API 5L Grado B es el grado predeterminado para tuberías de una gran parte de los oleoductos, gas y agua del mundo. En términos del SI se denomina L245, en referencia a un límite elástico mínimo especificado de 245 MPa. El grado B se suministra como tubería sin costura, ERW, LSAW o SSAW y, debido a que se almacena en todas las regiones productoras, también es el grado que se compara con mayor frecuencia con las tuberías ASTM A53, A106 y EN durante la adquisición. Este artículo cubre los requisitos de prueba, la práctica de recubrimiento y las preguntas sobre soldabilidad que dominan las consultas de compra reales.
Conceptos básicos de API 5L Grado B
API 5L Grado B está definido por la especificación del Instituto Americano del Petróleo para tuberías de conducción. El límite elástico mínimo es de 245 MPa (35 500 psi) y la resistencia mínima a la tracción es de 415 MPa (60 200 psi). El estándar se divide en PSL1 y PSL2; El grado B en PSL2 conlleva límites más estrictos de carbono, fósforo y azufre, y requiere pruebas de impacto Charpy. Para el servicio de transmisión general, comúnmente se selecciona PSL1 de Grado B; para servicio ácido o de baja-temperatura, se especifica PSL2 con los requisitos suplementarios aplicables.
Cálculo de la presión de prueba hidrostática
Cada tramo de tubería API 5L se prueba hidrostáticamente antes de su lanzamiento. La presión de prueba se calcula con la fórmula de tensión circular de pared delgada-:
P=2St/D
donde S es la tensión permitida, t es el espesor de pared especificado y D es el diámetro exterior especificado. Para API 5L Grado B, la tensión S utilizada en la prueba hidrostática se toma comúnmente como un porcentaje del límite elástico mínimo especificado, con 80 por ciento como valor típico aplicado en la práctica de tuberías; algunas órdenes de compra especifican un porcentaje más alto con el acuerdo del fabricante. La presión resultante se mantiene durante el tiempo de permanencia requerido por la especificación y la tubería se rechaza si se detecta una fuga o una deformación permanente.
Recubrimientos para ambientes corrosivos
Las tuberías de acero al carbono desnudas no tienen una defensa natural contra la corrosión, por lo que las tuberías de grado B destinadas a servicios corrosivos se recubren antes de la instalación. En ambientes corrosivos, STK490 y grados similares de tuberías de acero al carbono a menudo se recubren con pinturas ricas en epoxi, polietileno o zinc-para una protección a largo plazo-, especialmente en entornos marinos o industriales. El sistema de recubrimiento se selecciona según el entorno:
Fusion-epóxido adherido (FBE)para tuberías enterradas donde se aplica protección catódica;
Polietileno o polipropileno de tres-capaspara líneas de transmisión-de gran diámetro que requieren protección mecánica;
Imprimaciones ricas en zinc-para tuberías sobre-tierra en atmósferas industriales;
Revestimientos o revestimientos internospara líneas de agua y productos donde se debe controlar la corrosión interna o el arrastre por fricción.
Química y Soldabilidad
La soldabilidad se rige principalmente por el contenido de carbono y azufre. Para mejorar la soldabilidad, el contenido de azufre en los aceros estructurales y de tuberías es limitado; por ejemplo, la tubería EN 10219 S355J2H generalmente está limitada a un contenido máximo de azufre del 0,030 por ciento, lo que reduce el riesgo de grietas en caliente durante la soldadura. API 5L Grado B PSL2 aplica la misma filosofía, con límites de carbono, fósforo y azufre más estrictos que PSL1. Cuando la tubería se va a soldar a una tubería con soldaduras circunferenciales en el sitio, verifique el equivalente de carbono real en el certificado del molino y haga coincidir la especificación del procedimiento de soldadura con él.
Tubería API 5L sin costura o soldada
El grado B está disponible tanto en forma sin costura como soldada, y la elección depende de la presión, el diámetro y el costo:
Tubería sin costurano tiene costura de soldadura y se utiliza para aplicaciones de alta-presión, diámetros pequeños y servicios donde la soldadura se considera un riesgo. Ofrece resistencia uniforme alrededor de la circunferencia porque toda la sección transversal-se forja en una sola operación.
