Tuberías de acero
Ventajas: Alta resistencia, peso y capacidad de ahorro de material.
Aplicación típica: tuberías de gran diámetro para el transporte de petróleo y gas.
Efecto del molibdeno: previene la formación de perlita después del laminado final, favoreciendo una buena combinación de resistencia y durabilidad a bajas temperaturas.
Desde hace más de cincuenta años, la forma más económica y eficiente de transportar gas natural y petróleo crudo a largas distancias es a través de tuberías de acero de gran diámetro. Estos tubos grandes varían en diámetro de 20″ a 56″ (51 cm a 142 cm), pero normalmente varían de 24″ a 48″ (61 cm a 122 cm).
A medida que aumenta la demanda mundial de energía y se descubren nuevos yacimientos de gas en ubicaciones cada vez más difíciles y remotas, la necesidad de una mayor capacidad de transporte y una mayor seguridad de los ductos está impulsando las especificaciones y los costos del diseño final. Economías de rápido crecimiento como China, Brasil e India han impulsado aún más la demanda de oleoductos.
La demanda de tubos de gran diámetro ha superado la oferta disponible en los canales de producción tradicionales que utilizan placas pesadas en los tubos UOE (formado en U, expansión electrónica con forma de O), lo que genera cuellos de botella durante el proceso. Por lo tanto, ha aumentado significativamente la relevancia de los tubos en espiral de gran diámetro y gran calibre fabricados a partir de bandas en caliente.
El uso de acero de alta resistencia y baja aleación (HSLA) se estableció en la década de 1970 con la introducción del proceso de laminación termomecánico, que combinaba microaleaciones con niobio (Nb) y vanadio (V). y/o titanio (Ti), lo que permite un rendimiento de mayor resistencia. Se puede producir acero de alta resistencia sin necesidad de costosos procesos de tratamiento térmico adicionales. Normalmente, estos primeros aceros tubulares de la serie HSLA se basaban en microestructuras de perlita-ferrita para producir aceros tubulares hasta X65 (límite elástico mínimo de 65 ksi).
Con el tiempo, la necesidad de tuberías de mayor resistencia llevó a una extensa investigación en la década de 1970 y principios de la de 1980 para desarrollar una resistencia de X70 o mayor utilizando diseños de acero con bajo contenido de carbono, muchos de los cuales utilizan el concepto de aleación de molibdeno-niobio. Sin embargo, con la introducción de nuevas tecnologías de proceso, como el enfriamiento acelerado, fue posible desarrollar resistencias más altas con diseños de aleaciones mucho más eficientes.
Sin embargo, cuando los laminadores no son capaces de aplicar las velocidades de enfriamiento requeridas en la mesa de salida, o ni siquiera tienen el equipo de enfriamiento acelerado necesario, la única solución práctica es utilizar adiciones seleccionadas de elementos de aleación para desarrollar las propiedades deseadas del acero. . Con el X70 convirtiéndose en el caballo de batalla de los proyectos de tuberías modernas y la creciente popularidad de las tuberías en espiral, la demanda de placas de gran calibre y bobinas laminadas en caliente rentables producidas tanto en las plantas Steckel como en las plantas convencionales de bandas en caliente ha crecido significativamente en los últimos años. años.
Más recientemente, se realizaron en China los primeros proyectos a gran escala que utilizan material de grado X80 para tuberías de gran diámetro y largas distancias. Muchas de las plantas que suministran estos proyectos utilizan conceptos de aleación que implican adiciones de molibdeno basados ​​en desarrollos metalúrgicos realizados durante la década de 1970. Los diseños de aleaciones a base de molibdeno también han demostrado su eficacia en tuberías más ligeras de diámetro medio. La fuerza motriz aquí es una instalación de tuberías eficiente y una alta seguridad operativa.
Desde su comercialización, la presión de funcionamiento de los gasoductos ha aumentado de 10 a 120 bar. Con el desarrollo del tipo X120, la presión de funcionamiento se puede aumentar aún más hasta 150 bar. Las presiones crecientes requieren el uso de tubos de acero con paredes más gruesas y/o mayores resistencias. Dado que los costos totales de materiales pueden representar más del 30% de los costos totales de tuberías para un proyecto en tierra, reducir la cantidad de acero utilizado mediante una mayor resistencia puede generar ahorros significativos.