Introducción
Las distintas industrias del mercado siguen especificaciones diferentes para los tubos. API 5L es una de las normas más utilizadas para la fabricación de tuberías. Dicha especificación garantiza que las tuberías sean uniformes en cuanto a resistencia, durabilidad y seguridad. Deben resistir los desafíos específicos en condiciones duras. Estas condiciones son frecuentes en las situaciones que se dan en las líneas de transmisión de petróleo y gas.
Este artículo tratará sobre la historia de los tubos API 5L, su clasificación y el proceso de producción. También se detallan el suministro, los criterios de ensayo, las aplicaciones y sus ventajas.
¿Qué es API 5L?
La norma fue establecida por el Instituto Americano del Petróleo (API). Ellos establecen la norma y las especificaciones para los tubos soldados y sin soldadura. Los tubos con especificaciones API se utilizan en las industrias del petróleo, el agua y el gas natural. Muchas categorías de tuberías siguen estas especificaciones. Por ejemplo, X24, B, X65, X60 y X70. Todas estas tuberías difieren en:
- Propiedades mecánicas
- Pruebas
- Composición química
- Calidades de tubos (X42-X80 y X100 y X120)
- Métodos de fabricación
El usuario puede utilizar el tubo específico para sus aplicaciones concretas. Estos tubos con diferentes especificaciones tienen un rendimiento fiable en las siguientes condiciones:
- Alta presión
- Alta temperatura
- Resistencia a la corrosión
Historia y evolución de API 5L
La primera tubería de hierro se inventó en Estados Unidos en el siglo XIX. Después, a lo largo de un siglo de innovaciones, en 1927 se introdujo la tubería electrosoldada. Con el crecimiento de las infraestructuras, era muy necesario un sistema estable para controlar la calidad y el rendimiento de las tuberías. He aquí una serie de innovaciones en la historia:
- El primer tubo fabricado conforme a la norma API data de 1928.
- Estos tubos tienen 172MPa a 310MPa. Estos pueden ser utilizados en condiciones duras.
- Hacia mediados del siglo XX se fabricaron los tubos DSAW.
- En esta época se inventaron muchos otros formatos.
- En 1966, se estableció la innovación más sorprendente de API 5L Grado X60.
- A finales del siglo XX, hacia 1988, se fabricaron los tubos estándar X80.
- Las nuevas ediciones incorporan tecnología metalúrgica avanzada, soldadura automatizada y un estricto control de calidad.
- Hoy en día, API 5L se adopta en otros países y se considera un material estándar para tuberías de línea.
Especificaciones básicas de API 5L
API 5L tiene normas específicas que deben cumplirse para que una tubería se considere API 5L. Si un tubo cumple las normas API 5L, se utilizará en las industrias del gas, el agua y el gas natural. A continuación se detallan las especificaciones:
- Fórmula química
La composición química de la tubería debe incluir elementos con alta resistencia a la corrosión y tolerancia a las altas temperaturas. Estos tubos contienen carbono, manganeso y azufre, que aumentan su resistencia.
- Resistencia y propiedades mecánicas
La adición de metales específicos mejorará las propiedades mecánicas de los tubos. Tienen una gran resistencia a la tracción, la tensión, la dureza y el límite elástico.
| Factor | Tipos |
| espesor de pared | Basado en el horario de la tubería |
| Tipos de tuberías | Tubos soldados y sin soldadura |
| Tipos de especificaciones | PSL1 y PSL2 |
- Especificaciones estructurales
Existen requisitos dimensionales específicos para los tubos estándar API 5L. Estos son algunos de los requisitos de los tubos API 5L.
- Diámetro exterior
- espesor de pared
- Rectitud
- Longitud
Clasificación de grados API 5L
Los tubos API 5L se clasifican en dos categorías principales. Cada grado tiene características y resistencias a la tracción específicas. Estos son los detalles al respecto
| Categoría | Especificaciones |
| PSL 1 | Los tubos con normas PSL 1 cumplen todos los requisitos básicos. Los tubos de calidad estándar entran en esta categoría. |
| PSL 2 | Los tubos con mayor resistencia a la tracción, resistencia química y límite elástico entran en esta clasificación. |
API 5L tiene grados para los tubos que especifica. Diferentes fabricantes tienen diferentes grados de tuberías. Los fabrican de acuerdo con la clasificación API 5L.
