Tubería de conducción API5L para Servicio Agrio (Parte II)

En el articulo anterior sobre Tubería de conducción API5L para Servicio Agrio (Parte I), hablamos sobre el significado del Servicio Agrio, y los principales mecanismos de corrosión que se pueden producir sobre los tubos de conducción para uso petrolero, cuando los parámetros de control indicados en las especificaciones para este tipo de condiciones, no son bien ejecutados. Quedando la siguiente pregunta al aire:

¿Como garantizamos en un tubo, las propiedades anticorrosivas necesarias para servicio agrio?

Para garantizar las propiedades anticorrosivas en un tubo de acero al carbono expuesto a fluidos o hidrocarburos agrios, debido a la presencia de H2S, se deben tomar previsiones en cuando al nivel de limpieza del acero, desde su fabricación.

Un acero diseñado para servicio agrio, no debe contener después de su vaciado, y proceso de solidificación, porosidades, segregaciones o inclusiones severas, debido a que las mismas al ser laminadas, generan discontinuidades lineares o bandeo microestructural en el cuerpo del tubo, produciendo un nivel de anisotropía que incrementa significativamente su sensibilidad a los efectos corrosivos inducidos por el hidrógeno, en ambientes agrios.

Para disminuir esta sensibilidad a la corrosión, es necesario que el acero sea:

• Diseñado con bajos niveles de Azufre (S), Fósforo (P), Carbono (C), Carbono equivalente (Ceq), y elementos residuales.

• Totalmente calmado, para evitar gases atrapados durante la solidificación del acero.

• Fabricado bajo prácticas de control de morfología y limpieza inclusionaria, para evitar inclusiones endógenas cuya densidad y forma generen núcleos para la corrosión después de la conformación del tubo, y

• Desgasificado al vacío, para remover los gases disueltos.

Es por ello que cada una de las fases de aceración tiene un objetivo especifico.

Fusión y Sangrado

Durante la fusión se homogeniezan los elementos constituyentes de la aleación, se alcanza la temperatura adecuada para los procesos subsiguientes, y se controlan los niveles de Fósforo y de Carbono. Sin embargo, por realizarse en una atmósfera oxidante, los niveles de oxigeno son muy elevados.

Despues del sangrado, estos niveles de Oxigeno son reducidos a través de la adición de ferroaleaciones que promueven las reacciones necesarias para que el exceso, se concentre en la escoria de la cuchara u olla receptora.

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Metalurgia Secundaria

En metalurgia secundaria, se ajustan los elementos de la química final con la adición de ferroaleaciones. A diferencia del proceso de fusión, la atmósfera reductora, y la adición de otras ferroaleaciones en esta atmósfera, favorecen la desulfuración del baño, y el control de la morfología inclusionaria.

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Desgasificación al vacio

Para productos de alta exigencia como los tubos de uso petrolero para ambientes agrios, donde los niveles de S, y otras impurezas deben ser casi nulos, es necesaria la desgasificación al vació del acero antes de su vaciado, ya que los gases disueltos en el baño, y que son aportados por la humedad de las ferroaleaciones, cal, o aire, pueden generar discontinuidades nocivas para estas aplicaciones.

Al realizar la desgasificación al vacío, se elimina gran parte de los gases disueltos que no se pudieron remover en las etapas precedentes, como el H2, el N2 y el O2. Estos gases pueden crear condiciones adversas durante la solidificación del acero como porosidades o inclusiones endógenas de magnitud y densidad perjudiciales para el servicio agrio.

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Vaciado

Un buen control de cada una de estas etapas en cuanto a los niveles de elementos residuales, gases e inclusiones, y el optimo manejo de los parámetros de velocidad de vaciado, y condiciones operativas durante el mismo, garantiza que durante la solidificación del acero, los semielaborados resultantes sean lo más homogéneos posibles, reduciendo así la posibilidad de núcleos que favorezcan la iniciación de grietas por efectos corrosivos.

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Pero esto no termina acá. Después de la laminación o conformado del tubo, existen ensayos y pruebas que se realizan para evaluar si el producto final cumple con los atributos necesarios para un servicio agrio.

En el próximo articulo, los detallaremos.

Espero les haya gustado este articulo. Nos vemos en la próxima.

Referencias bibliográficas:

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Desgasificación a vacio por J.M. Santa Maria Ibarra. Procersa

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NACE MR 0175/ISO 15156 for Corrosion Resistant Alloys for Sulphide Service

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API | API Specification 5L, 46th Edition

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