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Copyright (C) 2013 American Water Works Asociación Todos los derechos reservados Introducción tanques de almacenamient
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Introducción tanques de almacenamiento de agua Más de 100.000 de acero se han construido dentro de los últimos 100 años, un valor que supera con creces el número de grandes vasos de almacenamiento de agua de cualquier otro tipo de material de construcción. Muchos depósitos de agua de acero tienen historias de servicio en exceso de un siglo y todavía están en servicio en la actualidad (Figura F-1). Considerando tanques primeros estaban fijos, la práctica moderna utiliza soldada o diseño y construcción, que proporcionan la ventaja de una tolerancia cero fugas atornillado. Para aumentar aún más su potencial de vida de servicio, depósitos de acero se pueden desmontar y volver a erigidas en nuevas ubicaciones. Un tanque que estaba originalmente en el lugar más adecuado puede llegar a ser inútil si una fábrica se traslada o se produce un cambio en los patrones de vivienda. Sin embargo, un tanque de acero puede ser desmontado y luego levantó y se recubre en una nueva ubicación.
Este manual proporciona información sobre la selección, diseño, construcción, mantenimiento, inspección y reparación de tanques de acero para almacenamiento de agua potable. El manual ayudará en el apresto del tanque, la configuración, la selección del sitio, diseño, operación y mantenimiento.
Fuente: Tanque de Industria Consultants Inc.
Figura F-1 Un tanque construido en 1902 todavía está sirviendo Wabash, Ind., Prácticamente sin pérdida de metal
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DEFINICIONES ______________________________________________ Las siguientes definiciones se aplican en este manual: nivel de capacidad inferior (BCL) El nivel de agua en el depósito cuando el depósito se vacía a través de los accesorios de descarga especificadas (a menos que se especifique lo contrario por el comprador). En un tanque elevado, la elevación del nivel de capacidad inferior (s) está dado por el comprador y está determinada por las características de diseño de la configuración del tanque. Capacidad El volumen neto en galones (litros) que puede ser retirado de un tanque de vaciado a su nivel de capacidad inferior después de ser llenado a su nivel de capacidad superior.
Constructor La parte que proporciona el trabajo y los materiales para la colocación e instalación. tanque elevado Un tanque contenedor o de almacenamiento soportado en una o más columnas.
Ingeniero Un empleado del comprador o, más comúnmente, una empresa de ingeniería profesional dedicado por el comprador para llevar a cabo los servicios de especificación e inspección.
rango cabeza La diferencia entre los niveles de capacidad inferior y superior de un tanque.
Fabricante La persona o empresa que suministra los componentes del tanque. Propietario La persona o empresa que va a poseer y operar el tanque completado. El propietario podrá designar agentes, como un ingeniero, el comprador, o inspector, para las responsabilidades de proyectos específicos.
Comprador La persona, empresa u organización que compra el tanque. Depósito A, tanque cilíndrico de fondo plano de tierra-apoyado con una altura de la concha inferior o igual a su diámetro.
tubo vertical A, tanque cilíndrico de fondo plano de tierra-apoyado con una altura shell mayor que su diámetro. Tanque Una elevada tanque, tubo vertical, o depósito utilizado para el almacenamiento de agua.
Top nivel de capacidad (TCL) El nivel máximo de funcionamiento de agua en un tanque, según lo dictado por la elevación en el que las descargas de agua desde el tanque a través de la entrada de la tubería de rebose. En un tubo vertical o depósito, el nivel de capacidad superior está dada por el comprador. En un tanque elevado, la elevación de la parte superior y / o nivel (s) Capacidad parte inferior es como se ha dado por el comprador.
NORMAS AWWA _______________________________________ La mayoría de todos los tanques de almacenamiento de agua potable construidos de acero en los Estados Unidos se adhieren a las especificaciones que hacen referencia a los siguientes (AWWA) normas de tanques de acero American Water Works Association:
•
ANSI / AWWA D100, Norma para los tanques soldados de acero al carbono para el almacenamiento de agua.
•
ANSI / AWWA D102, Norma para Tanques de revestimiento de acero para almacenamiento.
•
ANSI / AWWA D103, Norma para recubiertos de fábrica Tanques atornillado de acero al carbono para el almacenamiento de agua.
•
ANSI / AWWA D104, Norma para controlada automáticamente, ImpressedCurrent protección catódica de las superficies sumergidas interiores de tanques de almacenamiento de agua de acero.
•
ANSI / AWWA D106, Norma para ánodos de sacrificio sistemas de protección catódica de las superficies sumergidas interiores de tanques de almacenamiento de agua de acero.
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•
ANSI / AWWA D107, Norma para depósitos de material compuesto elevados para almacenamiento de agua.
•
ANSI / AWWA D108, Norma para Cúpula de aluminio Techumbres para instalaciones de almacenamiento de agua.
•
ANSI / AWWA C652, Norma para la desinfección de las instalaciones de agua de almacenamiento.
Estos estándares (con excepción de la norma ANSI / AWWA C652) se desarrollan y mantienen bajo la dirección del Comité de Normas AWWA en depósitos de acero elevada, tuberías verticales y presas, que se compone de miembros que representan a los consumidores (servicios públicos), de interés general (académica e ingeniería de consultoría) , y productor grupos (constructor y el fabricante). ANSI / AWWA C652 fue desarrollado y es mantenido por el Comité de Normas AWWA en la desinfección de las instalaciones. Una vez que un proyecto de norma o revisión es aprobado por un comité de normas, se envía al Consejo de Normas AWWA para su revisión y aprobación. Si es aprobado por el Consejo, que se ofrece a la opinión pública y luego se presentará a la Junta AWWA de Administración para su aprobación final. Los estándares mencionados anteriormente, también se han aprobado como estándares por el American National Standards Institute (ANSI). AWWA D101-53 (R86), Norma para la inspección y reparación tanques de agua de acero, tubos verticales, Recipientes y tanques elevados de almacenamiento de agua (incluido aquí como apéndice C), fue retirada tras la publicación de la primera edición de este manual en 1998.
Tanques soldados ___________________________________________ tanques soldados se han utilizado para el almacenamiento de agua desde la década de 1930. Construcción soldada había reemplazado totalmente la construcción remachada por la década de 1950. Este período de transición de 20 años de remachada al diseño y construcción soldada era necesario porque se necesita tiempo para entrenar suficientes soldadores cualificados y porque los contratistas quería mantener sus tripulaciones remachado expertos en el trabajo el mayor tiempo posible. Hoy en día, el diseño y construcción de tanques soldados se realizan generalmente bajo las directrices de la norma ANSI / AWWA D100. Esta norma fue publicada por primera vez en la edición de noviembre 1935 Diario - American Water Works Association como “Especificaciones estándar para Tanques de acero clavado y tuberías verticales” y ha sido objeto de varias revisiones desde entonces.
ventajas La llegada de los tanques soldados proporcionados oportunidades para las nuevas configuraciones del tanque, pero la mayor ventaja de la soldadura sobre los tanques remachados fue el desarrollo de las estructuras lisas con mucho más bajos costos de mantenimiento que era posible con costuras remachadas, bañadas. procesos de soldadura manuales, semiautomáticas y automáticas han mejorado continuamente a lo largo de los años, ofreciendo una mayor economía y la fuerza.
Espesores y Capacidades Espesores de proyectiles de tanques soldadas varían de 3 / dieciséis pulg. (4,76 mm) a 2 pulg. (50 mm) o más. A partir de la redacción de este manual, el mayor depósito de almacenamiento de agua de acero soldado construido tenía una capacidad de 34 gal mil (130 ml). tanques elevados se han construido con capacidades de hasta 4 gal mil (15 ML), y los diseños están disponibles para mayores capacidades.
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TANQUES atornilladas ____________________________________________ tanques de almacenamiento de acero atornillada fábrica recubierto se desarrollaron en la década de 1900 para servir como vasos de petróleo crudo y de contención de salmuera. A finales de 1970, este diseño del tanque ganó la aceptación para la contención de agua potable a través de la liberación de ANSI / AWWA D103, lo que permite el uso de acero de calibre ligero en la producción de láminas de tanques.
Construcción tanques de acero atornilladas están hechas de paneles de tamaño uniforme (generalmente 5 pies de ancho por 8 pies de alto o de 9 pies de ancho por 5 pies de alto [1,5 m × 2,4 m o 2,7 m x 1,5 m]), que pueden ser fácilmente transportados y ensamblados en el sitio de depósito. juntas orgánico o selladores se utilizan para lograr un sello hermético en las uniones atornilladas. Los espesores de los paneles de tanque atornilladas varían desde un mínimo de 0,073 pulg. (1,85 mm) a 0,500 pulg. (12,7 mm). Puesto que los paneles se atornillan juntos, los tanques pueden ser desmontadas y trasladadas con relativa facilidad.
capacidades tanques empernados se ofrecen actualmente en tamaños incrementales, dependiendo del tamaño del panel del fabricante del tanque. Capacidades ofrecidas intervalo de 4,000 galones (15,000 L) a aproximadamente 2,5 gal mil (6,8 ml). tanques atornilladas están disponibles en configuraciones de depósito y el tubo vertical. alturas y capacidades de tanque máximas están limitadas por las instalaciones de fabricación de acero del fabricante, así como por ANSI / AWWA D103.
Recubrimiento y la vida de tanque tanques atornilladas son recubiertos para protección contra la corrosión a largo plazo de fábrica. Cuatro sistemas de recubrimiento están actualmente disponibles para los tanques atornilladas: galvanizado, vidrio, epoxi suspensión líquida termoestable, y epoxi en polvo termoendurecible. De acuerdo con el preámbulo de la norma ANSI / AWWA D103, la vida esperada de un tanque atornillado está generalmente limitada por la vida efectiva de la capa protectora y el sistema de protección catódica. Si los recubrimientos no se abusa o se dañan, la esperanza de vida prevista de tanques atornilladas es más de 30 años.
Depósitos de material compuesto ELEVADAS _______________________________ tanques elevados compuestos se han utilizado para el almacenamiento de agua desde la década de 1970, con cientos de tanques de este estilo de haber sido construidos y colocados en servicio antes de la emisión de una norma AWWA. Hoy en día el diseño y construcción de tanques soldados elevados de compuestos se llevaron a cabo bajo las directrices de la norma ANSI / AWWA D107, que se publicó en 2010. norte BENEFICIOS SEGÚN OBJETIVOS: El alcance de ANSI / AWWA D107 es específico de “tanques elevados compuestos que utilizan una soldadas tanque de acero para la contención estanco”(énfasis añadido). A partir de la publicación de la presente edición del Manual de M42, no existe una norma nacional que proporciona orientación sobre el diseño, construcción, inspección y pruebas de tanques elevados de compuestos que utilizan una atornillado tanque de acero para la contención estanco.
Construcción El tanque de agua elevado de material compuesto consta de una estructura de hormigón de soporte (pedestal) y un tanque de acero soldado o atornillado. Una variedad de diferentes estilos de construcción del pedestal son empleados por los fabricantes de tanques. La parte superior del pedestal puede ser construida ya sea con una cóncava, convexa, o la parte superior plana. Un revestimiento de acero soldado se coloca sobre la parte superior pedestal de hormigón y sirve como el suelo del tanque de acero soldado. tanques atornillados pueden ser equipadas con un suelo de hormigón acero o atornillada.
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Prefacio
El propósito de este manual es proporcionar al sistema de distribución de agua gerente, operador, contratista, y consultor con depósitos de acero información concerniente utilizados para el almacenamiento de agua durante la producción de agua, tratamiento y distribución. El manual cubre la planificación, especificación, construcción, operación y mantenimiento de depósitos de acero de construcción remachados, soldados, y atornillada.
Este manual no pretende ser un comentario técnico sobre Water Works Asociación Americana (AWWA) normas que se ocupan de los tanques de almacenamiento de agua de acero; se hace referencia a esas normas para que el lector consciente de su existencia y aplicación. ANSI / AWWA D101, Norma para la inspección y reparación tanques de agua de acero, tubos verticales, Recipientes y tanques elevados de almacenamiento de agua, la última vez que reafirmó en 1986 y se retira como un estándar en 1998, año en este manual fue publicado por primera vez. Ese estándar se incluye en este manual como Apéndice C. Aunque el alcance de la presente edición del manual se mantiene prácticamente sin cambios, las actualizaciones se han realizado a lo largo de todo el contenido. Esta edición revisada incluye varias figuras nuevas y muchos revisadas y mesas, información sobre tanques elevados de compuestos, directrices recomendadas tanque de acero, la garantía de la calidad del agua, las referencias a las normas AWWA, y las fuentes actuales de la industria del tanque de agua de acero y organizaciones.
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Contenido Lista de figuras, vii Lista de tablas, Prefacio XI, XIII
Agradecimientos, Introducción XV, XVII Definiciones, Normas AWWA xviii, Tanques tanques soldados siglos XVIII, XIX, XX empernadas
Tanques elevados compuestos, xx
parte I
1
Elementos de tanques de agua de acero
Capítulo 1 Capacidades típicas y configuraciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Depósitos, 3 tomas de agua, 3 Diseños de techo para embalses y Tubos verticales, 10 tanques elevados, 12
Multiple-Columna tanques elevados, 13 tanques Pedestal elevada, 18
Capítulo 2 accesorios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.29 Shell pozos de registro, 29 Conexiones de tubería, 30, 32 de desbordamiento
Las escalas y los dispositivos de seguridad, 33 aberturas de techo, 36, 37 Vents
Dispositivos para señalar el nivel de agua, 39 de relleno de emergencia / retirar las conexiones, 40
Capítulo 3 de la protección catódica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Naturaleza de la corrosión, 41 Principios de protección catódica, 43 Diseño de la protección catódica, 44 Mantenimiento, 45
Capítulo 4 sistemas de recubrimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.49 Recubrimientos interiores, revestimientos exterior 49, 51
Inspección y Control de Calidad, 52 Extracción de revestimientos por chorro abrasivo, 52
iii
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Parte II
55
El nuevo proyecto del tanque
Capítulo 5 Selección y Dimensionamiento Los tanques de almacenamiento de agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 La demanda máxima, 57 Flujo de fuego, 58
La parte superior y los niveles de capacidad inferior, 58 Temas de calidad de agua, 58, 60 Costos de energía necesidades futuras, 60 de Impacto Ambiental, 60, 60 Costos Tanque
Consideraciones Capítulo 6 de la construcción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.63 Normas de diseño, 63 pliego de condiciones, 64 Capacidades constructor, 64, 64 Garantías investigaciones del suelo, 64 Reservorio y el tubo vertical fundaciones, 67 Fundaciones tanque elevado, 69 Tanque del sitio, 69 Revestimiento de los tanques: Tanques de acero soldadas, 71 depósito de revestimiento: Los tanques de acero atornillado, 73 Tanque de Prueba y desinfección del agua, el papel del Ingeniero 73, 73, 74 documentos de licitación
Capítulo 7 de la inspección de proyectos de construcción del tanque. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.77
La responsabilidad de la calidad, la Fundación 77, 78 Fabricación, 80 de acero de entrega, 80 tanque de la erección, 80
El campo de limpieza y de revestimiento, 83 Mecánica y Sus accesorios eléctricos, 85
Parte III
Los tanques existentes
87
Capítulo 8 Operación y mantenimiento de rutina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.89 Gestión de la Energía, 89 controles, 90 Inspección periódica del operador, 90 Tanque derrumbes, 92
Capítulo 9 examen profesional y renovación. . . . . . . . . . . . . . . . 0.95 Funciones de Mantenimiento Tank ingeniero y calificaciones, 96 Pre-Bid Inspección, 98 Especificaciones Preparación, 103 monitorear el progreso del constructor, 105 Periódica reinspección, 108
iv
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Capítulo 10-El tiempo de funcionamiento en frío. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,109 Causas y resultados de congelación, 109 datos relacionados con la congelación, 112 tanques de Proyectos para el frío, el clima frío de 112 Procedimientos de Operación, 117 sistemas para evitar la congelación, 119 Tratar con tanques congelados, 121
Apéndice A Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 Estándares de la Industria Tanque de Agua Apéndice B de acero. . . . . . . . . . . . . . . . 0.125 Apéndice C ANSI / AWWA D101-53 (R86), inspección y reparación de Acero Los tanques de agua, tomas de agua, reservorios y tanques elevados para almacenamiento de agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Índice
141
AWWA Lista de Manuales
147
v
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Parte yo
Elementos de tanques de agua de acero
Capacidades típicas y configuraciones de accesorios Protección catódica Coating Systems
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MANUAL DE AWWA
Capítulo
M42
1 Capacidades típicas y Configuraciones
Los tanques de acero pueden estar configurados como depósitos, tomas de agua, o tanques elevados. La configuración seleccionada depende principalmente de la capacidad y la elevación requerida, así como en el precio. La apariencia es también una consideración importante.
RESERVOIRS_______________________________________________ Un depósito es un depósito cilíndrico tierra-apoyado, de fondo plano con una altura de la concha inferior o igual a su diámetro. Embalses representan el tipo más común de la estructura waterstorage. Se utilizan tanto como una parte del sistema de distribución y para retener el agua tratada para el bombeo en el sistema de distribución. De los tres tipos de tanques de agua de acero, un depósito es generalmente la más económica de fabricar, erecto, y mantener, debido a su baja altura. Una foto y una vista en sección transversal de un depósito de acero soldado se muestran en la Figura 1-1 y 1-2. Una foto y una vista en sección transversal de un depósito de acero atornillada se muestran en la Figura 1-3 y 1-4. Tabla 1-1 da tamaños típicos de depósitos de acero soldadas, y T1-2 da tamaños típicos de depósitos de acero atornilladas y columnas de alimentación con diferentes sistemas de revestimiento.
depósitos de almacenamiento para el agua potable están cubiertos por estructuras de techo, que pueden ser o bien la columna soportada o autoportante. accesorios tanque estándar pueden incluir la cáscara y de techo bocas de inspección, respiraderos del techo seleccionados, dentro o fuera de escaleras, y conexiones para tuberías según se requiera.