- La clasificación de los grados se representa con una "X", que sería la resistencia a la tracción del tubo.
- El aumento del número de X indica que el tubo tiene una mayor resistencia a la tracción.
- Asimismo, cuentan con mejores normas de control y un mayor contenido de carbono.
- Estas notas suelen ser G y B.
El grado X tiene las siguientes categorías:
| Grados | Límite elástico |
| B | 30.000-35000 Psi |
| X42 | 42.000 Psi |
| X46 | 46.000 Psi |
| X52 | 52.000 Psi |
| X60 | 60.000 Psi |
| X65 | 65.000 Psi |
| X70 | 70.000 Psi |
| X80 | 80.000 Psi y superior |
Proceso de fabricación de API 5L
El proceso de fabricación de tubos incluye tanto tubos sin soldadura como tubos soldados. El proceso de fabricación incluye los procesos ERW y SAW. Los blooms metálicos, lingotes, bobinas y placas se moldean en los tintes con un proceso de calentamiento. Los hornos pueden ser
- Oxígeno básico
- Horno eléctrico
- Horno de hogar abierto
Fabricación de tubos sin soldadura
- El proceso comienza con un tocho de acero duro.
- Los tochos se calientan y se pinchan para hacer un tubo hueco.
- El tubo se agita y se estira hasta alcanzar el tamaño deseado.
- Los fabricantes aplican esta técnica a los procesos de alta presión debido a su gran resistencia.
Fabricación de tubos soldados
- Soldadura por resistencia eléctrica ERW.
- La bobina de acero se desenrolla, se le da forma y se suelda por resistencia eléctrica.
- Estandarizado con tubos de pequeño diámetro.
LSAW (soldadura longitudinal por arco sumergido).
- Las chapas planas se sueldan en una estructura de tubo hueco.
- Los fabricantes utilizan este proceso porque es el más adecuado para tuberías grandes y de paredes gruesas.
SSAW (soldado por arco sumergido en espiral)
- Se fabrica pasando en espiral un tubo, que luego se suelda.
- Económico en el caso de diámetros grandes.
Procesos de tratamiento
Los tratamientos térmicos mejoran después de la soldadura:
- Fortaleza
- Ductilidad
- Alivio del estrés
- Acabado de superficies
Las tuberías pueden revestirse con:
- 3LPE / 3LPP
- Epoxi unido por fusión (FBE)
- Pinturas anticorrosión
Estas capas de revestimiento mejoran la resistencia a la corrosión y al medio ambiente.
Condiciones de entrega API 5L
API 5L especifica la entrega de tuberías. Los distintos fabricantes siguen estas normas a la hora de entregar los tubos a los usuarios. Las diferentes normas PSL 1-2 tienen diferentes requisitos de entrega. He aquí los detalles:
| PSL | Condiciones de entrega | Grados |
| PSL 1 | AR laminado y normalizado | Tubería de grado A |
| Supongamos que el tubo tiene SMLS y Q&T entrega estándar. Conformados mecánicamente y normalizados. Los tubos laminados termoquímicamente se entregan a los clientes. | Tubo de grado B | |
| Los tubos se normalizan, se templan y se laminan termoquímicamente. | Las calidades X42 a X80 y superiores se suministran en estas condiciones. | |
| PSL 2 | Tiradas normales | B y X42R |
| Los tubos se entregan después de ser normalizados, templados y laminados | Los tubos suministrados siguiendo estas instrucciones deben corresponder a BN y grados de X42 a X60. | |
| Suministro templado y revenido | Tubos X42Q a X100Q |
Pruebas y control de calidad
Todos los tubos API 5L se han sometido a diferentes condiciones de prueba. El tubo sólo obtuvo la especificación estándar si pasó esa prueba rigurosa.
