y

1 25,

⋅,

⋅+= se 1,375 < Y < 2,625



81

e3 = 1,7 [mm]

b) Calculo da espessura preliminar de teste hidrostático do 3° anel.

et3 = 1,52 [mm]

c) 1° ciclo

Calcular a Distância x, do ponto variável de projeto, de extremidade inferior doanel, usando o menor dos valores obtidos das três seguintes expressões:

K = 2,19

C = 0,414

e3 ( espessura preliminar de projeto) = 1,7 [mm]e2 ( espessura de projeto do anel inferior ) = 3,72 [mm]D = diâmetro nominal = 16 [m]

X1 = 0,39

e350 D H3 0− 3,( )⋅ G

Tp E⋅

−

e350 16. 2 4 0−, 3,( )⋅ 1

1410 0⋅ 7,

−

et350 D H3 0− 3,( )⋅ G

Tt E⋅

−

e3t50 16. 2 4 0−, 3,( )⋅ 1

1580 0⋅ 7,

−

Ke2

e3

K3 72,

1 7,

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

C2 19, k 2− 19,( )+

1 2 19,( )1 5,

+

x1 0− 01364 D e3⋅( ) 0+, 32 C⋅ H3⋅,

x2 C H⋅−



82

X2 = 1,0

X3 = 0,14


X3 = 0,14

d) Calculo da espessura de projeto do 3° anel no 1° ciclo.

Ep3(1°) =1,83 [mm]

e) Calculo da espessura de teste hidrostático do 3° anel no 1° ciclo.

et3(1°) =1,63 [mm]

f) 2° ciclo


e3(2°) ( espessura preliminar de projeto do 3° ciclo) = 1,83 [mm]e3(1°) ( espessura de projeto do anel no 2° ciclo ) =1,83 [mm]e2 ( espessura de projeto do 2° anel ) = 3,72 [mm]

K = 2,03

x3 0− 02728 D e3⋅( )⋅,

ep3 1°( )50 D H3 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−

ep3 1°( )50 16. 2 4 0−, 14,( )⋅ 1

1410 0⋅ 17,

−

et3 1°( )50 D H3 x−( )⋅ G

Tt E⋅

−

et3 1°( )50 16. 2 4 0−, 14,( )⋅ 1

1580 0⋅ 7,

−

Ke2

ep3 1°( )



83

C = 0,377

X1 = 0,36

X2 = 0,9

X3 =0,15


x = 0,15

g) Calculo da espessura de projeto do 3° anel no 2° ciclo.

ep3(2°) =1,82 [mm]

h) Calculo da espessura de teste hidrostático do 3° anel no 2° ciclo.

et3(2°) =1,63 [mm]

i) 3° ciclo


e3(3°) ( espessura preliminar de projeto do 3° ciclo) =1,82 [mm]e3(2°) ( espessura de projeto do anel no 2° ciclo ) = 1,82 [mm]e2 ( espessura de projeto do 2° anel ) = 3,72 [mm]

K = 2,04

CK k 1−( )+

1 K1 5,+

x1 0− 01364 D e3⋅ 1°( ) 0+, 32 C⋅ H3⋅,

x2 C H⋅−

x3 0− 02728 D e3 1°( )⋅( )⋅,

ep3 2°( )50 D H3 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−

et3 2°( )50 D H3 x−( )⋅ G

Tt E⋅

−

Ke2

ep3 2°( )



84

C = 0,380

X1 = 0,29

X2 = 0,9

X3 = 0,15


x = 0,15

j) Calculo da espessura de projeto do 3° anel no 3° ciclo.

ep3(3°) = 1,82 [mm]


k) Calculo da espessura de teste hidrostático do 3° anel no 3° ciclo.

et3(3°) =1,63 [mm]

l) Determinação de e3.


CK k 1−( )+

1 K1 5,+

x1 0− 01364 D e3⋅ 2°( ) 0+, 32 C⋅ H3⋅,

x2 C H⋅−

x3 0− 02728 D e3 2°( )⋅( )⋅,

ep3 3°( )50 D H3 x−( )⋅ G

Tp E⋅

−

et3 3°( )50 D H3 x−( )⋅ G

Tt E⋅

−



85

Portanto:

I – e3 = e2 se Y ≤ 1,375II – e3 = e3a se Y ≥ 2,625


II – e3 = e3a se Y ≥ 2,625

Então e3a = 1,82 [mm]


O valor calculado ficou abaixo da espessura mínima, por isso devemos adotar aespessura mínima. Conforme tabela abaixo.