TUBOS VERTICALES ______________________________________________ Tubos verticales son tanques de almacenamiento cilíndrico de fondo plano de tierra-compatible que son más altos que su diámetro. Por lo general se construyen donde hay poco terreno elevado y se necesita altura adicional para crear presión para la distribución de agua. Una foto y una vista en sección transversal de un tubo vertical de acero soldado se muestran en la Figura 1-5 y 1-6. Una foto y una vista en sección transversal de un tubo vertical de acero atornillada se muestran en la
3
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4 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Figura 1-1 soldada depósito de acero
Pozos de techo
Aprobado Escalera, jaula, plataforma o dispositivos de
respiradero de la azotea
seguridad que cumplan con la Ley de Seguridad y
12 en.
Tubería de
3
rebose
Salud Ocupacional
/ 4 en.
Nivel de capacidad
vigas del techo
Soporte columna Box (Opcional) o válvula Pit Weir opcional Elbow Base De entrada-salida
Splash Pad
Parte inferior del tanque coronado en el Centro
Las bases de
Shell pozos de registro
las columnas
(se requieren 2)
cojín de arena
El relleno compactado
Rock o grava triturada
cimentación de hormigón
Ver Figura 1-2 transversal de un depósito de acero soldado
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capacidades y configuraciones típicas 5
depósito de acero Figura 1-3 empernado, vidrio fusionado al acero
Escalera apropiada, Cage, y la Plataforma Cumpliendo con la Ley de Seguridad y Salud Ocupacional
techo Manway
La gravedad Ventilador Embudo de desbordamiento interno
Tubería de
Suelo inclinado hacia la salida
rebose
de tubo
Entrada-salida
Splash Pad
24 pulg. De Acceso
Nivel de
puerta redonda
grado
Ver Figura 1-4 transversal de un depósito de acero atornillada
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6 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Tabla 1-1 de acero soldada tamaños de depósitos de almacenamiento de agua típicos
Gama de tamaños disponibles
Capacidad
Diámetro galón
metro 3
ft-in.
Altura de TCL
ft-in.
Diámetro
Altura de TCL
metro
metro
50000
189
19-3
24-0
5.9
7.3
60000
227
21-0
24-0
6.4
7.3
75000
284
23-6
24-0
7.2
7.3
100.000
379
23-6
32-0
7.2
9.8
27-0
24-0
8.2
7.3
26-0
32-0
7.9
9.8
30-3
24-0
9.2
7.3 9.8
125.000
473
150.000
28-6
32-0
8.7
33-0
24-0
10.0
7.3
33-0
32-0
10.0
9.8
38-3
24-0
11.7
7.3
37-0
32-0
11.3
9.8
42-9
24-0
13.0
7.3
40-6
32-0
12.3
9.8
46-9
24-0
14.3
7.3
46-6
32-0
14.2
9.8
54-0
24-0
16.5
7.3
46-6
40-0
14.2
12.2
52-0
32-0
15.9
9.8
60-6
24-0
18.4
7.3
51-0
40-0
15.6
12.2
57-0
32-0
17.4
9.8
2840
57-0
40-0
17.4
12.2
64-0
32-09
19.5
9.8
1000000
3785
66-0
40-0
20.1
12.2
74-0
32-0
22.6
9.8
1500000
5680
80-6
40-0
24.5
12.2
90-6
32-0
27.6
9.8 12.2
568
200.000
757
250.000
946
300.000
1135
400.000
1515 1890
500.000
2270
600.000 750.000
2000000
7570
3000000
11360
4000000
15.140
5000000
18930
7,500,000
28390
10000000
37850
93-0
40-0
28.4
104-6
32-0
31.9
9.8
114-0
40-0
34.7
12.2
127-6
32-0
38.9
9.8
131-6
40-0
40.1
12.2
147-6
32-0
44.9
9.8
147-0
40-0
44.8
12.2
165-0
32-0
50.3
9.8
180-0
40-0
54.9
12.2
201-6
32-0
61.4
9.8
233-0
32-0
71.0
9.8
208-0
40-0
63.5
12.2
Las figuras 1-7 y 1-8. Tabla 1-2 da tamaños típicos de los depósitos y tubos verticales de acero atornilladas. Tabla 1-3 da tamaños típicos de tubos verticales de acero soldadas.
Operativamente, los sistemas de tubo vertical se diseñan a menudo de modo que el agua en el tanque, hasta que se alcanza un cierto nivel bajo, mantiene la presión del sistema. Cuando se alcanza ese nivel bajo, bombas vienen en, de válvulas se cambia, y la distribución de agua se bombea desde la parte inferior del tubo vertical en el sistema.
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1420 1122 921 685 428 355 246 185 132
24 88
53
39
27
105122 158183 294341 220256 423491 816 530632 64
47
32
74
54
37
86
63
44
96
70
49
78
54
86
59
93
57 sesenta y cinco
1337 1099
Copyright (C) 2013
734 559 388 292 212 142
836 628 436 327 238 159
696 483 363 263 176 106
28
33
38
43
47
American Water Works Association Todos los derechos reservados
,3
multiplicar por 0,0037854.
531 398 289 193 117
578 434 320 210 122
469 340 227 137 101
505 365 244 148 108
391 261 158 116
416 278 168 123
442 296 179 131
313 189 139
70
75
52
61 Altura nominal 66
pies 80
86
91
96
70
75
79
84
330 199 146 101
89
347 210 154 107
93
364 220 161 112
98
230 169 117
241 177 122
251 184 128
261 192 133
272 199 139
102
107
112
116
121
8 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Al igual que con los depósitos, tubos verticales de acero están cubiertos con una estructura de techo y se pueden proporcionar con el ajuste ornamental. Los accesorios estándar pueden incluir la cáscara y de techo bocas de inspección, de ventilación (s) de techo, un fijo fuera de escalera, y las conexiones o tuberías según se requiera. escaleras interiores no se recomiendan en los lugares donde se puede esperar temperaturas bajo cero.
Figura 1-5 soldada tubo vertical de acero con pilastras decorativas
respiradero de la azotea
Placa de techo
Pozos de techo Tubería de rebose
Caja Weir
Nivel de capacidad
(Opcional)
Carro ferroviario de pintor
Aprobado Escalera, jaula, plataforma o dispositivos de seguridad que cumplan con la Ley de Seguridad y Salud Ocupacional
Parte inferior del tanque coronado en el Centro
De entrada-salida opcional Elbow Base o Pit Válvula
Splash Pad
registro (se requieren 2) o de suelo inalterado Shell pozos de
cimentación de hormigón
triturada o grava compactada de relleno Cojín de arena de piedra
Ver Figura 1-6 transversal de un tubo vertical típica de acero soldado
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capacidades y configuraciones típicas 9
Figura 1-7 empernado reservior acero Escalera apropiada, Cage, y la Plataforma Cumpliendo con la Ley de Seguridad y Salud Ocupacional Techo de la calzada y de la Guardia Rail
Embudo de desbordamiento interno
La gravedad
Acceso techo
Ventilador
Top codo
Tubería de rebose
Suelo inclinado hacia la salida de tubo
De entrada-salida (opcional)
Splash Pad
24 in. (0,6 m) de acceso la
Nivel de
puerta redonda
grado
Ver Figura 1-8 transversal de un tubo vertical de acero atornillada
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10 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Tabla 1-3 de acero soldada tamaños de tubo vertical de almacenamiento de agua típicos Gama de tamaños disponibles
Capacidad
Diámetro
Altura de TCL
Diámetro
Altura de TCL
metro 3
ft-in.
ft-in.
50000
189
14-9
40-0
4.5
12.2
60000
227
16-2
40-0
4.9
12.2
75000
284
18-0
40-0
5.5
12.2
100.000
379
19-0
48-0
5.8
14.6
125.000
473
21-3
48-0
6.5
14.6
150.000
568
23-3
48-0
7.1
14.6
200.000
757
24-10
56-0
7.6
17.1
250.000
946
27-9
56-0
8.5
17.1
gal ( NOSOTROS)
metro
metro
300.000
1135
28-5
64-0
8.7
19.5
400.000
1515
32-10
64-0
10.0
19.5
500.000
1890
34-7
72-0
10.5
21.9
600.000
2270
37-10
72-0
11.5
21.9
750.000
2840
42-6
72-0
12.9
21.9
1000000
3785
46-4
80-0
14.1
24.4
1500000
5680
56-9
80-0
17.3
24.4
2000000
7570
65-6
80-0
20.0
24.4
2500000
9465
69-10
88-0
21.3
26.8
3000000
11360
76-6
88-0
23.3
26.8
4000000
15.140
84-6
96-0
25.8
29.3
5000000
18930
94-6
96-0
28.8
29.3
TECHO PARA DEPÓSITOS Y DISEÑOS DE TUBOS VERTICALES _____________ El énfasis en hacer las reservas de agua de acero y tubos verticales atractivo, así como funcional ha llevado al desarrollo de una amplia variedad de diseños de techo. estilos alternativos de techo para tanques soldados incluyen cónica, toriconical, paraguas, cúpula, y los diseños elipsoidales, algunos de los cuales son la columna soportada; otros son auto-apoyo. tanques de acero atornilladas son generalmente realizadas con techos cónicos o pueden estar equipadas con una cúpula geodésica de aluminio. estructuras de techo de columna-apoyado no se emplean generalmente en tubos verticales de acero de más de 50 pies (15 m) de altura. Cualquiera que sea el diseño se selecciona, es particularmente importante diseñar las vigas, cerchas, columnas, refuerzos, y las conexiones con el fin de minimizar los posibles sitios de corrosión. Todas las interfaces y conexiones de tales miembros deben ser analizados por su potencial de corrosión,
Columna y techos de cono compatibles-Rafter El techo Columna y viga-soportado es generalmente el más económico para un depósito (Figura 1-9). El techo tiene una pendiente mínima para el drenaje adecuado y proporciona un fácil acceso a la boca de inspección para la inspección interior. cargas de las columnas se extienden a un límite de seguridad de bases de la columna, y generalmente no se requieren bases de concreto bajo las columnas. Una modificación de este diseño incorpora una transición de la chapa de la carcasa a la placa de techo que es una curva suave en lugar de una ruptura agudo. Esta transición, o la placa de nudillo, es una sección en forma de plato o enrollado que por lo general requiere un refuerzo en el punto de unión viga (figura 1-10).
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capacidades y configuraciones típicas 11
3
Respiradero
ángulo superior 3
/ dieciséis en. Lap-soldada chapa de techo
/ 4 en.
Nivel de capacidad
se utiliza en el 12.
vigas de canal
más de una columna
necesarios cuando
inferior LAP-soldada la placa
columna de base son
Soldadas a tope del
columnas de Soporte
tanque de Shell
1
Las vigas de
/ 4 en. una o más
Figura 1-9 Columna y tanque de techo cono viga soportada
Shell nudillo
Respiradero 3
3
/ dieciséis en. Lap-soldada chapa de techo
/ 4 en.
en.
Nivel de capacidad
Rad.
la placa del tanque de
del viga 12
inferior Canal base Soldadas a tope de
LAP-soldada la placa columnas de Soporte
Columna
1
/ 4 en. una o más
Figura 1-10 Columna y viga del techo soportado con nudillo
Autoportante azotea de la bóveda del techo y paraguas techos autoportantes de acero están construidas de placas que están soldadas a tope, vuelta soldada o atornillada regazo. Ellos son apoyados directamente sobre la placa angular y carcasa superior. Este tipo de techo se utiliza cuando se desea un interior y suave apariencia exterior despejada. secciones de techo de cúpula se prensan para formar una forma esférica. techos paraguas se forman a un radio en una sola dirección, formando acordes como la tela entre las espinas de un paraguas (figura 1-11). refuerzos estructurales pueden ser utilizados internamente en tejados de gran diámetro para evitar espesor de la placa excesiva en tanques soldadas o atornilladas. A veces vigas de acero pueden ser utilizados para soportar el techo, pero éstos deben ser evitados si es posible, ya que pueden crear problemas de corrosión y aumento de los costos de recubrimiento. Además, las armaduras deben mantenerse por encima de la línea de agua para evitar daños por el hielo y tasas aceleradas de corrosión.
Una modificación de la cúpula autoportante es el techo toriconical, que consiste en un nudillo laminado o prensado y un centro autoportante más agudo.
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12 ACERO tanques de agua de almacenamiento
3
/ dieciséis en. Espesor mínimo CUBRAN EL
REGAZO o chapa de techo soldadas a topePlaca del casquillo
Respiradero
Nivel de capacidad
superior
D
2 1, = io ad R o . ric in fé x a .M .M 0D 8 0,
Es
tanque de Shell Ángulo
Soldadas a tope del
1
/ 4 en. la placa inferior
Lap-soldado
Figura 1-11 cúpula autoportante o techo paraguas
techos de cúpula de aluminio a veces se erigen en depósitos de acero atornilladas o soldadas de acuerdo con ANSI / AWWA D108, Norma para techos de cúpula de aluminio para instalaciones de almacenamiento de agua. Estas cúpulas de aluminio se construyen normalmente de espacio para entramados triangulados paneles (geodésicas). El peso propio de estas cúpulas es generalmente de 3 lb / ft 2 (143 N / m 2) o menos, en comparación con 3,8 lb / ft 2 ( 181 N / m 2) para un techo de acero atornillada y 7,6 lb / ft 2 ( 364 N / m 2) para un techo de acero soldada.
Autoportante elipsoidal Techo El techo elipsoidal autoportante no es un verdadero elipse, pero está formada con dos radios que producen mayores y menores proporciones de los ejes de aproximadamente 2: 1. La transición de la cáscara hasta el techo es una curva ininterrumpida lisa (figura 1-12). Este diseño del techo es adecuado para de gran y pequeño diámetro embalses y tomas de agua. En tanques de 50 pies (15 m) de diámetro o menos, el techo está generalmente libre de los miembros estructurales internos. tanques más grandes de diámetro por lo general tienen miembros o vigas radiales y circunferenciales de refuerzo, que pueden estar sujetos a problemas de corrosión si no están diseñados o mantenidos correctamente.
Autoportante Cono Techo Un tipo barato y muy funcional de techo para depósitos de pequeño diámetro y columnas de alimentación es el techo de cono autoportante sin miembros estructurales internos. Este techo será normalmente demasiado empinada para caminar. El acceso a los pozos de registro y rejillas de ventilación por una escalera de techo o escalones y pasamanos debe ser proporcionada. Todos los medios de acceso deben ser diseñadas de forma individual e instalados para cumplir con las normas actuales.
Tanques elevados __________________________________________ Un tanque de agua de acero elevado tiene dos componentes principales: el depósito en sí y su estructura de soporte. Dichos tanques se utilizan ordinariamente en donde la elevación del terreno es insuficiente para asegurar la distribución de agua a presión adecuada por la gravedad. Típicamente estos tanques son de construcción soldada, pero también pueden ser de construcción atornillada.
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capacidades y configuraciones típicas 13
Sobre el nivel del área de 1
/ 4 en. El espesor mínimo y
soldadas a tope en la zona llena
capacidad puede ser
Respiradero
Lap-soldado
de agua
l mi Nivel de capacidad
Kn
ourt
e
k do
Soldadas a tope del tanque de Shell 1
/ 4 en. la placa inferior
Lap-soldado
Figura 1-12 techo elipsoidal autoportante tanques elevados se pueden clasificar en varios tipos diferentes. Los diversos diámetros y rangos de cabeza para los tanques que se muestran en las figuras restantes y tablas de este capítulo son sólo representativos y pueden variar con los fabricantes individuales. combinaciones de rango de diámetro / cabeza específicos deben ser determinados por el fabricante del depósito dentro de los límites indicados en las tablas. La altura debe ser especificado por el comprador como la dimensión entre la parte superior de la fundación y el nivel de capacidad superior del tanque. dimensiones adicionales, que son una función de la norma del fabricante, no deben ser especificados. Con el fin de minimizar el costo, los rangos de funcionamiento deseadas deben especificarse para caer dentro de las dimensiones del tanque disponibles estándar. Sin embargo, las necesidades operativas individuales pueden dictar rangos de funcionamiento no estándar.
Varias columnas tanques elevados ________________________ -Pequeña capacidad tanques elevados La pequeña capacidad múltiple columna elevado (o doble elipsoidal) tanque tiene una pared lateral cilíndrica, una parte inferior elipsoidal y el techo, y un nivel de capacidad superior en el techo de varios pies por encima de la parte superior de la carcasa cilíndrica. Aunque en el pasado se construyeron en capacidades de hasta 1 gal milésimas de pulgada (3,8 ml), hoy en día los del doble elipsoidal se construyen normalmente sólo en capacidades de 200.000 galones (760.000 litros) o menos. Una foto y una vista en sección transversal de un tanque elevado de pequeña capacidad se muestran en las figuras 1-13 y 1-14. Tabla 1-4 da tamaños típicos de tanques elevados de doble elipsoidales.
Mediana Capacidad tanques elevados Para tanques elevados de varias columnas de capacidad media, el diseño toroellipsoidal proporciona un menor costo inicial mediante el uso más eficiente la fuerza del acero. Las características utilizadas (abajo toro y de techo elipsoidal) causan la vertical central para apoyar, así como contienen, una parte considerable del agua almacenada, mientras que la porción principal de la parte inferior actúa de acero como una membrana en tensión. Estos depósitos suelen tener una capacidad de entre 200.000 galones (760.000 litros) y 500.000 galones (1,9 ml). Una foto y una vista en sección transversal de un tanque elevado de capacidad media se muestran en las figuras 1-15 y 1-16. Tabla 1-5 da tamaños típicos de tanques elevados de capacidad media.
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14 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Figura 1-13 tanque de doble elipsoidal
Diámetro
Rango de cabeza
Según sea necesario
Comprador para especificar
Balcón o rigidez de la viga
6 pulg. Min.
