Instalação de tanques criogênicos: localização, fundação e distâncias livres

Os requisitos de instalação de tanques criogênicos abrangem uma fundação de concreto que suporte a carga, distâncias de separação, acesso da cisterna para enchimento, ventilação em zonas fechadas e aterramento. As distâncias exatas são definidas pela regulamentação nacional e pela norma aplicável, por isso deve confirmá-las localmente antes de concretar.

A maioria dos atrasos num projeto de tanque criogênico não é causada pelo tanque. É causada por um local que não está pronto: uma laje de concreto com dimensões erradas, um portão que a cisterna de entrega não consegue transpor ou uma distância livre que a autoridade local não aceita.

Este guia indica o que preparar antes da chegada do tanque e que informação a KAF Cryogenics fornece para que os seus projetistas civis e elétricos possam projetar o local corretamente de primeira.

Quais são os principais requisitos de instalação de tanques criogênicos?

Um tanque de armazenamento criogênico é um equipamento sob pressão pesado e isolado a vácuo, cheio por cisterna rodoviária e ligado a um vaporizador e às tubulações de processo. A instalação tem, por isso, uma componente civil, uma componente de implantação e uma componente elétrica, e cada uma delas tem de ficar resolvida antes da entrega.

• Fundação dimensionada para o peso total em serviço do tanque, incluindo ações sísmicas e do vento
• Distâncias de separação em relação a edifícios, limites de propriedade, zonas ocupadas e fontes de ignição, conforme exigido pela regulamentação aplicável ao seu local
• Um percurso e uma zona de estacionamento que a cisterna de entrega possa utilizar em segurança, incluindo espaço de manobra
• Ventilação quando o tanque ou a descarga da sua purga se situam numa área fechada ou parcialmente fechada
• Retenção ou uma superfície de derrame definida quando o produto e as regras locais o exigirem
• Aterramento e equipotencialização do tanque, das tubulações e do ponto de enchimento
• Sinalização, controle de acessos e proteção contra o impacto de veículos

O dimensionamento vem primeiro, porque a capacidade e a classe de pressão determinam o peso, a área de implantação e a disposição das ligações. Se a capacidade ainda estiver em aberto, o nosso guia sobre como dimensionar um tanque de armazenamento criogênico explica o método antes de assumir um projeto civil.

Que fundação precisa um tanque de armazenamento criogênico?

Um tanque criogênico vertical concentra uma carga elevada numa área de implantação reduzida. A fundação é normalmente uma laje ou uma viga anelar de concreto armado, projetada por um engenheiro civil a partir das cargas fornecidas pelo fabricante. Não é uma laje genérica e não deve ser concretada antes de emitido o desenho do equipamento.

• Peso em vazio, peso total em serviço e peso de ensaio, uma vez que a carga de um ensaio hidrostático pode exceder a carga em serviço
• Disposição da base ou dos pés, mapa de furação e dimensões dos chumbadores
• Altura e diâmetro totais para as ações do vento e para a folga de elevação
• Posições das tubuladuras e das ligações, para que as tubulações e os percursos de cabos não fiquem bloqueados pela laje

A laje tem de estar nivelada dentro da tolerância indicada no manual de instalação e completamente curada antes da elevação. As condições do terreno, a profundidade de gelo e a classificação sísmica são definidas pelo engenheiro responsável pelo local e não pelo fornecedor do tanque. Os tanques horizontais distribuem a carga por selas e se adequam muitas vezes a terrenos mais fracos ou a limitações de altura, como explica a nossa comparação entre tanques criogênicos verticais e horizontais.

Como se determinam as distâncias de separação e as distâncias livres?

Não existe uma distância de separação universal para um tanque criogênico. As distâncias livres exigidas a edifícios, limites de propriedade, fontes de ignição, portas e tomadas de ar são definidas pela regulamentação nacional aplicável no local da instalação e pela norma segundo a qual a instalação é projetada. Variam com o produto armazenado, com a capacidade e com o que se encontra junto ao tanque.

O procedimento correto é, por isso, estabelecer primeiro o conjunto de regras aplicável e só depois projetar a implantação, em vez de copiar um valor de outra instalação ou de outro país.

• Identifique a regulamentação e a norma que regem o local, bem como a autoridade que a irá aprovar
• Confirme a classificação do produto, uma vez que o oxigênio, os gases inertes e os produtos inflamáveis como o GNL e o GLP têm tratamentos diferentes
• Estabeleça as distâncias livres a edifícios ocupados, limites de propriedade e vias de acesso público
• Estabeleça as distâncias livres a fontes de ignição, equipamento elétrico, sarjetas, poços e aberturas abaixo do nível do solo
• Verifique onde podem terminar as descargas de purga e de segurança e o que tem de ser mantido afastado delas
• Confirme o requisito por escrito junto à autoridade competente antes de fechar a implantação

Há dois pontos específicos de produto que vale a pena assinalar desde cedo. O oxigênio enriquece a atmosfera em torno de qualquer vazamento ou descarga, por isso combustíveis, óleos e fontes de ignição são mantidos afastados da zona do tanque. O GNL e o GLP trazem a sua própria classificação de área perigosa. Nenhum destes aspectos substitui o requisito local. Se o seu projeto envolver vários recipientes, o nosso guia de implantação de parques de tanques trata do agrupamento e do espaço para expansão.