Tabela 1 - Espessura nominal mínima para espessura do costado – Fonte: [ NBR7821/1983 – pág.10]

Espessura de projeto (selecionado entre e2a)= 1,82 [mm]Espessura para corrosão (ec1) = 0 [mm]Espessura mínima (e2a+ec) = 1,82 [mm]Espessura comercial (ecom1.) = 4,76 [mm] (3/16”)

7.3 - Verificação da Necessidade de Anel de Contraventamento Intermediário.Conforme Norma NBR 7821

7.3.1 - Mapa do ventos – Conforme NBR 6123

y44 721 h1⋅,

D e3a⋅

−

III e3− e3a e2 e3a+( ) 2 1y

1 25,⋅,

⋅+= se 1,375 < Y < 2,625



86


Região de instalação do tanque – São Paulo - SP

Diâmetro nominal do tanque (Ø) – 16 [m]Velocidade do vento, conforme norma NBR 6120 (Vo) – 45 [m/s]

Distância Vertical entre o anel intermediário de contraventamento e a cantoneira detopo do costado, ou entre o anel de contraventamento intermediário e o decontraventamento superior nos tanques sem teto (H) - [m]

7.3.2 - Verificação da necessidade de contraventamento intermediário.

(Ø) – 16 [m]

(Vo) – 12,5 [Km/h]

(H1) - [m]

(H) – 7,2 [m] (altura do tanque)

(em) – 5,29 [mm] (espessura media na altura H)

Máxima altura sem anel de contraventamento



87

H1 = 150 [mm]

Obs.Quando H1 for maior que H, não a necessidade de anel intermediário. Casocontrário será necessário calcular o anel intermediário. Conforme calculo logo abaixo.

A tabela 2 apresenta os valores mínimos para o anel intermediário do costado.

7.3.3 - Módulo de resistência requerida do anel de reforço intermediária

Z ( módulo de resistência) – [mm³]D (diâmetro do tanque) –16 [m]

Tabela 2 – Reforço da borda intermediária do costado – Fonte [ BS 2654-parágrafo 7.3.2 ]

Diâmetro do Tanque (m) Anel de Reor!o

Di " 20 100 # 65 # 8 mm

20 $ D " 36 125 # 75 # 8 mm

36 $ D " 48 150 # 90 # 10 mm

48 $ D 250 # 100 # 12 mm

7.4 – Dimensionamento do anel de contraventamento superior.

Diâmetro nominal do tanque (Ø) – 16 [m]

Velocidade do vento, conforme norma NBR 6120 (Vo) – 12,5 [Km/h]

Altura do tanque, incluindo qualquer projeção acima da altura máxima de enchimento

como, por exemplo, chapas guias para tetos flutuantes (H1) = 7,2 [m]

H1 9− 465 em⋅162

V

2 em

D

3

⋅

⋅,

H1 9 465 5⋅, 29161

12 5,

2⋅

5 29,

16

3

⋅,

Z 58 D2⋅ H1⋅

V161

2

⋅−



88

7.4.1 - Módulo de resistência requerida do anel de reforço superior

Wr = 644,41 [mm³]Wr = 0,644 [cm³]

Conforme tabela abaixo adotaremos cantoneira de - ¼” x 2.1/2” x 2.1/2”

A tabela 3 apresenta os valores mínimos para o anel superior do costado.

Tabela 3 – Reforço da borda superior do costado – Fonte [ NBR 7821/1983 –pág.11]


Conforme NBR 7821/1983 não há um método de cálculo para dimensionamento dachapa do fundo. O que se define no parágrafo 6.2.1 é a espessura mínima de ¼” (6,35mm) a ser adotada. Excluída qualquer corrosão admissível, quando especificada.Todas as chapas de fundo, inclusive as recortadas para a periferia (exceto quando seusam chapas anulares), devem ter largura mínima de 1200 mm, recomenda-se que

para tanques grandes diâmetros (maiores que 25 m) as chapas periféricas do fundosejam ligadas entre si por soldas radiais de modo a formar um anel conforme mostra afigura. E também recomenda-se como deve ser distribuídas as demais chapas dofundo conforme figura.

Quando assim dispostas chamam-se chapas anulares, devendo-se ser ligadas porsoldas de topo com penetração total. As chapas anulares devem ter o comprimentomaior possível e sua largura não deve exceder 500 mm.

As chapas da periferia do fundo devem obrigatoriamente exceder a borda externa dasolda que une o fundo ao costado de, no mínimo, 25 mm.

Wr 58 D2⋅ H1⋅

V

161

2

⋅−

Wr 58 162⋅ 7⋅− 2

12 5,

161

2

⋅,



Os tanques para armazenamento, principalmente os de grande diâmetros, transmitemcargas de apoio apreciáveis às bases dos mesmo, por isso, devem-se garantir asfundações adequadas.

A tabela abaixo recomenda chapas em relação ao diâmetro do tanque.

Tabela – Espessura da chapas anulares – Fonte [ NBR 7821/1983 – pag.8 ]

Adotaremos para chapa de fundo espessura de ¼” – 6,35 mm.

7.5.1 - Tensão nas chapas do fundo do tanque.

D – diâmetro do tanque – 1600 (cm)H – altura do tanque – 720 (cm)t – espessura do fundo do tanque - 0,635 (cm)

G – densidade do fluido – 1 ( Kg/cm³)Sh – tensão - 868,7 Kgf/cm²

Sh = 868,7 [Kgf/cm²]

Sh0 0005 D⋅ H 30− 48,( )⋅ G⋅,

t

Sh0 0005 1600⋅ 720 30− 48,( )⋅ 1⋅,

0 635,

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Manual Para Dimensionamento de Tanques Metalicos

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