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Seleccionar el sistema de transporte de tuberías correcto requiere más que elegir una tubería de acero adecuada. El medio transportado, la presión de diseño, la temperatura de funcionamiento, las dimensiones de la tubería y el grado del material afectan el rendimiento de la tubería y la vida útil.
Un proceso de selección práctico debe evaluar los siguientes factores clave.
Diferentes fluidos y materiales imponen diferentes demandas en la resistencia de la tubería, la tenacidad, la resistencia a la corrosión y la capacidad de flujo.
Oleoductos de petróleo crudo
Los oleoductos se utilizan principalmente para el transporte a larga distancia de petróleo crudo desde campos petroleros, puertos o instalaciones de recolección a refinerías y terminales de almacenamiento o transferencia.
Los productos de tubería de acero al carbono, como la tubería de línea API 5L, se consideran comúnmente para estas aplicaciones.
Tuberías de productos refinados
Las tuberías de productos refinados transportan gasolina, diesel, queroseno, combustible para aviones y otros productos derivados del petróleo.
Debido a que se pueden transportar múltiples productos a través de la misma tubería, el transporte de lotes y el control de la interfaz son importantes para minimizar la contaminación cruzada.
Gasoductos de gas natural
Las tuberías de transmisión de gas natural transportan gas bajo presión en distancias cortas o largas. Dependiendo de los requisitos del proyecto, el sistema puede incluir estaciones de compresión, válvulas, instalaciones de procesamiento de gas y equipos de control de presión.
Las tuberías de acero al carbono de alta resistencia se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones de transmisión de gas a larga distancia.
Tuberías de lechada
Las tuberías de lodos transportan mezclas de partículas líquidas y sólidas a largas distancias. Estos sistemas requieren materiales de tubería y espesores de pared apropiados para soportar la presión interna, así como los efectos de los sólidos transportados.
Presión de diseño
La presión de diseño es la presión utilizada para determinar la resistencia y las dimensiones requeridas de la tubería.
Una presión de diseño más alta generalmente requiere:
Material de tubería de mayor resistencia
Grado de tubería apropiado
Mayor espesor de pared
Selección adecuada del diámetro
Por lo tanto, la presión de diseño debe establecerse antes de finalizar la especificación de la tubería.
Presión de prueba
La presión de prueba se aplica después de la instalación para verificar la resistencia y la estanqueidad del sistema de tuberías completado.
Aunque la presión de prueba no es normalmente el parámetro principal para seleccionar la tubería, es una parte importante de la verificación de la calidad de la tubería y la puesta en servicio.
La temperatura de funcionamiento afecta la resistencia del material, la tenacidad y la estabilidad dimensional.
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Temperatura de funcionamiento |
Consideración principal |
Principio de selección |
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Baja temperatura |
Dureza y resistencia a la fractura quebradiza |
Seleccione los materiales adecuados para el servicio de baja temperatura |
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Temperatura normal |
Resistencia, durabilidad y costo |
Los materiales de tubería estándar pueden ser considerados |
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Alta temperatura |
Retención de la fuerza y expansión térmica |
Seleccione materiales adecuados para el servicio de temperatura elevada |
Para el servicio de alta temperatura, se pueden considerar los grados de acero aleado donde se requiere una mayor retención de resistencia.
Las dimensiones de la tubería deben seleccionarse de acuerdo con el caudal, la presión de operación, el medio transportado, la longitud de la tubería y las condiciones de servicio.
Diámetro de la tubería
Un diámetro mayor puede proporcionar una mayor capacidad de transporte y ayudar a mantener una velocidad de flujo apropiada. Sin embargo, el diámetro también debe evaluarse contra la pérdida de presión y el costo del proyecto.
Las propiedades del medio, como la densidad y la viscosidad, también pueden influir en el diámetro de la tubería requerido.
Espesor de pared
El espesor de la pared está relacionado principalmente con la resistencia a la presión y las condiciones de servicio.
Una presión de funcionamiento más alta requiere generalmente un espesor de pared mayor. También se puede considerar un espesor adicional cuando se espera corrosión u otras formas de pérdida de material durante el servicio.
El material y el grado de la tubería deben coincidir con el medio transportado y el entorno operativo.
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Aplicación |
Material común/estándar |
Grados típicos |
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Petróleo crudo |
Acero al carbono/API 5L |
X42, X52, X60, X65, X70 |
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Gas natural |
Acero al carbono/API 5L |
X52, X60, X65, X70 |
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Agua |
Acero de carbono/ASTM A53, A106 |
Grado A, B |
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Fluidos de alta temperatura |
Acero al carbono/ASTM A106 |
Grado B, C |
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Fluidos corrosivos |
Acero inoxidable/ASTM A312 |
TP304, TP304L, TP316, TP316L |
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Fluidos de alta temperatura y alta presión |
Acero de aleación/ASTM A335 |
P11, P22, P91 |
Por ejemplo, API 5L se asocia comúnmente con tuberías de transmisión de petróleo y gas, mientras que la tubería de acero inoxidable ASTM A312 se puede considerar para aplicaciones que requieren una mayor resistencia a la corrosión. La tubería de acero de aleación ASTM A335 se utiliza para servicio de alta temperatura y alta presión.
Un simple proceso de selección se puede resumir como:
Medio transportado → Presión de diseño → Temperatura de funcionamiento → Velocidad de flujo → Diámetro de la tubería → Espesor de la pared → Material y grado
La especificación final de la tubería también debe tener en cuenta las normas aplicables, las condiciones de corrosión, los requisitos de instalación y las especificaciones de ingeniería específicas del proyecto.
Q1: ¿Qué factores deben considerarse al seleccionar un sistema de transporte por tubería?
Los principales factores incluyen el medio transportado, la presión de diseño, la temperatura de funcionamiento, el caudal, el diámetro de la tubería, el grosor de la pared, el grado del material y las condiciones de corrosión.
Q2: ¿Qué tubería se usa comúnmente para tuberías de petróleo y gas?
La tubería de línea de acero al carbono API 5L se usa comúnmente para aplicaciones de transmisión de petróleo y gas natural.
Q3: ¿Cómo afecta la presión de funcionamiento a la selección de la tubería?
Una presión de operación más alta generalmente requiere una tubería con suficiente resistencia y un espesor de pared apropiado para soportar con seguridad la presión interna.
Q4: ¿Por qué es importante el diámetro de la tubería?
El diámetro de la tubería afecta la capacidad de flujo, la velocidad de flujo, la pérdida de presión y el consumo de energía. Debe seleccionarse de acuerdo con la capacidad de transporte requerida y las condiciones de operación.
P5: ¿Qué materiales son adecuados para fluidos corrosivos?
Los grados de acero inoxidable como TP304, TP304L, TP316 y TP316L pueden considerarse cuando se requiere una mayor resistencia a la corrosión.