Tanques soldados para armazenamento de petróleo e derivados

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1 ABR 1983 Tanques soldados para armazenamento de petróleo e derivados NBR 7821 ABNT Av. Treze de Maio, 13-28º andar Rio de Janeiro - RJ Tel.: Fax: abnt@abnt.org.br Procedimento Origem: Projeto NB-89/1978 CB-09 - Comitê Brasileiro de Combustíveis (Exclusive Nucleares) CE-09: Comissão de Estudo de Armazenamento de Combustíveis Líquidos Reimpressão da NB-89/1978 ABNT 1983 Todos os direitos reservados Palavras-chave: Tanque. Petróleo. Armazenamento 118 páginas SUMÁRIO 1 Objetivo 2 Referências 3 Terminologia 4 Tipos de tanques 5 Material 6 Projeto 7 Fabricação 8 Fundações 9 Montagem 10 Método radiográfico de inspeção das juntas do costado 11 Método de seccionamento para inspeção de juntas horizontais do costado 12 Qualificação dos procedimentos de soldagem, de soldadores e operadores 13 Marcação 14 Divisão de responsabilidades Anexo A - Normas de referência Anexo B - Dados típicos de projeto Anexo C - Fundações Anexo D - Tetos flutuantes Anexo E - Alternativa de projeto para costados Anexo F - Projeto de tanques para pequenas pressões internas Anexo G - Projeto de costados de tanques admitindo-se tensões elevadas Anexo H - Tetos flutuantes cobertos Anexo I - Tanques de armazenamento montados na fábrica Anexo J - Alternativa para cálculo da espessura do costado Anexo K - Folha de dados 1 Objetivo 1) 1.1 Esta Norma tem por objetivo estabelecer as exigências mínimas que devem ser seguidas para materiais, projeto, fabricação, montagem e testes de tanques de aço-carbono, soldados, cilíndricos, verticais, não enterrados, com teto fixo ou flutuante, destinados ao armazenamento de petróleo e seus derivados líquidos. 1.2 Com exceção do que estabelece o Anexo F, esta Norma abrange apenas os tanques sujeitos a uma pressão próxima da atmosférica, permitindo-se que a válvula de respiro do tanque, quando existente, esteja regulada para uma pressão manométrica máxima de 0,0035 kgf/cm 2, e para um vácuo máximo de 0,0038 kgf/cm 2, ambos os valores medidos no topo do tanque. O Anexo F estabelece os requisitos adicionais a que devem atender os tanques de teto fixo dimensionados para pequenas pressões internas, acima de 0,0035 kgf/cm Esta Norma inclui também diversas recomendações de boa prática que embora não obrigatórias, podem ser seguidas ou não, a critério do comprador ou do projetista do tanque. Recomenda-se portanto que no documento de compra ou de encomenda do tanque, o comprador 1) Esta Norma foi elaborada pelo Grupo de Trabalho designado pela Portaria n o 75/74, de 21/02/74, do Conselho Nacional do Petróleo que coordenou os trabalhos do referido Grupo. É proibida a introdução de qualquer modificação nesta Norma, sem a prévia autorização do Conselho Nacional do Petróleo.

2 2 NBR 7821/1983 manifeste explicitamente o seu desejo ou a sua preferência sobre as recomendações não obrigatórias desta Norma, bem como sobre quaisquer outros pontos em que houver possibilidade de opção do fabricante ou do montador do tanque. 1.4 Esta Norma abrange apenas tanques cujos produtos armazenados tenham temperaturas compreendidas entre os seguintes limites: - Temperatura mínima: -6 C - Temperatura máxima: C 1.5 O Anexo B desta Norma fornece, sem que sua utilização seja obrigatória, algumas dimensões típicas, espessuras de chapas do costado e capacidades de tanques construídos de acordo com esta Norma. 1.6 O Anexo E desta Norma apresenta uma alternativa de critério para o projeto de costados de tanques de armazenamento. O Anexo G fornece um critério especial de projeto prevendo a utilização de aços de alta resistência e alta resiliência. O Anexo J contém uma alternativa de procedimento para o cálculo das espessuras dos anéis dos costados de tanques. 1.7 Os Anexos D e H desta Norma apresentam os requisitos a que devem atender tipos especiais de tetos para tanques de armazenamento. O Anexo D fornece os requisitos para os tetos flutuantes do tipo pontão e para os tetos flutuantes duplos. O Anexo H fornece os requisitos para um teto flutuante a ser instalado num tanque que já possua um teto fixo na sua parte superior. 1.8 O Anexo I desta Norma apresenta os requisitos relativos aos tanques totalmente montados na fábrica, cujo diâmetro não exceda 6 metros. 2 Referências O Anexo A desta Norma relaciona todas as normas técnicas de referência (normas, especificações, terminologias etc.). 3 Terminologia Para efeito desta Norma fica estabelecida a terminologia constante da Figura 1. 4 Tipos de tanques Os tanques cobertos por esta Norma classificam-se, de acordo com o tipo de teto, em: 4.1 Tanques sem Teto 4.2 Tanques de Teto Fixo Tanques de teto suportado - tanques cujos tetos possuem uma estrutura de sustentação, com ou sem colunas: Tanques de teto cônico suportado Tanques de teto em domo suportado Tanques de teto em gomos suportado Tanques de teto autoportante - tanques cujos tetos não possuem estrutura de sustentação: Tanques de teto cônico autoportante Tanques de teto em domo autoportante Tanques de teto em gomos autoportante. 4.3 Tanques de Teto Flutuante Tanques de teto duplo Tanques de teto pontão. 5 Material 5.1 Chapas As chapas a serem utilizadas devem estar de acordo com a última edição de uma das seguintes especificações, respeitadas as modificações e limites indicados nesta Norma. Outros materiais produzidos de acordo com especificações diferentes das listadas neste capítulo podem ser empregados desde que seja comprovado que tais materiais preenchem todos os requisitos de uma das especificações deste capítulo e seu uso seja aprovado pelo cliente Chapas grossas ASTM A-36: Aço Estrutural 2) Espessura máxima da chapa: 37,5 mm ASTM A-283: ASTM A-285: ASTM A-573 NBR 5006 NBR 6648 Chapas de Aço-carbono de Qualidade Estrutural com Resistência à Tração Baixa e Intermediária Graus C e D apenas Espessura máxima da chapa: Grau C: 37,5 mm Grau D: 19,0 mm Chapas de Aço para Vasos de Pressão com Resistência à Tração Baixa e Intermediária. Somente Grau C Espessura máxima da chapa: 37,5 mm. Chapas de Aço-carbono Estrutural com Tenacidade Melhorada, Grau 70, Modificado Chapas Grossas de Aço-carbono de Baixa e Média Resistência para Vasos de Pressão. Somente Grau BM-21 Chapas Grossas de Aço-carbono de Baixa e Média Resistência para Usos Estruturais. Graus G-24 e G-26 2) Nenhum dos materiais listados na Tabela 1 da norma ASTM A-36 poderá ser usado para a construção de tanques a não ser quando especificadamente permitido por esta Norma.

