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  1. CALIBRACION DE TANQUES DE HIDROCARBUROS INTEGRANTES: APAZA LAURA RODRIGO ARCE GUEVARA BISMARK FLORERO MALDONADO ERLAN GONZALES ROJAS MILTON VIDAL SANDOVAL FRANZ 2.…
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  • 1. CALIBRACION DE TANQUES DE HIDROCARBUROS INTEGRANTES: APAZA LAURA RODRIGO ARCE GUEVARA BISMARK FLORERO MALDONADO ERLAN GONZALES ROJAS MILTON VIDAL SANDOVAL FRANZ
  • 2. RESUMEN El objetivo de este trabajo es brindar una síntesis de los principales métodos para el cálculo de las Tablas de Calibración de los Tanques (TCT) destinados al almacenaje y trasiego de combustibles, haciendo énfasis en la importancia que tienen las mediciones que se realizan para conformar dicha tabla. Se hace un resumen de los principales métodos de aforo de tanques de almacenamiento donde se obtienen las capacidades de operación de cada uno y que resulta la mayor fuente de incertidumbre en el inventariado de tanques.
  • 3. Calibración De Tanques Consiste en el proceso de determinar el volumen total del tanque, o capacidades parciales a diferentes niveles de líquido a las condiciones de operación existentes. Las tablas de aforo indican la cantidad de producto almacenado a un determinado nivel del mismo en el tanque, medidos desde un punto de referencia.
  • 4. Importancia de las calibraciones La exactitud en la determinación de las dimensiones de un tanque es un factor muy importante para la determinación del volumen del líquido si tenemos en cuenta las consecuencias que tienen las mediciones incorrectas en una Tabla de Capacidad errónea, la cual puede permanecer en uso durante un largo periodo de tiempo antes de que sea advertido el error. A pesar de que muchos tanques en un mismo parque puedan parecer idénticos, si aplicamos mediciones con elevada precisión notaremos que cada uno tiene dimensiones únicas. Por lo tanto no es aceptable realizar las tablas de calibración de tanques basados en los planos ingenieriles utilizados en su construcción, especialmente si estas medidas van a ser utilizadas para crear una base de datos para el posterior cálculo de masa y volumen.
  • 5. Condiciones Generales Las labores de verificación y calibración de tanques se deben realizar con personal experimentado, respaldado por una firma con Sistema de Gestión de Calidad certificada para tal labor y teniendo en cuenta la siguiente frecuencia:  Verificación de la calibración una vez cada cinco (5) años para tanques en transferencia de custodia. Para los demás, esta verificación puede hacerse entre 5 y 10 años. En caso que alguno de los parámetros (diámetro, espesor de lámina y verticalidad) excedan los criterios preestablecidos de variación en volumen debe considerarse una re calibración.  Re-calibración (desarrollar una nueva tabla de capacidad) cada 15 años para tanques en servicios de transferencia en custodia. Para los demás esta re calibración se podrá hacer entre 15 y 20 años.
  • 6. Normas aplicables para otros tipos de tanques  Los tanques cilíndricos horizontales se deben aforar según la Norma API MPMS Capítulo 2,2E (ISO 12917-1)  Esferas y esferoides se aforan según la aplicación del Estándar API 2552 “Medición y Calibración de Esferas y Esferoides”.  La calibración de los Carrotanques de líquidos a presión atmosférica debe realizarse en centímetros y milímetros de acuerdo con el estándar API 2554 “Medición y Calibración de Carrotanques”.  Para la calibración de cisternas de GLP se debe realizar en porcentaje de llenado de rotogauge equivalente, en centímetros y milímetros de acuerdo con la norma API MPMS Capítulo 2.2E.
  • 7. Métodos de Calibración La calibración de un tanque puede ejecutarse por uno de los métodos siguientes:  Geométrico.  Volumétrico.  Gravimétrico. La selección del método o del procedimiento está relacionada con la capacidad nominal del tanque, su forma, su ubicación, las condiciones de uso, etc.