Figura 1-14 vista transversal de tanque de doble elipsoidal
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capacidades y configuraciones típicas 15
Tabla 1-4 de doble elipsoidal acero elevado Los tamaños típicos de tanques Gama de tamaños disponibles
Capacidad
Diámetro galón
metro 3
pie
Rango de cabeza
pie
Diámetro metro
Rango de cabeza
metro
25000
95
18-20
12,5-15,5
05.05 a 06.01
3.3 a 4.7
30000
114
18-20
15,0-16,5
05.05 a 06.01
4,6-5,0
40000
150
22-23
15,0-17,0
5,7-7,0
04.06 a 05.02
50000
189
22-24
18,0-20,0
06.07 a 07.03
05.05 a 06.01
60000
227
22-25
19,0-23,0
06.07 a 07.06
5,3-7,0
75000
234
26-30
16,0-24,0
07.09 a 09.01
04/09 a 07/03
100.000
379
28-30
20,0-25,0
08.05 a 09.01
6.1 a 7.6
125.000
473
30-32
23,0-28,0
09.01 a 09.07
7,0-8,5
150.000
568
32-34
24,5-29,5
09.07 a 10.04
7,5-9,0
200.000
757
36-38
28,0-29,5
Figura 1-15 de capacidad media soldada tanque elevado
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11,0-11,6
8,5-9,0
16 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Diámetro
Rango de cabeza
la viga
Según sea necesario
Comprador para especificar
Balcón o rigidez de
6 pulg. Min.
Figura 1-16 vista transversal de capacidad media de toro inferior soldada tanque elevado
Tabla 1-5 acero soldado tamaños tanque elevado de capacidad media típicos Gama de tamaños disponibles
Capacidad
Diámetro galón
metro 3
pie
Rango de cabeza
Diámetro
pie
metro
Rango de cabeza
metro
200.000
757
36-38
28-30
11,0-11,6
08.05 a 09.01
250.000
946
38-40
28-33
11.06 a 12.02
08.05 a 10.01
300.000
1135
43-45
28-31
13,1-13,7
08/05 a 09/04
400.000
1515
46-50
30-36
14,0-15,2
9,1-11,0
500.000
1890
50-56
29-38
15,2-17,1
750.000
2840
56-65
34-45
17,1-19,8
10,4-13,7
3785
64-65
45-46
19,5-19,8
13,7 a 4,0
1000000
08.08 a 11.05
De gran capacidad de varias columnas tanques elevados tanques elevados de gran capacidad (> 500.000 gal [1890 m 3]) proporcionar un servicio económico para las comunidades que necesitan almacenar un volumen considerable de agua. Reducción de los costes de operación y de bombeo están aseguradas debido a la variedad de cabeza bajo, lo que logra la variación mínima de la presión del agua en todo el sistema. Una foto y una vista en sección transversal de un tanque elevado de gran capacidad se muestran en las figuras 1-17 y 1-18. Tabla 1-6 da tamaños típicos de tanques elevados de gran capacidad.
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capacidades y configuraciones 17 típico
Figura tanque elevado 1-17 de gran capacidad
Diámetro
Rango de
Según lo requiera el
Comprador para especificar
cabeza
6 pulg. Min.
Figura 1-18 vista transversal de tanque de gran capacidad elevada de varias columnas
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18 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Tabla 1-6 acero soldado tamaños elevada tanque de gran capacidad típicos Gama de tamaños disponibles
Capacidad
Diámetro galón
metro 3
Rango de cabeza
Diámetro
Rango de cabeza
pie
pie
metro
metro
500.000
1890
60-65
24-25
18,3-19,8
7,3-7,9
600.000
2270
65-70
24-25
19,8-21,3
7,3-7,9
750.000
2840
70-76
25-30
21,3-23,2
07.06 a 09.01
1000000
3735
75-87
25-35
22,9-25,5
07.06 a 10.07
1500000
5680
91-98
30-35
27,7-29,9
2000000
7570
105-106
34-36
32,0-32,3
10,4-11,0
2500000
9465
108-117
39-41
32,9-35,7
11.09 a 12.05
3000000
11360
119-127
35-40
36,3-38,7
10.07 a 12.02
09.01 a 10.07
TANQUES ELEVADOS PEDESTAL _________________________________ De pequeña capacidad Tanques de un solo pedestal El tanque esférico de un solo pedestal, ampliamente favorecida por capacidad de los tanques más pequeños, se utiliza a menudo cuando la apariencia es una preocupación. La base acampanada con gracia contiene espacio suficiente para las unidades de bombeo y otros equipos en funcionamiento, una característica común a todos los buques de tipo pedestal.
Las escaleras de acceso al contenedor y el techo están en el interior para proteger contra el acceso no autorizado. Dichos tanques se construyen normalmente en capacidades de 200 000 gal (760 000 L) o menos. Una foto y una vista en sección transversal de un tanque de un solo pedestal de pequeña capacidad se muestran en las figuras 1-19 y 1-20. Tabla 1-7 da tamaños típicos de tanques singlepedestal de pequeña capacidad.
tanques elevados-pequeña capacidad también se construyen como diversas combinaciones de conos y cilindros. Un diseño alternativo se muestra en la figura 1-21.
Los tanques de gran capacidad de un solo pedestal El pedestal de soporte tubular da el tanque de un solo zócalo de gran capacidad de ver claramente contemporáneo. capacidades grandes (0,2-2 milésimas de pulgada gal [0,76 a 7,6 ML]) son proporcionados por este diseño del tanque esferoidal bajo la cabeza de gama. Una foto y una vista en sección transversal de un tanque de un solo pedestal de gran capacidad se muestran en las figuras 1-22 y 1-23. Tabla 1-8 da tamaños típicos de los tanques de un solo pedestal de gran capacidad.
Modificados Tanques Single-pedestal El tanque de un solo pedestal modificado atractiva tiene una columna central de soporte, por lo general estriado para dar rigidez estructural, que encierra el tubo ascendente, tubo de desagüe, y la escalera de acceso al techo del tanque. La columna de soporte puede estar construido de acero o de hormigón. El espacio dentro de la columna puede proporcionar una superficie útil de varios pisos para las instalaciones de bombeo, almacenamiento y oficinas. Aunque está disponible en todas las capacidades, estos tanques no se construyen normalmente en las capacidades siguientes 500 000 gal (1,9 ml). Una foto y una vista en sección transversal de un tanque de un solo pedestal modificados se muestran en las figuras 1-24 y 1-25. Tabla 1-9 da tamaños típicos de los tanques de un solo pedestal modificados.
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capacidades y configuraciones 19 típico
Figura 1-19 tanques de un solo pedestal esféricos dan agradable silueta
Diámetro
Rango de
Según lo requiera el
Comprador para especificar
cabeza
6 pulg. Min.
Figura 1-20 vista de corte transversal del tanque de un solo pedestal esférica de pequeña capacidad
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20 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Tabla 1-7 de pequeña capacidad de un solo pedestal de acero elevado Los tamaños típicos de tanques Gama de tamaños disponibles
Capacidad
Diámetro galón
metro 3
Rango de cabeza
pie
pie
Diámetro metro
Rango de cabeza
metro
25000
95
19-20
15-17
05.08 a 06.01
04.06 a 05.02
30000
114
20-21
15-18
6.1-6.4
04.06 a 05.05
40000
150
21-23
19-22
6,4-7,0
05.08 a 06.07
50000
189
23-24
19-23
7,0-7,3
5,8-7,0
60000
227
24-26
22-24
7,3-7,9
06.07 a 07.03
75000
234
25-28
23-27
07.09 a 08.05
7,0-8,2
100.000
379
29-30
25-30
08.08 a 09.01
07.06 a 09.01
125.000
473
31-33
27-32
9,4-10,0
08.02 a 09.07
150.000
568
33-34
30-34
10.01 a 10.04
200.000
757
36-38
36-38
11,0-11,6
Figura 1-21 Diseño alternativo tanque de un solo pedestal
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09.01 a 10.04
11,0-11,6
capacidades y configuraciones típicas 21
Figura 1-22 de gran capacidad de un solo pedestal tanque elevado
Diámetro
Rango de cabeza
tubo de
Según lo requiera el
Comprador para especificar
acceso
6 pulg. Min.
Figura 1-23 vista transversal de gran capacidad de un solo pedestal tanque elevado
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22 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Tabla 1-8 de gran capacidad de un solo pedestal de acero elevado Los tamaños típicos de tanques Gama de tamaños disponibles
Capacidad
Diámetro galón
200.000
metro 3
pie
Rango de cabeza
pie
Diámetro metro
Rango de cabeza
metro
757
40-42
27-30
12.02 a 12.08
8.2 a 9.1
946
43-47
25-32
13,1-14,3
07.06 a 09.07
300.000
1135
46-48
30-33
14,0-14,6
09/01 a 10/01
400.000
1515
50-53
30-40
15,2-16,1
09.01 a 12.02
500.000
1890
55-60
30-40
16,3-18,3
750.000
2840
64-66
38-42
19,5-20,1
11.06 a 12.03
1000000
3785
74-78
35-40
22,5-23,8
10.07 a 12.02
1250000
4750
76-80
40-45
22,9-24,4
12,2-13,7
1500000
5880
85-90
45-50
25,9-27,4
13,7-15,2
2000000
7570
90-95
50-55
27,4-29,0
15,2-16,3
250.000
Figura 1-24 diseño de la placa plegada de un soporte del depósito de un solo pedestal modificado
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09.01 a 12.02
capacidades y configuraciones típicas 23
Diámetro
Rango de
columna estriada
Comprador para especificar
Según sea necesario
cabeza
Figura 1-25 vista de corte transversal del tanque de un solo pedestal modificado
Tabla 1-9 acero elevado tamaños de depósito de un solo pedestal modificados típicos Gama de tamaños disponibles
Capacidad
Diámetro galón
250.000
metro 3
pie
946
Rango de cabeza
Diámetro
pie
metro
41-43
29-31
12,5-13,1
Rango de cabeza
metro 08.08 a 09.04
300.000
1135
43-45
29-31
13,1-13,7
08.08 a 09.04
500.000
1890
49-64
30-39
14,9-19,5
09.01 a 11.09
750.000
2840
63-65
37-40
19,2-19,8
11.03 a 12.02
1000000
3785
73-78
35-42
22,2-23,8
10/07 a 12/08
1500000
5680
85-87
39-46
25,9-26,5
11,9-14,0
2000000
7570
97-102
38-46
29,6-31,1
11,6-14,0
2500000
9465
107-110
43-45
32,6-33,5
13,1-13,7
3000000
11360
109-120
40-45
33,3-36,6
12,2-13,7
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24 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Tanques elevados compuestas tanques elevados compuestos son un atractivo diseño que utiliza las mejores características de diseño de acero y hormigón. hormigón, que es excelente para cargas de compresión, se utiliza como columna de soporte para el tanque de agua de acero. hormigón tiene la ventaja de que requiere ninguna pintura o un revestimiento exterior de bajo costo para fines estéticos. Dos tipos de tanques están disponibles: soldada y atornillada. tanques soldados. La construcción recipiente de acero es similar a la encontrada en los tanques flutedcolumn; el recipiente puede ser construido con un cono o un techo abovedado. Los diseños más comunes utilizan un suelo de hormigón en forma de cúpula con un revestimiento de acero. comúnmente construido para almacenar entre 500 000 gal y 2 gal mil (1.7 y 7.6 ML), estos tanques proporcionan muchos de los beneficios de un tanque estriado-columna con que requiere significativamente menos área de la pintura, lo que reduce los costes de mantenimiento. Una foto y una vista en sección transversal de un tanque soldado elevado compuesto se muestran en las figuras 1-26 y 1-27. Tabla 1-10 da tamaños típicos de tanques soldados elevados de compuestos.
tanques atornilladas. El diseño y la construcción de un tanque de acero atornillada elevado es similar a los utilizados para una, tanque de acero atornillada tierra-compatible. capacidades comunes van desde 150.000 gal a 1,5 gal mil (0.6 y 5.7 ML). Los tanques son y apoyado por una losa de hormigón armado que se construye en la parte superior de la columna de soporte de hormigón revestido de fábrica. La losa se convierte en una base elevada para el tanque y puede estar diseñado y construido para servir como el fondo del tanque, o un fondo de acero atornillada se puede erigir en la parte superior de la losa. Los techos pueden ser atornillados acero o cúpulas de aluminio atornilladas. Una foto y una vista en sección transversal de un tanque de atornillado elevado compuesto se muestran en las figuras 1-28 y 1-29. Tabla 1-11 da tamaños típicos de tanques atornilladas elevados de compuestos.
cortesía de Walter Lagarenne
Figura 1-26 Composite elevado tanque soldado
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capacidades y configuraciones típicas 25
cortesía de consultores de la industria del tanque
Figura 1-27 vista en corte transversal de un tanque soldado elevado compuesto
Tabla 1-10 compuesto típico elevado tamaños de tanque soldadas Gama de tamaños disponibles
Capacidad
Diámetro galón
500.000
metro 3
1890
Rango de cabeza
Diámetro
Rango de cabeza
pie
pie
metro
50-55
35-40
16,3-18,3
10.07 a 12.02
metro
2840
58-60
38-42
19,5-20,1
11.06 a 12.08
1000000
3785
68-72
38-42
22,5-23,8
11.06 a 12.08
1250000
4750
78-80
38-42
23,8-24,4
11.06 a 12.08
1500000
5680
85-90
38-42
25,9-27,4
11.06 a 12.08
2000000
7570
90-95
42-47
27,4-29,0
12,8-14,3
2500000
9460
103-107
42-47
31,4-32,6
12,8-14,3
3000000
11360
115-120
42-47
35,1-36,6
12,8-14,3
3500000
13250
115-120
48-52
35,1-36,6
14,6-15,8
750.000
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26 ACERO tanques de agua de almacenamiento
cortesía de almacenamiento cSt
Figura 1-28 Composite elevada atornillado tanque
DIÁMETRO
TANQUE
requerida
COMPRADOR PARA
pedestal de hormigón
ESPECIFICAR
AS altura
cortesía de almacenamiento cSt
Figura 1-29 vista transversal de un tanque de atornillado elevado compuesto
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capacidades y configuraciones típicas 27
Tabla 1-11 compuesto típico elevado tamaños de tanque atornilladas
Gama de tamaños disponibles
Capacidad
Diámetro galón
150.000
metro 3
pie
Altura
Diámetro
pie
metro
metro
8.5
10.1
568
28
33
757
Altura
31
33
9.4
10.1
300.000
1140
39
33
11.9
10.1
500.000
1890
50
33
15.2
10.1
750.000
2840
59
38
18.0
11.6
1000000
3785
62
47
18.9
14.3
1500000
5680
67
56
20.4
17.1
200.000
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MANUAL DE AWWA
Capítulo
M42
2
Anexidades Este capítulo describe brevemente la construcción y el funcionamiento de accesorios comunes para los tanques de almacenamiento de agua de acero. Sus accesorios están cubiertos en secciones separadas de la norma ANSI / AWWA D100, Norma para los tanques soldados de acero al carbono para el almacenamiento de agua, ANSI / AWWA D103, Estándar para recubiertos de fábrica Tanques atornillado de acero al carbono para el almacenamiento de agua, y D107 ANSI / AWWA, Estándar para Composite elevada Los tanques para almacenamiento de agua. La mayoría de los accesorios y los accesorios descritos para tanques de acero waterstorage están obligados por ley, el código y estándares de la industria para hacer el depósito de una instalación segura y funcional. Otros accesorios son opcionales y pueden ser especificados por el propietario para mejorar la función o la apariencia de la instalación.
SHELL pozos de registro _________________________________________ Se requiere un mínimo de dos bocas de inspección de concha opuestas en tanques en tierra apoyado con costura para la ventilación durante las operaciones de revestimiento de interiores, por seguridad, y para la facilidad de acceso interior durante las actividades de construcción y las inspecciones de mantenimiento. En tanques de más de 100 pies (30,5 m) de diámetro, puede ser deseable tener tres o más pozos de registro de concha. ANSI / AWWA D103 requiere sólo una boca de inspección shell en tanques atornilladas porque un panel depósito puede ser retirado para proporcionar ventilación adicional.
Tamaños y tipos Normal dimensionamiento boca de inspección es 24 o 30 pulg. (610 o 760 mm) de diámetro para acomodar el equipo de ventilación y permitir una fácil salida (Figuras 2-1 y 2-2). Hacia el exterior de apertura, cubiertas o de un solo perno de bisagra, pozos de registro de apertura hacia el interior son estándar. cubiertas Outwardopening pueden requerir placas de refuerzo en la carcasa, mientras que pozos de registro de apertura hacia el interior por lo general cumplen su refuerzo a través de cuellos de placas pesadas. El cuello de chapa gruesa también proporciona la superficie de la junta a la tapa. La tapa de apertura hacia el interior debe estar articulada para garantizar un funcionamiento correcto. Si un tanque estará sujeto a las condiciones de engelamiento fuerte, una alcantarilla-apertura interior puede no ser deseable.
29
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30 ACERO tanques de agua de almacenamiento
UNA
UNA
Elevación frontal
Despiece en alzado lateral
Sección a-A
Figura 2-1 Inward-apertura detalle shell boca de inspección
Los pozos de visita Tanque atornilladas Los pozos de registro de la cáscara de los tanques atornillados pueden ser circulares, 24 en (610 mm) o 30 en (760 mm) de diámetro..; cuadrado, 24 por 24 en (610 por 610 mm).; o elíptica, 18 por 22 pulg. (460 por 560 mm), el tamaño mínimo. Un pozo de registro, a menos que se especifique lo contrario, se facilitará en el primer anillo del tanque en un lugar designado por el comprador. Si la cubierta de boca pesa más de 50 lb (23 kg), debe proporcionarse una cubierta con bisagras.
Lavar los pozos de registro Para tanques de acero soldada de fondo plano (ANSI / AWWA D100), pozos de registro rectangulares flush (bocas de acceso rectangulares montados a ras de la parte inferior del tanque) que tiene una longitud mínima de 24 pulg. (610 mm) en la dirección más corta y una longitud máxima de 48 in. (1.220 mm) en la dirección más larga están también disponibles. Tales bocas de inspección son útiles cuando un interior del tanque se está limpiando. Consulte ANSI / AWWA D100 y el Instituto Americano del Petróleo API Standard 650 para los detalles y requisitos de diseño.
