Cómo elegir el sistema de transporte por tubería adecuado?

El transporte por tubería se utiliza ampliamente para el traslado de petróleo, gas y productos químicos. Una vez seleccionado este método de transporte, el siguiente paso es elegir el sistema de tuberías adecuado. El proceso de selección comienza considerando cinco factores clave: el fluido transportado, la presión de trabajo, la temperatura de operación, el diámetro y el espesor de pared de la tubería, y el material de la misma. Estos factores determinan el tipo, la norma y el grado de la tubería. Esta guía aborda todos estos pasos y ofrece recomendaciones prácticas según la aplicación para ayudarle a tomar una decisión informada para su proyecto.

El transporte por tubería presenta tanto ventajas como limitaciones. La siguiente tabla ofrece una visión general rápida; puede consultar el artículo completo a través de cualquiera de los enlaces.

Ventajas	Desventajas
Alta capacidad, operación continua, bajo costo operativo a largo plazo. ▶ Leer más: [Ventajas del transporte por ductos]	Limitaciones de carga, elevadas inversiones, riesgos de corrosión, interrupción del suministro. ▶ Leer más: [Desventajas del transporte por ductos]

Factores clave de selección

Según el fluido transportado

La primera consideración al seleccionar un sistema de tuberías son las propiedades del fluido. Las diferentes propiedades del fluido requieren distintos niveles de resistencia a la corrosión, resistencia mecánica y tenacidad en los materiales de las tuberías.

1. Oleoductos de crudo
Los oleoductos de crudo son instalaciones de ingeniería lineales, principalmente subterráneas, que se utilizan para transportar petróleo crudo a largas distancias, generalmente desde yacimientos petrolíferos o puertos hasta refinerías o depósitos de transbordo.

2. Oleoductos de productos refinados
Los oleoductos de productos refinados transportan productos como gasolina, diésel, queroseno y combustible para aviones. Estos oleoductos pueden utilizar transporte por lotes o secuencial para transportar diferentes productos derivados del petróleo a través del mismo oleoducto. Se requiere un control y una gestión de interfaces rigurosos para reducir la contaminación cruzada entre los diferentes productos.

3. Gasoductos de gas natural
Los gasoductos de gas natural están diseñados para el transporte de gas a presión a corta o larga distancia. Según los requisitos del proyecto, el sistema de oleoductos puede incluir estaciones compresoras, plantas de procesamiento de gas, válvulas y equipos de control de presión. Las tuberías de acero al carbono de alta resistencia se utilizan comúnmente en numerosas aplicaciones de transporte de gas natural a larga distancia.

4. Tuberías para lodos
Las tuberías para lodos sólidos son sistemas de tuberías para el transporte a larga distancia de partículas sólidas mixtas y lodos líquidos. Estas tuberías utilizan equipos de presurización para proporcionar la energía de presión necesaria para el transporte del lodo, lo que permite el transporte a larga distancia y la entrega de gran capacidad.

Según la presión de trabajo

La presión de trabajo es un factor importante al seleccionar la tubería adecuada.

a. Presión de diseño
La presión de diseño es la presión que se utiliza como base para el diseño y la selección de un sistema de tuberías. Se determina según factores como el fluido transportado, las condiciones de operación, la temperatura y los requisitos del sistema. Una presión de diseño más alta generalmente requiere una tubería con la resistencia suficiente y un espesor de pared adecuado para soportar de forma segura la presión interna. Por lo tanto, al seleccionar una tubería, primero se debe determinar la presión de diseño, seguida del material, el grado, el diámetro y el espesor de pared adecuados.

b. Presión de prueba

La presión de prueba es la presión aplicada durante las pruebas de presión una vez instalada la tubería. Generalmente, la presión de prueba es superior a la presión de operación normal y se utiliza para verificar la resistencia y la estanqueidad del sistema de tuberías. Si bien la presión de prueba no suele ser el factor principal para la selección de la tubería, es fundamental para verificar que la tubería seleccionada y el sistema completo cumplan con los requisitos de seguridad y confiabilidad.

Según la temperatura de operación

La temperatura de operación afecta directamente la selección del material y las especificaciones de la tubería. Los diferentes rangos de temperatura pueden requerir diferentes propiedades del material para garantizar una operación segura y confiable de la tubería. ▶ [Comprenda los límites de temperatura de las tuberías de acero al carbono]

Temperatura de operación	Consideraciones principales	Selección de tuberías
Baja temperatura	Tenacidad y resistencia a la fractura frágil	Seleccionar materiales adecuados para servicio a baja temperatura
Temperatura normal	Resistencia, durabilidad y costo	Generalmente se pueden considerar materiales estándar para tuberías
Alta temperatura	Mantenimiento de la resistencia y dilatación térmica	Seleccionar materiales adecuados para servicio a alta temperatura

Según el diámetro y el espesor de la pared de la tubería

El diámetro y el espesor de la pared de la tubería son factores importantes en la selección de tuberías. Las dimensiones adecuadas deben determinarse según el caudal, la presión de operación, el fluido transportado y las condiciones de servicio.

