procedimiento aforo de tanques horizontal y vertical

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RE

V

No.

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PGIN

AS

ELABORAD

O

FIRMA

FECHA

REVISADO

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APROBADO

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FECHA

DESCRIPCIN DE LA

REVISIN.

0

16

J.M.V 13/05/09

O.C.B 13/05/09

J.M.V. 13/05/09

PRIMERA EDICION

1

23

J.M.V 08/10/10

W.F.G 08/10/10

J.M.V. 08/10/10

REVISIN

CCMGC-F-001 Rev. 0 CCMGC-F-001 Rev 1

CLIENTE: TODOS PROYECTO: TODOS

CONTROL DE REVISINES Y APROBACIONES

rea que: ELABORA: DIRECTOR TECNICO REVISA: GESTOR DE CALIDAD APRUEBA: GERENTE GENERAL

DISTRIBUCIN Copia No. Gestin gerencial ( ) Gestin de calidad ( ) Realizacin del producto ( ) Gestin Comercial ( ) Gestin S y SO ( ) Compras ( )

COPIA CONTROLADA: SI NO

COPIA No. ________________

ASIGNADA A: _____________ __________________________

FECHA ENTREGA: ________






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1. OBJETIVO.

Establecer los criterios de verificacin y calibracin de tanques de almacenamiento horizontales y verticales, para el aseguramiento Metrolgico, con el fin de garantizar la confiabilidad de la informacin volumtrica en medicin y aforo de tanques.

2. ALCANCE.

Para la calibracin de los tanques se cumplir con los estndares de referencia desde la toma de la informacin requeridas para el aforo hasta la entrega de las respectivas tablas aprobadas por entidad reguladora.

3. DOCUMENTOS DE REFERENCIA.

API STANDARD 2551 Standard Method for Measurement and Calibration of Horizontal Tanks

API STANDARD 2555 Method for Liquid Calibration of Tanks ASTM D 1220 Methods for Measurement and Calibration of Upright Cylindrical

Tanks API MPMS captulo 2 seccin 2A, Measurement and calibration of upright

cylindrical tank by manual tank strapping method API 2550 Method for Measurement and Calibration of Upright Cylindrical Tanks

3.1. NORMAS APLICABLES PARA CALIBRACIN DE TANQUES CILNDRICOS VERTICALES

Los tanques cilndricos verticales pueden ser aforados de acuerdo a las normas API- MPMS siguientes:

Captulo 2, Seccin 2A, Medicin y Calibracin de Tanques Cilndricos Verticales por el Mtodo Manual de Encintado (MTSM).

Captulo 2, Seccin 2B, Calibracin de Tanques Cilndricos Verticales usando el Mtodo de la Lnea ptica de Referencia (ORLM).

Captulo 2, Seccin 2C, (ISO 7507-3) Calibracin de Tanques Cilndricos Verticales usando el Mtodo de Triangulacin ptica.






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Captulo, 2, Seccin 2D, (ISO 7507-4) Calibracin de Tanques Cilndricos Verticales usando el Mtodo Electro ptico Interno de Determinacin de Distancia (EODR).

Figura 1. Tanque Cilndrico vertical

3.2. NORMAS APLICABLES PARA CALIBRACIN DE TANQUES CILNDRICOS HORIOZONTALES

Captulo 2,2E (ISO 12917-1) Petrleo y sus derivados - Calibracin de tanques cilndricos horizontales - Parte 1: Mtodos Manuales.

La calibracin de los Carrotanques de lquidos a presin atmosfrica debe realizarse en centmetros y milmetros de acuerdo con el estndar API 2554 Medicin y Calibracin de Carrotanques. Para la calibracin de cisternas de GLP se debe realizar en porcentaje de llenado de rotogauge equivalente, en centmetros y milmetros de acuerdo con la norma API MPMS Captulo 2.2E.

Para barcazas y Buquetanques, se debe utilizar cualquiera de los siguientes tres mtodos contemplados en el API MPMS Captulo 2, secciones 7 (barcazas) y 8A (Buquetanques); calibracin liquida, por mediciones lineales y por planos as built. Estas calibraciones deben ser aprobadas por las capitanas de puerto donde la embarcacin tiene nacionalidad.