3 NBR 7821/ Quando o rigor das condições de trabalho exigir o uso de materiais de melhor qualidade, chapas de acordo com as especificações seguintes poderão ser utilizadas, respeitadas as modificações e os limites indicados nesta Norma: ASTM A-131 Aço Estrutural para Navios (Qualidade Estrutural Somente) Espessura máxima da chapa: Grau A: 12,5 mm Grau B: 25,0 mm Grau C não normalizado: 37,5 mm Grau CS normalizado: 37,5 mm Para chapas de reforço do costado ou para flanges podem ser usadas chapas com espessuras acima de 37,5 mm, mas não superiores a 50,0 mm, em tanques construídos de acordo com esta Norma e com o Anexo E da mesma, desde que as chapas preencham os requisitos especificados na Tabela 30 do Anexo E desta Norma. ASTM A-662 NBR 5002 Requisitos: Tensão de escoamento (min): 30 kgf/mm 2 Tensão de ruptura (máx): 63 kgf/mm 2 Chapas de Aço-carbono Manganês para Vasos de Pressão para Serviços em Temperaturas Baixas e Moderadas. Grau B somente Espessura máxima da chapa: 37,5 mm Chapas Grossas de Aço-carbono para Caldeiras e Outros Vasos de Pressão, para Trabalho em Alta Temperatura. Graus 3, 4 e 5. ASTM A-442 ASTM A-516 NBR 5001 Chapas de Aço-carbono com Melhores Propriedades de Transição, para Vasos de Pressão Espessura máxima da chapa: 37,5 mm Chapas de Aço-carbono para Vasos de Pressão, para Temperaturas de Serviço Baixas e Intermediárias Espessura máxima da chapa: 37,5 mm Chapas Grossas de Aço-carbono, para Vasos de Pressão, para Trabalho em Temperaturas Baixas e Moderadas Espessura máxima da chapa: 37,5 mm. Para chapas de reforço do costado ou para flanges podem ser usadas chapas com espessuras acima de 37,5 mm, mas não superiores a 75,0 mm, em tanques construídos de acordo com esta Norma e com o Anexo E da mesma, desde que as chapas preencham os requisitos especificados na Tabela 30 do Anexo E desta Norma. ASTM A-537 Chapas de Aço-carbono-Manganês-Silício Tratadas Termicamente para Vasos de Pressão. Grau A Somente Espessura máxima da chapa: 37,5 mm Para chapas de reforço do costado ou para flanges podem ser usadas chapas com espessuras acima de 37,5 mm, mas não superiores a 50,0 mm, em tanques construídos de acordo com esta Norma e com o Anexo E da mesma, desde que as chapas preencham os requisitos especificados na Tabela 30 do Anexo E desta Norma. Nota: Chapas fabricadas de acordo com esta especificação podem ser fornecidas sem teste de impacto. ASTM A-573 Chapas de Aço-carbono Estrutural com Tenacidade Melhorada. Grau 70 Chapas de aço carbono com adições de cobre poderão ser usadas desde que especificadas pelo comprador. O fabricante deve indicar na sua proposta a especificação (ou especificações) das chapas que pretende utilizar. Chama-se atenção para o fato de que o aço carbono sofre uma considerável queda na sua ductilidade quando submetido a baixas temperaturas, ficando sujeito ao risco de fraturas frágeis catastróficas. A probabilidade de ocorrência dessas fraturas é tanto maior quanto mais baixa for a temperatura do metal, e quanto maiores forem as espessuras da chapa, o nível de tensões no material, o tamanho dos grãos e o teor de carbono no aço. Em operação normal dificilmente existe esse perigo para um tanque, porque os produtos de petróleo são em geral estocados em temperaturas acima da temperatura de transição dos aços carbono. Pode entretanto haver um sério risco durante o teste hidrostático, não só porque o nível de tensões no material é mais elevado, como principalmente porque a temperatura da água do teste pode estar bastante baixa em lugares de clima frio. A ocorrência de fraturas frágeis pode ser evitada adotando-se um aço carbono de melhor qualidade, que tenha uma temperatura de transição mais baixa. Recomenda-se portanto que para tanques importantes, nos quais se justifique uma segurança adicional, sejam empregadas para o costado chapas de acordo com a Tabela 1 em função da temperatura mínima esperada para a água do teste hidrostático Chapas Finas ASTM A-570 NBR 6649 e NBR 6650 Chapas Finas e Tiras de Aço-carbono Laminado a Quente de Qualidade Estrutural. Grau C apenas Chapas Finas de Açocarbono para Usos Estruturais. Graus CF-24 e CF-26. Chapas de aço carbono com adições de cobre poderão ser usadas desde que especificadas pelo comprador. O fabricante deve indicar na sua proposta a especificação (ou especificações) das chapas que pretende utilizar.

4 4 NBR 7821/ Escotilhas de medição 2 - Chapa do teto 3 - Câmara de espuma 4 - Respiro 5 - Caixas de selagem de gases 6 - Régua externa do medidor de bóia 7 - Bocas de visita no teto 8 - Corrimão do teto 9 - Plataforma da escada 10 - Escada helicoidal de costado 11 - Corrimão 12 - Dreno de fundo 13 - Boca de visita no costado 14 - Termômetro 15 - Saída de condensado 16 - Bocais de entrada e saída de produto 17 - Entrada de vapor de aquecimento 18 - Tubulação de espuma 19 - Porta de limpeza 20 - Chapa do fundo 21 - Misturador 22 - Costado Figura 1 - Tanque e acessórios - Terminologia Tabela 1 - Chapas de aço carbono para uso no costado de tanques nos quais se justifique segurança adicional quanto a fraturas frágeis Temperatura mínima Espessura da chapa (mm) da água do teste hidrostático Até 13,2 De 14,0 a 19,0 De 20,0 a 25,0 26,5 ou < C -6 a zero ASTM A-283 Gr.C ASTM A-131 Gr.B ASTM A 516 Gr. 55 zero a 10 ASTM A-283 Gr.C ASTM A-131 Gr. B ASTM A 516 Gr a 20 ASTM A-283 Gr. C ASTM A 131.Gr. B Acima de 20 ASTM A-283 Gr. C

5 NBR 7821/ Eletrodos Os eletrodos para soldagem manual devem atender às exigências da norma AWS A-5.1 3) (classes AWS E-60XX e E-70XX), obedecidas as características de corrente elétrica, de polaridade e posição de soldagem, bem como outras condições implícitas nesta norma técnica. Entretanto, nos casos em que os materiais a serem soldados possuam propriedades mecânicas superiores aos eletrodos aqui estabelecidos, deverão ser usadas classes de eletrodos e procedimentos de forma a se conseguir uma solda com propriedades compatíveis com as dos materiais que serão soldados. 5.3 Perfis de aço laminado Os perfis de aço laminado para fins estruturais devem estar de acordo com a última edição das normas NBR 6109, NBR 6351, NBR 6352, NBR 7007, NBR 7012, NB-143, todas da ABNT; ASTM A-36 e com os padrões do Manual do AISC para perfis I, H, U e cantoneiras de abas iguais e desiguais. Perfis de aço com adições de cobre poderão ser usados, desde que especificados pelo comprador. 5.4 Tubos norma API-605 salvo quando o comprador especificar em contrário. Não será permitido o uso de flanges fundidos. Os flanges não ligados a tubulações poderão ser fabricados de chapas cujos materiais estejam de acordo com o item Parafusos e porcas Os parafusos e as porcas usados para unir tubulações devem estar de acordo com as especificações ASTM A-193, Grau B-7 e ASTM A-194, Grau 2H, respectivamente. Os parafusos e as porcas para todos os outros fins poderão ser fabricados de acordo com a especificação ASTM A-307. O comprador deve especificar na ordem de compra o formato das cabeças dos parafusos e das porcas, e se os parafusos e as porcas devem ter dimensões normais ou reforçadas (séries normal e pesada, respectivamente). 6 Projeto 6.1 Ligações soldadas As seguintes definições ficam estabelecidas: a) solda de topo - solda executada entre duas peças dispostas topo a topo; as faces das peças a serem soldadas podem ser paralelas ou chanfradas; Os pescoços das conexões ligadas a qualquer tubulação devem ser fabricados com materiais que satisfaçam às especificações relacionadas a seguir: - para tubos de diâmetro externo até 273 mm (Tamanho 10): ASTM A-53 ou ABNT NBR 6321 (ASTM A-106); - para tubos de diâmetro externo maior do que 273 mm (Tamanho 10): chapas ASTM A-285 Grau C, ASTM A-515 Grau 60, ou ASTM A-516, qualquer Grau Para conexões não ligadas a tubulações admite-se também o tubo feito de chapa ASTM A-283, Grau C Os tubos para estruturas podem ser de aço carbono, conforme a especificação ASTM A-53, devendo o fabricante discriminar o material que pretende usar As luvas devem ser de aço carbono forjado, conforme as especificações da ASTM A-181 ou A Flanges Os flanges de bocais ligados a qualquer tubulação, quando forjados, devem corresponder às exigências da especificação ASTM A 181; podem, ainda, ser fabricados de chapas ASTM A-285 Grau C, ASTM A-515 Grau 60, respeitadas as espessuras máximas estabelecidas no item 5.1, ou ASTM A-516 (qualquer espessura). Quanto às dimensões e furações, os flanges até o tamanho 24 devem obedecer à norma ANSI B 16.5 e os flanges maiores à 3) Esta norma da American Welding Society substituiu a norma ASTM A -233 que foi cancelada. b) solda de ângulo - solda de corte transversal aproximadamente triangular, unindo duas superfícies aproximadamente em ângulo reto, tais como as juntas sobrepostas em T ou de quina; c) solda de ângulo integral - solda de ângulo cuja dimensão é igual à espessura da chapa (ou peça) de menor espessura dentre as que estão sendo soldadas; d) solda intermitente - solda de ângulo ou sobreposta cujo cordão é interrompido a espaços regulares; e) junta de topo simplesmente soldada - junta entre duas peças, topo a topo, dispostas aproximadamente no mesmo plano e soldadas por um só lado; f) junta de topo duplamente soldada - junta entre duas peças, topo a topo, dispostas aproximadamente no mesmo plano e soldadas pelos dois lados; g) junta de topo simplesmente soldada e com cobrejunta - junta entre duas peças, topo a topo, dispostas aproximadamente no mesmo plano, soldadas somente de um lado, usando-se uma tira, barra ou outro elemento como cobrejunta; h) junta sobreposta, simplesmente soldada - junta entre duas peças sobrepostas nas quais somente a borda de uma delas é soldada com solda de ângulo; i) junta sobreposta, duplamente soldada - junta entre duas peças sobrepostas, nas quais ambas as bordas são soldadas com solda de ângulo.

