Tubos de acero al carbono utilizados en petróleo y gas

La industria del petróleo y el gas depende de materiales duraderos y de alto rendimiento para garantizar operaciones seguras y eficientes. Entre estos materiales, las tuberías de acero al carbono se han convertido en un material fundamental en la industria del petróleo y el gas debido a su alta resistencia, resistencia a la presión, soldabilidad y excelentes ventajas en términos de costo.

La industria del petróleo y el gas opera en condiciones extremas: alta presión, alta temperatura, corrosión, erosión, ambientes ácidos (H₂S), ambientes marinos, etc. Por lo tanto, las tuberías de acero al carbono deben cumplir con estrictas normas internacionales como API, ASTM y ASME.

Normas comunes para tuberías de acero al carbono en petróleo y gas

1. Serie API 5L

Nivel API 5L	Tipo	Rango de grados	Uso típico
PSL1	Sin costura/Soldadas	X42–X70	Tuberías terrestres convencionales
PSL2	Sin costura/Soldadas	X52–X80+	Tuberías para aguas profundas, alta presión y medios que contienen azufre (con requisitos más estrictos de composición química y resistencia al impacto)

2. ASTM A53/A106

Norma	Tipo	Aplicaciones
ASTM A53	Sin costura / ERW / Soldada	Tuberías de transporte y estructurales de agua, gas, vapor y baja presión
ASTM A106 (Gr. A/B/C)	Sin costura	Fluidos de alta temperatura y alta presión, como hornos y tubos de calderas en refinerías de petróleo
ASTM A333	Sin costura	Servicios criogénicos, como equipos de GNL
ASTM A671 / A672	Soldada	Recipientes a presión, oleoductos y gasoductos

3. ASME B31.8

Esta norma se aplica al diseño e inspección de sistemas de transmisión y distribución de gas natural y es una de las normas más importantes para tuberías a presión.

¿Por qué la industria del petróleo y el gas utiliza tuberías de acero al carbono?

1. Alta resistencia y durabilidad

Las tuberías de acero al carbono son reconocidas por su excelente resistencia a la tracción. En yacimientos profundos de petróleo y gas con presiones extremadamente altas (hasta 70–140 MPa), las tuberías de acero al carbono ofrecen:
Alto límite elástico (≥ 240–550 MPa);
Excelente resistencia a las roturas por presión interna;
Buena tenacidad y resistencia a la fatiga.

2. Solución rentable

En comparación con el acero inoxidable u otras aleaciones, las tuberías de acero al carbono utilizadas en la industria del petróleo y el gas cuestan solo entre un 20% y un 40% de su precio sin comprometer su rendimiento. Cumplen con la mayoría de las condiciones operativas de la industria del petróleo y el gas, y su resistencia a la corrosión se puede mejorar mediante recubrimientos. También son más fáciles de soldar e instalar en campo.

3. Resistencia a la corrosión

Con los recubrimientos y tratamientos adecuados, las tuberías de acero al carbono pueden soportar entornos hostiles, incluyendo la perforación en alta mar y aplicaciones de alta temperatura.

4. Amplia gama de aplicaciones

Las tuberías de acero al carbono cubren prácticamente todos los escenarios de la industria del petróleo y el gas:
Equipos de control de pozos;
Tuberías de revestimiento y producción (OCTG);
Oleoductos y gasoductos terrestres/submarinos;
Oleoductos para equipos de refinería;
Ingeniería de GNL, química del carbón y petroquímica.

Tipos comunes de tuberías de acero al carbono en la industria del petróleo y el gas

1. Tuberías de acero sin costura

Ideales para aplicaciones de alta presión gracias a su estructura uniforme.

2. Tuberías de acero soldadas

Adecuadas para sistemas de media y baja presión, rentables.

3. Tuberías de acero soldadas por resistencia (ERW)

Utilizadas para el transporte de fluidos estructurales y de baja presión.
Para las operaciones de petróleo y gas más exigentes, las tuberías de acero al carbono sin costura suelen ser la primera opción debido a su resistencia superior y su rendimiento a prueba de fugas.

