Los tanques de plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) son recipientes compuestos de almacenamiento o de proceso diseñados en función del servicio químico, la temperatura, las cargas y las condiciones de instalación. El término describe una familia de materiales, no un único tipo de tanque estándar. La selección de la resina, la barrera anticorrosiva, el laminado estructural y la geometría del recipiente deben corresponder al proyecto.
Si está especificando un recipiente industrial de almacenamiento, consulte las capacidades de Troy Dualam para tanques a medida de PRFV y de laminado dual. Este artículo explica el material y la información que un ingeniero o comprador debe definir antes de la adquisición.
¿Qué es un tanque de PRFV?
PRFV significa plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP, por sus siglas en inglés). El refuerzo de fibra de vidrio aporta resistencia y rigidez, mientras que una resina termoestable aglutina el refuerzo y contribuye al desempeño químico y térmico del material compuesto.
GRP significa glass-reinforced plastic (plástico reforzado con vidrio). En la práctica industrial, FRP y GRP suelen referirse al mismo material compuesto en términos generales; FRP es el término que se usa con mayor frecuencia en las especificaciones norteamericanas.
Cómo se construye un tanque de PRFV
Un tanque convencional de PRFV suele tener zonas con funciones diferentes, en lugar de una pared uniforme.
Barrera anticorrosiva en la cara en contacto con el proceso
La barrera anticorrosiva en la cara en contacto con el proceso es un laminado integral rico en resina que suele comprender un velo de superficie interior y una capa interior de refuerzo discontinuo de fibra de vidrio. Es funcionalmente distinta del laminado estructural. La resina, el velo, la secuencia del refuerzo y el espesor se seleccionan para el medio almacenado; el nombre del producto químico por sí solo no es suficiente, porque la concentración, la temperatura, los contaminantes, los sólidos, los fluidos de limpieza y las condiciones anormales pueden afectar la idoneidad de los materiales.
Laminado estructural
El laminado estructural soporta las cargas mecánicas. Su diseño puede considerar la carga hidrostática del líquido, la gravedad específica, la presión o el vacío, el viento, la demanda sísmica, las condiciones de apoyo, las cargas de las boquillas y tuberías, el izaje, el transporte y otras fuerzas específicas del proyecto.
Superficie exterior
La superficie exterior se acaba de acuerdo con el entorno de instalación, incluida la exposición a la intemperie cuando corresponda. La protección exterior no sustituye un diseño correcto, la inspección ni los controles de operación.
PRFV convencional frente a construcción de laminado dual
En un tanque convencional de PRFV, una barrera anticorrosiva integral y rica en resina protege la cara en contacto con el proceso, mientras el laminado estructural soporta las cargas. Un recipiente de laminado dual utiliza un revestimiento termoplástico como barrera química en la cara en contacto con el proceso y un respaldo de PRFV como estructura portante; el revestimiento no se considera el cuerpo estructural. La selección debe considerar el conjunto de las condiciones químicas y de temperatura de servicio, así como la permeación, los ciclos térmicos, las soldaduras y los accesorios, la agitación y las condiciones anormales, según corresponda. El laminado dual no es automáticamente necesario para toda aplicación corrosiva.
Obtenga más información en Construcción de tanques de laminado dual: cuándo el PRFV convencional no es suficiente.
Información necesaria para diseñar un tanque de PRFV
Una especificación útil de un tanque abarca más que la capacidad. Antes de finalizar el laminado y la geometría, el equipo de diseño debe establecer:
- el medio almacenado y su concentración;
- las temperaturas de operación normal y anormal;
- la gravedad específica y el nivel de líquido en operación;
- la presión, el vacío y los ciclos de operación;
- los sólidos, la agitación y las condiciones de limpieza;
- la capacidad requerida y las restricciones dimensionales;
- la instalación interior o exterior, sobre el suelo o subterránea;
- las condiciones de cimentación y apoyo;
- las cargas de viento, sísmicas y otras cargas externas;
- la ubicación de las boquillas y las cargas de las tuberías conectadas;
- las restricciones de acceso, izaje y transporte;
- los requisitos de contención secundaria; y
- el código aplicable al proyecto y los requisitos de inspección, pruebas y documentación.
Configuraciones comunes de los tanques de PRFV
Los tanques de PRFV específicos del proyecto pueden ser verticales u horizontales, abiertos o cerrados, de pared simple o doble, y atmosféricos o diseñados para condiciones especificadas de baja presión o vacío. Las conexiones, las bocas de acceso, los soportes, los elementos internos y las características de contención se disponen en función del proceso y del sitio.
Troy Dualam fabrica en taller recipientes de hasta 14 pies de diámetro. Esta fabricación está sujeta a la geometría del recipiente y a las restricciones de transporte y acceso al sitio. Los equipos de mayor diámetro pueden fabricarse en secciones en taller y ensamblarse en el sitio bajo un alcance de campo separado y específico del proyecto. Los tanques totalmente enterrados requieren una base de diseño específica del proyecto que abarque las condiciones de servicio, la presión o el vacío, la profundidad de enterramiento, las propiedades del suelo y del relleno, el agua subterránea y la flotabilidad, las cargas superficiales y de tráfico, el pandeo y la deflexión del cuerpo, las cargas de las tuberías conectadas, el anclaje, la instalación y la inspección. ASME RTP-1 excluye los recipientes cerrados totalmente enterrados; por lo tanto, determinadas disposiciones pueden adoptarse como criterios identificados del proyecto, pero el tanque enterrado completo no se considera conforme a RTP-1 ni es elegible para el marcado RTP-1.
