Norma oficial Mexicana nom-046-sct2/1998, Características y especificaciones para la construcción y reconstrucción de los contenedores cisterna destinados al transporte multimodal de gases licuados a presión no refrigerados




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5.1.12.2 El aislamiento térmico debe diseñarse de forma que no entorpezca al acceso a los accesorios ni a los dispositivos de descarga.

5.1.12.3 Según los materiales de construcción o los métodos de fabricación, se puede requerir un tratamiento térmico después de la soldadura o un tratamiento de reducción de los esfuerzos después de
la conformación.

5.2 Relativas a la sección transversal.

5.2.1 Los contenedores cisterna deben tener una sección transversal circular.

5.2.2 Los contenedores cisternas destinados al transporte multimodal deben ser proyectados y construidos de forma que resistan una presión de prueba de al menos 1.3 veces la PMTP. En la tabla 1 se indican algunos requisitos específicos para determinados materiales. También hay que tener en cuenta los requisitos relativos al espesor mínimo de la placa del depósito indicados en el apartado 5.3.

5.2.3 Al elegir los materiales y al determinar el espesor de las paredes se deben tener en consideración las temperaturas máximas y mínimas de llenado y de servicio, como el riesgo de fracturas por tensión.

5.2.4 En la prueba de presión, al esfuerzo en el punto sometido al máximo esfuerzo del depósito del contenedor cisterna no debe exceder de los límites, en función de los materiales que se indican
a continuación:

a) En el caso de los metales y aleaciones que tengan un límite de elasticidad claramente definido o que se caractericen por un límite de elasticidad convencional garantizado Re (generalmente 0.2% de alargamiento permanente; en el caso de aceros austeníticos, 1% de alargamiento permanente), el esfuerzo no debe exceder del más bajo de estos valores: 0.75 Re o 0.50 Rm.

b) En el caso del acero, el alargamiento porcentual de rotura no debe ser menor de 1.000/Rm, estando Rm expresado en decanewtons/mm2, con un mínimo absoluto del 20%; en el caso del aluminio, el alargamiento porcentual en la ruptura, no debe ser inferior a 1.000/6 Rm; estando Rm expresado en decanewtons/mm2, con un mínimo absoluto del 12%.

5.2.5. Se debe observar que las muestras utilizadas para determinar el alargamiento en la rotura deben tomarse perpendicularmente a la dirección del laminado y fijarse de manera que:
Lo = 5 d,

o



Donde:

Lo = Longitud de la muestra antes de la prueba;

d = Diámetro;

A = Superficie de la sección transversal de la muestra.

5.3 Relativo al espesor mínimo de la placa del depósito.

5.3.1 Los contenedores cisterna deben ser construidos conforme a la reglamentación para los recipientes a presión. Las dimensiones que se indican en los párrafos siguientes tienen en cuenta la existencia de espesores estándares para las placas.

5.3.2 Los contenedores cisterna cuyo diámetro no sea superior a 1.80 m (6 pies), en las partes cilíndricas de los depósitos y los extremos de los contendores deben tener al menos 5 mm (3/16 de pulgada) de espesor si son de acero al carbón, o un espesor equivalente si son de otro metal. Los contenedores cisterna cuyo diámetro exceda de 1.80 m (6 pies), deben tener al menos 6 mm (1/4 de pulgada) de espesor si son de acero dulce o un espesor equivalente si son de otro metal. Las partes cilíndricas y los extremos de todos los contenedores cisterna deben tener al menos 4 mm (5/32 de pulgada) de espesor, sea cual fuere el material empleado en su construcción.

5.3.3 En el caso de un metal distinto del acero dulce que tenga una resistencia a la tracción mínima garantizada de 37 decanewtons/mm2 y un alargamiento porcentual mínimo garantizado de 27, el espesor equivalente, al prescrito en el 5.3.2 se determinará mediante la ecuación siguiente:



Donde:

e1 = Espesor equivalente requerido del metal que se utilice.

e0= Espesor mínimo prescrito para el acero dulce en el párrafo 5.3.2.

Rm1 = Resistencia a la tracción mínima garantizada del metal que se utilice.

A1 = Alargamiento porcentual mínimo garantizado en la rotura por tracción del metal que se utilice (véase párrafo 5.2.3).

5.3.3.1 El espesor de la placa en cualquier parte del depósito no debe en ningún caso ser inferior al indicado en el apartado 5.3.2.

5.3.4 El espesor de la placa no debe cambiar bruscamente en la unión de la parte superior y del fondo, y en ningún caso el espesor de la placa y la unión será inferior al prescrito en el inciso 5.2.4.

