Los tanques de plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) son recipientes compuestos de almacenamiento o 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 modelo único de tanque. La selección de la resina, la barrera contra la corrosión, el laminado estructural y la geometría del recipiente deben corresponder al proyecto.
Si está especificando un recipiente de almacenamiento industrial, consulte las capacidades de Troy Dualam para tanques personalizados de PRFV y de laminado dual. Este artículo explica el material y la información que un ingeniero o comprador debería establecer antes de la adquisición.
¿Qué es un tanque de PRFV?
PRFV significa plástico reforzado con fibra de vidrio. 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.
El acrónimo inglés GRP significa glass-reinforced plastic. En la práctica industrial, PRFV, FRP y GRP suelen referirse a la misma familia general de materiales compuestos; FRP es el término más utilizado en las especificaciones norteamericanas.
¿Cómo se construye un tanque de PRFV?
Un tanque convencional de PRFV suele tener zonas con funciones distintas, en lugar de una pared uniforme.
Barrera contra la corrosión del lado del proceso
La barrera contra la corrosión del lado del 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 de 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 líquidos de limpieza y las condiciones anómalas pueden afectar la idoneidad del material.
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 boquillas y tuberías, el izaje, el transporte y otras fuerzas específicas del proyecto.
Superficie exterior
La superficie exterior recibe un acabado adecuado para el entorno de instalación, incluida la exposición al exterior 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 integral contra la corrosión rica en resina protege el lado del proceso y el laminado estructural soporta las cargas. Un recipiente de laminado dual utiliza un revestimiento termoplástico como barrera química del lado del proceso y un respaldo de PRFV como estructura portante; el revestimiento no se considera la envolvente estructural. La selección debe tener en cuenta el servicio químico y térmico completo, así como la permeación, los ciclos térmicos, las soldaduras y los elementos acoplados, la agitación y las condiciones anómalas, cuando correspondan. El laminado dual no es un requisito automático para todas las aplicaciones corrosivas.
Obtenga más información en Construcción de tanques de laminado dual: cuando el PRFV estándar no es suficiente.
Información necesaria para diseñar un tanque de PRFV
Una especificación útil para un tanque incluye más que su capacidad. Antes de finalizar el laminado y la geometría, el equipo de diseño debería establecer:
- el medio almacenado y su concentración;
- las temperaturas normales y en condiciones anómalas;
- la gravedad específica y el nivel de líquido de operación;
- la presión, el vacío y los ciclos de operación;
- los sólidos, la agitación y las condiciones de limpieza;
- la capacidad requerida y las limitaciones dimensionales;
- la instalación en interiores o exteriores, sobre el nivel del suelo o enterrada;
- las condiciones de cimentación y apoyo;
- el viento, la demanda sísmica y otras cargas externas;
- la ubicación de las boquillas y las cargas de las tuberías conectadas;
- las limitaciones 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 habituales de los tanques de PRFV
Los tanques de PRFV específicos para un 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, bocas de acceso, soportes, componentes internos y elementos de contención se disponen en función del proceso y del sitio.
Troy Dualam fabrica en taller recipientes de hasta 14 pies de diámetro, sujeto a la geometría del recipiente y a las limitaciones de transporte y acceso al sitio. Los equipos de mayor diámetro pueden fabricarse en taller por secciones y ensamblarse en el sitio bajo un alcance de trabajo de campo independiente y específico del proyecto. Los tanques completamente enterrados requieren una base de diseño específica para el proyecto que abarque las condiciones de servicio, la presión o el vacío, la profundidad de enterramiento, las propiedades del suelo y del relleno, las aguas subterráneas y la flotación, las cargas superficiales y de tráfico, el pandeo y la deflexión de la envolvente, las cargas de las tuberías conectadas, el anclaje, la instalación y la inspección. ASME RTP-1 excluye los recipientes cerrados completamente enterrados; por ello, determinadas disposiciones pueden adoptarse como criterios de proyecto expresamente identificados, pero el tanque enterrado completo no cumple con 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 el 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 a todas las condiciones de servicio. El PRFV no es automáticamente compatible con todos los productos químicos ni con todas las temperaturas.
¿Qué factores afectan la vida útil de un tanque de PRFV?
No existe una única vida útil aplicable 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 contra la corrosión 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 correspondan; las condiciones reales de operación; la inspección y el mantenimiento; y que el equipo se mantenga dentro de sus límites de diseño de presión, vacío, carga y temperatura.
Una planificación útil de las inspecciones comienza con la base de diseño y el historial de servicio. Los cambios de medio, concentración, temperatura, presión, cargas de tuberías o condiciones de apoyo deberían revisarse en lugar de considerarse inofensivos.
¿Qué factores afectan el costo de un tanque de PRFV personalizado?
El costo del proyecto depende del tamaño y la geometría del tanque, el sistema de resina o revestimiento, el diseño de la barrera contra la corrosión, las cargas estructurales, la presión o el vacío, los elementos de contención, las boquillas y los accesos, las pruebas, la documentación, el transporte y el alcance del trabajo de campo. Comparar únicamente la capacidad nominal puede ocultar diferencias importantes en la idoneidad de los materiales y el alcance de la ingeniería.
Alcance de ASME RTP-1
Troy Dualam Inc. posee el Certificado de Autorización ASME RTP n.º RTP-51 vigente. Su alcance autorizado se reproduce a continuación en su versión oficial en inglés: “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 fabricación de un recipiente determinado conforme a ASME RTP-1 y la aplicación de la Marca de Certificación ASME con el Designador RTP dependen de cada proyecto. El Certificado RTP-51 no cubre el ensamblaje en campo, la fabricación en campo 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 designados como PRFV y GRP?
Los términos suelen describir la misma familia general de materiales compuestos termoestables reforzados con fibra de vidrio. La terminología regional puede variar, pero las cuestiones de ingeniería importantes son la resina, el refuerzo, la barrera contra la corrosión y la base de diseño.
¿Es el PRFV más resistente que el acero?
Esa comparación es demasiado amplia para resultar útil. El PRFV y el acero tienen propiedades diferentes. El PRFV puede ofrecer una relación resistencia-peso elevada y resistencia a la corrosión para servicios adecuados, pero no debería 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, las aguas subterráneas, la profundidad de enterramiento, el tráfico, el anclaje y los requisitos de instalación e 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. Una resina, un revestimiento o un componente listado o certificado no establece la certificación NSF/ANSI 61 ni ningún otro listado para el tanque terminado. Los listados, las aprobaciones y los criterios de aceptación exigidos deben confirmarse para el proyecto específico antes de la fabricación.
¿Qué causa problemas prematuros en los tanques de PRFV?
Los factores de riesgo habituales incluyen una resina, barrera contra la corrosión o revestimiento incompatibles; defectos de fabricación; cambios no comunicados en la composición 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 de tuberías, boquillas, mezcladores u otros elementos acoplados; los ciclos térmicos, la abrasión o los daños por impacto; una instalación deficiente; y hallazgos de inspección que no se detectan o corrigen.
Hable sobre un proyecto de tanque de PRFV personalizado
Troy Dualam diseña y fabrica tanques personalizados de PRFV y de laminado dual en función del servicio real. Envíe los datos del 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 para consultas de ingeniería.