6 6 NBR 7821/ Dimensão da solda A dimensão de uma solda será baseada nas seguintes medidas: a) solda de topo - é a profundidade do chanfro acrescida da penetração de raiz, quando esta for especificada; b) solda de ângulo - para soldas de lados iguais, a dimensão da solda indica o comprimento correspondente ao lado do maior triângulo isósceles que possa ser inscrito dentro do corte transversal da solda em causa; para soldas de lados desiguais as dimensões da solda indicam os comprimentos dos catetos correspondentes ao maior triângulo retângulo que possa ser inscrito dentro do corte transversal da solda em causa Restrições sobre juntas soldadas: a) os pontos de solda não podem ser considerados como tendo qualquer valor de resistência estrutural; b) as dimensões mínimas das soldas de ângulo devem ser as seguintes: - chapas até 4,50 mm de espessura: solda de ângulo integral; - chapas com mais de 4,50 mm de espessura: solda de ângulo com dimensão igual ou superior a um terço da menor das espessuras das chapas da junta e nunca inferior a 4,5 mm. c) as juntas sobrepostas simplesmente soldadas são permitidas somente nas chapas do fundo e do teto dos tanques; d) as juntas sobrepostas devem ter uma sobreposição de, no mínimo, cinco vezes a espessura nominal da chapa mais fina; a medição desta sobreposição deve ser feita por ocasião da ponteação; todavia, não é necessário que a superposição exceda a: - nos casos de juntas sobrepostas duplamente soldadas 50 mm; - nos casos de juntas simplesmente soldadas 25 mm Juntas típicas As juntas típicas estão mostradas nas Figuras 2 e Símbolos de solda - são adotados nesta Norma, os símbolos de solda estabelecidos na terminologia NBR Projeto do fundo Dimensões das chapas a) a menor espessura nominal das chapas do fundo deve ser de 6,3 mm, excluída qualquer sobreespessura de corrosão, quando especificada; todas as chapas de fundo, inclusive as recortadas para a periferia (exceto quando se usam chapas anulares), devem ter uma largura mínima de 1200 mm; recomenda-se que para os tanques de grande diâmetro (maiores que 25 m) as chapas periféricas do fundo sejam ligadas entre si por soldas radiais de modo a formar um anel conforme mostra a Figura 4; quando assim dispostas as chapas periféricas denominam-se chapas anulares, devendo ser ligadas preferivelmente por solda de topo duplamente soldada com penetração total, ou por solda de topo com cobrejunta inferior. As chapas anulares devem ter o maior comprimento possível e a sua largura deve ser maior ou igual a 500 mm, mas à medida que o tamanho do tanque aumenta, um estudo deve ser feito sobre a largura destas chapas devido às altas tensões que são transmitidas pelo primeiro anel do costado às chapas anulares. As espessuras recomendadas para as chapas anulares em função do diâmetro do tanque, estão apresentadas na Tabela 2. Recomenda-se ainda que, no caso em pauta, as demais chapas do fundo sejam distribuídas conforme o que consta da Figura 4 ou de maneira equivalente. Quando se usam chapas anulares, os 1500 mm adjacentes à periferia devem ser radiografados ou examinados com ultra-som em 10% das juntas soldadas. Uma junta por soldador ou um mínimo de duas juntas por tanque devem ser examinadas. Se uma descontinuidade além do permitido por esta Norma for encontrada, os 1500 mm adjacentes à periferia de mais duas juntas soldadas pelo mesmo soldador devem ser radiografados. Estes 1500 mm deverão ser radiografados em todas as juntas soldadas pelo mesmo soldador caso uma outra descontinuidade não aceitável por esta Norma seja encontrada numa junta soldada pelo soldador em cuja solda radial já havia sido encontrado um defeito; b) as chapas da periferia do fundo devem obrigatoriamente exceder a borda externa da solda que une o fundo ao costado de, no mínimo, 25 mm; c) os tanques para armazenamento, principalmente os de grandes dimensões, transmitem cargas de apoio apreciáveis às bases dos mesmos; o comprador deve tomar todas as medidas necessárias de modo a garantir fundações adequadas. Detalhes de fundações recomendadas estão indicados no Anexo C Métodos de construção - o fundo deve ser construído de acordo com um dos métodos abaixo: a) as chapas do fundo que sejam unidas por juntas sobrepostas devem ser razoavelmente retangulares e esquadrejadas; as juntas do fundo que contenham três sobreposições devem ficar distanciadas, no mínimo, de 300 mm do costado e também entre si; quando as chapas do fundo situadas sob o costado, tiverem soldas sobrepostas, devem ter as extremidades rebaixadas no local da solda, por ocasião da montagem e antes da soldagem, a fim de formar uma superfície razoavelmente lisa para apoio das chapas do costado, como mostrado na Figura 5; b) as chapas do fundo que sejam unidas por juntas de topo, devem ter as extremidades preparadas para solda de topo com bordas paralelas ou chan-

7 NBR 7821/ fradas em V simples; caso as chapas não sejam chanfradas, a abertura da fresta não deve ser menor do que 6 mm. As soldas de topo podem ser feitas aplicando-se um cobrejunta de, no mínimo 3 mm de espessura, ponteado na face inferior de uma das chapas do fundo. Se necessário devem ser utilizados espaçadores metálicos para que seja mantida a abertura da fresta. O montador poderá submeter outros métodos de soldagem de topo das chapas do fundo à aprovação do comprador. As juntas do fundo do tanque formadas por três chapas devem estar distanciadas de, no mínimo, 300 mm uma da outra, e, no mínimo, 300 mm do costado União entre as chapas do costado e as do fundo - a união entre as chapas do anel inferior do costado e as chapas do fundo deve ser executada por meio de solda de ângulo, depositada em cada uma das faces das chapas do costado (ver Figura 6). A dimensão de tais soldas não deve ser superior a 13 mm, nem inferior à espessura nominal da chapa mais fina dentre as do costado e do fundo sob o costado, e também não inferior aos valores apresentados na Tabela 3. Figura 2 - Juntas verticais do costado Figura 3 - Juntas horizontais do costado