- Prueba hidrostática
Las especificaciones estándar sugieren realizar pruebas de estanqueidad en la tubería. La zona soldada se somete a una prueba hidrostática. La tubería, sin fugas, se clasificará como tubería estándar PSL-1. A largo plazo, este proceso evitará a fabricantes y usuarios fugas químicas.
- Prueba de flexión
En esta prueba, el tubo se dobla. Para superar esta prueba, el tubo no debe agrietarse durante el proceso. Se evalúan la ductilidad y la calidad de la soldadura de los tubos.
- Ensayos no destructivos
Las tuberías conformes a PSL 1 no requieren esta prueba. La tubería se prueba mediante los métodos radiográfico y ultrasónico. En este proceso se detectan los defectos.
- CVN Pruebas de impacto para PSL 2
En los tubos soldados se comprueba la soldadura y la zona sensible al calor. Los tubos sin soldadura se detectan en el cuerpo. La resistencia mecánica y la composición de los tubos se prueban antes de la designación de acuerdo con las normas API 5L.
Ámbitos de aplicación
- Transporte de petróleo y gas
Se utiliza para transportar petróleo crudo, petróleo refinado y gas natural entre regiones y países.
- Sistemas de abastecimiento de agua
Los tubos conformes a las normas API 5L son especialmente adecuados para sistemas de tuberías de agua dulce y aguas residuales de larga distancia.
Aplicaciones estructurales
- Aplicable en la construcción en pilotes, andamios y estructuras.
- Oleoductos marinos y submarinos.
- Las tuberías API 5L son resistentes a la presión, la corrosión del agua salada y las temperaturas extremas.
Industrias petroquímicas
- Estas tuberías transportan con seguridad productos químicos y líquidos de fábrica.
Refinerías y plantas de transformación.
- Las aplicaciones son tuberías internas y aplicaciones de alta temperatura.
Ventajas de API 5L
La gente de negocios utiliza estos tubos API 5L debido a sus varias ventajas significativas, haciendo que los tubos API 5L sean populares en el mundo:
- Las calidades de acero tienen una gran resistencia a la presión interna y a la tensión mecánica.
- Son los más adecuados para las redes nacionales de petróleo y gas. Tienen un flujo de alta eficiencia a lo largo de cientos de kilómetros.
- Las composiciones mejoradas del revestimiento y los materiales ofrecen una vida útil más larga, incluso en entornos difíciles.
Disponible en una amplia gama de:
- Diámetros
- Grosores de pared
- Grados
Las tuberías que cumplen las normas API 5L se suministran en condiciones de entrega específicas. Esto permite personalizar el proyecto.
- Cumplimiento de las normas mundiales
Los tubos son adecuados para proyectos de exportación y multinacionales, ya que API 5L se utiliza en todo el mundo.
- Eficiencia de costes
Los tubos de alto grado API 5L pueden reducir al mínimo los requisitos de espesor de pared, con lo que se ahorra material sin sacrificar la resistencia.
Conclusión
API 5L es una norma reconocida internacionalmente que garantiza la fiabilidad de los tubos de conducción utilizados en las industrias del petróleo, el gas y el agua. Desde su desarrollo histórico, la especificación ha evolucionado. Satisfacen las crecientes necesidades de durabilidad, resistencia y seguridad.
Su elaborado sistema de clasificación, sus rígidas condiciones de ensayo y sus variables capacidades de fabricación. Esto lo hace apropiado para una amplia gama de operaciones. Por ejemplo, tuberías para aguas profundas y sistemas de transporte terrestre de alta presión.
API 5L sigue siendo necesario para garantizar un flujo de fluidos seguro y adecuado a medida que aumentan las necesidades energéticas del mundo y se construyen más sistemas de tuberías. El conocimiento de sus especificaciones ayuda a compradores, ingenieros y planificadores de proyectos a elegir el material adecuado para ofrecer un servicio fiable a largo plazo.