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Figura 2. Tanque cilndrico Horizontal

4. EQUIPOS DE MEDICION

Tanque volumtrico aforado (serafn)

Medidores de flujo calibrados






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Cintas mtricas calibradas Plomadas

Metro ptico Tanques estacionarios

Un dispositivo ptico, montado en un trpode o sobre un soporte equivalente, el cual debe tener una lnea de visin perpendicular (lnea de vista a 90), con mecanismos de nivelacin en tres ejes diferentes.






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Un carro desplazador magntico, con una regla horizontal graduada (incrementos de 1 mm de 0,01 pie), el cual se utiliza para la medicin de las desviaciones en las estaciones verticales.

5. PERSONAL El personal que realiza los aforos debe estar debidamente capacitado para realizar este tipo de ensayos, con mnimo 40 horas de capacitacin. La certificacin puede ser expedida por una empresa encargada de realizar este tipo de ensayos. 6. PROCEDIMIENTO.

6.1 CALIBRACION O MEDICION DE TANQUES

Consiste en el proceso de determinar el volumen total del tanque, o capacidades parciales a diferentes niveles de lquido a las condiciones de operacin existentes. Las tablas de aforo indican la cantidad de producto almacenado a un determinado nivel del mismo en el tanque, medidos desde un punto de referencia. 6.2 DESCRIPCIN DEL PROCEDIMIENTO DE MEDICION. La seleccin del mtodo de medicin o calibracin depender del tipo y tamao del tanque, la disponibilidad de tiempo personal y equipo disponible. A continuacin se presenta una breve descripcin de tres mtodos aplicables a tanques cilndricos verticales: 6.2.1 Mtodo de strapping (MTSM)

El trmino strapping de tanque es comnmente aplicado al procedimiento por el cual se determinan las dimensiones de un tanque, necesarias para calcular la tabla de aforo del mismo. En cada anillo se miden las circunferencias por medio de una cinta metlica graduada y calibrada contra una cinta patrn. El nmero de mediciones por anillo depende de las uniones y arreglo de las lminas de los anillos del tanque.






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Prcticas generales: El strapping del tanque se debe realizar solo despus que el tanque haya sido llenado al menos una vez en el sitio con un lquido tan denso como el lquido que se espera va a almacenar. La prueba hidrosttica con agua durante 24 horas es lo usual y cumple con el requerimiento. Tanques de 500 barriles o menos:

Pueden ser aforados en cualquier condicin de llenado, pero que previamente se haya cumplido el requisito anterior. Pequeos movimientos de producto (recibos o despachos) son permitidos durante el strapping.

Tanques de 500 barriles o ms:

Los tanques atornillados (bolted joint) deben haber sido llenados por lo menos una vez antes del strapping y pueden ser aforados estando llenos hasta con 2/3 de su capacidad. Se permiten pequeos movimientos de producto (recibos o despachos) durante el strapping.

Tanques con lminas soldadas o remachadas (welded/riveted joints) se pueden aforar en cualquier condicin de llenado, pero habiendo sido llenados completamente en su sitio actual por lo menos una vez. Movimientos de producto en el tanque no estn permitidos durante el proceso.

Figura 1. Posiciones para medicin de circunferencias en tanques soldados






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Durante el strapping se debe registrar la siguiente informacin:

Nivel del lquido durante el proceso de aforo.

Gravedad API del producto almacenado durante el strapping.

Temperatura promedio del lquido al momento del strapping.

Temperatura ambiente en el rea de localizacin del tanque.

Nivel de inclinacin del cilindro.

Altura total del tanque.

Altura de cada anillo

Altura de referencia

Ubicacin del punto de referencia

Determinacin de volmenes muertos externos e internos.

Forma del fondo del tanque y sus dimensiones

Peso del techo flotante o membrana.

Espesor de lminas de todos los anillos.

Localizacin y altura del plato de medicin (datum plate)

Detalles adicionales de inters y valor que puedan influir en el aforo 6.2.2. Mtodo de medicin o calibracin lquida (API Standard 2555) La medicin o calibracin por el mtodo lquido es un medio para determinar los incrementos de volmenes y capacidades de tanques u otros recipientes, transfiriendo cantidades conocidas de lquido hacia desde un recipiente. Este mtodo establece los pasos requeridos para determinar con exactitud los incrementos volumtricos para elaborar tablas de aforo para tanques de cualquier forma diseo excepto probadores de medidores. Este mtodo se ejecuta en lapsos de tiempo muy largos, por lo tanto se usa para tanques pequeos, tanques horizontales, para el aforo de los fondos de tanques grandes, tanques subterrneos, o para tanques cuya forma no permite la utilizacin de un mtodo geomtrico. 6.2.2.1 Procedimiento con tanque volumtrico (serafn) El serafn, o serafines, deben situarse tan cerca como sea posible al tanque que va a ser aforado y quedar nivelados con respecto a la superficie de soporte. Se deben revisar y verificar la condicin de las lneas antes que se inicie el aforo para asegurar una entrega positiva de tanque a tanque. Se debe registrar la temperatura del lquido en tanque calibrador as como la del tanque a ser calibrado despus de cada llenado y el






