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Explorando o papel vital dos tubos de aço na exploração de petróleo e gás

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I. O conhecimento básico do tubo para a indústria de petróleo e gás

1. Explicação da Terminologia

API: Abreviatura de Instituto Americano de petroleo.
OCTG: Abreviatura de Produtos tubulares para países petrolíferos, incluindo tubo de revestimento de óleo, tubo de óleo, tubo de perfuração, colar de perfuração, brocas, haste de sucção, juntas de filhote, etc.
Tubulação de óleo: A tubulação é usada em poços de petróleo para extração de petróleo, extração de gás, injeção de água e fraturamento ácido.
Invólucro: Tubulação que é baixada da superfície do solo até um furo perfurado como revestimento para evitar o colapso da parede.
Tubo de perfuração: Tubo utilizado para perfuração de poços.
Tubo de Linha: Tubo usado para transportar petróleo ou gás.
Acoplamentos: Cilindros usados para conectar dois tubos roscados com roscas internas.
Material de acoplamento: Tubo utilizado para fabricação de acoplamentos.
Tópicos de API: Roscas de tubos especificadas pelo padrão API 5B, incluindo roscas redondas de tubos de óleo, roscas redondas curtas de revestimento, roscas redondas longas de revestimento, roscas trapezoidais parciais de revestimento, roscas de tubos de linha e assim por diante.
Conexão Premium: Threads não API com propriedades especiais de vedação, propriedades de conexão e outras propriedades.
Falhas: deformação, fratura, danos superficiais e perda da função original sob condições de serviço específicas.
Principais formas de falha: esmagamento, escorregamento, ruptura, vazamento, corrosão, colagem, desgaste e assim por diante.

2. Normas Relacionadas ao Petróleo

Especificação API 5B, 17ª Edição – Especificação para Rosqueamento, Medição e Inspeção de Roscas de Revestimento, Tubulação e Roscas de Tubos de Linha
Especificação API 5L, 46ª edição – Especificação para tubo de linha
Especificação API 5CT, 11ª Edição – Especificação para Revestimento e Tubulação
Especificação API 5DP, 7ª Edição – Especificação para tubo de perfuração
Especificação API 7-1, 2ª edição – Especificação para elementos de haste de perfuração rotativa
Especificação API 7-2, 2ª edição – Especificação para Rosqueamento e Medição de Conexões de Rosca com Ressalto Rotativo
Especificação API 11B, 24ª edição – Especificação para hastes de sucção, hastes e revestimentos polidos, acoplamentos, barras de chumbada, braçadeiras de haste polida, caixas de empanque e tês de bombeamento
ISO 3183:2019 – Indústrias de Petróleo e Gás Natural – Tubos de Aço para Sistemas de Transporte por Dutos
ISO 11960:2020 – Indústrias de Petróleo e Gás Natural – Tubos de Aço para Uso como Revestimento ou Tubulação para Poços
NACEMR0175/ISO 15156:2020 – Indústrias de Petróleo e Gás Natural — Materiais para Uso em Ambientes Contendo H2S na Produção de Petróleo e Gás

II. Tubulação de óleo

1. Classificação de tubos de óleo

A tubulação de óleo é dividida em tubulação de óleo não perturbada (NU), tubulação de óleo perturbada externa (EU) e tubulação de óleo de junta integral (IJ). A tubulação de óleo NU significa que a extremidade da tubulação tem espessura normal e gira diretamente a rosca e traz os acoplamentos. Tubo virado significa que as extremidades de ambos os tubos são viradas externamente, depois rosqueadas e acopladas. Tubulação de junta integral significa que uma extremidade do tubo é virada com roscas externas e a outra extremidade é virada com roscas internas e conectada diretamente sem acoplamentos.

2. Função da tubulação de óleo

① Extração de petróleo e gás: após os poços de petróleo e gás serem perfurados e cimentados, a tubulação é colocada no invólucro de petróleo para extrair petróleo e gás para o solo.
② Injeção de água: quando a pressão no fundo do poço for insuficiente, injete água no poço através da tubulação.
③ Injeção de vapor: Na recuperação a quente de óleo espesso, o vapor deve ser introduzido no poço com tubulação de óleo isolada.
④ Acidificação e fraturamento: Na fase final da perfuração de poços ou para melhorar a produção de poços de petróleo e gás, é necessário inserir meio de acidificação e fraturamento ou material de cura na camada de petróleo e gás, e o meio e o material de cura são transportado através da tubulação de óleo.