TUBO CONNECTIONS_________________________________________ El número de conexiones del depósito de fondo o de concha de tuberías debe mantenerse a un mínimo. La práctica habitual es utilizar una conexión de drenaje de entrada-salida común a través de la parte inferior del tanque o en la carcasa del tanque (Figuras 2-3 y 2-4). Si se utiliza una conexión inferior, una sección desmontable del tubo de 6-8 en. (150-200 mm) de largo puede extenderse por encima de la fuga a nivel del suelo para servir como una parada de limo. requisitos recientes relativos tiempo máximo de detención que el agua permanece en el tanque puede requerir conexiones de entrada y de salida separados y mínimo. Deflectores y desviadores de flujo también se utilizan para controlar el tiempo de retención del tanque de agua.
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ro
BC
Sus accesorios 31
D iá m et
Rollo de placa de refuerzo al exterior del tanque de Shell Radio
1
9 en.
/ 4- en. Agujero en la
línea central horizontal
Elevación frontal
UNA Tanque de Shell Plate Placa del piso Asamblea
UNA
Orificios de los pernos igualmente espaciadas para montar a horcajadas de la línea central
isométrica Blowout
Sección a-A
Figura 2-2-apertura exterior detalle shell boca de inspección
Figura 2-3 empotrada de entrada-salida detalle de la conexión inferior del tubo
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Alzado lateral
32 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Plan
Elevación
Figura 2-4 no rebajada de entrada-salida en el fondo del tubo detalles de conexión conexiones de tuberías a través de la parte inferior del tanque o de concha están equipadas normalmente en tubo de acero, soldadas o atornilladas a la carcasa o la parte inferior. Dúctil de hierro o de hierro fundido conexiones de las tuberías deben pasar a través de una conexión de tipo mecánico-articulación que está soldado o atornillado a la parte inferior del tanque de acero.
Las conexiones de la tubería al tanque debe ser construido para tener un acoplamiento flexible fuera del tanque para permitir el movimiento diferencial. Si se requieren conexiones de la tubería a través de la cáscara, deben tomarse medidas para proteger esta tubería de congelación y el vandalismo. precauciones adecuadas se deben hacer en este tuberías para permitir el movimiento diferencial cuando el tanque es llenado y drenado. extensibles, conexiones especiales flexibles son necesarios para tanques sujetos a movimiento sísmico. ANSI / AWWA D100 define la distancia desde la intersección shell donde las conexiones de tuberías pueden estar situados en los tanques no anclados diseñados para condiciones sísmicas los tanques de fondo a través de.
REBOSE _______________________________________________ Un desbordamiento de tamaño adecuado es esencial para proteger la estructura del tanque de los niveles de agua excesivas causadas por variaciones rápidas en las condiciones del sistema de distribución. Se recomiendan los desbordamientos exteriores. En climas más fríos, la acumulación de hielo en un rebosadero interno puede convertirse en un problema y eventualmente romper el tubo de rebose. aguas de desbordamiento debe ser dirigida más allá del perímetro exterior del tanque para evitar daños en el grado tanque o fundación durante desbordamiento. La mayoría de las normas estatales recomiendan que el desbordamiento en tanques elevados ser extendido por el lado del tanque para dentro de aproximadamente 12 a 24 en. (305 a 610 mm) de por encima de grado. Extendiendo el desbordamiento evita que el agua descargada desde el tubo de la congelación en la estructura de la torre y causando daños a la estructura. Adicionalmente,
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accesorios 33
Figura ruptura de aire 2-5 desbordamiento con válvula de charnela
contra el reflujo. La figura 2-5 muestra un tipo de espacio de aire de desbordamiento-pipe. La mayoría de los estados requieren una proyección, válvula de retención de elastómero, o disposición de aletas-gate sobre el extremo de la tubería conectada al tanque. Como se incrementan los sistemas de distribución y capacidades de bombeo, las capacidades de ventilación y de desbordamiento de tanques existentes deben ser reevaluados para asegurar su adecuación para aliviar las condiciones de presión o de vacío potenciales en el tanque. Desbordamientos deben ser fácilmente accesibles para su mantenimiento, reparación e inspección.
Las escalas y los DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD ______________________________ Acceso seguro debe ser proporcionada por personal autorizado que necesitan para llegar a la cima de la instalación del tanque.
Las escaleras exteriores Se recomiendan las escaleras exteriores, jaulas y plataformas diseñadas para cumplir con los estándares Health Administration (OSHA) y Seguridad Ocupacional (Figura 2-6). O bien la escalera debe terminar al menos 8 pies (2,4 m) por encima del nivel o una puerta de bloqueo sólido, proporcionado para desalentar el acceso no autorizado al tanque, se deben instalar en los inferiores 8-20 pies (2.4 a 6.1 m) de la escalera exterior . Ciertas áreas requerirán una puerta de cierre y la detección anti-subida en la parte inferior de la jaula de escalera para desalentar el acceso no autorizado. La escalera exterior, apertura de la escotilla de techo, y la escalera interior (si se especifica) deben estar situados cerca juntos para reducir el movimiento necesario por un escalador en el techo del tanque.
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34 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Se ensanchan para unirse Top aro o plataforma
tanque de Shell
1 pie-0. Para Fondo del Tanque
Elevación escalera
8 ft-0. Para Fondo del Tanque
jaula de Elevación
norte BENEFICIOS SEGÚN OBJETIVOS: Todas las escaleras deben ser diseñados según los requisitos de OSHA.
Figura 2-6 exterior detalles de escalera enjaulado
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Sus accesorios 35
carril Figura 2-7 Safe-sube por una escalera de fuera
Las escaleras interiores Debido a tasas aceleradas de corrosión y el potencial de acumulación de hielo en las zonas donde se producen temperaturas de congelación, no se recomiendan escaleras en el interior del recipiente tanque. la acumulación de hielo en una escalera de interior puede imponer cargas sobre las placas de pared del tanque que son suficientes para perforar o romper el contenedor de tanque. Incluso en los climas templados, la corrosión puede dañar las escaleras interiores, haciéndolos inseguros. El uso de escaleras de acero inoxidable no se recomienda como la presencia del metal diferente puede causar una corrosión severa del acero al carbono. Sin embargo, si se usan, tales escaleras deben incluir aislamiento (conexiones dieléctricas) del acero inoxidable del tanque de acero al carbono y revestimiento de todos los componentes de acero inoxidable o corrosión ocurrirá en el tanque de acero al carbono. Las escaleras están instalados dentro de bandas secas y tubos de acceso. Hay que no son sometidos a condiciones corrosivas, y las puertas de acceso pueden ser bloqueados para evitar el acceso.
Dispositivos de seguridad Para tanques con una altura total de más de 20 pies (6,1 m) o como lo requiere la OSHA, escaleras con plataformas de descanso de compensación (plataformas secundarias) se requieren cada 20 pies (6,1 m) o de lo requerido por la OSHA para el conjunto de escalera. Esta longitud se puede extender a 30 pies (9,1 m) si se utiliza una jaula de seguridad aprobado. En lugar de plataformas intermedias, aprobados carriles o cables de seguridad de escalada sin pintar pueden ser utilizados. La figura 2-7 muestra un raíl típico safeclimbing. Además de los dispositivos de seguridad para escaleras exteriores, los elementos de seguridad más comúnmente instalados son barandillas de seguridad en el techo, donde la escalera exterior termina (Figura 2-8). Estas barandillas de proteger al personal en el techo cerca de la escotilla del techo. Todas las barandillas de seguridad instalados en la parte superior de los tanques y escaleras deben cumplir con los requisitos de OSHA mínimos o códigos de construcción locales. Consulte con la agencia aplicable para determinar el emplazamiento de tanques a los últimos requisitos de seguridad. barandillas perimetrales totales no son recomendables en zonas altas de la nieve-carga.
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36 ACERO tanques de agua de almacenamiento
4 en. 1
4 en.
1 en.
en.
Tanque de techo Edge
19 en.
Vista del plan
Barandilla central (dos puede ser
42 en.
necesaria)
en.
Typ.
4 en.
14
en.
14
Elevación
Figura 2-8 detalles de barandas Roof
OPENINGS___________________________________________ TECHO Se requiere un mínimo de dos aberturas de techo para acceso de personal y la ventilación durante las actividades de mantenimiento y rehabilitación en tanques de acero soldadas.
Apertura primaria La primera (primaria) abertura del techo debe estar situado cerca de la pared lateral del tanque, cerca de la escalera exterior. El tamaño mínimo para esta abertura de techo es de 15 por 24 pulg. (380 por 610
mm), pero se recomienda que, o bien un 24-in. (610 mm) o 30-in. (760 mm) de abertura cuadrada o redonda, con una cubierta con bisagras y cerrojo de bloqueo, ser utilizado para facilitar el acceso al interior del tanque. Un mínimo 4-in. (100 mm) de alto bordillo y una 2-in. (50-mm) cubierta hacia abajo solapamiento son obligatorios en cualquier abertura del techo para evitar que la lluvia o la nieve derretida de entrar en el tanque (Figura 2-9). Atornilladas y pozos de acceso de techo con junta sin el bordillo y la superposición son permitidos en los tanques atornilladas.
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Sus accesorios 37
cubierta Elevación
Frenar la elevación de la Vista del plan
Figura 2-9 Techo detalles de montaje de boca
Apertura secundaria La segunda abertura del techo debe estar situado aproximadamente entre el centro del tanque y la pared lateral directamente opuesta a la abertura primaria. Debe tener al menos un 24-in. (610 mm) de diámetro. Esta abertura puede ser una boca de inspección perno-cubierta estándar; sin embargo, si la rejilla de ventilación centro es de tamaño adecuado, no está obstruido, y tiene una cubierta de extracción, la rejilla de ventilación en sí puede ser suficiente que la abertura secundaria. Esta apertura debe estar diseñado para dar cabida a un ventilador para ser atornillada en. Todas las cubiertas extraíbles se deben asegurar para el techo del tanque usando bisagras o cadenas. Un carril de seguridad adicional puede ser requerida entre las aberturas de techos secundario y el borde del tejado.
RESPIRADEROS ____________________________________________________ Para tanques-parte superior cerrada, de ventilación debe ser proporcionada para proteger contra el exceso de presión o la acumulación de vacío durante el flujo de entrada máximo o flujo de salida de agua (figura 2-10). fallas estructurales de tanques pueden ser causados por ventilación inadecuada. Cuando las rejillas de ventilación están siendo de tamaño, el área aportado por la tubería de rebose no debe ser considerado como parte de la zona de ventilación. Se requiere un mínimo de un orificio de ventilación; esto debe estar ubicada cerca del centro del techo. Para tanques de mayor diámetro, varios respiraderos podrían estar situados alrededor de la otra periferia, así como en el centro del tanque para facilitar la ventilación de flujo transversal. Capítulo 8 analiza ventilar la detección y protección contra los insectos, aves y otras intrusiones.
Las formas más comunes de respiraderos de los tanques son el hongo, pan (Figura 2-11), y 180 ° tipos. Se recomiendan conductos de ventilación con presión y paletas de liberación de vacío. Un ejemplo de un orificio de ventilación zueco resistente se muestra en la figura 2-12. Todos los orificios de ventilación deben ser examinados para proteger contra la entrada de aves, animales e insectos. La proyección debe ser de acero inoxidable o algún otro tipo de material resistente a la corrosión. Los blindajes deben ser instalados para evitar que la suciedad y los residuos de soplar en el tanque. En las zonas de acumulación de nieve, los orificios de ventilación deben estar protegidos o elevada para evitar que se hayan obstruido por la nieve.
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38 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Pantalla
24 en.
Asamblea techo del tanque
Figura 2-10 doble codo de 90 ° detalle de la azotea de ventilación
(Diámetro exterior)
rir
ub C UNA
R
ia
D
es p
ira de r
o
D
ia
.
UNA
. tanque de
(En el interior Dia.)
(Fuera de Dia.)
(Agujero en techo)
Vista del plan
Figura 2-11 cubierta Pan detalle de abertura
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Sección a-A
techo
Sus accesorios 39
es Pr
ión
1 / 2 - Nº 13 x 15 aplanada Expanded
ire
la
de
Metal pantalla Bird Paleta d
PTFE Juntas * (tipo)
e presi ón
Paleta de va
cío Pantalla
(Material Latón es normal) Barras de apoyo de vacío de aire
Acero al carbón
norte OTES:
1. Paletas deben ser retirados durante el revestimiento para evitar la obstrucción de las pantallas.
Techo
2. inspección y mantenimiento periódico están obligados a mantener
* Polytetra? Uoroethylene (PTFE)
Instalar Vent Vertical 5 +
en buenas condiciones de funcionamiento.
Figura 2-12 Típica zueco resistente detalle de abertura
Muchos tanques remachados mayores no tienen rejillas de ventilación; En cambio, tienen las bolas de remate que proporcionan área de ventilación limitada o nula. Estas bolas de remate deben ser reemplazados con aberturas de ventilación cuando mantenimiento o reparación se realiza en el tanque. Como se agrandan los sistemas de distribución y capacidades de bombeo, las capacidades de ventilación y de rebose en tanques existentes deben ser reevaluados. fallos del tanque se han producido debido a la presión o el vacío resultante de respiraderos y desbordamientos de tamaño inadecuado o mal mantenidos. La tasa de retirada máxima generalmente se supone que es el valor que se produce cuando los tubos a la rotura nivel de grado, o la tasa máxima bombean desde los tanques de depósito lowelevation.
Dispositivos para señalar el nivel de agua ______________________ Algún tipo de indicación de nivel de agua debe ser proporcionado en el tanque de modo que los operadores pueden determinar fácilmente el nivel del agua. Los dispositivos más comunes que se utilizan para medir el nivel del agua son tableros de calibre y lecturas transductor de presión.
Cada forma de indicación del nivel de agua tiene ventajas y desventajas. El costo y la necesidad de lectura directa o remota, facilidad de mantenimiento, y el rendimiento en condiciones climatológicas adversas todos deben ser considerados al seleccionar un sistema de indicación.
Juntas de calibre tableros Gauge se componen normalmente de un flotador y tabla de destino en el que indicación directa del nivel de agua se logra mediante la toma nota de la posición de un blanco contra un tablero de calibre en el exterior del tanque. El marcador diana está controlada por un cable conectado al flotador. A medida que el flotador se eleva, el marcador diana se baja. En condiciones de capacidad o totales, el objetivo será en el extremo inferior de la junta de calibre, por lo que es potencialmente accesible a vandalismo o la acumulación de nieve. tableros de calibre media de viaje se recomienda con el fin de proteger el objetivo y flotar de vandalismo y fuertes vientos. sistemas de tipo Float como éstas no se recomiendan en la congelación de los climas.
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40 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Las lecturas remotas Un transductor de presión en el tanque puede indicar el nivel de agua en una lectura a distancia a cierta distancia de la instalación de tanque. El transductor de presión se debe instalar de modo que está completamente aislado de todas las aberturas de entrada y salida. Los transductores de presión son lo suficientemente sensibles para detectar cambios de presión creada por el movimiento del agua a través de una línea que podrían causar una lectura falsa. El transductor de presión también se puede controlar el flujo dentro y fuera del depósito mediante el accionamiento de bombas o válvulas.
Manómetros Si se proporciona protección contra la congelación, manómetros Bourdon económicos pueden estar conectados directamente al depósito o tubo ascendente.
Entrada de Stop / Start Controles Una utilidad de agua puede instalar un sistema de sonda o transductor para controlar el nivel del agua y para asesorar a los operadores de bajos niveles de agua. Las sondas requieren entradas con bridas a prueba de agua en la parte superior del tanque. Además, para la radio o equipo de telemetría por cable, un conducto aislado de la parte superior del tanque a nivel del suelo debe estar instalado para llevar la señal eléctrica. Si se utilizan sondas en tanques sujetos a condiciones de formación de hielo, el sistema de sonda debe ser diseñado para evitar daños de congelación.
Los puntos de muestreo Un punto de muestreo cerca de la parte inferior del tanque permitirá que la calidad del agua de la instalación de almacenamiento a ensayar directamente. prueba directa puede ser práctico en tanques de bajo uso, donde el agua almacenada puede permanecer en el depósito durante un largo tiempo y la calidad del agua se puede deteriorar. Los puntos de muestreo deben ser protegidos de la congelación y el vandalismo.
EMERGENCIA DE LLENADO / WITHDRAW CONNECTIONS__________________ Algunos tanques pueden requerir disposiciones para el llenado de emergencia o la retirada de emergencia. Por lo general, se necesitan tales disposiciones cuando los tanques están ubicados en áreas remotas donde los grupos de protección contra incendios pueden retirar directamente del depósito para llenar camiones autobomba o utilizar el agua almacenada directamente en la lucha contra incendios. Cuando sea necesario, las válvulas de emergencia y las conexiones deben ser diseñados para que coincida con las instalaciones de emergencia de la agencia que los utilizará. El diseño debe evitar conexiones cruzadas entre el sistema de emergencia y el sistema de agua potable. Las conexiones deben ser protegidos de la congelación y el vandalismo, y los sistemas de ventilación y de rebose del tanque debe ser de un tamaño para estos rellenos y retiros inusuales.