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volumen ajustado si hay cambio de temperatura. La condicin de llenado de las lneas debe ser la misma antes y despus de cada medicin. El trabajo de calibracin debe iniciarse y completarse, en lo posible, sin interrupcin. En caso de producirse una interrupcin y se produce cambio en la temperatura, se puede continuar el procedimiento aplicando los factores de correccin pertinentes. Se obtienen mejores resultados cuando la temperatura ambiente y la del lquido son similares. Se debe realizar la calibracin tan rpido como sea posible, de tal modo que el cambio de temperatura sea pequeo. 6.2.2.2 Procedimiento con un medidor de flujo. El medidor debe estar montado sobre un patn, triler, plataforma o un dispositivo similar, localizado tan cerca como sea posible del tanque a calibrar. El soporte debe estar completamente nivelado y el medidor deber ser probado previamente con el mismo lquido que se utilizar en la calibracin del tanque o con otro de densidad similar. El flujo de lquido hacia o desde el tanque a ser calibrado debe comenzar en puntos predeterminados, que dependen del tipo de tanque, distribucin de volmenes muertos, o tamao y forma de la zona a ser calibrada. En cada parada se deber registrar la lectura del medidor, temperatura del lquido en el tanque, temperatura promedio del lquido entregado por el medidor, nivel de lquido en el tanque. 6.2.2.3 Procedimiento con tanque estacionario Se utilizar un tanque que haya sido aforado previamente segn el mtodo de strapping o el de lnea ptica de referencia, el cual debe estar adyacente o cercano al tanque que se va a calibrar. El dimetro de este tanque debe ser ms pequeo que el del tanque a ser aforado. Como medio de calibracin es preferible utilizar agua, aunque se puede utilizar otro lquido no voltil, en el rango de densidad del kerosn y un diesel 3. Luego de verificar las condiciones de hermeticidad de las lneas de suministro, se da inicio a la transferencia entre tanques, Los incrementos de volumen sern determinados por el tipo del tanque, volmenes muertos, etc. Luego de cada parada se har la medicin de cada tanque, registrando tambin temperatura del lquido en cada uno.






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6.2.3 Mtodo de la Lnea ptica de Referencia (ORLM). Este es un mtodo alternativo al de strapping, para la determinacin del dimetro del tanque. La diferencia primaria entre los dos mtodos, es el procedimiento para la medicin del dimetro de los anillos del tanque superiores al primero. Se mide el dimetro del primer anillo del tanque, segn el mtodo de strapping, el cual se utiliza como dimetro de referencia. En los anillos superiores se miden las desviaciones con respecto al dimetro de referencia, utilizando un instrumento ptico en estaciones horizontales y verticales predeterminadas.

Las dems mediciones, procedimientos y herramientas analticas para el desarrollo de la tabla de aforo son las mismas establecidas en el Captulo API MPMS 2.2A.






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6.2.3.1 Preparacin El nmero mnimo de estaciones horizontales se debe seleccionar de acuerdo con la Tabla 1, es posible tomar estaciones adicionales, pero siempre deber ser un nmero par. Las estaciones debern estar espaciadas lo ms equidistante posible a lo largo de la circunferencia del tanque. Las estaciones horizontales se deben escoger de tal modo que el recorrido vertical del carro magntico a lo largo del cuerpo del cilindro se encuentre por lo menos a 300 mm de distancia de cualquier unin vertical soldada. Para cualquier estacin horizontal, se deben establecer por lo menos dos estaciones verticales, excepto para el primer anillo, en el cual se tomar solamente una estacin vertical localizada a un 20% de altura por debajo del cordn de soldadura superior, a una altura que permita el alcance focal del instrumento ptico hacer la lectura con nitidez. Si estos dos criterios se contradicen, la localizacin se determinar por la distancia focal del instrumento.