  • 8. Método Geométrico Los métodos geométricos consiste en una medición directa o indirecta de la superficie del tanque, bien sea interna o externa. Este consiste con 5 métodos: o Metodo de encintado para tanques cilíndricos verticales o Metodo de línea óptica de referencia para tanques cilíndricos verticales o Metodo de triangulación óptica para tanques cilíndricos verticales o Metodo electro-óptico de distancias ordenadas mediante mediciones internas o Metodo electro-óptico de distancias ordenadas mediante mediciones externas.
  • 9. Para la calibración geométrica se emplea frecuentemente:  •Método de Encintado para tanques cilíndricos verticales NORMA ISO 7507-1 especifica un método para la calibración de los tanques cilíndricos verticales midiendo el tanque usando una cinta métrica.
  • 10. El procedimiento de calibración muestra varias desventajas:  El volumen interno requerido del tanque se determina mediante la medición de las circunferencias externas.  El grosor de la pared y la pintura o la influencia de las irregularidades no pueden medirse solamente estimarse.  Se asume que toda referencia y sección transversal sea un círculo ideal.  Las mediciones dependen de las condiciones climatológicas y acarrean gran carga física para el personal que la lleva a cabo.  La calibración del tanque es muy costosa y requiere de un trabajo intenso.
  • 11. Método Volumétrico En general se usa para cualquier tipo de tanque aunque se recomienda según la norma API 2555 .Las mediciones se realizan con ayuda de una instalación de caudalímetro que garantice la exactitud requerida y una cinta metálica patrón con plomada, ambos calibradas y certificadas  La calibración puede realizarse con combustible o agua, prefiriéndose este último como líquido de trabajo debido a que garantiza mayor seguridad (líquido poco volátil y no inflamable). El método volumétrico es generalmente usado para la calibración de tanques de las siguientes categorías:  Tanques soterrados, de cualquier tipo.  Tanques a nivel del suelo o elevados sobre el suelo, con capacidad nominal hasta 100 m3.  Tanques en donde no se pueda utilizar adecuadamente el método geométrico.
  • 12. La calibración volumétrica puede hacerse mediante dos procedimientos: • Por llenado • Por vaciado El primero es aconsejable para tanques soterrados debido a su posición con respecto al suelo. Consiste en llenar (o vaciar) por etapas el tanque a calibrar y empleando una cinta con plomada se van midiendo los niveles de llenado, conformándose una tabla de volumen contra nivel En muchas ocasiones es necesario calibrar los fondos de los tanques cilíndricos verticales utilizando este método debido a las deformaciones irregulares que suelen sufrir estos debido a la presión del líquido durante el servicio.
  • 13. MÉTODO GRAVIMÉTRICO Consiste en determinar la masa del tanque a calibrar primeramente lleno de agua y después de vaciado con básculas de elevada precisión. La diferencia entre ambas mediciones permite calcular el volumen del tanque mediante la densidad del producto utilizado en la calibración (agua) Para confeccionar la TCT se procede de igual manera que el método volumétrico, o sea, mediante etapas de llenado o de vaciado se obtienen las capacidades parciales a diferentes niveles utilizando la masa como parámetro intermedio. Se realizan las correcciones correspondientes por efecto de la temperatura sobre la densidad del agua así como las propias debido al proceso de pesada.
  • 14. Resumen de los métodos de calibración según el tipo de tanque
  • 15. Descripción Del Procedimiento De Calibración. La selección del método de calibración dependerá del tipo y tamaño del tanque, la Disponibilidad de tiempo personal y equipo disponible. A continuación se presenta una Breve descripción de tres métodos aplicables a tanques cilíndricos verticales:
  • 16. Método de “strapping” El término strapping de tanque es comúnmente aplicado al procedimiento por el cual se determinan las dimensiones de un tanque, necesarias para calcular la tabla de aforo del mismo. En cada anillo se miden las circunferencias por medio de una cinta metálica graduada y calibrada contra una cinta patrón. El número de mediciones por anillo depende de las uniones y arreglo de las láminas de los anillos del tanque.
