¿Qué es la tubería de acero API 5L X80?
API 5L X80 es un grado de tubería de alta-resistencia y baja-aleación definido en la Especificación API 5L, la especificación utilizada en todo el mundo para tuberías de acero en sistemas de transporte por tuberías. La designación X80 establece un límite elástico mínimo especificado de 80.000 psi, equivalente a 551 MPa. Debido a que el grado soporta mucha más carga por unidad de área de pared que X52 o X65, se puede diseñar una línea de transmisión con una pared más delgada, lo que reduce el consumo de acero, el tiempo de soldadura, el peso de transporte y el costo total de instalación.
X80 se suministra únicamente como producto PSL 2. El nivel 2 de especificación de producto impone límites químicos más estrictos, pruebas de tenacidad con entalla obligatorias, límites máximos de carbono equivalente e inspecciones más exhaustivas que el PSL 1. La tubería normalmente se produce a partir de una tira o placa laminada termomecánicamente, formada en una costura longitudinal o en forma de costura en espiral y soldada mediante soldadura por arco sumergido, seguida de expansión o dimensionamiento hasta las dimensiones finales.
Composición química y propiedades mecánicas.
Los valores a continuación son los límites de PSL 2 para tuberías X80 soldadas según API 5L. Cada calor debe certificarse según estos máximos, y el requisito de carbono equivalente se vuelve cada vez más importante a medida que crece el espesor de la pared.
| Propiedad | Requisito |
|---|---|
| Carbono, C máx. | 0.12 % |
| Manganeso, Mn máx. | 1.85 % |
| Fósforo, P máx. | 0.025 % |
| Azufre, S máx. | 0.015 % |
| Niobio + Vanadio + Titanio, total | 0,15 % máx. |
| Equivalente de carbono, CE IIW máx. | 0,43 para espesores de pared de hasta 25 mm |
| Equivalente de carbono, Pcm máx. | 0.25 |
| Límite elástico, SMYS mín. | 551 MPa (80 ksi) |
| Resistencia a la tracción mín. | 621 MPa (90 ksi) |
| Relación entre rendimiento y tracción máx. | 0.93 |
| Alargamiento mínimo | Calculado a partir de la fórmula API 5L utilizando el área de sección transversal- aplicable |
La microaleación con niobio, vanadio y titanio proporciona resistencia a través del refinamiento del grano y el fortalecimiento por precipitación en lugar de a través de un alto contenido de carbono, razón por la cual X80 conserva la soldabilidad y la tenacidad a baja-temperatura a pesar de su alto límite elástico.
Soldadura y construcción en campo
La soldadura circunferencial del X80 generalmente se lleva a cabo con arco metálico de gas mecanizado o soldadura pulsada utilizando consumibles con bajo contenido de hidrógeno - adaptados al metal base, con precalentamiento, temperatura entre pasadas y entrada de calor controlados. Un aporte de calor excesivo engrosa la zona afectada por el calor y reduce la tenacidad, mientras que un aporte de calor muy bajo aumenta la dureza y el riesgo de agrietamiento. La calificación del procedimiento de soldadura se realiza según API 1104 o ISO 13847, y los límites de dureza se especifican comúnmente para la soldadura y la zona afectada por el calor en servicio ácido o de baja-temperatura.
La flexión en campo, la expansión en frío y la aplicación del recubrimiento deben respetar el límite elástico mínimo especificado: los límites de deformación se establecen de manera que la deformación local permanezca muy por debajo del nivel que degradaría el cuerpo o la costura de la tubería.
Aplicaciones típicas
Líneas de transmisión de alta-presión y larga-distancia para gas natural y petróleo crudo
Líneas de reunión y troncales donde el espesor de pared reducido reduce el costo del proyecto
Líneas de exportación en alta mar y elevadores donde la reducción de peso es fundamental
Estación de compresores y tuberías terminales que requieren alta resistencia con buena tenacidad
Inspección y Control de Calidad
La tubería PSL 2 se entrega con un análisis térmico certificado, resultados de resistencia a la tracción y a la entalla, y trazabilidad completa desde el número de calor hasta el número de tubería. La inspección dimensional cubre el diámetro exterior, el espesor de la pared, la ovalidad, la rectitud y la cuadratura de los extremos. El cuerpo de la tubería y la costura de soldadura se examinan mediante métodos no-destructivos y se realiza una prueba hidrostática para determinar la presión de prueba y la duración requeridas por la especificación. Los revestimientos externos, como polietileno de tres-capas o epoxi adherido por fusión, se aplican después de la inspección, con pruebas de rotura de la capa terminada.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué significa la X en API 5L X80?
La X es simplemente el prefijo de grado utilizado en API 5L, y el número que sigue es el límite elástico mínimo especificado en miles de libras por pulgada cuadrada. Por lo tanto, X80 significa un límite elástico mínimo de 80.000 psi o 551 MPa.
P: ¿Se puede suministrar X80 como PSL 1?
No. X80 es solo un grado PSL 2. PSL 1 cubre grados inferiores, como A25 a X70, mientras que X80 requiere el control químico, las pruebas de dureza y el régimen de inspección más estrictos de PSL 2.
P: ¿Cuál es la diferencia entre X80 y X65?
Ambos son grados de tubería PSL 2, pero X80 tiene un límite elástico mínimo de 551 MPa frente a 448 MPa para X65. Para la misma presión operativa, X80 permite una pared más delgada, por lo que la elección es un equilibrio entre el ahorro de material y los controles de soldadura más estrictos que exige una mayor resistencia.
P: ¿La tubería X80 es adecuada para servicio amargo?
El X80 estándar está diseñado para un servicio agradable. El servicio amargo requiere el cumplimiento de NACE MR0175 o ISO 15156, que limita la dureza, el contenido de azufre y el equivalente de carbono y puede requerir un diseño de acero diferente, por lo que se debe indicar la aplicación cuando se solicita la tubería.
P: ¿Cómo se determina el alargamiento mínimo para X80?
API 5L no publica una cifra única de alargamiento para X80. El mínimo se calcula a partir de una fórmula que incluye el área de la sección transversal- aplicable y la resistencia a la tracción mínima especificada, por lo que el valor difiere según el diámetro y el espesor de la pared.
P: ¿Qué recubrimiento se aplica normalmente a la tubería X80?
Los recubrimientos externos más comunes son polietileno de tres-capas o epoxi adherido por fusión, con recubrimiento de flujo interno cuando sea necesario. La selección del recubrimiento depende de las condiciones del suelo, la profundidad de enterramiento, la temperatura de funcionamiento y el margen de corrosión del diseño.