Dimetro del Tanque Nmero mnimo se estaciones Pies Metros

50 15 8

100 30 12

150 50 16

200 70 20

250 85 24

300 100 30

350 120 36

Tabla 1. Dimetro del Tanque vs. Numero mnimo de estaciones

6.2.3.2 Procedimiento Las mediciones se deben realizar de la siguiente manera: a) La circunferencia de referencia en el primer anillo debe medirse utilizando una cinta patrn y se tomar a la altura determinada para la primera estacin vertical, o lo ms cercana a ella.






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b) Se debe verificar que el instrumento ptico permanezca en una posicin estable y no se debe mover o ser perturbado en cualquier estacin horizontal, durante el recorrido del desplazador desde el primer anillo hasta el ltimo de los anillos superiores. c) Verificar la perpendicularidad y medir la desviacin de la primera estacin horizontal. d) El carrito desplazador se debe movilizar verticalmente hasta la siguiente estacin en cada anillo y leer la desviacin respectiva. Este procedimiento debe repetirse secuencialmente en cada una de las estaciones verticales. e) Luego de haber determinado la desviacin en el ltimo anillo, el carrito debe bajarse hasta el primer anillo y repetir la medicin de la desviacin. Las lecturas inicial y final en cada estacin horizontal no deben tener una diferencia superior a 1 mm (0,005 pies) una de la otra, si no es as se deber repetir todo el procedimiento a partir del paso (c). f) Los pasos b)-e) deben repetirse para cada estacin horizontal. g) Despus de completar las mediciones alrededor de todo el tanque, se debe repetir la medicin de la circunferencia de referencia (paso a) utilizando la misma cinta. Las lecturas no deben diferir en ms de 1 mm (0,005 pies), si la diferencia es superior se debern repetir todas las mediciones. Si por alguna circunstancia no se pueden tomar las mediciones con el instrumento ptico en alguno de los anillos, se deber emplear el mtodo de strapping para medir la circunferencia. 6.2.3.3 Procedimiento de Clculo Consultar la Norma API MPMS Captulo 2.2.B, numeral 2.2B.8 para la determinacin del dimetro de referencia y los de los anillos superiores. El desarrollo de la tabla de aforo se har de acuerdo con las indicaciones establecidas para ello en el Captulo 2.2A del API MPMS. 6.3 Elaboracin de la Tabla de Aforo Las tablas de aforo deben:

Ser firmada por el delegado del Ministerio de Minas y Energa

Segn acuerdo con el cliente: una placa de identificacin del tanque y el registro de aforo la cual debe realizarse en acero inoxidable de 1mm de espesor por 200 mm de lado, tener facilidad para su instalacin y tener la siguiente informacin: producto almacenado, altura de referencia en milmetros, dimetro nominal,






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altura nominal, identificacin del tanque, norma utilizada para realizar el aforo, fecha de aforo, compaa aforadora.

Logo y nombre de la empresa aforadora, direccin, ciudad y NIT

Logo y nombre de la empresa contratista.

Identificacin del tanque

Nombre del producto a almacenar

Ubicacin del tanque, Planta, ciudad y pas.

Tipo de techo y fondo del tanque.

Altura de referencia (m).

Dimetro promedio (m), altura efectiva (m) y capacidad (bls).

Niveles en unidades de centmetros-milmetros (cm mm) y los volmenes en barriles.

La Gravedad API o densidad relativa del producto.

La temperatura base de lmina a la cual fue preparada

Presin de almacenamiento (aplica para tanques presurizados)

Peso del techo o membrana flotante (segn aplique)

Ajuste volumtrico por el peso del techo (FRA)

Identificacin de la zona crtica (aplica para tanques con techo o membrana flotante)

La Norma mediante la cual se llev a cabo el proceso de aforo del tanque y del fondo.

Fecha del aforo.

Firma de la compaa aforadora (ejecutor y representante) y aprobacin del Ministerio de Minas y Energa

Las tablas de aforo se deben elaborar a una temperatura de 60 F y deben tener en cuenta correcciones por efecto de cabeza del lquido almacenado, volmenes muertos, inclinacin del tanque, volumen del fondo, y ajuste volumtrico por efecto del techo o membrana flotante, si aplica. Para el ajuste por expansin o contraccin por efecto de la temperatura de lmina se debe aplicar un factor de correccin (CtSh) de manera separada. Los pormenores para la generacin de la tabla de aforo se indican en la Norma API - MPMS Captulo 2.2A. A continuacin se indica un resumen de los pasos de este proceso:






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6.3.1 Conversin de las circunferencias externas a internas Inicialmente, la lectura de la cinta patrn que generalmente se encuentra calibrada a una temperatura de 68 F, debe ser corregida a 60 F segn se indica en el numeral 2.2A.19.2.2 Las dimensiones de las circunferencias externas tomadas en campo deben ser llevadas a circunferencias internas, aplicando las siguientes correcciones:

Deduccin del espesor de lmina de cada anillo.