8 8 NBR 7821/1983 Tabela 2 - Espessura das chapas anulares Diâmetro nominal do tanque D (m) Espessura das chapas anulares (mm) D 25 6,3 25 < D 35 8,0 35 < D 55 9,0 55 < D 11,2 Figura 4 - Distribuição das chapas do fundo quando se usam chapas anulares Figura 5 - Rebaixo nas juntas sobrepostas das chapas do fundo sob o costado do tanque

9 NBR 7821/ Figura 6 - Juntas típicas de fundo e teto

10 10 NBR 7821/1983 Tabela 3 - Dimensão mínima da solda de ângulo entre o costado e o fundo Espessura da chapa do costado e (mm) Dimensão mínima da solda (mm) e < e < e < e Projeto do costado Exemplos de dimensões típicas de tanques e de espessuras de chapas do costado são dados no Anexo B Cargas - as cargas radiais isoladas aplicadas aos costados dos tanques tais como as causadas pelas plataformas ou passadiços elevados entre tanques devem ser distribuídas por meio de perfis estruturais laminados, nervuras de chapas ou outros elementos, preferivelmente em um plano horizontal Dimensionamento das chapas do costado Onde: a) a espessura das chapas de cada um dos anéis do costado deve ser, em qualquer caso, o maior dos três valores seguintes: - espessura calculada pela fórmula apresentada na alínea b a seguir, em função da densidade do líquido a ser estocado, acrescida da sobreespessura para corrosão, definida para cada anel, nos casos em que essa sobreespessura for indicada; - espessura calculada pela mesma fórmula da alínea b considerando-se a densidade do produto igual a um, sem o acréscimo da sobreespessura para corrosão; - espessura mínima dada na alínea c a seguir, em função do diâmetro do tanque. b) a fórmula para o cálculo da espessura de cada anel do costado é a seguinte: e = 0,040 D (H - 0,3) G e = espessura mínima, em mm D = diâmetro nominal do tanque, entendendo-se como tal o diâmetro medido na linha de centro das chapas do costado quando todas as chapas tiverem uma linha de centro comum, ou o diâmetro interno do tanque quando as chapas tiverem a face interna comum, em metros H = distância entre a linha do centro da junta inferior do anel considerado à contoneira de reforço da borda superior do costado, ou à parte inferior de qualquer ladrão que limite o enchimento do tanque, em metros G = densidade do líquido a ser estocado. Nota: Esta fórmula deriva-se da expressão teórica da tensão da membrana circunferencial em um cilindro submetido à pressão interna, considerando-se a tensão máxima atuando 300 mm acima da linha do centro da junta horizontal inferior do anel considerado. O coeficiente numérico da fórmula resulta da consideração de uma tensão máxima de trabalho admissível de 14,80 kgf/mm 2 e de um fator de eficiência de juntas para soldas verticais de 0,85. c) a espessura nominal das chapas do costado, não deve ser inferior aos valores apresentados na Tabela 4; entende-se como espessura nominal a espessura da chapa no tanque logo após a montagem; as espessuras indicadas na Tabela 4 são baseadas em requisitos de montagem; Tabela 4 - Espessura nominal mínima para chapas do costado Diâmetro nominal do tanque D (m) Espessura nominal mínima (mm) D < 15 4,5 15 D < 35 6,3 35 D 60 8,0 60 < D 9,0 d) a critério do comprador ou do projetista pode ser adotada uma sobreespessura para corrosão que deve, nesse caso, ser acrescentada ao valor calculado conforme o primeiro parágrafo da alínea a. Essa sobreespessura pode existir apenas para alguns anéis, ou pode ser variável de um anel para outro quando a intensidade do ataque corrosivo esperado não for uniforme ao longo de toda a altura do tanque; Nota: Embora seja impossível indicar valores para essa sobre espessura devido à variedade de líquidos e de condições de serviço, chama-se atenção que para alguns petróleo e derivados, com alto teor de enxofre, a perda de espessura em chapas de aço de tanques pode atingir de 0,3 mm a 0,4 mm por ano, justificandose assim uma sobreespessura para compensar essa perda. A borra que se acumula no fundo dos tanques de petróleo bruto pode também causar uma perda de espessura equivalente. e) nenhuma chapa do costado de um tanque deve ter espessura nominal superior a 37,5 mm, exceto as chapas inseridas do costado que podem ter até 75 mm de espessura, inclusive, desde que os materiais sejam usados de acordo com o que estabelece o item 5.1; denomina-se chapa inserida a chapa de maior espessura do que as adjacentes, com a finalidade de reforçar aberturas no costado, e, soldadas de topo ao costado do tanque;

11 NBR 7821/ f) a largura das chapas do costado deve ser determinada de comum acordo entre o comprador e o fabricante porém, de preferência, não deve ser inferior a 1800 mm; g) todas as chapas do costado devem ser apropriadamente esquadrejadas Disposição das chapas do costado a) o costado do tanque deve ser projetado de modo que todos os anéis estejam em posição vertical, respeitadas as tolerâncias especificadas no item 9.3; o alinhamento das chapas do costado pode ser feito segundo a face interna ou segundo a linha de centro das chapas; juntas verticais de anéis adjacentes devem estar defasadas de uma distância de cinco vezes a espessura nominal do anel mais espesso dos anéis em questão. Entretanto, esta exigência não precisa ser aplicada para anéis para os quais a espessura da chapa foi estabelecida de acordo com o item c); b) a fresta de chanfro assimétrica em V ou em U de qualquer junta de topo pode ser dirigida para o lado interno ou externo do costado, a critério do fabricante; c) para todos os tanques de teto fixo suportado a borda superior do costado deve ser reforçada com cantoneira de dimensões mínimas indicadas na Tabela 5. Para outros tipos de tanques, ver os itens e 6.5.6; Tabela 5 - Reforço da borda superior do costado, para tanques de teto fixo suportado Diâmetro nominal do tanque D (m) Cantoneira de topo (mm) D < x 63 x 6 10 D x 63 x 8 18 < D 75 x 75 x 9 d) a cantoneira de topo pode ser soldada de topo ou sobreposta ao último anel do costado e pode ter a aba horizontal voltada para o lado interno ou externo do tanque; e) para tanque de teto cônico com estrutura de sustentação, de diâmetro menor ou igual a 10 m, a borda superior do costado poderá ser flangeada em substituição à cantoneira superior, de acordo com os detalhes da Figura 6; esta construção pode ser usada para qualquer tanque de teto auto-portante desde que a área total do flange se eqüivalha à área da cantoneira necessária; nenhum outro elemento adicional, tal como cantoneira ou barra, deve ser adicionado ao indicado na Figura Juntas verticais do costado - as juntas verticais do costado devem ser soldadas de topo e ter penetração total e fusão completa como obtido por meio de solda de ambos os lados ou por outros meios que resultem numa solda de igual qualidade, tanto internamente como externamente. O procedimento de solda deve estar qualificado de acordo com o Capítulo Juntas horizontais do costado - as juntas horizontais devem ser de topo, duplamente soldadas. Tais juntas devem ter fusão completa com o metal base, na espessura requerida de solda. A adequação da preparação da chapa ao procedimento de soldagem deve ser a determinada no item As juntas horizontais devem ter penetração total e fusão completa numa distância de 75 mm de cada lado da interseção com qualquer junta vertical. As demais juntas devem seguir os requisitos aplicáveis conforme descrito a seguir: a) as juntas de topo de chanfro simples, incluindo a junção entre a cantoneira superior de reforço e o costado, devem ter penetração total e fusão completa; como alternativa, a cantoneira superior de reforço pode ser soldada ao costado por junta sobreposta duplamente soldada; b) as juntas de topo de chanfro duplo e sem chanfro, nos casos em que a espessura de qualquer uma das chapas for menor ou igual a 9,5 mm, devem ter penetração total e fusão completa; c) as juntas de topo de chanfro duplo e sem chanfro, nos casos em que ambas as chapas tiverem espessuras superiores a 9,5 mm, devem ter pelo menos 2/3 de penetração; qualquer falta de penetração ou fusão, adicionada à mordedura (veja item d)) não deve exceder 1/3 da espessura da chapa mais fina, e a zona com falta de penetração ou fusão deve estar localizada preferencialmente no centro da chapa mais fina 4) Aberturas no costado a) serão reforçadas as aberturas no costado de diâmetros maiores que 63 mm; a área mínima da seção transversal do reforço não será inferior ao produto do diâmetro vertical do furo aberto no costado do tanque, pela espessura da chapa do costado, determinada de acordo com o item 6.3.2; a área da seção transversal de reforço será medida segundo um plano vertical que contenha o diâmetro da abertura; b) só serão consideradas efetivas as seções dos reforços situados na faixa limitada pela distância de um diâmetro da abertura do costado, medida a partir da linha de centro da abertura, para cima e para baixo; o reforço pode ser obtido empregandose qualquer uma das seguintes soluções ou combinações das mesmas; - flange da conexão soldado no costado, como mostrado na Figura 7, Detalhe A; - chapa de reforço; 4) Ver item Ligações soldadas para descrição, informação e restrições dos tipos de juntas referidas nos itens anteriores. Veja item 9.2 soldagem para detalhes de solda.