Aplicaciones de las tuberías de acero al carbono en la extracción de petróleo y gas

1. Tuberías y tubos de revestimiento de pozos

Las tuberías de acero al carbono se utilizan para revestir el pozo, un proceso denominado construcción de tuberías, que previene el colapso del pozo y protege las aguas subterráneas de la contaminación. La tubería se utiliza para transportar petróleo y gas a la superficie.

2. Perforación direccional

Los pozos profundos modernos y los pozos de gas de esquisto suelen utilizar perforación direccional horizontal o de múltiples ramas. Las tuberías de acero al carbono deben soportar: torsión, tracción, flexión, vibración continua e impacto.

Aplicaciones de las tuberías de acero al carbono en el transporte de petróleo y gas

1. Redes de oleoductos

Las extensas redes de oleoductos, que a veces se extienden miles de kilómetros, se construyen con tuberías de acero al carbono. Estas redes transportan petróleo crudo, gas natural y productos petrolíferos refinados desde los sitios de producción hasta las plantas de procesamiento y los centros de distribución.

2. Oleoductos submarinos

El transporte de petróleo y gas desde plataformas marinas hasta instalaciones terrestres requiere oleoductos submarinos.
Las tuberías de acero al carbono son el material predilecto para estas aplicaciones debido a su capacidad para soportar altas presiones y ambientes marinos corrosivos.

3. Mantenimiento y seguridad

El mantenimiento rutinario y las comprobaciones de integridad son cruciales para la operación segura de los sistemas de tuberías.
Las tuberías de acero al carbono son conocidas por su durabilidad, lo que ayuda a reducir la frecuencia y los costos de mantenimiento, mejorando así la seguridad operativa general.

Aplicaciones de las tuberías de acero al carbono en la refinación de petróleo y gas

1. Unidades de destilación

El petróleo crudo se calienta y se separa en varios componentes en las unidades de destilación.
Las tuberías de acero al carbono son responsables de transportar estos componentes sin problemas a través de las distintas etapas de refinación y de mantener su integridad en condiciones extremas.

2. Hidrocraqueo y craqueo catalítico

Estos procesos de refinación descomponen las moléculas grandes de hidrocarburos en moléculas más pequeñas y valiosas.
Los entornos de alta presión de estas unidades requieren el uso de tuberías de acero al carbono duraderas.

3. Seguridad y eficiencia

La fiabilidad de las tuberías de acero al carbono garantiza el buen funcionamiento del proceso de refinación, minimizando el riesgo de fugas o fallos de funcionamiento.
Esto mejora la seguridad y la eficiencia, factores cruciales en las operaciones de refinación.

Cómo elegir la tubería de acero al carbono adecuada

Al seleccionar tuberías de acero al carbono para la industria del petróleo y el gas, se deben considerar los siguientes factores:
Calidad del acero: p. ej., API 5L, ASTM A106;
Espesor de pared (Schedule): Sch 40, 80, 160, XS, XXS;
Requisitos de resistencia a la corrosión: Si se requieren recubrimientos internos y externos de FBE/3LPE;
Presión, temperatura y medio de operación.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es el precio de las tuberías de acero al carbono?

El precio depende de: la calidad del acero (X42–X80), el espesor de pared, el diámetro, si son sin costura, si están recubiertas y el precio de las materias primas en el mercado.
El rango de precios de las tuberías de acero al carbono generalmente oscila entre 600 y 1200 USD/tonelada (solo como referencia).

2. ¿Para qué se utilizan las tuberías de acero al carbono?

Las tuberías de acero al carbono se utilizan para transportar líquidos, gases y vapor tanto por encima como por debajo de la superficie.

3. ¿Cuáles son los tamaños de las tuberías de acero al carbono?

Diámetro exterior: 1/2'' – 48'' (21,3 mm – 1220 mm)
Espesor de pared: Sch10–XXS
Longitud: 5,8 m / 6 m / 12 m / SRL / DRL