Tipos de oleoductos y gasoductos: sin soldadura, ERW, LSAW
Conozca los 3 tipos de tubería de acero que se utilizan en la industria petroquímica: sin costura, ERW (soldadura por resistencia eléctrica) y LSAW (soldadura por arco sumergido longitudinal). La tubería sin costura se fabrica estirando un tocho sólido a través de una varilla perforada. Los tubos soldados se fabrican cortando, doblando y soldando bobinas (ERW) o láminas de acero (LSAW).
Los tubos sin costura se producen a partir de palanquillas, que se calientan y perforan para formar secciones tubulares. La palabra "sin costuras" significa que no hay soldaduras.
Los tubos de acero sin costura se utilizan en diferentes aplicaciones en la industria del petróleo y el gas:
Operaciones upstream (OCTG)
Midstream (transmisión y distribución de fluidos como petróleo, gas, vapor, ácidos y lodo)
Downstream (tuberías de proceso para la refinación de petróleo y gas en productos derivados)
Aplicaciones generales de plomería para servicios públicos
Los tipos más comunes de tuberías utilizadas en la industria del petróleo y el gas son (especificaciones de tuberías ASTM):
ASTM A53, A106, A333, API 5L (Tipos de tuberías de acero al carbono para acero al carbono de alta y baja temperatura)
ASTM A335 Grados P5 a P91 (tubería de acero de aleación de cromo-molibdeno para aplicaciones de alta temperatura y alta presión, refinerías y centrales eléctricas)
Serie ASTM A312 300 y 400 (tubería de acero inoxidable de grado 304, 316, 321, 347)
ASTM A790/A928 (Tubos dúplex y super dúplex de doble estructura ferrítica y austenítica)
Varias especificaciones de materiales de aleación de níquel (Inconel, Hastelloy, Cupronickel, Monel, Nickel 200)
Especificación para tubos de metales no ferrosos (aluminio, cobre, latón, aleaciones de cobre y níquel)
Algunas especificaciones cubren solo tuberías sin costura (como ASTM A106), mientras que otras se aplican tanto a tuberías sin soldadura como soldadas (como ASTM A53).
Las tuberías de acero al carbono (A53, A333, A106 y API 5L) tienen la mayor participación de mercado, ya que pueden usarse en la mayoría de las aplicaciones de alta y baja temperatura; la aplicación principal de las tuberías de acero inoxidable es para servicio corrosivo (con temperatura y presión crecientes, o cuando se transporta). A medida que el fluido se vuelve más corrosivo, se utilizan tuberías de grado superior).
En la industria upstream del petróleo y el gas, API 5CT es la especificación clave que cubre las tuberías OCTG (productos tubulares para pozos de petróleo).
Las tuberías de acero sin costura no deben confundirse con las tuberías sin costura. De hecho, hay algunas diferencias importantes entre tuberías y tuberías, no solo semánticas. En general, el término "tubería" se aplica a cualquier tubo utilizado para transportar fluidos, mientras que el término "tubo" se aplica a la construcción de equipos a presión como calderas, intercambiadores de calor y sobrecalentadores utilizados en aplicaciones estructurales/mecánicas, sistemas de instrumentación y.
Precio de la tubería de acero sin costura
El precio por tonelada de tubería de acero sin costura es más alto que el de la tubería de acero ERW, generalmente 20% a 30% más alto, esto se debe a su proceso de producción bastante complicado (más claro que el proceso de fabricación de tubería de acero ERW y LSAW) y debido a el número de fabricantes de tubos sin costura es bastante limitado (el mercado es oligopólico).
Para un tamaño y una especificación específicos (como una tubería de 20 pulgadas o una tubería de pared de alto espesor de materiales especiales o especiales, como la tubería ASTM A335 P91), hay pocos proveedores de tuberías a nivel mundial y el precio por tonelada (o por metro) por lo tanto, se ve afectado.