Si durante las mediciones se present la situacin de que la cinta perda contacto con la superficie del tanque debido a obstculos presentes en la trayectoria de la cinta, se debe incluir una correccin deduciendo la suma de estos incrementos en la circunferencia. (los numerales 2.2A.19.4.3 y 2.2A.19.4.4 indican la deduccin)

Expansin o contraccin del tanque por efecto de la cabeza de lquido (numeral 2.2A.19.5.3).

6.3.2 Clculo de los volmenes por anillo. Para cada anillo del cilindro se determina su volumen, incremental tomando la circunferencia corregida y adicionando una correccin adicional por efecto del esfuerzo por cabeza de lquido cuando el anillo se encuentra lleno. 6.3.3 Incremento volumtrico para cada anillo, por cada unidad de nivel de cabeza de lquido encima del anillo. Adicionalmente se debe considerar incrementos de volumen en cada anillo debido a la expansin generada por accin de la cabeza de lquido que sufrir el tanque cuando se encuentre en servicio. Esta correccin se realiza segn lo descrito en el numeral 2.2A19.5 de la Norma. 6.3.4 Correccin por la presencia de volmenes muertos internos o externos. Se deben aplicar los incrementos de volumen positivos o negativos originados por los volmenes muertos que se hayan determinado en el tanque, en relacin con su posicin respecto al punto de medicin. Aplica el literal (d) del numeral 2.2A19.5 de la Norma.






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6.3.5 Incremento neto de volumen por unidad de nivel para cada anillo. A las correcciones sealadas en los numerales anteriores se deben adicionar dos factores de correccin adicionales:

Efecto de la inclinacin del tanque.

Efecto de la temperatura de lmina.

La Norma seala la aplicacin de estos dos factores en sus numerales 2.2A.19.6.1 y 2.2A.19.7 Por la aplicacin de estos dos factores de correccin se obtiene finalmente el incremento volumtrico neto por unidad de nivel para cada anillo. La tabla de aforo se genera multiplicando este incremento (volumen/nivel) por la altura de lquido hasta cubrir toda la altura efectiva del tanque. El clculo debe hacerse de manera acumulativa. 6.3.6 Tanques con techo o membrana flotante. Para estos tanques se debe considerar el efecto del desplazamiento de volumen ocasionado por el peso del techo o la membrana y la tabla deben sealar claramente la zona de desplazamiento parcial (zona crtica). La Norma indica dos procedimientos para dar cuenta del volumen desplazado por el techo en la tabla de aforo. 6.3.6.1 Tabla de aforo tratando el techo como un volumen muerto En este tipo de tabla, el peso del techo flotante se tiene en cuenta sustrayendo a la capacidad bruta del tanque el volumen desplazado por el mismo, basado en la Gravedad API asumida con la que operar el tanque. Si la Gravedad API es diferente a la asumida en la preparacin de la tabla se debe incluir un ajuste volumtrico adicional que se debe sealar en la tabla de aforo. 6.3.6.2 Tabla de aforo con capacidad bruta o abierta. En este tipo de tabla no se deduce el efecto del desplazamiento del techo, por ello es necesario al utilizar la tabla calcular el volumen desplazado y deducirlo del valor bruto indicado en la misma.






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7. REGISTROS, FORMA DE ARCHIVO Y RECUPERACION Ver control de registros CCMGC-F-016

8. FORMATOS

CCMRP-F-032 Formato para calibracin de tanques horizontales CCMRP-F-033 Formato para calibracin de tanques verticales CCMRP-F-034 Tabla de aforo vertical CMMRP-F-035 Tabla de aforo Horizontal 9. ANEXOS Formatos






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procedimiento aforo de tanques horizontal y vertical

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aforo de tanques

fecha de emisin

fecha entrega

normas api

normas aplicables

mtodo de triangulacin

mtodo manual de encintado

revisin ccmgc