12 12 NBR 7821/ parte do pescoço de uma conexão que pode ser considerada como reforço de acordo com o item c; chapa de reforço ao fundo deve estar de acordo com o item 6.2.3; a solda periférica interna deve ser suficiente para suportar o restante da carga; - todo o excesso de espessura da chapa do costado além do requerido pelos item a, compreendido numa distância vertical, para cima e para baixo do centro da abertura, igual à dimensão vertical da abertura no costado; - chapa inserida como mostrado na Figura 35 e especificado no item E-6 do Anexo E desta Norma. c) as seguintes porções do pescoço de uma conexão podem ser consideradas como parte da área de reforço: - a que se estende para fora da superfície externa do costado, numa distância igual a 4 vezes a espessura da parede do pescoço, ou até o ponto de transição se a parede do pescoço sofre redução de espessura dentro dessa distância; - a compreendida pela espessura do costado; - a que se estende para dentro da superfície interna da chapa do costado do tanque numa distância igual à especificada na subalínea acima. d) a resistência total das soldas que unem o pescoço de uma conexão ao costado, ou a uma chapa de reforço, ou a ambos deve ser igual à totalidade dos esforços atuantes sobre a abertura do costado feita para a conexão em questão; e) a resistência total das soldas que unem a chapa de reforço de uma conexão ao costado, deve ser igual à totalidade dos esforços atuantes sobre a abertura do costado feita para a conexão em questão; f) a solda que une a conexão ao costado, ao longo da periferia externa do pescoço da conexão ou da chapa de reforço, deve ser considerada efetiva apenas para as partes que se localizam fora da área compreendida por linhas verticais tangentes à abertura no costado; a solda periférica externa deve ser feita em toda a volta da chapa de reforço; a solda periférica interna deve toda ser considerada efetiva; a resistência da solda efetiva deve ser considerada como sua resistência ao cisalhamento calculada de acordo com a tensão admissível indicada no item 6.5.3; a solda periférica mais externa deve ter um tamanho igual ao menor dos valores dentre os das espessuras da chapa do costado e da chapa de reforço, exceto nos casos em que forem usadas conexões do tipo baixo, conforme Figura 8-a) e a chapa de reforço se estender até ao fundo do tanque, quando então, o tamanho da parte da solda periférica que une a g) quando duas ou mais aberturas estiverem localizadas tão próximas, que as extremidades das chapas normais de reforço estejam a uma distância menor do que 10 vezes a espessura da chapa de reforço mais grossa, num mínimo de 150 mm, elas devem ser reforçadas da seguinte forma: - todas as aberturas devem ser reforçadas por uma única chapa de reforço, dimensionada pela maior das aberturas do grupo; - se as chapas de reforço normais para as menores aberturas do grupo, consideradas separadamente, ficarem localizadas dentro dos limites da área coberta pela chapa de reforço na abertura maior, as aberturas menores poderão ser incluídas nestas chapas de reforço sem que sejam aumentadas as dimensões desta chapa; - se as chapas de reforço normais para as aberturas menores, consideradas separadamente, não ficarem localizadas dentro dos limites da área coberta pela chapa de reforço normal da abertura maior, as dimensões e a forma da chapa de reforço do grupo deverão incluir os limites externos das chapas de reforço normais de todas as aberturas do grupo; a modificação do contorno da chapa de reforço normal da maior abertura para cobrir os limites externos das chapas de reforço das aberturas menores mais distanciadas deve ser feita em concordância convergente uniforme a não ser que a chapa de reforço normal de qualquer abertura intermediária esteja localizada fora dos limites fixados, caso em que a linha de concordância deverá ligar os limites externos das diversas chapas de reforço normais; - sempre que uma das aberturas cruzar a linha vertical central de outra, altura total da chapa de reforço final referida à linha central vertical de qualquer uma das aberturas não deverá ser inferior à soma das alturas das chapas de reforço normais para as aberturas em causa. h) recomenda-se que seja evitado, sempre que possível, o cruzamento de qualquer solda de uma abertura com soldas do costado Portas de limpeza 5) a) as portas de limpeza devem satisfazer os seguintes requisitos (Veja Figura 9): - a abertura deve ser retangular com os cantos superiores arredondados com um raio no mínimo igual a 1/3 da maior altura livre; a altura ou a 5) As portas de limpezas devem ser estudadas com atenção especial devido às limitações impostas pelo fundo do tanque e pelo formato da chapa de reforço. Veja o item para requisitos de projeto das portas de limpeza, e o item para detalhes dimensionais de tamanhos selecionados dessas portas.

13 NBR 7821/ largura da abertura livre não devem exceder de mm; e b, em mm, será determinada pela seguinte fórmula: - o conjunto completo, inclusive a chapa de reforço, deve estar contido em uma chapa do primeiro anel do tanque; e = b 2 h b 171 H - caso alguma chapa tenha espessura superior a 16 mm, o conjunto completo, inclusive a chapa do costado, deve sofrer tratamento térmico de alívio de tensões, a uma temperatura de 600 C a 650 C, durante uma hora para cada 25 mm de espessura total. b) a área de seção transversal do reforço no costado, em mm 2, acima do topo da abertura, não deve ser menor do que Onde: b = largura horizontal livre da abertura (mm) H = altura do tanque (m) h = altura livre da abertura (mm) 6.4 Projeto do anel de contraventamento por tanques abertos no topo Onde: K 1 h e 2 K 1 = coeficiente de área (Figura 10, Detalhe A) h e = maior altura livre vertical da abertura, em mm = espessura, em mm, exigida para a chapa do costado de acordo com o item c) a espessura da chapa de reforço deve ter o valor mínimo de K 2 e, em que K 2 é o coeficiente dado na Figura 10, Detalhe B, e e é a espessura mínima exigida para a chapa do costado conforme item 6.3.2; d) o reforço no plano do costado, deverá ser obtido dentre uma altura L acima do fundo da abertura; a altura L do reforço do costado acima do fundo da abertura não deve ser maior que 1,5 h e no caso de pequenas aberturas L-h não deve ser menor h do que ou 150 mm; quando tivermos L maior 2 K 2 que 1,5 h como conseqüência desse último caso, só será considerada efetiva a altura da chapa L = 1,5h; e) o reforço acima referido pode ser obtido por qualquer um dos seguintes elementos isolados, ou em combinação: - chapa de reforço do costado; - qualquer espessura adicional que tenha a chapa do costado sobre a espessura mínima requerida no item 6.3.2; - a parte da chapa do pescoço da porta de limpeza equivalente à espessura da chapa de reforço. f) a largura da chapa de reforço do fundo, medida na linha do centro da boca de limpeza, deve ser de 250 mm mais a soma das espessuras da chapa do costado e da chapa de reforço do costado; a espessura mínima da chapa de reforço do fundo Os tanques abertos no topo devem ter anéis de contraventamento para manter a circularidade quando estiverem sujeitos a cargas de vento. Os anéis de contraventamento devem estar localizados no topo ou próximo do topo do anel superior, e de preferência do lado de fora do costado. As recomendações abaixo sobre anéis de contraventamento aplicam-se também aos tanques de teto flutuante referidos no Anexo D Momento resistente necessário a) o mínimo momento resistente necessário deve ser calculado pela equação: Onde: 2 Z = 58. D. H 6) No Anexo B estão dados valores típicos de momentos resistentes para anéis de contraventamento. 2 V 161 Z = Momento resistente (mm 3 ) D = Diâmetro nominal do tanque (m) H 2 = Altura do tanque, incluindo qualquer projeção acima da altura máxima de enchimento como, por exemplo, chapas guias para tetos flutuantes (m) V = Velocidade do vento (em km/h), fornecida pelo comprador, desde que desta não resultem pressões de obstrução inferiores às preconizadas pela NBR 6120 Cargas para o Cálculo de Estruturas de Edifícios b) para o cálculo do momento resistente contam-se todos os perfis componentes do anel de contraventamento, e pode-se incluir também um trecho da chapa do costado, de altura igual a 16 vezes a espessura da chapa, abaixo do anel de contraventamento e, se for aplicável, acima do mesmo; quando o contraventamento for feito por um anel de cantoneira soldada a topo na parte superior do costado, a altura da aba vertical da cantoneira deve ser descontada da altura de 16 vezes a espessura da chapa do costado referida acima 6). 2