5.4 Relativo a los componentes

5.4.1 Los componentes (válvulas, accesorios, dispositivos de seguridad, indicadores, etc.). Deben estar dispuestos de forma que no corran el riesgo de ser arrancados o dañados durante el transporte y la manipulación. Si la unión entre el bastidor y el depósito permite un movimiento relativo de esos submontajes, los componentes deben estar sujetos de forma que ese juego no produzca ningún daño a los elementos de trabajo. La protección de los componentes debe ofrecer un grado de seguridad comparable a la del depósito.

5.4.2 Todos los orificios del depósito con diámetro mayor a 1.5 mm, excepto aquellos que son para válvulas de seguridad, las aberturas para inspección u orificios para purga cerradas, deben estar provistos
de tres dispositivos de cierre independientes entre sí y colocados en serie, siendo el primero una válvula
de cierre interna, una válvula de restricción de flujo o un dispositivo equivalente, el segundo será una válvula de cierre externa y el tercero una brida ciega o un dispositivo equivalente.

5.4.2.1 Las válvulas de restricción del flujo deben montarse de manera que su asiento esté situado dentro del depósito, o dentro de una brida soldada si están montadas en el exterior. Sus sistemas de montaje deben estar diseñados de manera que en caso de choque conserven su eficacia.

5.4.2.2 Las válvulas de restricción del flujo deben diseñarse y montarse de manera que se cierren automáticamente cuando se alcance la velocidad de flujo especificada por el fabricante. Las conexiones y accesorios de conducción hacia las válvulas o provenientes de ellas, deben tener capacidad para un flujo mayor que el flujo medido para la válvula de restricción.

5.4.3. En el caso de las aberturas de llenado y descarga, el primer dispositivo de cierre debe ser una válvula de cierre interna y el segundo una válvula de cierre colocada en una posición accesible en cada tubería de llenado y/o de descarga.

5.4.4 En el caso de las aberturas de llenado y de descarga de las cisternas destinadas al transporte de gases inflamables y/o tóxicos, la válvula de cierre interna debe ser un dispositivo de seguridad de cierre instantáneo que se cierre automáticamente si la cisterna experimenta un movimiento anormal o está envuelta en llamas. Este dispositivo también debe poder accionarse mediante control remoto.

5.4.5 Los depósitos de los contenedores cisterna destinados al transporte de gases licuados, además de las aberturas de llenado, de descarga y de igualación de la presión de los gases, pueden estar provistos de aberturas en las que se puedan montar indicadores, termómetros y manómetros. Las conexiones de esos instrumentos deben hacerse mediante boquillas o cámaras soldadas adecuadamente y no mediante boquillas roscadas al depósito.

5.4.6. El contenedor cisterna debe estar provisto de una abertura suficientemente grande para permitir su inspección interna.

5.4.7 Los accesorios exteriores deben estar agrupados.

5.4.8 Todas las conexiones de la cisterna deben llevar inscripciones que indiquen claramente la función de cada una.

5.4.9 Las válvulas de cierre de cuerda fina deben cerrarse por rotación en el sentido de las manecillas
del reloj.

5.4.10 Todas las tuberías deben ser de un material apropiado. Las uniones de las tuberías deben estar soldadas. No se deben utilizar metales no maleables para la fabricación de las válvulas o de los accesorios. La resistencia a la explosión de todas las tuberías y de todos sus accesorios debe ser de al menos el cuádruple de la PMTP y de al menos el cuádruple de la resistencia correspondiente a la presión a la que la cisterna puede estar sometida en servicio por la acción de una bomba u otro dispositivo (excepto las válvulas de alivio de presión), que pueden someter ciertas partes de las tuberías a presiones superiores a la PMTP.

En todos los casos se deben tomar medidas para evitar que las tuberías se deterioren por la dilatación y la contracción térmica, los choques y las vibraciones.

5.4.11 Los contenedores cisterna destinados al transporte de gases inflamables deben ser puestos eléctricamente a tierra.

5.4.12 En el caso de ciertos gases indicados en la tabla 1, no está permitido que el depósito tenga aberturas por debajo del nivel del líquido, cualquiera que sea su finalidad.

5.5 Relativas a los dispositivos de alivio de presión.

5.5.1 Los contenedores cisterna deben estar provistos de uno o varios dispositivos de alivio de presión del tipo de resorte. No están permitidos los discos frágiles que no estén montados en serie con un dispositivo de alivio de presión del tipo resorte. Las válvulas deben abrirse automáticamente a una presión mayor
a la PMTP y deben estar completamente abiertas a una presión no menos de 110% y no más de 138% a
la PMTP. Las válvulas deben cerrarse, después de la descarga, a una presión no menor al 10% abajo de
la presión a la que empieza la descarga y deben permanecer cerradas a todas las presiones más bajas.
Las válvulas de alivio de presión deben ser de un tipo que resista los esfuerzos dinámicos, incluidos los debidos al movimiento del líquido.