3. Grau de aço da tubulação de óleo

Os tipos de aço dos tubos de óleo são H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 é dividido em N80-1 e N80Q, os dois têm as mesmas propriedades de tração do mesmo, as duas diferenças são o status de entrega e as diferenças de desempenho de impacto, entrega N80-1 por estado normalizado ou quando a temperatura final de laminação é maior que o temperatura crítica Ar3 e redução de tensão após resfriamento a ar e pode ser usada para encontrar laminação a quente em vez de testes normalizados, de impacto e não destrutivos não são necessários; N80Q deve ser temperado (extinguido e revenido). Tratamento térmico, função de impacto deve estar em conformidade com as disposições da API 5CT e deve ser submetido a testes não destrutivos.
L80 é dividido em L80-1, L80-9Cr e L80-13Cr. Suas propriedades mecânicas e status de entrega são os mesmos. Diferenças de uso, dificuldade de produção e preço, L80-1 para o tipo geral, L80-9Cr e L80-13Cr são tubos de alta resistência à corrosão, dificuldade de produção, caros e geralmente usados em poços de corrosão pesada.
C90 e T95 são divididos em 1 e 2 tipos, nomeadamente C90-1, C90-2 e T95-1, T95-2.

4. O tipo de aço comumente usado da tubulação de óleo, o nome do aço e o status de entrega

J55 (37Mn5) Tubo de óleo NU: laminado a quente em vez de normalizado
J55 (37Mn5) Tubo de óleo UE: Comprimento total normalizado após perturbação
Tubo de óleo NU N80-1 (36Mn2V): laminado a quente em vez de normalizado
Tubulação de óleo UE N80-1 (36Mn2V): Comprimento total normalizado após perturbação
Tubulação de óleo N80-Q (30Mn5): 30Mn5, têmpera completa
Tubulação de óleo L80-1 (30Mn5): 30Mn5, têmpera completa
Tubulação de óleo P110 (25CrMnMo): 25CrMnMo, têmpera completa
Acoplamento J55 (37Mn5): Laminado a quente on-line normalizado
Acoplamento N80 (28MnTiB): Revenimento completo
Acoplamento L80-1 (28MnTiB): Temperado em todo o comprimento
Acoplamento P110 (25CrMnMo): Revenimento completo

III. Tubo de Revestimento

1. Classificação e função do invólucro

O revestimento é o tubo de aço que sustenta a parede dos poços de petróleo e gás. Várias camadas de revestimento são utilizadas em cada poço de acordo com diferentes profundidades de perfuração e condições geológicas. O cimento é usado para cimentar o revestimento depois de baixado no poço e, diferentemente do tubo de petróleo e do tubo de perfuração, não pode ser reutilizado e pertence a materiais consumíveis descartáveis. Portanto, o consumo de revestimento é responsável por mais de 70% de todas as tubulações de poços de petróleo. O revestimento pode ser dividido em revestimento condutor, revestimento intermediário, revestimento de produção e revestimento de revestimento de acordo com seu uso, e suas estruturas em poços de petróleo são mostradas na Figura 1.

①Caixa do condutor: Normalmente usando graus API K55, J55 ou H40, o revestimento condutor estabiliza a cabeça do poço e isola aquíferos rasos com diâmetros geralmente em torno de 20 polegadas ou 16 polegadas.

②Invólucro intermediário: O revestimento intermediário, geralmente feito de graus API K55, N80, L80 ou P110, é usado para isolar formações instáveis e zonas de pressão variadas, com diâmetros típicos de 13 3/8 polegadas, 11 3/4 polegadas ou 9 5/8 polegadas .

③Invólucro de produção: Construída em aço de alta qualidade, como graus API J55, N80, L80, P110 ou Q125, a carcaça de produção é projetada para suportar pressões de produção, geralmente com diâmetros de 9 5/8 polegadas, 7 polegadas ou 5 1/2 polegadas.

④Invólucro do forro: Os revestimentos estendem o poço até o reservatório, usando materiais como graus API L80, N80 ou P110, com diâmetros típicos de 7 polegadas, 5 polegadas ou 4 1/2 polegadas.

⑤Tubulação: A tubulação transporta hidrocarbonetos para a superfície, usando graus API J55, L80 ou P110, e está disponível em diâmetros de 4 1/2 polegadas, 3 1/2 polegadas ou 2 7/8 polegadas.