14 14 NBR 7821/1983 Diâmetro Parafusos (ver Nota 3) Junta (ver Nota 1) Altura H nominal Boca de visita Quantidade Diâmetro Diâmetro dos furos Diâmetro externo Diâmetro interno Espessura (ver Nota 4) Notas: 1 - A junta deve ser de amianto comprimido. 2 - Ver Tabelas números 9 a A linha de centro deve passar no meio do intervalo entre dois parafusos. 4 - Aumentar a altura H quando necessário. 5 - Os tipos de flanges e pescoços, e sistemas de construção dos detalhes A, B e C são intercambiáveis. 6 - Podem ser adotados outros detalhes para as bocas de visita quando aprovados pelo comprador. Figura 7 - Boca de visita do costado

15 NBR 7821/ Tipos de anéis de contraventamento Os anéis de contraventamento podem ser de perfis estruturais, chapas, ou combinações desses elementos ligados por solda. O contorno externo dos anéis pode ser circular ou poligonal Restrições para os anéis de contraventamento a) o tamanho mínimo de uma cantoneira empregada isoladamente ou como parte componente de um anel de contraventamento deve ser 63 mm x 63 mm x 6,3 mm; a espessura mínima de qualquer chapa componente de um anel de contraventamento deve ser 6,3 mm; b) quando o anel estiver a mais de 600 mm abaixo do topo do costado, o tanque deverá ter no topo da última chapa, uma cantoneira de reforço de 63 mm x 63 mm x 6,3 mm para chapas de 4,7 mm ou 76 mm x 76 mm x 6,3 mm para chapas de maior espessura, ou outros reforços de momento resistente equivalente; c) os anéis de contraventamento sempre devem ter furos de drenagem adequado Anéis de contraventamento usados como passadiços a) os anéis, ou trechos dos mesmos, que forem usados habitualmente como passadiços, devem ter uma largura mínima de 60 mm (livre da projeção da cantoneira de reforço do topo do costado), devem estar localizados de preferência 1000 mm abaixo do topo do costado, e devem ter uma balaustrada no lado não protegido e nos seus extremos; b) salvo indicações em contrário na ordem de compra, os anéis de contraventamento não serão considerados como passadiços habituais Aberturas para passagem da escada no anel de contraventamento Quando se faz uma abertura no anel de contraventamento para a passagem de uma escada, o momento resistente da parte do anel externa à abertura, inclusive nos trechos de concordância, deve satisfazer o disposto no item O trecho do costado, adjacente a essa abertura, deve ser reforçado com uma barra ou cantoneira, com a aba maior no plano horizontal. O outro lado da abertura deve ser reforçado com uma barra ou uma cantoneira com a aba maior no plano vertical. A área da seção transversal desses reforços deve ser pelo menos, equivalente à área de seção transversal do trecho do costado incluído no cálculo do momento resistente do anel de contraventamento (item 6.4.1). Esses reforços, ou outros perfis estruturais, devem proporcionar uma rigidez suficiente em torno da abertura. Os perfis de reforço devem se estender, para ambos os lados da abertura, de uma distância pelo menos igual à largura mínima do reforço periférico do anel. Os perfis de reforço externos e laterais devem ser ligados entre si de forma tal a darem o máximo de resistência ao conjunto Suportes para anel de contraventamento Devem ser previstos suportes para o anel de contraventamento sempre que a largura horizontal do mesmo ultrapassar 16 vezes a espessura da chapa ou perfis de que forem compostos. Os suportes devem ser suficientes para resistir à carga estática e a eventuais sobrecargas especificadas pelo comprador. Entretanto, o espaçamento destes suportes não deve exceder de 24 vezes a largura da aba externa de compressão do perfil do anel Recomendações sobre as soldas Devem ser usadas soldas contínuas em todas as ligações que devido à sua posição possam acumular água ou umidade, que causarão corrosão e manchas de ferrugem no costado do tanque. Nas ligações entre si das diversas seções do anel de contraventamento, devem ser usadas soldas de topo de penetração total. 6.5 Projeto dos tetos dos tanques Definições São adotadas as seguintes definições sobre os tipos de tetos de tanques: a) teto cônico suportado, é um teto com a forma aproximada de um cone reto, cujo suporte principal consiste em terças apoiadas em vigas ou em colunas, ou apoiadas em treliças, com ou sem colunas; b) teto cônico autoportante, é um teto com a forma aproximada de um cone reto suportado apenas pela sua periferia, e cujas chapas sustentam-se a si mesmas sem o auxílio de vigas radiais ou poligonais; c) teto em abóbada autoportante, é um teto com a forma aproximada de uma calota esférica, suportado apenas pela sua periferia, e cujas chapas sustentam-se a si mesmas sem o auxílio de vigas radiais ou poligonais; d) teto em gomos autoportante, é uma variante do tipo anterior no qual qualquer seção horizontal é um polígono regular, com tantos lados quantas forem as chapas do teto; e suportado apenas pela sua periferia Generalidades a) todos os tetos e suas estruturas de apoio devem ser projetados para suportar sua carga morta mais uma carga viva uniforme não inferior a 60 kgf por metro quadrado de área projetada; b) as chapas do teto devem ter uma espessura mínima nominal de 4,7 mm; uma espessura maior pode ser necessária para tanques de tetos autoportantes; a sobreespessura para corrosão para chapas de tanques com tetos autoportantes deve ser adicionada à espessura calculada, a não ser quando especificado em contrário pelo comprador; a sobreespessura para corrosão para chapas de tetos suportados deve ser adicionada à espessura mínima nominal;