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MANUAL DE AWWA
Capítulo
M42
3 Protección catódica
Este capítulo trata sobre la teoría, diseño, operación y mantenimiento de sistemas de protección catódica. La corrosión de metales en contacto con el agua es un proceso natural. Las variables asociadas con el depósito específico determinará qué tan grave será la actividad de la corrosión. Un sistema de protección catódica correctamente diseñado, instalado y mantenido, que se utiliza en conjunción con recubrimientos apropiados, proporcionará control de la corrosión económico y eficaz para las superficies interior sumergidas de un tanque de almacenamiento de agua y la tubería por debajo de la losa. Para obtener detalles específicos del diseño de sistemas de protección catódica, consultar ANSI / AWWA D106, Norma para ánodos de sacrificio sistemas de protección catódica para las superficies sumergidas interiores de acero Tanques de almacenamiento de agua; ANSI / AWWA D104, Norma para controlada automáticamente, Impresionados-corriente de protección catódica de las superficies sumergidas interiores de acero Tanques de almacenamiento de agua; NACE International Standard SP0388, impresionado corriente de protección catódica de las superficies sumergidas internos de acero Tanques de almacenamiento de agua; y la norma NACE SP0196, galvánico ánodo de protección catódica de las superficies sumergidas interno de los tanques de almacenamiento de agua de acero.
La protección catódica es un método de control de la corrosión que se puede utilizar con todos los sistemas de revestimiento recomendada American Water Works Association (AWWA) Para evitar la pérdida de metal en cualquier vacío en el revestimiento por debajo del nivel del agua. El diseño, los costos y los beneficios potenciales del uso de protección catódica con revestimientos en un programa general de control de la corrosión pueden ser evaluados por los miembros calificados de utilidad personal, consultores externos, o fabricantes de equipos de protección catódica.
NATURALEZA DE CORROSION_____________________________________ La corrosión del acero en soluciones acuosas es un proceso electroquímico en el que fluye una corriente y produce una reacción química. Una célula de corrosión tiene cuatro elementos básicos: ánodo, el cátodo, electrolito, y la trayectoria de cierre. El ánodo es el metal que se corroe; es decir, iones de metales dejan su superficie y entran en la solución de electrolito. El cátodo es un metal de la que no hay iones metálicos entran en la solución. El electrolito puede ser cualquier solución, tal como agua potable, que es capaz de conducir la electricidad. La trayectoria de cierre, también llamada la ruta de corriente de retorno, es el conductor eléctrico, generalmente de metal, que conecta el ánodo y el cátodo juntos. Si cualquiera de estos elementos
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42 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Bulbo
mi
mi
pilas secas generan una corriente? ow ( mi) que ilumina el bu b. Esta corriente? Ow es el resultado de un potencial de di? Rencia (voltaje)
iones
iones
entre el zinc (ánodo) y el carbono (cátodo). La bombilla permanecerá
iones
encendida hasta que el zinc se consume durante el proceso de
Carbono (cátodo) +
iones
iones
corrosión.
iones
s
s io ne
ne
io
Envase
Zinc (ánodo)
agente despolarizante conductiva (mantiene cátodo de polarización para abrir potencial circuito de ánodo)
diagrama de la Figura 3-1 esquemática de una batería
Se echa en falta, no se produce la corrosión. Por ejemplo, el recubrimiento se detiene la corrosión que se produzcan proporcionando una barrera a la corriente que fluye entre el metal y el electrolito.
Una batería de pila seca es una célula de corrosión (Figura 3-1). Cuando ánodo de la batería (zinc) y el cátodo (carbono) están conectados a través de una trayectoria de cierre (la bombilla), la diferencia de potencial entre el zinc y el carbono produce un flujo de corriente. La corriente continuará fluyendo hasta que el ánodo de zinc es consumida por el proceso de corrosión.
Es importante tener en cuenta la razón por la corriente fluye en la dirección que lo hace. La dirección del flujo se determina por los metales seleccionados para la caja y el centro de poste de la batería. Si el poste central era de magnesio en lugar de carbono, el flujo de corriente se invierte. En este caso, el poste central de magnesio sería el ánodo (que corroe) y el caso de zinc sería el cátodo (que no se corroe) La corriente también puede ser forzado a fluir en la dirección opuesta si la batería estándar de carbono-zinc está conectado a una fuente de corriente exterior (en lugar de la bombilla). En esta situación, el ánodo y el cátodo también se invertirían, es decir, la caja de la batería se convertiría en el cátodo y estaría protegido contra la corrosión. En un tanque de almacenamiento de agua de acero, una parte del metal será el ánodo y una parte será el cátodo. Qué área toma en la que la función será el resultado de factores tales como impurezas en el metal; condiciones de la superficie; las concentraciones de oxígeno en el agua; la presencia de cualquier metales diferentes; y las tensiones causadas por Manufacturing
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Protección catódica 43
Agua (electrolito) Los productos de corrosión formados
Pit (ánodo)
Fe (OH) 3
(Red Rust) Fe (OH) 2
Cátodo (n Pit)
Ferrous Hidróxido - Fe (OH) 2 - Etapa inicial de hidróxido férrico - Fe (OH) 3 - Rust, Etapa Final
mi
Ruta de cierre (tanque de acero)
En el ánodo, los iones metálicos dejan la superficie que entra en el agua y se combinan con otros iones en la proximidad del ánodo para formar óxido. En el cátodo no se forme óxido. En aguas neutrales, el oxígeno tiene el mayor en? Influencia en la velocidad de
mi
Pit (ánodo)
corrosión del acero mediante la determinación de la velocidad a la que los despolariza cátodo.
Fe (OH) 3
(Red Rust) Fe (OH) 2
Figura 3-2 corrosión del acero en agua
ING, calor, o cargas estructurales concentradas. La corrosión de acero en agua se esquematiza en la Figura 3-2. En el ánodo, los iones metálicos dejan la superficie, entran en el agua, y se combinan con el oxígeno para formar óxido. Los electrones liberados del ánodo de los viajes a través del metal para el cátodo. En el cátodo, un intercambio de iones se produce pero no de metal se pierde y no se produce corrosión.
La presencia de escaleras de mano, flotadores, u otros accesorios de acero inoxidable causará acero expuesto en días de fiesta (huecos) en el recubrimiento a corroerse a una tasa superior a la normal. En tales casos, los componentes de acero inoxidable son los cátodos, y el acero expuesto es el ánodo. Para descripciones más detalladas de la química de la corrosión, ver Manual AWWA M27,
Externa a la corrosión Introducción a la química y de control.
PRINCIPIOS DE CATÓDICA PROTECTION________________________ sistemas de protección catódica se utilizan para prevenir o retardar la corrosión que, naturalmente, se produciría en un tanque de agua de acero. Estos sistemas evitan o corrosión lenta alterando el entorno electroquímico de modo que la carcasa del tanque sumergido se convierte en el cátodo de una celda de corrosión. Dado que el cátodo de una célula no se corroe, la carcasa del tanque metálico sumergido está protegida. Hay dos tipos básicos de sistemas de protección catódica: equipos de galvanizado e impresionado corrientes.
equipos de galvanizado En un sistema galvánico, un bloque de metal especialmente seleccionado, llamado un ánodo de sacrificio, se sumerge en el electrolito y conectado eléctricamente al metal del tanque. El metal del ánodo de sacrificio se selecciona de modo que se convierta en el ánodo de la celda de corrosión, siendo el tanque de acero el cátodo. Cuando los bloques de magnesio están unidos a las estructuras de acero y se sumergieron en un electrolito conductor (el agua en el depósito), los corroe de magnesio y el acero está protegida. sistemas de protección galvánica han tenido una aplicación limitada a los tanques de almacenamiento de agua, aunque pueden usarse en climas que no causan la formación de hielo en el agua almacenada en el tanque. Una descripción de la instalación y el rendimiento fue publicado en M. Lewis, “la protección catódica del acero 32 Depósito de interiores,” Performance
Materials, 35 (9): 13-17 (1996).
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44 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Impresionado corrientes Sistemas En un sistema impresionado de corriente de protección catódica, una fuente externa de corriente fuerzas de energía eléctrica en ánodos sumergidos en el agua del tanque de almacenamiento. La corriente fluye desde los ánodos, a través del agua (electrolito), y sobre las paredes sumergidas del tanque, haciendo que el propio tanque el cátodo de la célula de corrosión. Un sistema de protección catódica impressedcurrent consta de un convertidor de corriente alterna manual o automático / corriente continua (AC / DC) (es decir, un rectificador), cables de alimentación, y ánodos situado dentro del tanque. fuentes de energía solar o energía eólica también se pueden utilizar. El voltaje de salida se ajusta manualmente o automáticamente para controlar la salida de CC con el fin de dar cuenta de una amplia gama de variables. Se debe tener cuidado para asegurar que el voltaje polarizado no exceda un valor máximo de aproximadamente -1. 05 V en referencia a un sulfato de un medio de células de cobre y de cobre; de otro modo, el revestimiento puede estar dañado. El voltaje negativo máximo exacto depende de las características del recubrimiento y otros factores.
Recubrimientos protectores La protección catódica se utiliza normalmente en conjunción con una superficie del tanque bien cubierto. El recubrimiento reduce la tasa de consumo del ánodo y el uso de energía. Revestimientos por lo general tienen huecos microscópicos, que exponen el metal al agua y permiten la pérdida de metal si la protección catódica no es también en su lugar. El sistema de control de la corrosión ideales combina un buen recubrimiento dieléctrico (recubrimientos metálicos no son dieléctrico) y un sistema de protección catódica correctamente diseñado, instalado y mantenido.
exterior a la corrosión sistemas de protección catódica se diseñan generalmente para proteger las superficies interior contacto con el medio de un tanque de almacenamiento de agua. Hay casos, sin embargo, donde el exterior de un fondo del tanque o cáscara está en contacto con los suelos corrosivos. En esas situaciones, la selección adecuada del material de base del tanque o de relleno puede reducir la corrosión, o un sistema de protección catódica separado puede ser diseñado para proteger las superficies exteriores del depósito en contacto con el suelo (consulte el Manual AWWA M27, Externa a la corrosión Introducción a la
Química y Control, para detalles). En los casos en que se utilizará la protección catódica para proteger las superficies exteriores de tanques en contacto con el suelo, capas protectoras aplicadas a las superficies del tanque en contacto con el suelo reducirá los costos de capital y de operación del sistema de protección catódica.
DISEÑO protección catódica _____________________________ En el diseño de un sistema de protección catódica, el ingeniero debe considerar la calidad de la capa protectora, geometría del tanque, área superficial, obstrucciones, ubicación geográfica, temperatura, turbulencia, y la composición química del agua almacenada en el tanque. Algunos de los artículos a ser especificados en el diseño son el convertidor de AC / DC o fuente de energía alternativa, los materiales del ánodo, y la configuración del ánodo y la suspensión.
Controlado automáticamente convertidor AC / DC (rectificador) Las exigencias de protección de corriente dentro de un tanque de almacenamiento de agua cambiarán continuamente debido a las variaciones en la química del agua, la temperatura, las fluctuaciones del nivel de agua, el deterioro de revestimiento, y los efectos de polarización. controlado automáticamente, sistemas de protección catódica impressedcurrent se utilizan normalmente en tanques de almacenamiento de agua para ajustar estas variaciones.
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Protección catódica 45
Los electrodos de referencia se utilizan para controlar continuamente el nivel de protección y de controlar la cantidad de corriente de protección catódica entregado a la estructura por el sistema. circuitos de control independientes se utilizan para tuberías de subida y otras áreas del tanque que puede tener diferentes condiciones localizadas.
Materiales de ánodo y Diseño Vida ánodos impresionado corrientes pueden estar hechos de aluminio, que por lo general tiene una vida útil de 1 a 2 años; o pueden estar hechos de alta silicio hierro, platino, óxido metálico mixto, o de otros materiales de ánodo de larga duración que pueden proporcionar una vida nominal de 10 a 20 años fundido. La vida de diseño del sistema de ánodos se basa en los requisitos de protección corrientes previstos y las tasas de consumo conocidos para el material del ánodo seleccionado. Las tasas de consumo de aproximados para materiales de ánodo seleccionados son
Aluminio
14 lb / año (6,4 kg / año)
hierro fundido de alta silicio
1,0 lb / año (0,45 kg / año)
niobio platinado,
,00008-,0013 lb / año (0,036 a 0,59 g / año)
titanio platinado, u óxidos metálicos mixtos en titanio
Configuración del ánodo y Suspensión La distribución actual de cualquier configuración de ánodo se ve afectada por la forma geométrica del tanque, obstrucciones dentro de la cuba, revestimiento interior, y las características químicas del agua. El sistema de ánodo se puede instalar vertical u horizontalmente. ánodos verticalmente suspendidas se instalan en la horca el ánodo de un dispositivo aislado eléctricamente en el techo del tanque, adyacentes a agujeros en el techo (Figura 3-3). ánodos horizontalmente en suspensión se colocan por debajo del nivel normal de agua, unida a la carcasa del tanque o el acceso tubo (Figura 3-4). En tanques elevados con un tubo ascendente de entrada-salida de 30-in. (76-cm) de diámetro o más grande, un ánodo suspendido verticalmente se utiliza para proporcionar protección dentro de la columna ascendente. Cuando se cortan los agujeros en el techo, la instalación terminada debe ser estanco para eliminar insectos y aberturas para el escurrimiento de entrar en el tanque. Para tanques sujetos a la formación de hielo, o bien sistemas de ánodo verticales con elementos extensibles o sistemas de suspensión horizontales diseñadas para minimizar el daño de hielo a los ánodos deben ser considerados. Estos sistemas de suspensión pueden proporcionar una protección durante todo el año y pueden eliminar la necesidad de la sustitución del ánodo anual debido al daño de hielo.
MANTENIMIENTO ____________________________________________ Tras la instalación de un sistema de protección catódica, un tanque de towater perfil potencial posterior a la instalación se realiza para asegurar que el sistema está proporcionando un control óptimo de la corrosión. El nivel de control de la corrosión alcanzado por el sistema de protección catódica se puede determinar a través de pruebas eléctrica. La corrosión es bajo control cuando un electrodo de referencia de sulfato de cobre y cobre se coloca adyacente a, pero sin tocar, la superficie de depósito sumergido y un potencial polarizado tanque-agua de -0,85 V o más negativo se mide.
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46 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Bajo techo alimentador situado por encima de HWL
El acceso manual hoyos y aislador de suspensión (Ver detalle)
de conducto
Referencia campo ubicado entrada
Junta aislante 6 pulg. Cubierta de acero inoxidable de
Tazón ánodos * Electrodos de
hardware
ánodo * segmentado o continuo
tanque de techo
segmentada o vertical continua del
cables de alimentación
Bajo techo alimentador Empalme
Tubo de subida
El conducto rígido con
Barra de bloqueo
Ánodo
Mano-agujero de suspensión
controlador automático Entrada de alimentación de CA
* Tipo, cantidad, duración y localización de los ánodos y electrodos de referencia son determinados por el diseño de ingeniería para adaptarse a aplicaciones individuales.
NOTA: materiales de ánodo típicos utilizados para la formación de hielo y nonicing climas: niobio platino, de alta silicio hierro fundido.
Figura 3-3 protección-verticalmente la corrosión del tanque de ánodos suspendidos
rectificadores controlados manualmente requieren ajustes periódicos para mantener el sistema dentro de un rango de protección óptima. Las instrucciones del fabricante describen cómo ajustar rectificadores. El diseñador protección catódica establecerá el rango de operación más adecuado para cada aplicación basada en una encuesta potencial tanque-agua.
rectificadores automáticos controlará continuamente el potencial tanque de agua se mantienen por el sistema y hacer los ajustes para controlar la corrosión. El personal responsable de operar y mantener el sistema de protección catódica debe hacer referencia a las instrucciones del diseñador para comprender plenamente sus responsabilidades. Se debe consultar con el fabricante si es necesario en relación con la operación del equipo y asegurarse de que todo el personal responsable están familiarizados con su funcionamiento. Un sistema de protección de control de la corrosión catódica éxito funcionará continuamente dentro de los criterios establecidos.
Se recomienda una inspección anual del sistema de protección catódica por el fabricante o por un ingeniero cualificado corrosión. Como mínimo, esta inspección debe
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Protección catódica 47
Los anclajes de acero soldadas a la pared lateral
Los soportes de poliéster cuerda
Los electrodos de referencia permanentes
Platinado niobio alambre ánodo
Los electrodos de referencia permanentes
Los anclajes de acero soldadas a Wall Riser
Los soportes de poliéster cuerda
Platinado niobio alambre ánodo
Controlado automáticamente? Unidad rectificador
Entrada accesorio de presión
Electrodo de referencia permanente
Figura 3-4 protección-horizontalmente la corrosión del tanque de ánodos suspendidos
incluir un examen general de todo el sistema de protección catódica, la sustitución de todas las piezas defectuosas, una encuesta potencial de perfil, un control físico de la colocación del ánodo, y un informe escrito. Para los tanques en los climas fríos, la inspección anual debe realizarse en la primavera. Diversos planes anuales de servicio están disponibles en las empresas de protección catódica u otras organizaciones de servicio. sistemas de protección catódica deben ser probados e inspeccionados sobre una base regular para asegurar que proporcionan el máximo nivel de control de la corrosión a las superficies de los tanques de acero sumergidas.
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MANUAL DE AWWA
Capítulo
M42
4 Sistemas de revestimiento
Cuando se expone al medio ambiente, el acero se oxida y se deteriora. Esto es especialmente cierto cuando el entorno incluye tanto el oxígeno y la humedad. Para tanques de agua de acero, pinturas y otros recubrimientos de protección se utilizan para prevenir dicho deterioro. Este capítulo trata sobre los sistemas de recubrimiento utilizados para proteger el interior y el exterior de los tanques de almacenamiento de agua de acero.
