Las esferas de almacenamiento, también conocidas como tanques esféricos, son recipientes a presión diseñados para almacenar gases licuados y otros productos industriales en condiciones controladas. Este tipo de instalación se utiliza en sectores como Oil & Gas, petroquímica, energía o siderurgia, aunque su presencia es especialmente relevante en plantas de refino, complejos petroquímicos, terminales de almacenamiento y centros de distribución de gases.
Durante la fabricación y el montaje de una esfera, las operaciones de soldadura generan ciclos localizados de calentamiento y enfriamiento. Como consecuencia, pueden aparecer tensiones residuales en el material que deben controlarse para garantizar la estabilidad y la fiabilidad del recipiente.
Para reducir y redistribuir estas tensiones se recomienda aplicar un tratamiento térmico post-soldadura, PWHT (Post Weld Heat Treatment). En esferas de grandes dimensiones, el calentamiento puede realizarse mediante quemadores de gas instalados en el interior del recipiente, utilizando un procedimiento de combustión interna cuidadosamente planificado.
Por tanto, el tratamiento térmico de una esfera de almacenamiento no consiste simplemente en calentar la estructura. Se trata de un proceso industrial controlado en el que deben definirse parámetros como temperaturas, tiempos, velocidades de calentamiento y enfriamiento, distribución del calor y los sistemas de monitorización adecuados para cada situación o proyecto.
Qué son las esferas de almacenamiento industrial
Las esferas de almacenamiento son recipientes a presión cuya geometría permite distribuir de forma uniforme las tensiones generadas por la presión interna. Esta característica las convierte en una solución habitual para el almacenamiento de productos gaseosos o licuados.
Entre los productos que pueden almacenarse en este tipo de recipientes se encuentran el GLP, el propano, el butano, el amoniaco y otros gases o productos utilizados en procesos petroquímicos e industriales.
Aunque pueden encontrarse en distintos ámbitos, las aplicaciones más habituales están relacionadas con:
- Refinerías y plantas de procesamiento de hidrocarburos.
- Complejos petroquímicos.
- Terminales de almacenamiento y distribución.
- Plantas de producción y tratamiento de gases.
- Instalaciones energéticas.
- Determinados procesos siderúrgicos e industriales.
En los sectores Oil & Gas y petroquímico, estas estructuras forman parte de instalaciones críticas. Por ello, su fabricación, soldadura, inspección y tratamiento térmico deben ejecutarse bajo procedimientos técnicos definidos y con una trazabilidad completa.
Qué es el tratamiento térmico de una esfera de almacenamiento
El tratamiento térmico de una esfera es un proceso controlado de calentamiento, mantenimiento de temperatura y enfriamiento que se aplica sobre el recipiente una vez realizadas determinadas operaciones de fabricación o soldadura.
En este tipo de estructuras, el objetivo principal suele ser el alivio de las tensiones residuales originadas durante la soldadura. Estas tensiones aparecen porque las zonas próximas a la unión soldada se calientan y enfrían de manera diferente al resto del material.
El tratamiento térmico post-soldadura permite reducir o redistribuir esas tensiones mediante un ciclo térmico previamente establecido. Dependiendo del material, el espesor, el diseño y otros requisitos, también puede contribuir a:
- Estabilizar el conjunto soldado.
- Mejorar el comportamiento del material en servicio.
- Reducir el riesgo de deformaciones posteriores.
- Favorecer una distribución más uniforme de las tensiones.
- Adecuar el recipiente a los requisitos del código de diseño o fabricación.
- Proporcionar registros térmicos que acrediten la correcta ejecución del proceso.
La necesidad de aplicar el tratamiento, así como los parámetros utilizados, debe determinarse a partir de la documentación técnica y de las características concretas de la esfera.
Por qué aparecen tensiones residuales durante la soldadura
Durante la construcción de una esfera, las diferentes virolas, gajos o secciones metálicas se unen mediante soldadura. Cada cordón introduce calor de forma localizada sobre el material.