  • 17. Prácticas generales: El strapping del tanque se debe realizar solo después que el tanque haya sido llenado al menos una vez en el sitio con un líquido tan denso como el líquido que se espera va a almacenar. La prueba hidrostática con agua durante 24 horas es lo usual y cumple con el requerimiento.  Tanques de 500 Barriles o menos pueden ser aforados por strapping en cualquier condición de llenado pero haber cumplido el punto anterior. Pequeñas ratas de flujo son permitidas durante el Strapping..  Tanques de + de 500 Bls: y con láminas unidas por pasadores o pernos deben ser aforados con 2/3 del volumen. Debe haber sido llenado una vez. Se aceptan ratas pequeñas durante el strapping.
  • 18. Durante el strapping se debe registrar la siguiente información:  Nivel del líquido durante el proceso de aforo.  Gravedad API del producto almacenado durante el strapping.  Temperatura promedio del líquido al momento del strapping.  Temperatura ambiente en el área de localización del tanque.  Nivel de inclinación del cilindro.  Altura total del tanque.  Altura de cada anillo  Altura de referencia  Ubicación del punto de referencia  Determinación de volúmenes muertos externos e internos.  Forma del fondo del tanque y sus dimensiones  Peso del techo flotante o membrana.  Espesor de láminas de todos los anillos.  Localización y altura del plato de medición (datum plate)  Detalles adicionales de interés y valor que puedan influir en el aforo
  • 19. Método de calibración líquida (API Standard 2555)  La calibración por el método líquido es un medio para determinar los incrementos de volúmenes y capacidades de tanques u otros recipientes, transfiriendo cantidades conocidas de líquido hacia ó desde un recipiente.  Este método establece los pasos requeridos para determinar con exactitud los incrementos volumétricos para elaborar tablas de aforo para tanques de cualquier forma ó diseño excepto probadores de medidores.  Este método se ejecuta en lapsos de tiempo muy largos, por lo tanto se usa para tanques pequeños, tanques horizontales, para el aforo de los fondos de tanques grandes, tanques subterráneos, o para tanques cuya forma no permite la utilización de un método geométrico.
  • 20. Los equipos utilizados para el aforo, son:  Tanque volumétrico aforado (serafín)  Medidores de flujo calibrados  Tanques estacionarios
  • 21. Procedimiento con tanque volumétrico (serafín) El serafín, o serafines, deben situarse tan cerca como sea posible al tanque que va a ser aforado y quedar nivelados con respecto a la superficie de soporte. Se deben revisar y verificar la condición de las líneas antes que se inicie el aforo para asegurar una entrega positiva de tanque a tanque. Se debe registrar la temperatura del líquido en tanque calibrador así como la del tanque a ser calibrado después de cada llenado y el volumen ajustado si hay cambio de temperatura. La condición de llenado de las líneas debe ser la misma antes y después de cada medición.
  • 22. Procedimiento con un medidor de flujo.  El medidor debe estar montado sobre un patín, tráiler, plataforma o un dispositivo similar, localizado tan cerca como sea posible del tanque a calibrar.  El soporte debe estar completamente nivelado y el medidor deberá ser probado previamente con el mismo líquido que se utilizará en la calibración del tanque o con otro de densidad similar.  El flujo de líquido hacia o desde el tanque a ser calibrado debe comenzar en puntos predeterminados, que dependen del tipo de tanque, distribución de volúmenes muertos, o tamaño y forma de la zona a ser calibrada.  En cada parada se deberá registrar la lectura del medidor, temperatura del líquido en el tanque, temperatura promedio del líquido entregado por el medidor, nivel de líquido en el tanque
  • 23. Pautas para la elaboración de la Tabla de Aforo Las tablas de aforo se deben elaborar a una temperatura de 60 ºF y deben tener en cuenta correcciones por efecto de cabeza del líquido almacenado, volúmenes muertos, inclinación del tanque, volumen del fondo, y ajuste volumétrico por efecto del techo o membrana flotante, si aplica. Para el ajuste por expansión o contracción por efecto de la temperatura de lámina se debe aplicar un factor de corrección (CtSh) de manera separada