Un revestimiento protector es un material que, cuando se aplica a una estructura, aislará la estructura de su entorno. revestimientos protectores aplicados correctamente son una manera rentable para proteger a ambas superficies exteriores e interiores del tanque. Un revestimiento aplicado a las superficies interiores de un tanque también se llama un forro. Ambos sistemas de revestimiento exterior e interior deben ser cuidadosamente seleccionados para proporcionar el mejor valor de protección para el dinero basado en la vida del recubrimiento, eficacia de la protección, facilidad de aplicación, y la facilidad de la adición de capas para el sistema en los próximos años. sistemas de recubrimiento de protección se han vuelto mucho más complejo que los materiales de los componentes individuales que eran frecuentes antes de 1970.
precauciones de seguridad y equipos especiales, tales como arneses de seguridad, líneas de seguridad, ropa protectora y mascarillas con suministro de aire están obligados a proteger a los trabajadores. La mala visibilidad y acceso sustrato dificultades hacen que la limpieza con chorro abrasivo y la aplicación de revestimientos sobre los interiores del tanque extremadamente difícil. El diseño de la estructura de almacenamiento también puede incluir zonas de difícil acceso, soldaduras de costura, bañadas secciones del techo, u otras configuraciones que hacen que sea más difícil obtener una aplicación de recubrimiento adecuado. Un sistema de revestimiento que requiere condiciones ideales para lograr la correcta aplicación puede no ser apropiado, no importa cuán eficaz sería el revestimiento final si se aplica correctamente.
REVESTIMIENTOS INTERIORES _______________________________________ sistemas de recubrimiento de protección para uso en las superficies interiores de los tanques de almacenamiento de agua potable deben ser capaces de resistir las siguientes:
•
constante inmersión en agua
•
variando la temperatura del agua
•
períodos de humedecimiento y secado alternativos
•
la abrasión de hielo en las zonas de clima frío
49
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50 ACERO tanques de agua de almacenamiento
•
alta humedad y calor en las zonas por encima del nivel de agua de alta
•
cloro y contenido mineral del agua
Un requisito adicional para tales materiales a ser aplicado con éxito en el campo es latitud-que la aplicación es, la idoneidad del material a aplicar en condiciones extremadamente adversas.
La aprobación de las agencias reguladoras Los materiales de recubrimiento y revestimiento para uso en contacto con agua potable no debe imponer un riesgo para la salud de la población en general y debe ser aprobado para tal uso por el estado apropiado o una agencia reguladora federal. Aunque algunos departamentos de salud estatales evalúan y aprueban los materiales de revestimiento del tanque-a sí mismos, la mayoría de los departamentos de salud estatales han confiado en la aprobación del producto específico por NSF Internacional desde el Water Works Asociación Americana (AWWA) no prueba ni aprobar productos individuales. Debido a que la mayoría de los estados habían colocado la carga de la aprobación del gobierno federal, la acumulación de materiales en espera de aprobación había aumentado considerablemente. En respuesta a este problema, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA) solicitó propuestas de organizaciones sin ánimo de lucro para implementar un programa de pruebas y evaluación de los materiales en contacto con agua potable. Un consorcio de organizaciones lideradas por NSF International llegó a un acuerdo con USEPA y desarrolló este programa, lo que resulta en la publicación de la norma NSF / ANSI 61, los Sistemas de Agua Componentes Efectos sobre la salud. Otros laboratorios aprobados pueden probar y certificar productos para el cumplimiento de la norma NSF / ANSI 61. Contacto ANSI para una lista de laboratorios aprobados.
El campo de aplicación en sistemas de recubrimiento interior de tanques de acero soldado ANSI / AWWA D102 reconoce tipos generales de sistemas de revestimiento interiores: epoxis y poliureas. Cada uno de estos sistemas ha proporcionado un servicio satisfactorio cuando se aplica correctamente. Como resultado de diferentes climas, regulaciones gubernamentales, y otras variables, hay un tipo de sistema de recubrimiento se puede considerar mejor. sistemas epoxi son actualmente los más populares. También se utilizan revestimientos tales como poliureas y materiales de uretano de componente plural. revestimientos epoxi. Una variedad de revestimientos epoxi está disponible. Los epóxidos utilizados por las empresas de agua municipales son por lo general productos curados de poliamida de dos componentes.
revestimientos epoxi son populares debido a su excepcional impermeabilidad a la migración de agua a través de la membrana, la resistencia a la transferencia iónica, adhesión excepcional, de alto espesor de película, y la resistencia a desprendimiento catódico. Además, los altos sólidos y bajo contenido en compuestos orgánicos volátiles (VOC) de muchas de las formulaciones epoxi pueden cumplir con las regulaciones gubernamentales actuales con respecto a tanto la contaminación del aire durante la aplicación y VOCs en el agua potable durante el funcionamiento.
epoxis de dos componentes tienen varias limitaciones. Las temperaturas frías pueden retardar o detener su acción de curado si no se utilizan formulaciones especiales de clima frío. Los dos componentes deben ser mezclados correctamente. Y, por último, revestimientos epoxi curadas más a fondo posible desarrollar películas muy duros que requieren escarificación antes de repintar. revestimientos de poliurea. Debido a los recientes avances en el desarrollo de recubrimientos sólidos de 100 por ciento, revestimientos de poliurea ahora se utilizan comúnmente para el recubrimiento de tanques de almacenamiento de agua.
revestimientos de poliurea tienden a ser más caros que los tradicionales epoxis de poliamida de dos componentes debido a los mayores costes de material y mayores costes de aplicación, incluyendo el equipo de bomba de pulverización especialidad. Sin embargo, estos mayores costos se compensan con la capa-
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Sistemas de recubrimiento 51
la capacidad de ING para curar rápidamente, incluso a bajas temperaturas y alta humedad. revestimientos de poliurea también tienen una excelente resistencia a la tracción y resistencia a la abrasión. Además, dado que los recubrimientos de poliurea son típicamente 100 por ciento de sólidos que se cumplen con las regulaciones de COV.
Fábrica-Applied interiores sistemas de recubrimiento para tanques de acero atornillada Las superficies interiores de los tanques atornilladas con recubrimiento de fábrica se pueden recubrir con una de las siguientes: epoxi líquida termoestable, revestimiento en polvo termoestable, galvanizado, o de vidrio fundido. sistemas de recubrimiento de fábrica son uniformemente aplicada y completamente curado en condiciones controladas. Los recubrimientos epoxi líquidas termoestables son sistemas de dos componentes aplicados en dos capas, a continuación, cocido al horno en aproximadamente a 425oF-525oF (218oC-274 ° C). Los recubrimientos en polvo termoendurecibles se aplican en una capa y al horno de acuerdo con las instrucciones del fabricante. recubrimientos galvanizados se aplican de acuerdo con la Asociación Americana de Galvanización por inmersión en caliente de acuerdo con la norma ASTM A123 y A153 de la ASTM. revestimientos de vidrio de sílice fundida se consiguen por pulverización de una suspensión de vidrio esmerilado y agua sobre los paneles de acero, a continuación, disparando los paneles en un horno a aproximadamente 1,600oF (870oC).
REVESTIMIENTOS EXTERIORES _______________________________________ Los factores a considerar en la selección de un sistema de recubrimiento para las superficies exteriores de un tanque de incluir
•
el tipo de ambiente en el que se ubicará el tanque
•
la zona que rodea el tanque
•
las temperaturas ambiente esperados y los vientos predominantes durante la época del año cuando está programado el proyecto de recubrimiento a realizar
•
el aspecto del revestimiento
Apariencia y valor estético son particularmente difíciles de evaluar. Sin embargo, la aparición del tanque es de gran importancia para las personas que viven o trabajan cerca de él. Un tanque es también una declaración ampliamente visible de la prosperidad de un municipio, la limpieza y el espíritu.
El campo de aplicación en sistemas de revestimiento exterior para tanques de acero soldado El especificador de revestimiento debe tener en cuenta las características de los diversos sistemas de revestimiento exterior. Por ejemplo, los tanques de almacenamiento de agua elevadas en zonas congestionadas necesitan materiales de recubrimiento que pueden ser rodillo aplica o se secará en el tiempo que lleva partículas de pulverización excedentaria a caer desde el tanque hasta el suelo. Otro caso especial es ambientes costeros que requieren materiales de recubrimiento que son más resistentes a la atmósfera cargada de sal y proporcionan un mayor espesor de la película que es proporcionada por algunos de los sistemas de revestimiento convencionales. Los sistemas de recubrimiento y colores se pueden combinar en diferentes partes de un tanque para lograr una buena protección contra la corrosión, mientras que la creación de un tanque atractivo.
Revestimiento no se recomienda para el envés de las partes inferiores depósito de acero y el tanque de tubo vertical soldadas. Recubrimiento aplica antes de o durante la instalación no será continua y por lo tanto promover la corrosión en las zonas desnudas. Un fondo del tanque totalmente al descubierto en contacto uniforme con el material de soporte será más la corrosión
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52 ACERO tanques de agua de almacenamiento
resistente que uno que está recubierto pero tiene huecos en el recubrimiento. Consulte la sección sobre la corrosión exterior en el capítulo 3 para obtener información relativa a la protección catódica y recubrimientos sobre las superficies de contacto del suelo.
Fábrica-Applied Exterior Coating Systems Las superficies exteriores de tanques atornilladas con recubrimiento de fábrica se pueden recubrir con una de las siguientes: galvanización, vidrio fundido, recubrimientos líquidos termoestable, o recubrimientos en polvo termoendurecibles. En todos los casos, los paneles de acero se recubren siguientes embutición y troquelado de taladros. revestimientos galvanizados son aplicados con metal de zinc de acuerdo con la norma ASTM A123 y A153 ASTm después de que las partes se han fabricado. revestimientos de vidrio de sílice se fusionan a los paneles de tanque de acero por el disparo horno a 1,600oF (870oC). sistemas de recubrimiento horneados en líquidos se combinan una imprimación epoxi, ya sea con un esmalte acrílico o capa de acabado de uretano acrílico. Al horno-en recubrimientos en polvo son epoxi, acrílico, o la composición de uretano. Los colores exteriores deben ser seleccionados cuando se ordena el depósito.
INSPECCIÓN Y CONTROL DE LA CALIDAD ________________________ Aunque el material de recubrimiento defectuoso puede causar que el sistema de revestimiento protector falle, rara vez es la razón por la falla de un sistema de revestimiento protector. razones más comunes para la insuficiencia incluyen
•
incorrecta del sistema elegido para un servicio
•
preparación de la superficie inadecuada
•
procedimientos de aplicación indebida
•
curado inadecuado
•
ventilación inadecuada durante la aplicación, secado y curado
•
mezcla inadecuada
•
condiciones ambientales inaceptables
Una lista completa de las causas de las fallas de recubrimiento es bastante extensa e incluye una serie de elementos que no se sospecharía de manera intuitiva. Por ejemplo, la profundidad del perfil de superficie (rugosidad de sustrato) puede afectar a la cantidad de fuerza de cizallamiento de un recubrimiento puede soportar, que entonces afectar la integridad del sistema de revestimiento. Como es necesario tener conocimientos especiales para evaluar el trabajo y revestimientos fallidos puede ser costoso, una firma calificada de terceros debe inspeccionar la aplicación de revestimientos en nombre del propietario. La firma seleccionada debe estar capacitado y con experiencia en recubrimiento del tanque. personal de la firma también deben estar dispuestos y ser capaz de subir y utilizar el equipo de sujeción para llegar a la zona de trabajo. Los propietarios pueden contratar empresas de inspección independientes calificados para llevar a cabo inspecciones periódicas de mantenimiento de tanques existentes y para las inspecciones de control de calidad de los trabajos en curso. Compitiendo contratistas o proveedores de revestimiento de recubrimiento puede tener un conflicto de intereses y no se recomiendan como inspectores.
EXTRACCIÓN DE CAPA DE ABRASIVO BLASTING__________________ La eliminación de recubrimientos de metales pesados regulados, tales como cromo o pinturas a base de plomo, de los tanques de almacenamiento de agua ha sido durante mucho tiempo una preocupación. El uso de arena de sílice como un abrasivo se ha restringido en algunas zonas del país debido a los riesgos para la salud causados por la liberación de sílice libre en la atmósfera. Además, muchos de los revestimientos en los tanques de almacenamiento de agua contienen plomo. Estado y regulaciones locales restringen la USEPA los niveles de plomo y sílice a la que el público pueda estar expuesto. Los nuevos hornos abrasivos
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Los sistemas de recubrimiento 53
y métodos creativos de residuo que contiene chorro abrasivo han sido necesarios para cumplir con estas restricciones. la mayoría de los estados tienen reglamentos “molestos”, y varios estados han implementado restricciones más severas sobre la limpieza con chorro abrasivo de
estructuras de acero, tales
como tanques de agua. Estas restricciones incluyen la Ley de Aire Limpio, que en la actualidad no permite más de 1,5 mg / m 3 de plomo por día para ser liberado a la atmósfera durante un período de 90 días. Además, la Norma Nacional de Calidad del Aire Ambiente actualmente no permite más de 150 mg / m 3 de materia en partículas que es menor que 10 m de tamaño para ser liberado a la atmósfera durante un día de trabajo de 8 horas. La aplicación de estas regulaciones no permitirá voladura abierto a realizarse como se ha hecho en el pasado. Aunque algunas entidades rectores pueden confiar sólo en sus reglamentos “molestos”, los propietarios, los especificadores y contratistas siguen siendo responsables de la protección del medio ambiente y la propiedad personal. Cabe señalar que el plomo u otros materiales peligrosos no tienen que estar presentes en el sistema de recubrimiento para el cumplimiento de las regulaciones actuales que se requiera. muchos estados están haciendo cumplir las regulaciones “molestos” con la Ley de Aire Limpio, u otras normas que, en el pasado, no había sido considerados o puestos a los requisitos para el cumplimiento. Todavía es necesario para controlar el polvo molestia así como la materia en partículas. La presencia de plomo u otros materiales peligrosos aumenta la posibilidad de contaminar la propiedad pública o privada y se suma a la responsabilidad de cada proyecto de repintado. Por lo tanto,
Deposito de basura A la conclusión de un proyecto de limpieza con chorro abrasivo, los restos de voladura debe ser analizada para determinar si es o no es peligroso. Un número especificado de muestras aleatorias debe ser tomado y ensayado de acuerdo con el Procedimiento de Lixiviación de prueba (TCLP) características de toxicidad de la USEPA. El procedimiento de muestreo requiere el mapeo de los contenedores de desechos y el uso de una aleatorio método de determinación de los lugares donde se tomaron las muestras. USEPA tiene requisitos para las técnicas de muestreo, y se recomiendan estas técnicas. Después de que se han realizado las pruebas TCLP, las características de lixiviación de los escombros explosión se pueden determinar. A menudo, los escombros de un proyecto de remoción de pintura con plomo tiene que ser eliminados como residuos potencialmente peligrosos. La implementación de restricciones Tierra Ban de la USEPA prohibe la eliminación de gran parte del residuo mediante chorro abrasivo en los vertederos de residuos peligrosos. El Ban Tierra requiere que los desechos que se prueba y se encontró que contienen más de los niveles permitidos de plomo lixiviable debe, en muchos casos, ser estabilizadas o tienen la ventaja extraído antes de la eliminación de los materiales. Estas restricciones adicionales sobre la eliminación del residuo mediante chorro abrasivo aumentan aún más los ya altos costos de la eliminación de recubrimientos a base de plomo de los tanques de almacenamiento de agua (ver normas de conservación de recursos y actos de recuperación [] RCRA 40 CFR 240 a través de 280).
Para el manejo y desecho de materiales, muchos estados o agencias gubernamentales políticos han impuesto restricciones que son más estrictas que las regulaciones federales requieren. Además, el propietario, ingeniero y constructor debe ser consciente de las restricciones que afectan al transporte de acarreo de desechos peligrosos a instalaciones de tratamiento y sitios de desechos. Todos los manifiestos y otra documentación debe ser el fin de mantener un “rastro de papel” del material de desecho, debido a que el propietario es responsable de los escombros para siempre. El propietario reducirá significativamente el potencial la responsabilidad por
documentar adecuadamente cada paso.
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54 ACERO tanques de agua de almacenamiento
Varios métodos están disponibles para minimizar la cantidad de materiales de desecho peligrosos o potencialmente peligrosos que ser eliminados. Estos métodos incluyen el uso de abrasivos reciclables, chorro de agua, y aditivos abrasivos; Se están desarrollando muchas más tecnologías.
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Parte II El nuevo proyecto del tanque
Selección y Dimensionamiento Los tanques de almacenamiento de agua
Consideraciones de construcción La inspección de la construcción del tanque nuevo
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MANUAL DE AWWA
Capítulo
M42
5 Selección y Dimensionamiento Los tanques de almacenamiento de agua
La selección y el dimensionamiento de un tanque de almacenamiento de agua implican un número de consideraciones de ingeniería y generalmente requieren un análisis detallado de las demandas de agua, fuentes de suministro, y el sistema de distribución. El propósito de este capítulo es analizar estos parámetros de diseño y los factores a considerar en la selección y dimensionamiento de un tanque de acero. Un tratamiento detallado de cada factor no se ha intentado.
LA DEMANDA MÁXIMA ____________________________________________ La demanda máxima es generalmente el primer factor a considerar cuando se diseñe un tanque de sistema de distribución. La mayoría de las fuentes de suministro de agua están mejor funcionan sobre una base de producción de 24 horas y producen una cantidad de agua en 24 horas que es igual a la demanda 24 horas. Aunque clearwells ofrecen un cojín entre la producción y la demanda, la capacidad de tanque de agua tratada se considera generalmente como reserva de producción en lugar de reserva de distribución. Si las fuentes de suministro de sistema de distribución se accionan con una velocidad de bombeo relativamente constante igual a la tasa de demanda diaria, cualquier agua en exceso de la demanda horaria se debe almacenar en tanques elevados (si la elevación es natural o estructural). Las curvas habituales de la demanda son más bajas en las horas tempranas de la mañana, y los tanques se llenan durante este período. A medida que avanza el día, la demanda aumenta y alcanza su más alto en la tarde; los tanques de alimentación nuevo en el sistema durante este período. Un tanque de funcionar de esta manera ayuda a mantener una presión relativamente constante en el sistema.
La Figura 5-1 muestra una curva típica de demanda diaria. En este ejemplo, la tasa de consumo máximo es de 200 por ciento de la tasa diaria promedio, y la cantidad almacenada para lograr una velocidad de bombeo nivel es 20 por ciento del consumo diario. Este 20 por ciento del consumo diario no es necesariamente la relación óptima de almacenamiento para el consumo, porque las agencias reguladoras más agua requieren más fuentes de almacenamiento o de emergencia.