4. Tubo de perfuração

1. Classificação e Função de Tubo para Ferramentas de Perfuração

O tubo de perfuração quadrado, o tubo de perfuração, o tubo de perfuração ponderado e o colar de perfuração nas ferramentas de perfuração formam o tubo de perfuração. O tubo de perfuração é a ferramenta de perfuração que conduz a broca do solo até o fundo do poço e também é um canal do solo até o fundo do poço. Tem três funções principais:

① Para transmitir torque para conduzir a broca para perfurar;

② Contar com seu peso na broca para quebrar a pressão da rocha no fundo do poço;

③ Para transportar fluido de lavagem, isto é, perfurar lama através do solo através das bombas de lama de alta pressão, perfurar a coluna no fluxo do poço até o fundo do poço para lavar os detritos rochosos e resfriar a broca, e transportar os detritos rochosos através da superfície externa da coluna e da parede do poço entre o anel para retornar ao solo, para atingir o objetivo de perfurar o poço.

O tubo de perfuração no processo de perfuração para suportar uma variedade de cargas alternadas complexas, como tração, compressão, torção, flexão e outras tensões, a superfície interna também está sujeita a desgaste e corrosão por lama de alta pressão.
(1) Tubo de perfuração quadrado: O tubo de perfuração quadrado tem dois tipos de tipo quadrilátero e tipo hexagonal. O tubo de perfuração de petróleo da China, cada conjunto de colunas de perfuração geralmente usa um tubo de perfuração do tipo quadrilátero. Suas especificações são 63,5 mm (2-1/2 polegadas), 88,9 mm (3-1/2 polegadas), 107,95 mm (4-1/4 polegadas), 133,35 mm (5-1/4 polegadas), 152,4 mm ( 6 polegadas) e assim por diante. Normalmente, o comprimento usado é de 12 ~ 14,5 m.
(2) Tubo de perfuração: O tubo de perfuração é a principal ferramenta para perfuração de poços, conectado à extremidade inferior do tubo de perfuração quadrado, e à medida que o poço de perfuração continua a se aprofundar, o tubo de perfuração continua alongando a coluna de perfuração um após o outro. As especificações do tubo de perfuração são: 60,3 mm (2-3/8 polegadas), 73,03 mm (2-7/8 polegadas), 88,9 mm (3-1/2 polegadas), 114,3 mm (4-1/2 polegadas) , 127 mm (5 polegadas), 139,7 mm (5-1/2 polegadas) e assim por diante.
(3) Tubo de perfuração para serviços pesados: Um tubo de perfuração ponderado é uma ferramenta de transição que conecta o tubo de perfuração e o colar de perfuração, o que pode melhorar a condição de força do tubo de perfuração e aumentar a pressão na broca. As principais especificações do tubo de perfuração ponderado são 88,9 mm (3-1/2 polegadas) e 127 mm (5 polegadas).
(4) Colar de perfuração: o colar de perfuração é conectado à parte inferior do tubo de perfuração, que é um tubo especial de parede espessa e alta rigidez, exercendo pressão sobre a broca para quebrar a rocha e desempenhando um papel de orientação na perfuração de um poço reto. As especificações comuns dos colares de perfuração são 158,75 mm (6-1/4 polegadas), 177,85 mm (7 polegadas), 203,2 mm (8 polegadas), 228,6 mm (9 polegadas) e assim por diante.

V. Tubo de linha

1. Classificação do tubo de linha

O tubo de linha é usado na indústria de petróleo e gás para a transmissão de petróleo, óleo refinado, gás natural e dutos de água com a abreviatura de tubo de aço. O transporte de oleodutos e gasodutos é dividido principalmente em oleodutos principais, oleodutos ramais e oleodutos de rede de oleodutos urbanos, três tipos de transmissão de oleodutos principais com as especificações usuais para ∅406 ~ 1219 mm, espessura de parede de 10 ~ 25 mm, grau de aço X42 ~ X80 ; Oleodutos de ramal e dutos de rede de dutos urbanos geralmente são especificados para ∅114 ~ 700 mm, espessura de parede de 6 ~ 20 mm, o tipo de aço para X42 ~ X80. A classe do aço é X42~X80. O tubo de linha está disponível como tipo soldado e sem costura. O tubo de linha soldado é mais usado do que o tubo de linha sem costura.