Factor	Diámetro de la tubería	Espesor de pared
Caudal	Un caudal más alto generalmente requiere un diámetro mayor para proporcionar la capacidad de transporte suficiente.	—
Velocidad de flujo	El diámetro debe ayudar a mantener una velocidad de flujo adecuada y reducir la pérdida excesiva de presión.	—
Presión de operación	—	Una presión de operación más alta generalmente requiere un mayor espesor de pared para soportar la presión interna.
Medio transportado	La densidad y la viscosidad pueden afectar la resistencia al flujo y el diámetro requerido de la tubería.	Las propiedades del medio pueden afectar la selección del material y el margen de corrosión.
Longitud de la tubería	Las tuberías más largas requieren una consideración cuidadosa de la pérdida de presión y el consumo de energía al determinar el diámetro.	—
Corrosión	—	Es posible que se requiera un espesor de pared adicional cuando se espera corrosión durante el servicio.

▶ Para una comparación detallada de los grados de espesor de pared comunes, como SCH 40 y SCH 80, consulte nuestra [Guía de programación de tuberías de acero: SCH 40 vs SCH 80].

Según el material de la tubería

Esta tabla enumera los materiales y grados de tubería más comunes según el fluido transportado.

Por ejemplo, la norma API 5L se usa comúnmente en oleoductos y gasoductos, mientras que la ASTM A312 se usa ampliamente en tuberías de acero inoxidable para aplicaciones corrosivas.

Fluido transportado	Material / especificación común	Calidades típicas
Petróleo crudo	Acero al carbono / API 5L	X42, X52, X60, X65, X70
Gas natural	Acero al carbono / API 5L	X52, X60, X65, X70
Agua	Acero al carbono / ASTM A53, A106	Grado A, B
Fluidos de alta temperatura	Acero al carbono /  ASTM A106	Grado B, C
Fluidos corrosivos	Acero inoxidable / ASTM A312	TP304, TP304L, TP316, TP316L
Fluidos de alta temperatura y alta presión	Acero aleado / ASTM A335	P11, P22, P91

Criterios clave para la selección de tuberías de acero

Una vez evaluados los factores clave de selección mencionados anteriormente, el siguiente paso consiste en aplicarlos al tipo de tubería, a la norma aplicable y al material de la tubería.

Tuberías sin costura vs. Tuberías soldadas para oleoductos:

● Las tuberías sin costura se fabrican sin soldaduras, lo que ofrece mayor resistencia y fiabilidad para el transporte a alta presión y larga distancia. Se utilizan ampliamente en oleoductos y gasoductos, donde la seguridad es fundamental.
● Las tuberías soldadas (ERW, LSAW, SSAW) son más rentables para aplicaciones de gran diámetro y presión moderada. Las tuberías soldadas por alta frecuencia (ERW) se utilizan comúnmente en líneas de recolección y redes de distribución.

Normas clave para tuberías de acero para oleoductos:

● API 5L: La norma principal para tuberías utilizadas en el transporte de petróleo y gas, que abarca grados desde A hasta X80 para diferentes requisitos de presión. 
● ASTM A53/A106: Ampliamente utilizadas en aplicaciones generales de tuberías. ▶ Más información sobre: [ASTM A53 vs ASTM A106 vs API 5L: Diferencias clave].

Selección de materiales:

● El acero al carbono es el material más común para el transporte por tuberías.
● Para requisitos de alta presión y alta resistencia, se prefieren las normas X70 y X80 para tuberías de larga distancia.
● Para entornos corrosivos, se deben considerar aleaciones resistentes a la corrosión o tuberías revestidas.

▶ Para obtener información más detallada sobre tamaños y especificaciones de tuberías, consulte nuestra [Tabla de tamaños de tuberías de acero para oleoductos].

Aplicaciones típicas y selección recomendada de tuberías

Las tablas anteriores se centran en la selección de materiales según el fluido y en criterios generales de selección. La siguiente tabla va un paso más allá: recomienda el tipo, el grado y la norma de la tubería en función de la aplicación típica.

Conclusión:

La elección de la tubería de acero adecuada es fundamental para la seguridad, la eficiencia y la vida útil de cualquier proyecto de conducción de fluidos. Al evaluar cinco factores clave —el fluido transportado, la presión de trabajo, la temperatura de operación, el diámetro y el espesor de pared, y el material de la tubería— y seleccionar posteriormente el tipo, la norma y el grado de tubería correctos, los responsables del proyecto pueden reducir riesgos, optimizar costos y garantizar el cumplimiento normativo a largo plazo.

Ya sea que el proyecto implique líneas troncales de alta presión, servicio con presencia de compuestos ácidos (*sour service*), condiciones de baja temperatura o suelos corrosivos, la combinación adecuada de tipo, grado y norma de tubería marca la diferencia entre una conducción fiable y un fallo costoso.

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