  • 24. Tabla de aforo Las tablas de aforo (ver Anexo 1) deben presentar la siguiente información:  Logo y nombre de la empresa aforadora, dirección, ciudad y NIT  Logo y nombre de Ecopetrol  Identificación del tanque  Nombre del producto a almacenar  Ubicación del tanque, Vicepresidencia, Gerencia, Planta, ciudad y país.  Tipo de techo y fondo del tanque.  Altura de referencia (m).  Diámetro promedio (m), altura efectiva (m) y capacidad (bls).  Niveles en unidades de centímetros-milímetros (cm – mm) y los volúmenes en  barriles.  La Gravedad API o densidad relativa del producto.  La temperatura base de lámina a la cual fue preparada (ver nota 2 Cap.12.1, numeral9.1.3)  Presión de almacenamiento (aplica para tanques presurizados)  Peso del techo o membrana flotante (según aplique)  Ajuste volumétrico por el peso del techo (FRA)  Identificación de la zona crítica (aplica para tanques con techo o membrana flotante)  La Norma mediante la cual se llevó a cabo el proceso de aforo del tanque y del fondo.  El nivel de incertidumbre del proceso de aforo en porcentaje  Especificar si es verificación, calibración, recalibración o recálculo.  Fecha del aforo.  Firma de la compañía aforadora (ejecutor y representante) y aprobación del Ministerio  de Minas y Energía.
  • 25. Conversión de las circunferencias externas a internas Las dimensiones de las circunferencias externas tomadas en campo deben ser llevadas a circunferencias internas, aplicando las siguientes correcciones:  Deducción del espesor de lámina de cada anillo.  Si durante las mediciones se presentó la situación de que la cinta perdía contacto con la superficie del tanque debido a obstáculos presentes en la trayectoria de la cinta, se debe incluir una corrección deduciendo la suma de estos incrementos en la circunferencia. (los numerales 2.2A.19.4.3 y 2.2A.19.4.4 indican la deducción)  Expansión o contracción
  • 26. Recalibración Las Normas plantean que cada 5 años como máximo se le debe realizar una nueva calibración a los tanques, ya sea debido a la deformación sustancial que sufren sus planchas causado por la presión del producto o a la incorporación de nuevos elementos en la pared interior del tanque. También se recalibrará cuando el tanque se haya reparado total o parcialmente, según programas de mantenimiento, por daños físicos (deformaciones por golpes), o cuando vaya a almacenar un producto que difiera en densidad del que fue concebido en los cálculos de la TCT.
  • 27. CONCLUSIONES  Es importante que no se viole ningún paso en el algoritmo establecido del inventariado en tanques por muy insignificante que pueda parecer.  Un ejemplo lo constituye la omisión de la corrección por temperatura mediante el factor Fo del volumen obtenido de la tabla de capacidad del tanque (TCT) para obtener el volumen bruto (GOV).  Esto representa una repercusión directa en el resultado que se obtiene del volumen estándar a 15oC (GSV).
  • 28. CONCLUSIONES:  Destacar que un completo inventariado de tanques se logra combinando las medidas estáticas y dinámicas para un resultado más preciso.  Por ejemplo, con los flujómetros que realizan mediciones dinámicas, equipos modernos de tele medición para medir nivel en los tanques, instalados en el lateral del mismo, y procesan la información en una sala de control, y por último, los carros cisternas se calibran a medidas "reales" para hacerles una marca que comúnmente se le llama flecha.  Con estas tres formas de medidas se crea un mayor control en la venta del combustible y en caso de rotura de algún equipo rápidamente resalta el que está cometiendo el error.
  • 29. Recomendaciones  Las empresas encargadas de la calibración de los tanques deben tener una estrecha vinculación con los encargados de las mediciones en las refinerías con el objetivo de crear un lenguaje común entre estas instituciones.  •Impulsar la capacitación de personal especializado en el inventario de tanques en los temas relacionados con los cálculos de incertidumbre como herramienta valiosa a la hora de escoger los equipos o sistemas con los que se realizarán las mediciones.
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