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58 ACERO tanques de agua de almacenamiento
FUEGO DE FLUJO ________________________________________________ flujo de fuego suele ser el segundo factor a considerar cuando se determina la capacidad del tanque. aseguradores han desarrollado fórmulas para determinar las cantidades deseables, presiones, y la duración del flujo. El uso de estas fórmulas, se consideran todas las clases y usos de todos los edificios dentro del área servida. Con frecuencia, los requisitos de almacenamiento para el flujo de fuego son mayores que el almacenamiento necesario para la regulación del sistema, y una gran demanda de flujo de fuego pueden requerir capacidad de bombeo adicional, así como el uso de agua almacenada.
SUPERIOR E INFERIOR niveles de capacidad ________________________ Además de establecer la capacidad necesaria de la instalación de almacenamiento, requieren también deben establecerse los niveles de capacidad superior e inferior. Estos tres valores, combinados con las consideraciones estéticas y económicas, influyen en gran medida de la geometría del diseño del tanque final.
Un análisis hidráulico detallado del sistema de distribución de agua para la que está siendo diseñado el tanque de almacenamiento por lo general se lleva a cabo para establecer las elevaciones BCL y TCL que se proporcionan almacenamiento eficaz, funcional en un sitio de depósito dado. Un sistema de distribución se analiza mediante la creación de un modelo de ordenador con los datos hidráulicos para la red de distribución de tuberías, instalaciones de bombeo sistema de distribución, y varias condiciones de la demanda de agua. Este programa produce gradientes hidráulicos a través del sistema de distribución para la condición particular, la demanda representado (por ejemplo, el flujo de fuego, máximo horas, máximo día, la reposición de tanque). Los objetivos de este ejercicio son (1) para producir un diseño coordinado que cubre la capacidad de bombeo del sistema, condiciones de la cabeza, y las mejoras de tuberías necesarias para proporcionar capacidad de transmisión de sistema adecuado para y desde el depósito, y (2) para establecer el rango de los gradientes de funcionamiento o los niveles de agua en el tanque. Para más información, consulte el Manual AWWA M31, Requisitos del
sistema de distribución de Protección contra Incendios, y el manual AWWA M32,
El modelado por ordenador de sistemas de distribución de agua.
CALIDAD DEL AGUA ISSUES_____________________________________ La fase de diseño de un nuevo proyecto del tanque es el mejor momento para considerar cómo un diseño de tanques y tuberías de configuración pueden contribuir a la calidad del agua. La circulación del agua y el flujo de agua deben ser incluidos en los parámetros de diseño. la edad del agua puede ser gestionado a través de un sistema bien diseñado que los “ejercicios” del tanque; consideraciones incluyen la renovación del agua, válvulas de altitud, la gestión de bombeo, y otros componentes para mantener el agua fresca en el tanque y la mitigación de los problemas de calidad del agua. Ambos sistemas activos y pasivos para la mejora de la calidad del agua en los tanques están disponibles para los nuevos y existentes tanques.
La calidad del agua es una preocupación importante para los administradores de sistemas de distribución de agua. Desinfección subproducto (DBP) formación depende en gran medida el tiempo de reacción, y se puede continuar durante varios días en el sistema de distribución. Al mismo tiempo, desinfectante residual debe mantenerse durante todo los componentes más remotas del sistema para asegurar que el agua libre de patógenos. Administrar el tiempo de residencia del agua en los tanques de almacenamiento es una práctica disponibles para minimizar la edad del agua dentro del sistema de distribución. gerentes e ingenieros de sistemas de agua deben considerar la necesidad de circulación de la gestión del tiempo el agua y residencia dentro de los tanques de almacenamiento durante la fase de diseño.
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SELECCIÓN Y encolado acuoso-tanques de almacenamiento 59
Flujo de fuego
Flujo de fuego
demanda diaria igual
Dibujo de los tanques
régimen de curva de demanda La
el llenado
Constante de bombeo de
el llenado
de tanques
Tasa de demanda
Tasa de demanda
Tasa
Dibujo de los tanques
el llenado de tanques
el llenado de tanques
curva de demanda
de tanques
El bombeo
12:00 de la noche
6:00 AM
12:00 del
18:00
mediodía
12:00 de la noche
12:00 de la
6:00 AM
noche
velocidad de bombeo
18:00
mediodía
Hora del día
Figura 5-1 flujo diario típico en la constante
12:00 del
12:00 de la noche
Hora del día
Figura 5-2 flujo diario típico con variable tasa de bombeo
LOS COSTOS DE ENERGÍA ____________________________________________ Muchas compañías eléctricas han adoptado las tasas en función de cuándo se utiliza la electricidad, y puede ser rentable para el control de bombeo en un esfuerzo por reducir la demanda de potencia máxima. La Figura 5-1 muestra el uso de bombeo a velocidad constante durante 24 horas. Sin embargo, el uso de tiempo parcial de más o más grandes bombas puede ser más rentable. Para obtener las mejores tarifas de energía eléctrica, bombeo (o carga de potencia bajo demanda) se reducirá durante los períodos en que se produce la demanda eléctrica máxima. Una forma sencilla de reducir las tasas es bombear más agua en los tanques de almacenamiento durante horas cuando la demanda de energía eléctrica es baja y para reducir el bombeo durante los períodos en que la demanda es alta (Figura 5-2). Esta técnica requiere una mayor capacidad de almacenamiento.
Las necesidades futuras ____________________________________________ Las necesidades futuras son una consideración importante, y cuando sea práctico, un tanque deben ser dimensionados para proporcionar para el crecimiento futuro anticipado y el consiguiente aumento de la demanda de agua. Esta consideración es especialmente importante en el diseño de los tanques de almacenamiento de agua, ya que representan una gran inversión de capital, y la futura ampliación de su capacidad de almacenamiento no siempre es factible. El tamaño adecuado de un tanque de almacenamiento debe también establecer renovación del agua adecuada y la circulación para asegurar que la calidad del agua que se cumplan las normas.
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60 ACERO tanques de agua de almacenamiento
IMPACTO MEDIOAMBIENTAL __________________________________ El principal impacto ambiental de la cisterna es su aspecto. Este impacto puede mitigarse mediante el uso de diseños de tanques y sistemas de recubrimiento exterior que se funden con el terreno circundante. Posición del sitio y el desarrollo del sitio (discutido en detalle en el capítulo 6) también son factores importantes a considerar en la reducción de los impactos ambientales adversos. La mayor disponibilidad de agua para su uso por los clientes posible gracias a un mayor almacenamiento también puede ser un problema ambiental, pero esta consideración se refiere a los temas más amplios de planificación del uso de la tierra y la capacidad de descarga de aguas residuales, que deben ser evaluados antes de la necesidad de almacenamiento adicional es dirigido.
GASTOS DE TANQUE ______________________________________________ los costos varían según el tipo de tanque, la capacidad, y el sitio. Estos factores están interrelacionados y se discuten en los párrafos siguientes.
Con la variación Tipo La influencia primordial en el precio es la configuración del depósito, es decir, si un tubo vertical, depósito, o tanque elevado. Figura 5-3 ilustra las diferencias relativas en el volumen costo por unidad para las tres configuraciones del tanque. Es evidente que si un sitio de alta elevación accesible está disponible, un tanque de tipo depósito será la más económica. El costo de un tubo vertical depende de su relación de altura a diámetro. Un alto, tubo vertical de pequeño diámetro costará más de uno de la misma capacidad que tiene un diámetro sólo ligeramente mayor que su altura. Dos elementos influyen en esta diferencia de costos. En primer lugar, el peso mínimo de acero para contener una capacidad dada se encuentra generalmente en tanques que tienen un diámetro igual a su altura. En segundo lugar, los tanques más altos cuestan más por unidad de peso de acero para erigir debido a las dificultades en el levantamiento de la de acero y la realización de operaciones de montaje a alturas mayores. Cuando se calcula el volumen costo por unidad de un tubo vertical, sólo una parte del total de almacenamiento se puede considerar el almacenamiento eficaz. El diseñador debe determinar el rango de cabeza dentro de la cual el agua es útil y calcular a partir de esta la cantidad de almacenamiento de agua eficaz. La comparación de los costes de tubo vertical entonces debe basarse en el precio por unidad de volumen de almacenamiento eficaz.
Variación con capacidad Con tanques elevados, el costo por unidad de volumen disminuye significativamente a medida que se incrementa la capacidad del tanque. Un tanque elevado 100000-gal (380 000-L) tiene aproximadamente dos veces el costo por unidad de volumen de un tanque elevado 500000-gal (1,9-ML) (Figura 5-4). Para depósitos y tomas de agua, un aumento en la capacidad también reduce el coste por unidad de volumen, pero los niveles de costos unitarios a cabo a una capacidad de aproximadamente 5 gal mil (19 ml).
Con la variación del Sitio La importancia de la ubicación de un sitio bien concebido no puede ser exagerada. Los costos de acceso, los costos de construcción, costes de cimentación, y los costos de seguro pueden ser minimizados si se siguen las directrices de selección de sitios establecidos en el capítulo 6.
Coste estimado A medida que se realizan mejoras en los métodos de diseño y construcción, y tan competitivo cambio de las fuerzas del mercado, las directrices de precios va a cambiar. Esto afectará a la precisión de las Figuras 5-3 y 5-4. Las estimaciones actuales de los costos de construcción deben ser obtenidos de los contratistas de tanque antes de seleccionar un tamaño del tanque, la configuración o estilo.
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SELECCIÓN Y encolado acuoso-tanques de almacenamiento 61
1.0 0.9 0.8
Coste relativo
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
Depósito
Elevado
tubo vertical
Tipo de tanque
Figura 5-3 Costo relativo por tipo de tanque de acero para 500000-gal (1,9-ML) tanques
1.0 tanque de pedestal
0.9 pierna tanque
0.8
Costo relativo por galón
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 100
200
300
400
500
750
Capacidad de miles de galones
norte BENEFICIOS SEGÚN OBJETIVOS: eje horizontal no está a escala.
Figura 5-4 Costo relativo por tipo de tanque de acero elevado
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1000
1500
2000
MANUAL DE AWWA
Capítulo
M42
6 Consideraciones de construcción
Este capítulo incluye las discusiones generales de cada uno de los temas a ser investigada y detallada en las especificaciones para un nuevo tanque de almacenamiento de agua de acero. También se describe el contenido y la finalidad de cada uno de los documentos que intervienen en la licitación de un tanque, y se toma nota de los deberes del propietario, el ingeniero, y el constructor con respecto a las especificaciones, licitación y diseño.
Las normas de diseño _______________________________________ ANSI / AWWA D100, Norma para los tanques soldados de acero al carbono para el almacenamiento de agua, ANSI / AWWA D103, Estándar para recubiertos de fábrica Tanques atornillado de acero al carbono para el almacenamiento de agua, y D107 ANSI / AWWA, Estándar para depósitos de material compuesto elevados para almacenamiento de agua, asignar específica responsabilidades para el propietario (o el ingeniero del propietario) y el constructor para la construcción de depósitos de acero. Los requisitos para el diseño, el agua, la nieve, el viento y las cargas vivas en todas estas normas tanque son los valores mínimos permitidos. Se espera que el ingeniero para estar al tanto de todos los códigos y ordenanzas locales y debe proporcionar la información requerida de carga, la información de diseño, o ambos al constructor si los requerimientos locales son más estrictas que las que se encuentran en las normas AWWA aplicables.
Los estándares para el diseño sísmico están cambiando constantemente. Por lo tanto, el especificador debe hacer referencia a las últimas ediciones de las normas AWWA y códigos de construcción locales para especificar adecuadamente los criterios de diseño sísmico apropiadas para el tanque a ser comprado. Existen diferentes enfoques para determinar las cargas permisibles para el pandeo de las secciones cónicas y repartió, y los enfoques utilizados pueden estar limitadas por el propietario o el ingeniero. se están utilizando nuevas normas y aclaraciones a los enfoques de diseño. Los métodos de diseño deben tener en cuenta las tolerancias de construcción.
63
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64 ACERO tanques de agua de almacenamiento
DOCUMENTOS DEL CONTRATO ___________________________________ Los pliegos de condiciones deben incluir los datos suficientes para permitir que todos los constructores calificados una oportunidad igual a pujar por el tanque. El estudio de suelos completo debe ser realizado por un ingeniero geotécnico cualificado para que todos los licitadores están utilizando los mismos datos. Después de que se adjudique el contrato, el fabricante o el constructor deben preparar planes de la fundación y dibujos detallados tanque de acero, que deben ser sometidas al propietario para su revisión antes de que comience la fabricación.
CAPACIDADES DE CONSTRUCTOR ________________________________ constructores tanque se especializan en el diseño, fabricación, y montaje de tanques de almacenamiento de acero soldadas o atornilladas; deben confiar en constructores de la especialidad para proporcionar equipo especializado. Un proveedor local puede ser capaz de proporcionar accesorios (por ejemplo, sistemas de control de nivel eléctrico); Sin embargo, un constructor del tanque puede seleccionar un proveedor familiarizado situado a una distancia considerable del proyecto. La división de porciones del contrato principal en funciones de trabajo de la especialidad estimula el interés y la participación de los proveedores locales. El uso de proveedores locales proporciona el empleo en la zona y reduce los costos al minimizar el viaje exigida. Cualquier parte del nuevo proyecto de construcción del tanque que requieren de corte y soldadura en el tanque debe ser realizado por fuerzas propias del constructor del tanque o con la aprobación por escrito del constructor del tanque.
A menudo, una pieza de equipo que tiene que estar instalado en el tanque debe interactuar con otra pieza de equipo de funcionamiento en un sistema de agua (por ejemplo, sistemas de telemedición). Un constructor debe proporcionar todo el sistema eléctrico o mecánico con el fin de minimizar la coordinación entre los constructores y los problemas de interfaz con diferentes equipos.
GARANTÍAS _____________________________________________ Una garantía para un tiempo específico después de que el trabajo se haya completado se debe dar en la estructura, revestimientos, accesorios, y otros trabajos, según lo especificado por el comprador. Normalmente un período de un año en el que se garantizan todos los materiales y la mano de obra está incluida en las especificaciones del dueño.
Investigaciones del suelo ______________________________________ La investigación del suelo sobre el que se basa el diseño de la cimentación es fundamental para la estabilidad a largo plazo de la fundación. cargas del suelo varían con el tipo de tanque. A 100 pies (30,5 m) de altura del tubo vertical, por ejemplo, ejerce una presión de contacto de 6.240 lb / ft 2 (229 kPa), mientras que un gal 1-mil (4 ml) Capacidad tanque elevado y su contenido producen una carga total de aproximadamente 10 millones de libras (45 MN) que deben ser transmitidas al suelo. Los prólogos de ANSI / AWWA D100, ANSI / AWWA D103, D107 y ANSI / AWWA sugerir que el propietario tiene una investigación de suelos realizado para proporcionar los datos necesarios para diseñar la base del tanque. La investigación del suelo debe ser completado antes de la toma de las ofertas, de manera que todos los constructores tendrán los mismos criterios de diseño disponibles y prevalecerán mejor competencia. Tabla 6-1 se enumeran los requisitos típicos para investigaciones del suelo, y la Figura 6-1 muestra una operación de análisis de suelos. las condiciones del lugar inusuales pueden dictar la necesidad de una investigación adicional del suelo.
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CONSIDERACIONES DE CONSTRUCCIÓN 65
Tabla 6-1 requisitos de investigación suelo típico Capacidad de almacenamiento
gal (ML)
Tipo de depósito
Nº de
30.000-150.000
Los tanques de la pierna-Type
3
(0,114 a 0,568)
200,000-500,000
> 500.000
4
≥50,000
5
2
3
Diámetro ≥ 40 pies
4
1 a 30-40 (09.01 a 12.02)
1 a 40-45 (12,2-13,7) 3 a 25-35 (07.06 a 10.07)
2
Profundidad igual a la altura del tanque; 20
3
Profundidad igual al diámetro exterior de la zapata o
(12,2 m)
Diámetro> 40 pies
1 a 25-35 (07.06 a 10.07)
2 a 20-30 (6.1 a 9.1)
(> 1.893)
Los tanques de almacenamiento de tierra
1 en el centro, 25-35 (07.06 a 10.07)
1 a 15-20 (4.5 a 6.1)
(> 0.189)
≥500,000
1 en el centro, 25-35 (07.06 a 10.07)
4 en el perímetro, 20 (6,1)
(≥0.189)
> 50000
1 a 25-35 (07.06 a 10.07)
3 en el perímetro, 20 (6,1)
(> 1.893)
Las tuberías verticales y
ft (m)
2 a 20-25 (06.01 a 07.06)
(0,757 a 1,893)
Tanques de un solo pedestal
Profundidad aburrido *
Las perforaciones
pies (6,1 m) mínimo
(12,2 m)
una profundidad mínima con un aburrido adicional requerida por cada incremento de 30 pies (9,1 m) de diámetro mayor que 40 pies (12,2 m)
* Si la información de campo preliminar indica que la presión de apoyo neta permitida es de menos de 1.500 lb / ft 2 ( 720 kPa), al menos un aburrido debe ir a profundidad suficiente para obtener información de apilado o de dos perforaciones a profundidad suficiente para obtener información cajón.
Un informe completo investigación del suelo incluirá los siguientes elementos:
1.
La información sobre la presencia de roca, excavación de edad, o de relleno.
2. Un registro detallado aburrido completo con registros de conteo golpe.
3. Registro de las muestras inalteradas. 4. El análisis de laboratorio de las muestras como sea necesario.
5. La clasificación de los estratos del suelo después de muestreo apropiado.
6. La homogeneidad y la compresibilidad de los suelos de todo el sitio de depósito. 7. Una estimación de los asentamientos uniformes y diferenciales. 8. El nivel del agua en los agujeros de perforación en el momento de la perforación y antes de que el sitio es la izquierda.
