SECRETARIA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL NORMA MEXICANA NMX-H-017-1977 TANQUES CRIOGENICOS CRYOGENICO TANK DIRECCION GENERAL DE NORMAS
PREFACIO En la elaboración de esta norma, participaron las siguientes Instituciones: CAMPOS HERMANOS, S.A. ENVASES DE ACERO, S.A. UNION CARBIDE MEXICANA, S.A. INDICE 1 OBJETIVO 2 CAMPO DE APLICACION 3 DEFINICIONES 4 CLASIFICACION 5 ESPECIFICACIONES 6 MUESTREO 7 METODOS DE PRUEBA 8 MARCADO 9 BIBLIOGRAFIA APENDICE
TANQUES CRIOGENICOS CRYOGENICO TANK 1 OBJETIVO Esta norma establece las especificaciones y métodos de prueba que deben cumplir los recipientes utilizados par contener líquidos criogénicos. 2 CAMPO DE APLICACION Esta norma es aplicable a los recipientes para almacenamiento destinado a plantas de distribución, instalación de aprovechamiento final y transportes de líquidos criogénicos que se encuentran a temperaturas menores de 73 C. 3 DEFINICIONES 3.1 Tanque criogénico Es aquel que generalmente consta de 2 ó más recipientes concéntricos, los cuales se colocan siempre uno dentro del otro y que se utilizan para contener líquidos criogénicos. Los tanques se encuentran aislados mediante vacío y aislante térmico con objeto de mantener la baja temperatura en su interior. 3.2 Líquido criogénico Es aquel que se encuentra a temperaturas inferiores a 73 C a la presión atmosférica. 3.3 Espacio anular Es aquel que se encuentra entre los dos recipientes que constituyen el tanque. 4 CLASIFICACION Tomando como base la presión de trabajo los recipientes comprendidos en esta norma se clasifican en 3 tipos: Tipo 1.- Tipo 2.- Tipo 3.- Tanque criogénico de baja presión. Tanque criogénico de media presión. Tanque criogénico de alta presión.
5 ESPECIFICACIONES 5.1 Físicas Los tanques criogénicos que cubre esta norma deben cumplir con las especificaciones indicadas en la tabla 1: Tabla 1.- Especificaciones físicas Tipos Presión de trabajo,recipiente interior en Kg/cm 2 Resistencia al colapso, recipiente exterior en Kg/cm 2 Evaporación en % 1 De 1.2 a 5 1.033 En función de la capacidad 2 Mayor de 5 1.033 En función de la hasta 14 capacidad 3 Mayor de 14 1.033 En función de la capacidad Temperatura en C menor de -73 menor de -73 menor de -73 5.2 Capacidad La capacidad de los tanques debe fijarse previo acuerdo entre comprador y fabricante. 5.3 Soldaduras Las soldaduras de los tanques deben cumplir con lo establecido en el inciso A.1 de esta norma. 5.4 Disco de seguridad El recipiente exterior del tanque criogénico debe llevar un disco de seguridad en el cuerpo, con el objeto de evitar que estalle en caso de haber una falla en el recipiente interior. 5.5 Espacio de presurización El recipiente interior del tanque criogénico debe tener un espacio de presurización comprendido entre el 4% y el 10% de su volumen total. Este espacio debe siempre conservarse sin líquido. 5.6 Vaporizador Los tanques criogénicos que cubren esta norma pueden ser suministrados con un vaporizador, siendo éste de acuerdo con el tipo y tamaño del tanque criogénico
6. MUESTREO A los tanques objeto de esta norma se les debe aplicar una inspección 100%. 6.1 Aceptación y rechazo Para la aceptación, todos los recipientes comprendidos en esta norma deben cumplir con todas las especificaciones y métodos de prueba indicados. En caso de no cumplir con alguno de los métodos de prueba, el tanque criogénico debe ser reparado para sujetarlo nuevamente a prueba; si en esta segunda oportunidad el tanque no cumple, se rechaza definitivamente. 7. METODOS DE PRUEBA 7.1 Prueba para soldadura La presente prueba se efectúa para comprobar la correcta aplicación de la soldadura en las partes de unión del tanque. 7.1.1 Aparatos y equipo Para el desarrollo de esta prueba se debe utilizar el equipo siguiente: - Espectómetro de masa de helio con sensibilidad de 1 x 10-10 a 5 x 10 10 cc/s de helio en condiciones normales. 7.1.2 Procedimiento Con el recipiente criogénico lleno de gas helio, se recorre la parte de la soldadura objeto de la prueba, por medio del espectómetro de masa de helio. 7.1.3 Resultados Durante el recorrido de la prueba se va comprobando que no existan fugas de gas en las soldaduras. 7.1.4 Radiografiado de las soldaduras Todas las soldaduras del tanque criogénico deben ser de clase A (ver inciso A.1) y sujetarse a la prueba de rayos X. Cuando se detecten fallas en la soldadura, tales como cuarteaduras, poros y fusión incompleta, deben ser removidos por medios mecánicos hasta que se eliminen totalmente, después de efectuado esto, la junta debe ser nuevamente soldada y probada.