Que acesso necessita a cisterna de entrega?

Um tanque estacionário é reabastecido por um semirreboque cisterna ou por um bobtail, que tem de chegar ao ponto de enchimento, permanecer em segurança durante a transferência e voltar a sair. O acesso é o requisito mais frequentemente descoberto tarde demais, porque a laje é projetada em torno do tanque e não em torno do veículo.

• Largura do portão, largura da via interna e raio de giro para um veículo articulado
• Capacidade de carga do pavimento ao longo do percurso de entrega e na posição de estacionamento
• Gabarito em altura, incluindo cabos, coberturas e pontes de tubulações
• Distância entre a posição da cisterna e a ligação de enchimento, compatível com o comprimento de mangueira transportado
• Uma posição de estacionamento que não bloqueie o acesso de emergência durante a transferência
• Calços, balizadores ou barreiras onde seja exigida proteção contra impacto

Pergunte ao seu fornecedor de gás qual o veículo que servirá o local e projete o acesso em função desse veículo.

Quando é exigida ventilação em zonas interiores ou fechadas?

Os tanques criogênicos são normalmente instalados no exterior. A razão é simples: o nitrogênio e o árgon são incolores e inodoros, e um pequeno volume de líquido produz um grande volume de gás, por isso, num espaço fechado, uma descarga ou um vazamento pode deslocar o oxigênio sem qualquer aviso para quem está por perto. A instalação no exterior permite que esse gás se disperse.

• Ventilação dimensionada para o volume fechado e para a liberação credível, projetada por um engenheiro da especialidade
• Monitoramento de oxigênio com alarmes onde haja pessoal que possa entrar numa área que se torne deficiente em oxigênio
• Linhas de purga e de segurança encaminhadas para um local exterior seguro, afastado de portas, janelas e tomadas de ar
• Ausência de pontos baixos, poços ou valas onde o vapor frio e denso se possa acumular
• Procedimentos de entrada e sinalização para qualquer espaço classificado como espaço confinado

O perigo subjacente é explicado no nosso artigo sobre deficiência e enriquecimento de oxigênio em serviço criogênico. Quem especificar uma instalação interior ou parcialmente fechada deve lê-lo antes de fechar a implantação.

Que retenção, aterramento e instrumentação são necessárias?

Os líquidos criogênicos evaporam rapidamente em vez de se acumularem como um derrame de combustível, por isso a filosofia de retenção difere da de um parque de tanques de petróleo. Alguns produtos e algumas jurisdições continuam a exigir uma área de derrame definida ou um sistema de drenagem, e as instalações de GNL e de GLP são tratadas segundo regras próprias. Confirme este ponto junto à mesma autoridade que define as suas distâncias de separação.

• Uma superfície não combustível sob o tanque e à sua volta, mantida livre de óleo, gordura e vegetação
• Superfície do solo e drenagem projetadas de modo a que o líquido criogênico não possa correr para sarjetas, poços ou porões
• Proteção do concreto e das estruturas adjacentes contra a fragilização pelo frio provocada por derrames
• Aterramento da estrutura do tanque e equipotencialização entre o tanque, as tubulações e o ponto de aterramento da cisterna
• Proteção contra descargas atmosféricas quando a avaliação de riscos do local a exigir
• Equipamento adequado à classificação de área perigosa quando é armazenado GNL ou GLP
• Cabeamento de energia e de sinal para a instrumentação de nível e de pressão, além de iluminação no ponto de enchimento

Se pretende acrescentar monitoramento remoto de nível, passe o cabeamento durante a instalação em vez de instalá-lo mais tarde. O nosso artigo sobre telemetria de tanques criogênicos explica o que o sistema mede e o que verificar num tanque já existente.

O que fornece a KAF Cryogenics para o projeto do local?

A KAF Cryogenics fornece o equipamento e a informação técnica de que os seus projetistas precisam. Não substituímos o engenheiro local nem a autoridade competente, e não indicamos distâncias de separação como se fossem regra universal, porque essas são definidas no local onde o tanque é instalado.

• Desenhos de disposição geral e de fundação, com dimensões e detalhes de ancoragem
• Pesos em vazio, em serviço e de ensaio para o projeto civil
• Lista de tubuladuras, dimensões das ligações e respectivas orientações para o projetista de tubulações
• Pressão de projeto, temperatura de projeto e dados do fluido de serviço
• O processo de certificação do recipiente: PED 2014/68/EU ou ASME conforme aplicável, com a EN 13458 para recipientes estáticos isolados a vácuo
• Documentação de instalação, comissionamento e operação

As duas vias de fornecimento incluem a mesma documentação. Um tanque novo é construído segundo a sua especificação, e um tanque de segunda mão certificado é inspecionado, ensaiado por NDT, submetido a ensaios de vácuo e de pressão, e vendido com dossiê documental e garantia escrita. Quando o calendário é apertado, uma unidade usada certificada pode ser expedida de estoque em semanas, em vez dos meses que a fabricação nova normalmente exige, o que muitas vezes decide se o caminho crítico é a obra civil ou o equipamento.

Assim que o tanque estiver sobre a sua fundação, o passo seguinte é a purga, o resfriamento e o primeiro enchimento, tratados no nosso guia de comissionamento.

Perguntas frequentes

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