5.5.2 Los dispositivos de alivio de presión deben estar diseñados de manera que impidan la entrada de objetos extraños, los escapes de gas y todo aumento peligroso de la presión.

5.5.3 Los depósitos de las cisternas destinadas al transporte de ciertos gases que se indican en la tabla 1 deben tener un dispositivo de alivio de presión aprobado en la norma correspondiente. Excepto en el caso de las cisternas destinadas especialmente al transporte de algún tipo de material que estén provistas de una válvula de alivio aprobada, que esté construida con materiales compatibles con la carga, tal dispositivo debe consistir en una válvula de resorte precedida de un disco de ruptura frágil. En el espacio comprendido entre el disco de ruptura frágil y la válvula se debe montar un manómetro u otro indicador adecuado. Este sistema permite detectar la rotura, perforación o falla de hermetismo del disco, que pueda causar el mal funcionamiento del dispositivo de alivio de presión. En este caso, el disco frágil debe romperse a la presión de inicio de descarga de la válvula de alivio.

5.5.4 El dispositivo de seguridad debe funcionar solamente si se produce una elevación excesiva de la temperatura, de manera que la cisterna no se vea sometida durante el transporte a variaciones excesivas de la presión ocasionadas por las operaciones de manipulación.

5.5.5 La capacidad total de salida de todos los dispositivos de alivio de presión, en condiciones en que la cisterna esté completamente envuelta en llamas, debe ser suficiente para que la presión (incluida la presión acumulada) en el depósito no sea superior a 1.1 veces la PMTP. Para alcanzar la capacidad total de salida prescrita, se deben utilizar dispositivos de alivios de presión del tipo de resorte.

5.5.6 Para determinar la capacidad total requerida de los dispositivos de reducción de la presión, que puede considerarse igual a la suma de las capacidades de cada uno de ellos, se puede utilizar una de las siguientes fórmulas equivalentes:



Donde:

Q = Flujo mínimo requerido de descarga (en m3/h), a condiciones estándar de temperatura 15.6°C y presión 1 atm;

A = Superficie externa total del depósito (en m2);

L = Calor latente de vaporización (en cal/g);

Z = Coeficiente de compresibilidad del vapor (en g, m y °K);

T = Temperatura absoluta en °K (°C + 273) a la condición de alivio de presión;

M = Peso molecular del vapor en g;

C = Constante dependiente de la relación entre los calores específicos del vapor, ver 5.5.7;

F = Coeficiente de aislamiento, igual a 1 en el caso de las cisternas sin aislamiento e igual a:



en contenedores aislados, donde t es la temperatura en °C del gas o vapor dentro de la cisterna, cuando el dispositivo de alivio esté funcionando;

U = Conductividad térmica del aislamiento a 311°K (en gcal/h.m2.°K), que debe estar en función del espesor del aislamiento.



Donde:

Q = Flujo mínimo requerido de descarga (en pies cúbicos por hora), a una temperatura de 60°F y presión absoluta de 14,7 lb/pulg2;

A = Superficie externa total del depósito (en pies cuadrados);

L = Calor latente de vaporización (en unidades térmicas británicas) (BTU) por libra (BTU/lb);

Z = Coeficiente de compresibilidad del vapor (en libras, pies y °F);

T = Temperatura absoluta (en grados Rankin (°F + 460) en condiciones de alivio de presión);

M = Peso molecular del vapor (en libras);

C = Constante dependiente de la relación entre los calores específicos del vapor; ver 5.5.7 (horas y °F);

F = Coeficiente de aislamiento, igual a 1 en el caso de las cisternas sin aislamiento e igual a:



En el caso de las cisternas aisladas, siendo t la temperatura en °F del vapor o gas en la cisterna cuando el dispositivo de alivio esté funcionando;

U = Conductividad térmica del aislamiento a 100°F (en unidades térmicas británicas por hora, pie2 y °F) (BTU/hp2 °F), que debe estar en función del espesor del aislamiento.

5.5.7 "C" es una constante obtenida mediante la ecuación siguiente como función de la relación entre los calores específicos;




K C

K C

K C

1.00 315

1.02 318

1.04 320

1.06 322

1.08 324

1.10 327

1.12 329

1.14 331

1.16 333

1.18 335

1.20 337

1.22 339

1.24 341

1.26 343

1.28 345

1.30 347

1.32 349

1.34 351

1.36 352

1.38 354

1.40 356

1.42 358

1.44 359

1.46 361

1.48 363

1.50 364

1.52 366

1.54 368

1.56 369

1.58 371

1.60 372

1.62 374

1.64 376

1.66 377

1.68 379

1.70 380

2.00 400

2.20 412

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