7.2 Prueba hidrostática La presente prueba se efectúa para comprobar la resistencia del material usado en la fabricación del tanque criogénico. 7.2.1Aparatos y equipo - Un manómetro con sensibilidad no menor del 10%. 7.2.2 Procedimiento El tanque se llena totalmente de agua y se eleva la presión interna del tanque 1.5 veces su presión de trabajo; se mantiene en estas condiciones durante un período de 24 horas. El manómetro debe estar conectado al tanque. 7.2.3 Resultados Después del tiempo indicado, el manómetro no debe registrar ninguna variación de presión. 7.3 Prueba de hermiticidad La presente prueba se efectúa para comprobar que no existen poros en las soldaduras del tanque. 7.3.1 Aparatos y equipo Un espectómetro de masa de helio con sensibilidad del 1 x 15-11 cc/s de helio en condiciones normales. 7.3.2 Procedimiento 7.3.2.1 Procedimiento A Tomando por separado el recipiente interior y el exterior, se llenan con gas de helio y a continuación se les da un baño con agua jabonosa. 7.3.2.1.1 Resultados Durante la prueba se debe comprobar que no existan fugas en los recipientes, lo que se manifiesta por medio de burbujas del agua jabonosa. 7.3.2.2 Procedimiento B El presente procedimiento se debe aplicar; primero al recipiente interior a continuación al recipiente exterior, y posteriormente al tanque terminado. El recipiente objeto de la prueba se debe presuarizar con helio y nitrógeno, recubriéndolo después con polietileno. A continuación se le aplica la manguera del espectómetro de masa a través de área recubierta.
Una vez efectuada la prueba al recipiente interior y exterior, siendo el resultado de la prueba aceptado, se debe proceder al ensamble y al terminado total del tanque criogénico. A continuación se sujeta a prueba el tanque global, evacuando el aire comprimido en el espacio anular, hasta obtener presiones inferiores a 10 micrones. Obtenida esta presión, se conecta el espectómetro de masa al tanque y se recorre por áreas. 7.3.2.2.1 Resultados Durante las dos etapas de que consta la prueba, el espectómetro de masas no debe registrar ningún vestigio de helio. 7.4 Prueba de evaporación La presente prueba se efectúa para obtener el porcentaje de evaporación en los tanques criogénicos. 7.4.1 Aparatos y equipo Un contador de flujo con sensibilidad no menor del 1%. 7.4.2 Procedimiento Se llena el tanque criogénico con nitrógeno líquido hasta la altura de derrame (espacio de seguridad) y a la presión atmosférica, se deja en estas condiciones por un período de 48 horas, pasado este tiempo, se recarga nuevamente el tanque y se conecta el contador de flujo por un lapso de 24 horas. 7.4.3 Resultados La evaporación que se obtenga no será mayor al 3% con relación al volumen total del tanque. 8. MARCADO En parte visible de recipiente exterior debe marcarse en forma clara y permanente los siguientes datos: - Marca o razón social del fabricante. - Tipo del tanque. - Capacidad. - Presión máxima de trabajo. - Espesor de la placa del cuerpo.
- Espesor de las tapas. - Tipo de tapas. - La Leyenda Hecho en México. 9. BIBLIOGRAFIA ASME Boiler and pressure vessel code, Section VIII. APENDICE A.1 SOLDADURA La soldadura de los tanques criogénicos debe ser de clase A, de acuerdo al código ASME, Sección VIII. A.2 Datos para el pedido Para facilitar el intercambio comercial deben darse, entre otros, los siguientes datos: - Número de unidades. - Tipo del tanque. - Capacidad. - Presión máxima de trabajo. - Con o sin vaórizador. México, D.F., a 9 de Diciembre de 1977. EL DIRECTOR GENERAL. DR. ROMAN SERRA CASTAÑOS.