La zona soldada alcanza temperaturas elevadas y posteriormente se enfría. Sin embargo, el enfriamiento no se produce de forma completamente uniforme en toda la estructura. Mientras una zona se dilata por el efecto del calor, otras partes del recipiente permanecen a una temperatura inferior y limitan ese movimiento.
Esta diferencia de temperaturas y contracciones puede generar tensiones internas incluso cuando la esfera no está sometida todavía a presión de servicio.
La presencia de tensiones residuales no significa necesariamente que exista un defecto, ya que son una consecuencia habitual de los procesos de soldadura. No obstante, deben evaluarse y controlarse, especialmente en recipientes de gran tamaño, espesores importantes o aplicaciones sometidas a requisitos técnicos exigentes, con el objetivo de evitar fisuras y deformaciones.
El tratamiento térmico post-soldadura se utiliza precisamente para llevar la estructura a una temperatura determinada durante un periodo de tiempo controlado, facilitando la relajación y redistribución de esas tensiones.
El papel de Intec-Heat en el tratamiento térmico de esferas
El tratamiento térmico de una esfera de almacenamiento requiere experiencia, equipos adaptados y capacidad para coordinar una intervención compleja directamente en obra.
Intec-Heat desarrolla tratamientos térmicos industriales sobre recipientes y estructuras de grandes dimensiones, con especial presencia en proyectos de los sectores Oil & Gas y petroquímico.
En el caso de las esferas de almacenamiento, el trabajo puede comprender la definición del sistema de calentamiento, la instalación de quemadores, el aislamiento, la colocación de termopares, la monitorización del ciclo y la elaboración de los registros correspondientes.
La correcta ejecución de un PWHT en este tipo de equipos exige, además de experiencia técnica y medios específicos, una planificación rigurosa, una coordinación constante con los distintos equipos implicados y capacidad de adaptación a las condiciones reales de la obra. Intec-Heat aporta la flexibilidad necesaria para ajustar cada intervención a los requerimientos del proyecto, manteniendo un control preciso del proceso y altos estándares de seguridad, especialmente críticos en refinerías, complejos petroquímicos y otras instalaciones industriales de elevada exigencia.
El objetivo es ejecutar el procedimiento térmico definido para el equipo manteniendo un control continuo sobre las temperaturas, los tiempos y los gradientes del recipiente.
Cuándo es necesario aplicar un tratamiento post-soldadura
La necesidad de realizar un PWHT no depende únicamente de que el recipiente tenga forma esférica. Debe determinarse de acuerdo con el material, los espesores, el procedimiento de soldadura, el servicio previsto y el código de fabricación aplicable.
Puede ser necesario cuando:
- Lo exige el código o la especificación técnica del proyecto.
- El espesor del material supera determinados límites.
- Se utilizan materiales que requieren un control específico después de la soldadura.
- Es necesario reducir las tensiones residuales del conjunto.
- Las condiciones de servicio del recipiente son especialmente exigentes.
- El fabricante o la ingeniería responsable lo establece dentro del proceso de fabricación.
La decisión debe estar respaldada por la documentación técnica. Del mismo modo, los parámetros del ciclo no deben improvisarse, sino definirse antes de comenzar el tratamiento.
Preguntas frecuentes
¿Una esfera de almacenamiento es lo mismo que un tanque esférico?
Sí. Ambos términos se utilizan para describir recipientes a presión de geometría esférica destinados al almacenamiento de gases licuados u otros productos industriales.
¿Para qué sirve el tratamiento térmico post-soldadura?
Su principal finalidad es reducir y redistribuir las tensiones residuales generadas durante la soldadura. También contribuye a estabilizar la estructura y a cumplir los requisitos técnicos establecidos para el recipiente.
¿Por qué el tratamiento se realiza dentro de la propia esfera?
Las dimensiones de estas estructuras suelen impedir su tratamiento en un horno convencional. La combustión interna permite calentarlas directamente en su ubicación mediante quemadores instalados en el interior.