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66 ACERO tanques de agua de almacenamiento
9. Se requiere que la elevación de las aguas subterráneas y si la deshidratación.
10. Las elevaciones de la pendiente existente y otras características topográficas que pueden afectar el diseño de la cimentación o construcción. 11. La elevación de las perforaciones y ubicación exacta de las perforaciones en el sitio.
12. Si el sitio es adecuado para la estructura que se construirá en el mismo, y lo que remediación, en su caso, es necesario para que sea adecuado.
13. Una recomendación sobre el tipo (s) del sistema (s) base que se requiere en el sitio. 14. Si se requiere una cimentación profunda, información sobre el tipo, la capacidad y longitud requerida de pilotes, cajones, o muelles. 15. La información en cuanto a si los valores de soporte admisibles se pueden incrementar para el viento, terremotos, u otras cargas temporales; factor de seguridad para los valores teniendo declaró.
16. La capacidad de soporte del suelo, el factor de seguridad utilizado en la obtención de la capacidad de carga, y la profundidad a la que debe basarse la fundación.
17. Para columnas de alimentación y reserviors, la anchura fundación mínimo permisible para zócalos de continuidad y aisladas, es aplicable. 18. La información necesaria para el diseño sísmico pseudodynamic de la estructura.
Figura 6-1 operaciones de análisis de suelos
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CONSIDERACIONES DE CONSTRUCCIÓN 67
informe de los suelos del comprador debe utilizarse como base para la preparación de ofertas y el diseño de la construcción. Cualquier diferentes condiciones de suelo descubierto durante la construcción debe ser manejado por orden de cambio, con el propietario recibe el crédito por ahorros o asumir el costo de los gastos adicionales de construcción. El constructor puede encargar una investigación adicional del suelo en su propia cuenta si él o ella cree que se justifica. Si las perforaciones adicionales revelan condiciones que difieren de informe del comprador, a continuación gastos efectuados por los cambios en el diseño de cimentación necesarias deben ser manejados por orden de cambio.
Recomendaciones de investigación Un registro de perforaciones no proporciona datos suficientes para un diseño de la cimentación. El comprador debe emplear un ingeniero geotécnico calificado para evaluar las condiciones del subsuelo para un sitio en particular, basándose en el conocimiento de los suelos consultor de la zona. Después de la exploración de campo y ensayos de laboratorio, el consultor de los suelos puede recomendar un sistema de base de la estructura. El consultor de suelos debe determinar qué sistemas de fundación son factibles para el suelo del sitio y luego seleccione uno basado en la disponibilidad de los materiales de cimentación y constructores con el equipo y los conocimientos necesarios. Suelos Los consultores se encontrarán con que los constructores de tanques a menudo pueden ayudar a determinar el tipo de cimentación.
tipos de propiedad de elementos de cimentación y sistemas de mejora del suelo están disponibles; Sin embargo, el menor tamaño de muchos proyectos de tanques no justifica los costes de los constructores de la especialidad que podría poner en práctica este tipo de sistemas. La mejor solución técnica puede ser inapropiado desde un punto de vista económico.
La responsabilidad de un diseño de la cimentación La investigación del suelo del proyecto, las normas AWWA, y las secciones técnicas de la especificación del proyecto sirven como base para el diseño de fundación por el constructor. Con esta información, el constructor puede diseñar la base más económica para el tanque de acuerdo con los métodos de diseño reconocidos y los códigos de construcción. El proveedor de tanque o constructor es en última instancia responsable del diseño de la cimentación. Aunque algunos constructores prefieren que el propietario proporcionan la base, otros prefieren controlar y administrar todas las actividades que influyen significativamente en el éxito de su proyecto. Estas empresas ven la necesidad de controlar la construcción de los cimientos, ya que el comportamiento adverso fundación podría precipitar la insuficiencia estructural del tanque.
Cuando una fundación ha sido diseñado por otros para un determinado proyecto, el constructor debe permitir que revisar el diseño y hacer los cambios que se consideren necesarias para asegurar que la fundación apoyará adecuadamente el tanque tanto dimensional y estructuralmente. Las variaciones necesitarán revisiones de dibujos del comprador y, posiblemente, causar confusión y errores en la administración y la construcción de los cimientos.
DEPÓSITO y el tubo vertical FOUNDATIONS___________________ ANSI / AWWA D100 permite cinco tipos alternativos de bases para tanques de fondo plano soldadas de acero: tipo 1, tanques soportados sobre ringwalls; tipo 2, los tanques soportado sobre losas de hormigón; tipo 3, tanques dentro ringwalls; tipo 4, tanques soportado en bermas granulares; y el tipo 5, tanques soportado en bermas granular con anillos de retención de acero. ANSI / AWWA D103 añade una sexta alternativa para los tanques de acero atornilladas: tipo 6, tanques con pared lateral incrustados en losa de hormigón. Este último tipo utiliza una losa de hormigón armado para el fondo del tanque, en lugar de la placa de acero.
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68 ACERO tanques de agua de almacenamiento
3 pies (0,9 m) Mínimo
2 pies (0,6 m) Mínimo
3 pulg. (75 mm) compactado mínimo de piedra triturada, Proyecciones, grava fina, arena limpia, o material similar Si la
1
pendiente pavimentada
1.5
Piedra gruesa o grava gruesa
1
Llenar completamente compactado de
1
grava, arena gruesa, u otro material estable
norte BENEFICIOS SEGÚN OBJETIVOS: Fondo de la excavación de base debe estar nivelada. Eliminar cualquier material inadecuado y reemplazarlo con relleno adecuado, a continuación, a fondo compacta misma.
Figura 6-2 Ejemplo de tanque soportado en fundación berma granular tipos de base 1, 3, 4, y 5 el uso de un agregado grado fino (arena generalmente limpia) que se coloca inmediatamente debajo del fondo del tanque. Durante muchos años este colchón de arena se saturó con aceite ligero o combustible diesel para añadir propiedades cohesivas y para servir como un elemento de disuasión contra la corrosión. Las agencias reguladoras han estado preocupados de que el aceite de la arena podría filtrarse en la tierra más allá de la base del tanque. Cuando esto lixiviación potencial es una preocupación, la pureza de la arena debe ser controlado y cal hidratada se puede añadir para mejorar la resistencia a la corrosión de la capa de arena. Esta modificación de la capa de arena se discute en ANSI / AWWA D100.
Fundación granular berma Si el tanque no tiene por qué ser anclado para resistir las fuerzas del viento o terremotos, el tipo más económico de la fundación es una berma granular. Este tipo de cimentación (Figura 6-2) se ha utilizado con éxito durante muchos años. Cuando se elige la base berma granular sin restricciones, se debe prestar atención a la elección del material berma y el drenaje alrededor del tanque para asegurar contra el lavado de fundación. A 1-in. (25 mm) de precipitaciones en un tanque de un radio de R ft (m) producirá una lámina de agua de 1 pulg. (25 mm) de ancho y R / 2 pies (m) de alto lavado abajo de los lados del tanque. Por lo tanto, cualquier tipo de cimentación del tanque de fondo plano debe ser cuidadosamente diseñado. anillos de retención de acero pueden ser instalados para asegurar la estabilidad berma.
Fundación Ringwall El tipo más común de fundación-depósito de agua es uno para el que la carcasa del tanque descansa sobre una Ringwall hormigón y el fondo del depósito se apoya en relleno bien drenado, no corrosivo, compactado. Este tipo de cimentación no tiene la tendencia a lavar fuera como el fundamento berma granular. Los tanques pueden ser colocados dentro de la Ringwall. Si se produce asentamiento dentro de la Ringwall, el agua puede quedar atrapado dentro de la Ringwall, causando un ambiente corrosivo para la cáscara inferior del tanque y la parte inferior. Por lo tanto, la provisión de un drenaje adecuado desde el interior del Ringwall es necesario.
Las losas de hormigón tubos verticales de altura o depósitos de almacenamiento subterráneos construidos sobre suelos inestables pueden ser erigidas sobre cimientos de losa de hormigón. El hormigón, si inclinado y bien drenado, proporciona un medio alcalino que normalmente mitiga la corrosión en el lado inferior del fondo del tanque.
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CONSIDERACIONES DE CONSTRUCCIÓN 69
Los tanques atornilladas con las partes inferiores de hormigón Además de los tipos de cimientos discutidos previamente, ANSI / AWWA D103 prevé un diseño de tanque alternativa: atornillada tanque de acero con la pared lateral incrustado en el hormigón (Fundación tipo 6). En este tipo de diseño del tanque, una losa de hormigón armado sirve directamente como el fondo del tanque, en sustitución de la placa de acero soldada utilizado en otros diseños del tanque, y la pared lateral de acero está incrustado en la losa inferior de hormigón armado. El fundamento para este tipo de construcción del tanque consiste en una Ringwall hormigón y capa de base granular interior sobre el que se colocó la losa inferior de hormigón armado. Para cada sitio, las especificaciones para la preparación, la instalación y compactación del material de sub-base deben obtenerse a partir de, o desarrollados en consulta con, el fabricante del tanque.
FUNDAMENTOS tanque elevado ______________________________ El acero combinado, agua, y las cargas de viento sísmicas de tanques elevados se llevan a la tierra por muelles individuales de columna, ringwalls circulares, o una combinación de éstos, dependiendo del diseño y la configuración del sistema de soporte de la columna. Los muelles o ringwalls generalmente de interface directamente con la tierra en la profundidad prescrita por el ingeniero geotécnico. Los tamaños de las losas o almohadillas debajo de los muelles o Ringwall son funciones de las cargas aplicadas a la columna y el valor de soporte seguro del suelo. En suelos pobres, pilotes o cajones pueden soportar los muelles o Ringwall. A veces es necesaria la sustitución del suelo o la consolidación de los materiales en el lugar.
TANK SITE_________________________________________________ La siguiente lista proporciona criterios a considerar para la selección de un sitio de depósito:
1.
Es el sitio accesible en la vía pública por parte de un equipo de perforación con cabeza tractora de un remolque largo 40-45 pies (12 a 13,7 m) que requieren una altura libre de 14 pies (4,3 m) y pesar el 73.200 libras (33.200 kg) de peso bruto ?
2.
¿Hay un camino de acceso o acceso al sitio? Si sólo hay una servidumbre, quién pagará por el camino? ¿El camino de acceso tiene que ser sacado al final del proyecto? Pueden tuberías hacia y desde el tanque se encuentran en esta ruta de acceso?
3. ¿Hay líneas eléctricas u otras obstrucciones en altura sobre el sitio, sobre el camino de acceso propuesto, o al lado del sitio que interfiera con la seguridad durante las operaciones de construcción, revestimiento, o de mantenimiento? Será una línea eléctrica de estar más cerca de 40 pies (12 m) a cualquier punto en el tanque?
4. ¿Hay obstrucciones subterráneas en el sitio, tales como líneas de gas, alcantarillas o enterrados los cables eléctricos o telefónicos? Fue este un sitio de entierro?
5. ¿Tiene el sitio o puede ser hecho para tener un buen drenaje para la facilidad de las operaciones de construcción, el mantenimiento del tanque, y la protección de los suelos de cimentación de saturación? ¿Está previsto para drenar el tanque?
6.
Es la firma de tierra suficiente para soportar equipos de construcción en condiciones meteorológicas “normales”?
7.
Es el sitio lo suficientemente grande como para
a. equipos de montaje, almacenamiento de acero, las operaciones de puesta en escena, las operaciones de montaje del suelo, y una “zona de lluvia” seguro para los artículos retirados del depósito durante la erección?
segundo. el mantenimiento del tanque y la tubería después de la finalización?
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70 ACERO tanques de agua de almacenamiento
do. chorreado abrasivo y revestimiento del tanque durante la construcción inicial y durante el futuro de repintado?
8. ¿apilar perturbar la conducción o causar fallos o daños a las fundaciones o superestructuras vecino? 9. ¿el ruido de hincado de pilotes, excavación, construcción en acero, o las operaciones de limpieza abrasiva ser inaceptable a la vecina uso de la propiedad, como una escuela, hospital o asilo de ancianos?
10. ¿El tanque de obstruir vistas de paisajes naturales, monumentos históricos de los ciudadanos interesados, y así sucesivamente?
11. ¿La actividad de la construcción será un área local peligro para la seguridad o el tráfico de los jóvenes tras el cierre juegan? ¿Puede el sitio de dotar de seguridad durante la construcción de la esgrima?
12. ¿Hay árboles u otra vegetación en el sitio que se requieren para ser conservado como condición para la compra o uso que pudiera interferir con la construcción eficiente, seguro en el sitio? ¿Los suelos del Sitio apoyar el crecimiento de los árboles plantados para detectar el sitio?
13. ¿Se puede hacer de tres fases de potencia 480-V disponible en el sitio para las operaciones de construcción? (Esto no es necesario, pero con frecuencia reduce los costos de construcción.)
14. ¿Es conveniente la ubicación del sitio para la conexión a la red de agua, cableado de telemetría, y la energía eléctrica permanente? 15. ¿el tanque de estar en un área sujeta a actos de vandalismo?
16. ¿Ha sido objeto de una evaluación ambiental del sitio antes de la adquisición o el uso?
Ubicación La probabilidad de que un sitio de depósito propuesto será incrementos marginales o inaceptables como el aumento del costo de la tierra, como la disponibilidad de la disminución de la tierra, y la opinión pública impone requisitos más estrictos de la ubicación de las instalaciones de almacenamiento de agua. Los prólogos de ANSI / AWWA D100, ANSI / AWWA D103, D107 y ANSI / AWWA exigir al propietario para proporcionar el sitio. Este sitio debe ser graduada para acomodar el tanque propuesto y deberá tener espacio suficiente para permitir que la estructura que se construirá según métodos usuales. El sitio debe estar ubicado lejos de edificios, vías públicas muy transitadas, estacionamientos, y el ganado, a una distancia suficiente para limitar el daño potencial o daños a terceros resultantes de las actividades de construcción. El sitio también debe aprovechar el terreno local. Sin embargo, en zonas de alto vandalismo, ubicaciones remotas tienden a ser una gran fuente de preocupación y gastos para los propietarios. El sitio de tanque debe estar libre de todas las líneas aéreas y los obstáculos subterráneos y de servicios públicos. Las líneas eléctricas situadas en el perímetro del sitio debe tener un mínimo de 40 pies (12,2 m) desde el borde del tanque o la base del tanque, lo que está más cerca de las líneas de energía.
tamaño las líneas de propiedad finales deben estar suficientemente lejos de la base para facilitar el mantenimiento del tanque y el sitio. Como mínimo, las extremidades exteriores de la fundación deben ser al menos de 20 pies (6,1 m) dentro de los límites del sitio tanque permanentes. un espacio libre adicional será necesario para las operaciones de construcción y almacenamiento de componentes del tanque y el subconjunto. Si un sitio permanente de tamaño adecuado no está disponible, el propietario debe proporcionar una servidumbre adecuada construcción temporal.
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CONSIDERACIONES DE CONSTRUCCIÓN 71
Con tanques elevados y tomas de agua es preferible, cuando el espacio está disponible, para tener un espacio libre sitio desde el centro del tanque a las extremidades sitio igual a la altura del tanque.
Drenaje El sitio de tanque debe tener un buen drenaje. Un sitio con buen drenaje reducirá al mínimo o evitar la posible hundimiento fundación debido a la intrusión a largo plazo de las aguas superficiales. También será minimizar los posibles condiciones corrosivas bajo el fondo del tanque y probablemente resultará en menores costos de construcción. El diseño del sitio también debe incluir disposiciones para drenar el contenido del tanque y la descarga desde el derrame del tanque sin dañar las propiedades del sitio tanque o vecinos.
Acceso El propietario debe proporcionar un derecho de vía adecuada para el acceso desde la vía pública más cercana al lugar de depósito. El acceso debe ser capaz de manejar camiones con remolque en tándem con cargas legales bajo condiciones climáticas normales, y debe estar libre de obstrucciones subterráneas y aéreas que serían dañadas por el tráfico. Si el derecho de paso, es permanente, un camino permanente debe instalarse una vez que se ha completado el proyecto del tanque.
Otras consideraciones de Emplazamiento Dado que la construcción y el mantenimiento de los tanques altos implican procedimientos que puedan perturbar la propiedad vecina, con frecuencia es ventajoso colocar el tanque en un área relativamente grande de la tierra subdesarrollada, dedicado espacio abierto, o zona verde. Una clara distancia mínima de aproximadamente 100 km (90 m) entre el tanque y los límites de espacio abierto reducirá en gran medida los costes futuros de mantenimiento.
Cuando los tanques se van a construir en conjunto con otras instalaciones de servicios de agua, tal como una planta de tratamiento, los problemas asociados con la programación de las operaciones simultáneas de varios constructores deben considerarse durante el proceso de selección del sitio tanque.
Depósito de revestimiento: WELDED TANQUES DE ACERO _____________________ Capítulo 4 discute revestimiento del tanque en detalle. El siguiente material se refiere a la especificación del revestimiento interior y exterior de los tanques de nueva construcción. La decisión de comprar limpie y acondicione o totalmente el terreno limpio y capa debe estar basado en el tamaño y la configuración del tanque, la ubicación del sitio tanque, regulaciones ambientales, y el clima anticipado durante los procesos de limpieza y revestimiento.
La selección de Recubrimiento revestimiento inicial de tanques soldados en campo representa aproximadamente el 10 a 15 por ciento del coste total de un nuevo tanque (incluyendo bases). Los sistemas de dos capas se utilizan en el tanque; tanto capas son críticos. Sobre todo a los ojos de la comunidad es el color de acabado exterior y su atractivo estético. Sin embargo, la superficie interior (que pocos ven) es mucho más crítica; el interior es donde las condiciones más agresivas y perjudiciales de la corrosión pueden ocurrir sin ser detectados. El sistema de revestimiento debe seleccionarse con base en la información proporcionada por los tanques y revestimiento constructores y representantes del fabricante del revestimiento, las ordenanzas locales, la preferencia del ingeniero, y la preferencia del propietario.
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