Por lo tanto, para todas las tuberías de "acero al carbono" o "acero inoxidable", independientemente del diámetro real, el espesor de la pared y el grado específico, es un error utilizar un precio estándar por tonelada para estimar el precio de la tubería: todos estos factores deben tenerse en cuenta. en cuenta para evitar los sobrecostos durante la ejecución. Además, los precios fluctúan diariamente (especialmente los tubos de aleación, que contienen elementos químicos como molibdeno, níquel, cobre, cromo, etc., y se negocian diariamente en la Bolsa de Metales de Londres o en el mercado de ferroaleaciones).
Tamaño de tubería de acero sin costura
Los códigos ASME B36.10 y B36.19 cubren las dimensiones y pesos de las tuberías sin costura para la industria petroquímica (estos códigos también se aplican a las tuberías soldadas):
La especificación ASME B36.10 cubre tamaños de tubería sin soldadura de carbono y baja aleación (dimensiones y pesos) entre 1/8 y 24 pulgadas.
Por el contrario, el código ASME B36.19 cubre las dimensiones y los pesos de las tuberías de acero inoxidable, dúplex, de aleación de níquel sin soldadura y soldadas.
La tubería sin costura comercial se especifica con un tamaño de tubería nominal (que representa la capacidad aproximada de transporte de fluidos de la tubería) y un "calibre", que se refiere al grosor de la tubería (más comúnmente calibre 40, STD, XS, XXS carbono/aleación tubería, 10S, 40S y 80S para tubería de acero inoxidable y aleación de níquel).
Proceso de fabricación de tubos de acero sin costura
Tubería sin soldadura de acero dulce de 1/8 a 6 pulgadas. Fabricado mediante el denominado "proceso de fresado de varillas" o "proceso de extrusión" (para diámetros menores) y "proceso de fresado con mandril" para diámetros mayores.
Tubería ERW (soldadura por resistencia)
Las tuberías ERW se fabrican con bobinas de acero: las bobinas primero se desenrollan, luego se alisan, se cortan y finalmente se les da forma tubular conectando eléctricamente sus dos extremos.
La tubería ERW está disponible en tamaños entre 1/2 y 20 pulgadas y está disponible en acero al carbono (ASTM A53 es la especificación más común) y acero inoxidable (ASTM A312). En términos de dimensiones, ASME B36.10 y ASME B36.19 son los códigos de referencia principales (API 5L para tubería de línea ERW soldada).
Los dibujos dimensionales de ASME y API muestran combinaciones típicas de tamaños nominales de tubería y espesores de pared (designados como "programas") y muestran el peso de la tubería ERW en kilogramos (o libras).
En los últimos años, las tuberías ERW se han convertido en una alternativa eficaz a las tuberías sin costura en términos de precio y rendimiento, gracias a las modernas técnicas de soldadura utilizadas por los fabricantes de tuberías ERW, como HFI y HFW, soldadura de alta frecuencia. Con el tiempo, estos avances en la tecnología de soldadura han reducido la ventaja técnica de la tubería sin soldadura sobre la tubería ERW, haciéndolas intercambiables al menos para algunas aplicaciones (presión y temperatura baja/media). Por supuesto, la tubería sin costura siempre se beneficiará de la resistencia mecánica inherentemente superior de la palanquilla en relación con la bobina y la placa.
Proceso de fabricación de tuberías ERW
Las tuberías ERW se fabrican a partir de bobinas de acero que primero se desenrollan, cortan, mecanizan, sueldan y prueban como se muestra en la siguiente imagen.
La técnica de soldadura más común utilizada para oleoductos y gasoductos es la denominada "técnica de inducción de alta frecuencia", que implica la aplicación de una corriente inducida a la superficie exterior de la tubería, capaz de producir una soldadura de costura fuerte y muy apretada. uniendo los dos lados de la bobina de acero.
Tubería con soldadura longitudinal (soldadura por arco sumergido longitudinal)
Las tuberías LSAW (“soldadura por arco sumergido”) se fabrican cortando, doblando y soldando placas de acero (proceso JCOE).
