Como fuente de energía nacional vital, el transporte de petróleo y gas natural a larga-distancia y alta-presión impone requisitos estrictos a los materiales de los ductos. Los tubos de acero, como principal medio de transporte de petróleo y gas, determinan directamente la seguridad, durabilidad y economía de la red de oleoductos. En condiciones complejas como alta temperatura, alta presión, corrosión y deformación geológica, solo los materiales de acero adecuados para tuberías pueden garantizar el funcionamiento estable a largo plazo-de esta arteria energética.
El sistema de materiales para tuberías de transmisión de petróleo y gas se basa en acero para tuberías especializado, que cumple tanto con el estándar internacional API 5L como con el estándar nacional GB/T 9711. Se divide en dos grados de calidad: PSL1 y PSL2. PSL2 tiene requisitos más estrictos en términos de composición, dureza, detección de fallas y soldabilidad, y es adecuado para tuberías troncales de alta-presión y alto-riesgo. El acero para tuberías se clasifica según su límite elástico; el estándar API usa la serie X y el estándar nacional usa la serie L. El número corresponde al límite elástico mínimo (MPa), que es la base fundamental para la selección del material.
Para recolección y transporte de baja-presión y tuberías de corta-distancia dentro de las estaciones, se prefieren L245 (Grado B) y L290 (X42). Estos aceros para tuberías con microaleaciones bajas en carbono tienen bajo contenido de carbono, buena tenacidad y son fáciles de soldar. Son adecuados para la recolección y el transporte convencionales de petróleo y gas, redes internas de oleoductos en yacimientos petrolíferos y líneas de transporte auxiliares con presiones inferiores a 4 MPa. Poseen buena plasticidad y resistencia al impacto, pueden adaptarse a ambientes generales del suelo y ofrecen una excelente rentabilidad-en escenarios no-corrosivos y de baja-presión, lo que los convierte en un material fundamental para la ingeniería de superficies de campos de petróleo y gas.
Para líneas de transmisión de media- y alta-presión y larga-distancia, los materiales principales elegidos son L360 (X52), L415 (X60) y L450 (X65). Estos tres tipos son los principales materiales utilizados en la red de oleoductos y gasoductos troncales de China, con un límite elástico de 360 a 450 MPa, equilibrando resistencia, tenacidad y soldabilidad. Son adecuados para presiones de transmisión de 6 a 10 MPa y cubren largas-tuberías interiores de petróleo crudo, petróleo refinado y gas natural. En entornos geológicos convencionales, como llanuras y colinas, pueden soportar de manera estable la presión interna y las cargas externas, al tiempo que facilitan la construcción de soldadura en el sitio, satisfaciendo las necesidades de la gran mayoría de las líneas troncales terrestres.
Las tuberías de alta-presión y gran-diámetro en entornos complejos utilizan acero para tuberías de alta-resistencia L485 (X70) y L555 (X80). X70 y X80, a través de micro-aleaciones y procesos controlados de laminado y enfriamiento, mantienen la tenacidad a bajas-temperaturas al tiempo que aumentan la resistencia. Esto permite paredes de tubería más delgadas, lo que reduce el consumo de acero y los costos de construcción. Son adecuados para líneas troncales de alta-presión superior a 10 MPa y para cruzar terrenos complejos como ríos, montañas y áreas de permafrost. También son materiales de uso común para tuberías transfronterizas y marítimas cercanas a la costa.
Para condiciones operativas especiales que involucran medios corrosivos como sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono y alta salinidad, el acero al carbono ordinario es propenso a agrietarse-inducido por hidrógeno (HIC) y a agrietarse por corrosión bajo tensión (SSC). Por lo tanto, se deben seleccionar aceros para tuberías-resistentes a los ácidos (como L245NS, L360NS, X52NS y X65NS), acero inoxidable dúplex o tuberías compuestas. El contenido de azufre y fósforo de los materiales-resistentes a los ácidos está estrictamente limitado y la resistencia a la corrosión se mejora mediante la fundición de acero puro para garantizar la seguridad de la recolección y el transporte en campos ácidos de petróleo y gas. En entornos altamente corrosivos, se utiliza una estructura compuesta de acero al carbono + capa anticorrosión + revestimiento interior, equilibrando fuerza y resistencia a la corrosión.
En resumen, no existe un material absolutamente "óptimo" para los tubos de acero que transportan petróleo y gas natural; solo la opción más adecuada: L245/L290 para recolección y transmisión de baja-presión, L360/L415/L450 para líneas troncales de media- y alta-presión, X70/X80 para entornos complejos de alta-presión y tuberías de acero o compuestos-resistentes a los ácidos-para condiciones corrosivas. La selección científica de materiales debe cumplir con requisitos de rendimiento como resistencia, tenacidad, resistencia a la corrosión y soldabilidad, al mismo tiempo que cumple con las regulaciones y controla los costos, para crear una red de tuberías de transmisión de energía segura, eficiente y duradera-, que brinde un soporte sólido para un suministro estable de petróleo y gas.