16 16 NBR 7821/1983 c) as chapas de tetos cônicos suportados não devem se apoiar diretamente sobre as colunas; d) todos os membros estruturais devem ter uma espessura igual ou superior a 4,4 mm; e) as chapas do teto devem ser unidas à cantoneira superior do tanque com uma solda de ângulo contínua somente no lado superior: - se a solda contínua entre as chapas do teto e a cantoneira de topo não exceder 5 mm e a inclinação do teto no ponto em que ele se liga à cantoneira superior não exceder 1 cm em 6 cm, a junta pode ser considerada frágil e, no caso de uma pressão interna excessiva, a solda romperá antes de o mesmo ocorrer com as juntas do costado do tanque ou com a junta entre o costado e fundo; o rompimento da solda entre a cantoneira superior e o teto do tanque poderá ser seguido de flambagem da cantoneira superior; - quando a dimensão da solda exceder 5 mm ou quando a inclinação do teto no ponto de união com a cantoneira superior é maior do que 1:6, um respiro de emergência deve ser instalado pelo comprador, de acordo com a norma API RP 2000 da American Petroleum Institute ; o fabricante deve providenciar uma conexão de acordo com o respiro fornecido. f) para todos os tipos de tetos suportados, as chapas podem ser reforçados por perfis soldados às mesmas; g) em nenhum caso as chapas do teto ou seus reforços podem ser soldados à estrutura de sustentação; h) estas regras não podem cobrir todos os detalhes de construção de tetos de tanques; desde que haja aprovação do comprador, o teto não precisa estar de acordo com os itens 6.5.4, 6.5.5, e 6.5.7; o fabricante deve fornecer um teto projetado e construído de forma a ser tão seguro quanto o exigido por esta Norma; atenção especial deve ser dada ao projeto com relação ao colapso por instabilidade Tensões admissíveis Todos os membros da estrutura devem ser dimensionados de forma que a soma das tensões estáticas máximas não exceda o seguinte: a) tração: - perfis laminados, área líquida, kgf/cm ; - solda de penetração total em áreas de chapas mais finas, kgf/cm b) compressão: - perfis laminados, com deflexão lateral restrita, kgf/cm ; - solda de penetração total em áreas de chapas mais finas, kgf/cm ; - colunas, sobre a área da secão, kgf/cm 2 : L para menor ou igual a r 1-2 L r Y 14,22 FS L para maior do que 120 e menor ou igual a r 131,7... para 1-2 L r ,22 1,6 - L r L r Onde: L r Y FS L 200 r maior do que 131, Y 2 1,6 - L 200 r = comprimento da coluna entre apoios laterais (m) = menor raio de giração da coluna (m) FS = fator de segurança = 5 3 L r L r Y = 1,0 (para seções de perfis laminados e ou seções tubulares com igual ou R maior que 0,015) Y = e e R e R... (para seções tubulares com 0,015) e R menor que = espessura da seção tubular, mm; 6 mm, mínimo para elementos principais em compressão e 4,7 mm, mínimo, para elementos secundários em compressão R = raio externo da seção tubular, mm Nota 1: Para elementos principais em compressão, L a razão não deve exceder 180. r Nota 2: Para elementos secundários em compressão a razão não deve exceder 200. L r

17 NBR 7821/ c) flexão - tração e compressão nas fibras extremas de perfis estruturais laminados ou soldados, com um eixo de simetria no plano do carregamento, onde o comprimento sem suporte lateral não é maior do que 13 vezes a largura da aba do perfil, a razão largura/espessura do flange em compressão não é maior do que 17, e a razão da altura da alma/espessura não é maior do que 70, em kgf/cm ; - tração e compressão nas fibras extremas de elementos assimétricos, onde o perfil é suportado lateralmente em intervalos não maiores do que 13 vezes a largura do flange em compressão, em kgf/cm ; - tração nas fibras extremas de outro perfis laminados, soldados, e vigas feitas de chapas, em kgf/cm ; - compressão nas fibras extremas de perfis laminados, vigas feitas de chapas, e perfis soldados tendo um eixo de simetria no plano do carregamento: o maior dos seguintes valores, em kgf/cm 2 ; que 60 vezes e (espessura da alma, em cm), ou quando a alma está adequadamente reforçada, em kgf/cm ; - sobre a área total de almas de vigas e longarinas, quando a alma não é reforçada, ocasionando que h é maior do que 60 vezes e, a maior tensão média de cisalhamento, V/A não deve exceder, em kgf/cm 2 ; Onde: h e 2 V = esforço total de cisalhamento, kgf A = área total, cm Tetos cônicos suportados a) todas as emendas das chapas do teto devem ser feitas por intermédio de cordões contínuos de soldas em ângulo, feitos apenas pela face superior e com dimensão igual à espessura das chapas que estão sendo soldadas; L ,040 r 2 ou Ld A f 1400 b) a declividade dos tetos cônicos suportados deverá ser de 1:15, a menos que um valor maior seja especificado pelo comprador; Onde: L = extensão do flange em compressão não suportado lateralmente, cm r = raio de giração da seção com relação a um eixo no plano do carregamento, cm d = altura da alma do perfil, cm A f = área do flange em compressão, cm 2 - compressão nas fibras extremas de outros perfis assimétricos, em kgf/cm 2 ; Ld A d) cisalhamento: f = solda de ângulo, de bujão, em rasgo, e solda de penetração parcial em junta chanfrada, todas computadas na área da garganta, em kgf/cm ; - sobre a área total de almas de vigas e longarinas, onde h (altura do perfil, em cm) não é maior do c) nos tetos com declividade superior a 1:6, ou em que a ligação das chapas do teto com a cantoneira de topo seja feita com solda com dimensão maior do que 5 mm, devem ser colocados respiros de emergência apropriados; d) as vigas radiais devem ser espaçadas de forma que, no anel mais externo, seus centros não estejam espaçados de mais do que 2,5 m, medidos ao longo da circunferência do tanque; o espaçamento nos anéis internos não deve ser maior do que 2,2 m; e) os elementos estruturais, utilizados como vigas radiais, podem ser de perfis laminados ou fabricados de chapas, devendo em todos os casos atender ao que estabelecem os itens 6.5.2, e desta Norma; pode-se considerar que as vigas radiais que estejam em contato direto com as chapas do teto que lhes transmitem cargas, tenham apoio lateral adequado em conseqüência do atrito entre as chapas do teto e as abas sob compressão dessas vigas, exceto nos seguintes casos: - treliças usadas como vigas radiais; - vigas radiais que tenham altura nominal superior a 380 mm; - vigas radiais que tenham declividade superior a 1:6.

18 18 NBR 7821/1983 f) as colunas e vigas do teto devem ser feitas de perfis estruturais laminados; podem também ser feitas de tubo de aço ou de perfis de chapa dobrada desde que aprovado pelo comprador; quando as colunas forem feitas de tubos deve haver selagem ou um dispositivo adequado de drenagem e ventilação, a critério do comprador; g) os suportes para as vigas radiais mais externas devem ser soldados ao costado do tanque; devem ser soldadas guias no fundo do tanque, para evitar movimentos laterais das bases das colunas Tetos cônicos autoportantes Os tetos cônicos autoportantes devem satisfazer os seguintes requisitos, correspondentes a uma sobrecarga de 60 kgf/m 2 : θ máxima: 37 θ mínimo: 10 Nota: Os tetos autoportantes abobadados ou em gomos nos quais as chapas do teto sejam reforçadas por perfis soldados às mesmas não precisam estar de acordo com a espessura mínima indicada na fórmula acima, embora tenham que ter espessura igual ou superior a 4,5 mm. A área da seção da cantoneira de topo, em cm 2, somada às áreas das seções do costado e do teto até as distâncias de 16 vezes suas espessuras, medidas a partir do ponto de união mais remoto entre a cantoneira superior e o costado, deve ser igual ou maior que: Onde: DR 30 D = diâmetro nominal do tanque, em mm R = raio de curvatura do teto, em m e = mín. D 5,64 sen e máx. = 12,5 mm 4,5 mm e = espessura nominal da chapa, em mm Ligação da cantoneira de topo do costado para tetos autoportantes Nota: Os tetos cônicos autoportantes nos quais as chapas do teto sejam reforçadas por perfis soldados às mesmas não precisam estar de acordo com a espessura mínima indicada na fórmula acima, embora tenham que ter espessura igual ou superior a 4,5 mm. a) as seções da cantoneira de topo do costado devem ser ligadas entre si por soldas de topo de penetração total, não havendo necessidade de serem aplicados os fatores de eficiência de solda; A área da seção da cantoneira de topo, em cm 2, somada às áreas das seções do costado e do teto até as distâncias de 16 vezes suas espessuras, medidas a partir do ponto de união mais remoto entre a cantoneira superior e o costado, deve ser igual ou maior que: Onde: 2 D 60 tan θ = ângulo do cone do teto com a horizontal, em graus D = diâmetro nominal do tanque, em metros e = espessura nominal das chapas do teto, em mm Tetos autoportantes abobadados e em gomos Os tetos autoportantes abobadados e em gomos devem satisfazer aos seguintes requisitos, correspondentes a uma sobrecarga de 60 kgf/m 2 : R mín = 0,8 D R máx = 1,2 D e = min. R 2,82 e máx = 12,5 mm 4,5 mm b) nos tetos autoportantes, a critério do fabricante, as bordas das chapas do teto podem ser dobradas na horizontal de forma a possibilitar um maior contato com a aba da cantoneira de topo, facilitando assim as condições de solda; c) nos tetos com declividade superior a 1:6, ou naqueles com qualquer declividade, quando a dimensão da solda entre o teto e a cantoneira de topo exceder a dimensão de 5 mm, devem ser previstos respiros de emergência de acordo com a norma API RP 2000 do American Petroleum Institute. 6.6 Conexões e acessórios para tanques Geral a) as conexões e acessórios instalados nos tanques construídos de acordo com esta Norma devem obedecer aos requisitos indicados a seguir, exceto quando o comprador aprovar alternativas de projetos que sejam equivalentes em resistência, funcionamento e estanqueidade e esta exceção não se aplica às portas de limpeza, as quais devem estar de acordo com o especificado no item Conexões com o fundo do tanque são permitidas desde que em comum acordo entre comprador e fabricante no que diz respeito a detalhes que garantam resistência, estanqueidade e utilidade equivalentes às conexões do costado mostradas nesta