La tubería LSAW compite con la tubería sin costura y ERW en el rango de tamaño de 16 a 24 pulgadas, pero es una opción "imprescindible" para tuberías de más de 24 pulgadas (ya que 24 pulgadas es el tamaño más grande para tubería sin costura disponible comercialmente).
Los dos tipos principales de tubería LSAW son longitudinales (con soldaduras de costura recta simple o doble, DSAW) y helicoidales (conocidas como tubería HSAW, SSAW o SAWL). Entonces, la diferencia entre DSAW y LSAW es que la tubería DSAW tiene una soldadura en el interior y el exterior de la tubería, mientras que la tubería LSAW tiene solo una soldadura en la superficie exterior.
La diferencia entre las tuberías LSAW y ERW es que las tuberías LSAW se fabrican con láminas de acero y las tuberías ERW se fabrican a partir de bobinas de acero.
Tubería soldada LSAW
En la industria del petróleo y el gas, la tubería LSAW API 5L de gran diámetro se utiliza para transportar hidrocarburos de manera eficiente a largas distancias.
La tubería soldada en espiral HSAW/SSAW se utiliza en aplicaciones no críticas como la transmisión y distribución de agua (no para petróleo y gas).
Tubería ERW VS. Tubería de acero sin costura
La pregunta "¿Debo usar ERW o tubería de acero sin costura para mi proyecto?" surge una y otra vez. Ambos tienen pros y contras, y se debe tomar la decisión correcta después de una cuidadosa consideración:
Ventajas y desventajas de la tubería sin costura
La tubería sin costura está hecha de un bloque sólido de acero sin soldaduras que pueden representar áreas de debilidad (susceptibles a la corrosión, erosión y fallas generales)
En comparación con la tubería soldada, la tubería sin costura tiene una forma más predecible y precisa en términos de redondez y ovalidad.
La principal desventaja de las tuberías sin costura es que su costo por tonelada es más alto que el de las tuberías ERW del mismo tamaño y grado (las tuberías sin costura compiten con las tuberías ERW en el rango de 2 a 20 pulgadas)
Los plazos de entrega pueden ser más largos ya que hay menos fabricantes de tubos sin costura que de tubos soldados (los tubos soldados tienen barreras de entrada más bajas en comparación con los tubos sin costura)
La tubería sin costura puede tener un espesor de pared inconsistente a lo largo de su longitud; en la práctica, la tolerancia general es de +/- 12,5 %
Ventajas y desventajas del tubo ERW
Los tubos soldados son menos costosos que los tubos sin costura (tipo ERW HFI) porque se fabrican en una planta de fabricación menos compleja utilizando bobinas de acero como materia prima.
Los tubos soldados tienen plazos de entrega más cortos que los tubos sin costura debido a la mayor base de fabricación.
Los tubos soldados tienen un espesor de pared constante, ya que se fabrican con bobinas (ERW) o láminas (LSAW), las cuales se controlan con tolerancias estrictas.
El principal "defecto" de la tubería soldada es que la presencia de la costura de soldadura constituye un factor débil. Si bien esto puede haber sido cierto en el pasado, se ha vuelto cada vez menos cierto a medida que la tecnología de soldadura ha mejorado durante la última década.
En conclusión
Las tuberías y las válvulas son los elementos de costos de tuberías más influyentes en la construcción de plantas (como regla general, las tuberías representan entre el 5 y el 7 % del costo total de la planta, mientras que las tuberías representan entre el 60 y el 70 % de este costo y las válvulas entre el 15 y el 25 %). %). Estas cifras se refieren a los promedios para la industria del petróleo y el gas y los materiales de acero al carbono (los pesos de las tuberías pueden ser mayores para las categorías de tuberías de acero inoxidable, dúplex y aleación de níquel).
Una última nota: las tuberías pueden tener diferentes colores (pintados en la superficie exterior) para representar el tipo de fluido que transportan.
Lo anterior detalla los tres tipos de oleoductos y gasoductos y las diferencias entre ellos. Si desea comprar tuberías de acero sin costura o tuberías ERW, contáctenos .
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