Tubería soldada (ERW o SAW)es rentable-efectivo para presiones más bajas y diámetros más grandes. La costura de soldadura y su zona afectada por el calor-requieren control de calidad durante la fabricación y la inspección, y el factor de eficiencia de la unión debe tenerse en cuenta en el diseño.
La misma compensación de fabricación-se aplica a grados superiores: en API 5L X60, se utilizan tuberías sin costura para servicios de alta-presión, mientras que se seleccionan tuberías soldadas donde domina el costo por tonelada y la presión de diseño permite una unión soldada. Ambos cumplen con los requisitos API 5L para el grado, pero la ruta de fabricación cambia el alcance de la inspección y la tensión permitida en el código de diseño de la tubería.
Grado B frente a otros estándares de tuberías de acero al carbono
Las tuberías de grado B frecuentemente tienen referencias cruzadas-con ASTM A53 Grado B y ASTM A106 Grado B. ASTM A53 Grado B se usa comúnmente para tuberías y revestimientos de pozos de agua debido a su resistencia, durabilidad y rentabilidad, a menudo con recubrimientos protectores. Cuando el servicio sea estrictamente de agua o plomería general, la norma especificada puede ser A53; Cuando la tubería es parte de un sistema de tuberías de presión, API 5L Grado B lleva el linaje y la documentación de prueba que esperan los códigos de tuberías.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la presión de prueba hidrostática para una tubería API 5L Gr B?
La presión de prueba hidrostática se calcula usando la fórmula P=2St/D, donde S es la tensión permitida, comúnmente tomada como el 80 por ciento del límite elástico mínimo especificado, t es el espesor de la pared y D es el diámetro exterior, según los requisitos API 5L.
¿Cuál es el recubrimiento típico para tuberías JIS G3444 STK490 en ambientes corrosivos?
En entornos corrosivos, las tuberías STK490 suelen estar recubiertas con pinturas ricas en epoxi, polietileno o zinc-para una protección-a largo plazo, especialmente en entornos marinos o industriales. Se prefiere el epoxi adherido por fusión-para servicios enterrados y el polietileno de tres-capas para líneas de transmisión-de gran diámetro.
¿Cuál es el contenido máximo de azufre en la tubería EN 10219 S355J2H para mejorar la soldabilidad?
Para mejorar la soldabilidad, el contenido de azufre en las tuberías EN 10219 S355J2H generalmente se limita a un máximo de 0,030 por ciento, lo que reduce el riesgo de grietas en caliente durante la soldadura. API 5L Grado B PSL2 aplica límites igualmente estrictos sobre azufre y fósforo.
¿Se pueden utilizar tuberías ASTM A53 Grado B para pozos de agua?
Sí, las tuberías ASTM A53 Grado B se usan comúnmente para tuberías y revestimientos de pozos de agua debido a su resistencia, durabilidad y rentabilidad-, a menudo con revestimientos protectores. Es una opción estándar cuando el servicio del pozo no exige una especificación de tubería de conducción dedicada.
¿Cuál es la diferencia entre tuberías sin costura y soldadas en API 5L X60?
Las tuberías sin costura no tienen costura de soldadura y se usan para aplicaciones de alta-presión, mientras que las tuberías soldadas (ERW o SAW) son rentables-para presiones más bajas. Ambos pueden cumplir con los requisitos API 5L X60, pero difieren en la fabricación: los tubos sin costura ofrecen una resistencia uniforme alrededor de la circunferencia, mientras que los tubos soldados tienen una zona afectada por el calor- que requiere inspección y control de calidad.
¿API 5L Grado B es lo mismo que L245?
Sí. L245 es la designación SI utilizada en API 5L para el grado tradicionalmente llamado Grado B, donde 245 se refiere al límite elástico mínimo especificado de 245 MPa. Las dos designaciones son intercambiables y ambas aparecen en los certificados de las fábricas modernas.
¿API 5L Grado B requiere pruebas de impacto Charpy?
No automáticamente. La prueba de impacto Charpy es obligatoria para la mayoría de los grados PSL2 y se aplica como requisito complementario para PSL1. Para Grado B en servicio ácido o de baja-temperatura, especifique PSL2 con los requisitos de prueba de impacto aplicables y verifique la temperatura de prueba y la energía absorbida en el certificado del molino.