19 NBR 7821/ Norma; as conexões e acessórios que satisfaçam o Anexo E desta Norma são aceitos como alternativas; b) os cortes feitos a serra ou a maçarico nas bocas de visita, bocais, chapas de reforço, e aberturas do costado devem ser esmerilhados e as arestas arredondadas. Quando a superfície do corte for completamente coberta por uma solda, dispensase o arredondamento; c) a quantidade e tamanho das bocas de visita, portas de limpeza e drenos de fundo varia muito conforme as dimensões dos tanques, o produto armazenado e a prática do usuário; a título de sugestão, as Tabelas 6 e 7 apresentam valores médios aceitáveis de diâmetros e quantidades desses acessórios; d) todo tanque deve obrigatoriamente ser provido de, pelo menos, uma boca de visita no costado, uma boca de visita no teto, um dreno, um respiro e uma escada externa de acesso ao teto; no caso de tanques com teto flutuante outras exigências mínimas devem ser feitas, conforme indicado no Anexo D Bocas de visita no costado a) as bocas de visita no costado devem estar de acordo com a Figura 7 e com Tabelas 8 a 12; as chapas de reforço, ou cada um dos seus segmentos, devem ter um pequeno furo com rosca de 6,0 mm, para detecção de vazamento das soldas internas; este furo deve estar localizado próximo à linha de centro horizontal, deve abrir para a atmosfera, e permanecer aberto após o teste hidrostático do tanque; b) as bocas de visita podem ser fabricadas por soldas ou feitas com chapas prensadas; as dimensões indicadas nas Tabelas 8 a 12 abrangem ambos os tipos de construção; estas dimensões são baseadas nas espessuras mínimas de pescoço exigidas para o tipo de fabricação soldada, e já incluem a tolerância necessária para o adelgaçamento das chapas em conseqüências da prensagem; c) o diâmetro máximo da abertura feita no costado deve ser: - fabricação soldada, o diâmetro interno da boca de visita mais duas vezes a espessura da chapa do pescoço mais 25 mm; - fabricação prensada, o diâmetro interno da boca de visita mais quatro vezes a espessura da chapa do pescoço mais 25 mm. d) nas Tabelas 8 a 12 estão relacionadas dimensões típicas para bocas de visita de 508 mm (20"), 610 mm (24"), 762 mm (30"), 914 mm (36"), para ambos os tipos de construção Bocais do costado a) os bocais do costado devem estar de acordo com as Figuras 8-a), 8-b) e 11 e com as Tabelas 13, 14 e 15; as chapas de reforço ou cada um de seus segmentos, devem ter um pequeno furo com rosca de 6,0 mm, para a detecção de vazamento das soldas internas; este furo deve estar localizado próximo à linha de centro horizontal, deve abrir para a atmosfera, e permanecer aberto após o teste hidrostático do tanque; b) os detalhes e dimensões aqui especificados referem-se aos bocais instalados com o eixo perpendicular à chapa do costado; os bocais podem ser instalados também como o eixo no plano horizontal formando um ângulo diferente de 90 o com o costado; neste caso, entretanto, a largura da chapa de reforço (dimensão W da Figura 8-a) e Tabela 10) deverá ser aumentada de uma distância igual ao aumento sofrido pela corda horizontal do corte na chapa (dimensão D p da Figura 8-a) e da Tabela 10) quando o referido corte passar de circular para elíptico, em conseqüência do ângulo de inclinação; os bocais até 76 mm de diâmetro nominal, não ligados a tubulações, destinados a termômetros, tomadas de amostras e outras finalidades, podem ser instalados em ângulos até 15 o com a perpendicular ao costado, no plano vertical, sem modificações na chapa de reforço; c) a linha de centro vertical do flange deve obrigatoriamente passar pelo centro do intervalo entre dois furos consecutivos do flange; d) chama-se atenção para o fato de que as tubulações ligadas aos bocais dos tanques podem em certas condições transmitir esforços consideráveis ao costado do tanque, devido principalmente aos pesos e às reações de dilatações térmicas; em todos os casos, em vez de reforçar os bocais do tanque, é sempre preferível fazer um projeto adequado das tubulações externas, de forma que os pesos sejam devidamente suportados, e as reações de dilatação sejam mantidas dentro de limites razoáveis; os esforços das tubulações externas sobre os bocais do costado podem se tornar bastante graves nos tanques cujas bases sofrem grandes recalques, porque nesse caso pode ocorrer um desnivelamento sério entre o tanque e os suportes de tubulação, ficando a parcela dos esforços suportados pelos bocais muito aumentada; por esse motivo, sempre que forem esperados grandes recalques na base do tanque, recomenda-se que as extremidades das tubulações sejam sustentadas por um suporte solidário ao próprio tanque, para evitar o desnivelamento entre o tanque e o suporte de tubulação próximo a ele; essa recomendação é importante principalmente quando as tubulações forem de grande diâmetro e pouca flexibilidade e a chapa do tanque de pouca espessura; sempre que forem esperados esforços acima dos usualmente encontrados, o fabricante deve receber do comprador informações sobre o valor dos esforços previstos.

20 20 NBR 7821/1983 Tabela 6 - Quantidade e tamanho dos acessórios para tanque de petróleo e produtos escuros Acessórios Diâmetro do tanque (m) Bocas de visita Bocas de visitas Portas de limpeza Drenos de (costado) (teto) fundo Quantidade Diâmetro Quantidade Diâmetro Quantidade Dimensões Quantidade Tamanho nominal nominal (mm) do tubo (mm) (mm) Até 7, x (*) 7,5 a x (*) 27 a x (*) a x a x (*) Veja Tabela 22. Tabela 7 - Quantidade e tamanho dos acessórios para tanques de produtos claros Acessórios Diâmetro do tanque (m) Bocas de visita Bocas de visitas Portas de limpeza Drenos de (costado) (teto) fundo Quantidade Diâmetro Quantidade Diâmetro Quantidade Dimensões Quantidade Tamanho nominal nominal (mm) do tubo (*) (mm) (mm) Até 7, x ,5 a x a x a x a x (*) Veja Tabela 22.