Usos industriales de los tanques de PRFV
Cuando el sistema de materiales es compatible con las condiciones de servicio, los tanques y recipientes de PRFV pueden utilizarse en:
- el almacenamiento y procesamiento de productos químicos;
- el tratamiento de agua y aguas residuales;
- la minería y el procesamiento metalúrgico;
- la producción de pulpa y papel;
- la producción de fertilizantes;
- la generación de energía y el tratamiento de gases de combustión;
- los sistemas de control de olores;
- el almacenamiento subterráneo diseñado específicamente; y
- el almacenamiento de agua potable, con los requisitos del proyecto definidos antes de la fabricación.
La idoneidad debe confirmarse frente al conjunto de las condiciones de servicio. El PRFV no es automáticamente compatible con todos los productos químicos ni con todas las temperaturas.
¿Qué afecta la vida útil de un tanque de PRFV?
No existe una vida útil única que se aplique a todos los tanques de PRFV. La vida útil depende de la compatibilidad química a la concentración y temperatura reales; la selección de la barrera anticorrosiva o del revestimiento; el diseño estructural; la calidad de fabricación; la instalación; la exposición a la radiación ultravioleta y a la intemperie, los ciclos térmicos y la abrasión cuando corresponda; las condiciones reales de operación; la inspección y el mantenimiento; y que el equipo permanezca dentro de sus límites de diseño de presión, vacío, carga y temperatura.
Una planificación útil de las inspecciones parte de la base de diseño y del historial de servicio. Los cambios de medio, concentración, temperatura, presión, cargas de tuberías o condiciones de apoyo deben revisarse en lugar de considerarse inocuos.
¿Qué afecta el costo de un tanque de PRFV a medida?
El costo del proyecto depende del tamaño y la geometría del tanque, el sistema de resina o revestimiento, el diseño de la barrera anticorrosiva, las cargas estructurales, la presión o el vacío, las características de contención, las boquillas y los accesos, las pruebas, la documentación, el transporte y el alcance de los trabajos en campo. Comparar únicamente la capacidad nominal puede ocultar diferencias importantes en la idoneidad de los materiales y el alcance de ingeniería.
Alcance de ASME RTP-1
Troy Dualam Inc. posee el Certificado de Autorización ASME RTP vigente número RTP-51. Su alcance autorizado es: “Fabrication of reinforced thermoset plastic corrosion resistant vessels through shop fabrication using hand lay-up and filament winding fabrication methods; and fabrication of reinforced thermoset plastic corrosion resistant vessels with fabric and chemically bonded thermoplastic linings (Dual Laminate) through shop fabrication.” La decisión de fabricar un recipiente determinado conforme a ASME RTP-1 y aplicarle la Marca de Certificación ASME con el Designador RTP es específica de cada proyecto. El Certificado RTP-51 no cubre el ensamblaje, la fabricación ni la reparación en campo, y no constituye una certificación general de todos los tanques. Consulte el certificado vigente y su alcance autorizado.
Preguntas frecuentes sobre los tanques de PRFV
¿Son diferentes los tanques de PRFV, FRP y GRP?
Estos términos suelen describir, en términos generales, el mismo material compuesto termoestable reforzado con fibra de vidrio. La terminología regional puede variar, pero las cuestiones de ingeniería importantes son la resina, el refuerzo, la barrera anticorrosiva y la base de diseño.
¿Es el PRFV más resistente que el acero?
Esa comparación es demasiado amplia para ser útil. El PRFV y el acero tienen propiedades diferentes. El PRFV puede proporcionar una relación resistencia-peso elevada y resistencia a la corrosión en servicios adecuados, pero no debe describirse como universalmente más resistente que el acero.
¿Pueden utilizarse tanques de PRFV bajo tierra?
Sí, cuando el tanque está diseñado para las condiciones reales de enterramiento. El suelo, el agua subterránea, la profundidad de enterramiento, el tráfico, el anclaje, la instalación y los requisitos de inspección deben incluirse en la base de diseño del proyecto.
¿Pueden los tanques de PRFV almacenar agua potable?
Sí, cuando el sistema completo de materiales, los controles de fabricación y los requisitos del proyecto son adecuados para el contacto con agua potable. El hecho de que una resina, un revestimiento o un componente esté homologado o certificado no establece la certificación NSF/ANSI 61 ni ninguna otra homologación del tanque completo. Las homologaciones, las aprobaciones y los criterios de aceptación requeridos deben confirmarse para el proyecto específico antes de la fabricación.
¿Qué causa problemas prematuros en los tanques de PRFV?
Entre los factores de riesgo frecuentes se encuentran una resina, una barrera anticorrosiva o un revestimiento incompatibles; defectos de fabricación; cambios no informados en la química, la concentración o la temperatura; la operación fuera de los límites de diseño de presión o vacío; una ventilación inadecuada; soportes o anclajes incorrectos; cargas excesivas provenientes de las tuberías, boquillas, mezcladores u otros accesorios; daños por ciclos térmicos, abrasión o impactos; una instalación deficiente; y hallazgos de inspección que no se detectan o no se corrigen.
Hablemos de su proyecto de tanque de PRFV a medida
Troy Dualam diseña y fabrica tanques a medida de PRFV y de laminado dual en función de las condiciones reales de servicio. Comparta el medio, la concentración, la temperatura, la gravedad específica, las dimensiones, la presión o el vacío, las conexiones, las condiciones del sitio y la especificación aplicable mediante el formulario de contacto con el equipo de ingeniería.