2. Padrão de tubo de linha

API Spec 5L – Especificação para tubulação de linha
ISO 3183 – Indústrias de Petróleo e Gás Natural – Tubos de Aço para Sistemas de Transporte por Dutos

3. PSL1 e PSL2

PSL é a abreviatura de Nível de especificação do produto. O nível de especificação do produto de tubo de linha é dividido em PSL 1 e PSL 2, também pode ser dito que o nível de qualidade é dividido em PSL 1 e PSL 2. PSL 2 é superior a PSL 1, os 2 níveis de especificação não têm apenas requisitos de teste diferentes, mas os requisitos de composição química e propriedades mecânicas são diferentes, portanto de acordo com o pedido API 5L, os termos do contrato além de especificar as especificações, classe do aço e outros indicadores comuns, mas também devem indicar o nível de especificação do produto, ou seja, PSL 1 ou PSL 2. PSL 2 na composição química, propriedades de tração, poder de impacto, testes não destrutivos e outros indicadores são mais rigorosos que PSL 1.

4. Classe de aço do tubo de linha, composição química e propriedades mecânicas

O grau de aço para tubos de linha de baixo a alto é dividido em: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 e X80. Para obter a composição química e propriedades mecânicas detalhadas, consulte a especificação API 5L, livro da 46ª edição.

5. Teste hidrostático de tubo de linha e requisitos de exame não destrutivo

O tubo de linha deve ser feito teste hidráulico ramal a ramal, e a norma não permite a geração não destrutiva de pressão hidráulica, o que também é uma grande diferença entre o padrão API e nossos padrões. PSL 1 não requer testes não destrutivos, PSL 2 deve ser teste não destrutivo ramo por ramo.

VI. Conexões Premium

1. Introdução de Conexões Premium

Premium Connection é um encadeamento de tubo com uma estrutura especial diferente do encadeamento API. Embora o invólucro de óleo roscado API existente seja amplamente utilizado na exploração de poços de petróleo, suas deficiências são claramente mostradas no ambiente especial de alguns campos de petróleo: a coluna de tubo roscado redondo API, embora seu desempenho de vedação seja melhor, a força de tração suportada pelo tubo roscado parte equivale apenas a 60% a 80% da resistência do corpo do tubo e, portanto, não pode ser utilizada na exploração de poços profundos; a coluna de tubo com rosca trapezoidal polarizada API, embora seu desempenho de tração seja muito superior ao da conexão roscada redonda API, seu desempenho de vedação não é tão bom. Embora o desempenho de tração da coluna seja muito superior ao da conexão de rosca redonda API, seu desempenho de vedação não é muito bom, por isso não pode ser utilizado na exploração de poços de gás de alta pressão; além disso, a graxa roscada só pode desempenhar seu papel no ambiente com temperatura abaixo de 95 ℃, portanto não pode ser utilizada na exploração de poços de alta temperatura.

Em comparação com a rosca redonda API e a conexão de rosca trapezoidal parcial, a conexão premium fez progressos inovadores nos seguintes aspectos:

(1) Uma boa vedação, através da elasticidade e do projeto da estrutura de vedação metálica, torna a vedação do gás da junta resistente a atingir o limite do corpo da tubulação dentro da pressão de escoamento;

(2) Alta resistência da conexão, conectando-se com conexão de fivela especial do invólucro de óleo, sua resistência de conexão atinge ou excede a resistência do corpo da tubulação, para resolver fundamentalmente o problema de deslizamento;

(3) Pela seleção de materiais e melhoria do processo de tratamento de superfície, basicamente resolveu o problema da fivela presa na linha;

(4) Através da otimização da estrutura, para que a distribuição das tensões nas juntas seja mais razoável e mais propícia à resistência à corrosão sob tensão;

(5) Através da estrutura do ombro de desenho razoável, para que a operação da fivela na operação seja mais fácil de realizar.

Atualmente, a indústria de petróleo e gás possui mais de 100 conexões premium patenteadas, representando avanços significativos na tecnologia de tubos. Esses designs de rosca especializados oferecem capacidades de vedação superiores, maior resistência de conexão e maior resistência a tensões ambientais. Ao enfrentar desafios como altas pressões, ambientes corrosivos e temperaturas extremas, essas inovações garantem maior confiabilidade e eficiência nas operações de poços de petróleo em todo o mundo. A investigação e o desenvolvimento contínuos em ligações premium sublinham o seu papel fundamental no apoio a práticas de perfuração mais seguras e produtivas, reflectindo um compromisso contínuo com a excelência tecnológica no sector da energia.

Conexão VAM®: Conhecidas por seu desempenho robusto em ambientes desafiadores, as conexões VAM® apresentam tecnologia avançada de vedação metal-metal e capacidade de alto torque, garantindo operações confiáveis em poços profundos e reservatórios de alta pressão.

Série de cunha TenarisHydril: Esta série oferece uma variedade de conexões como Blue®, Dopeless® e Wedge 521®, conhecidas por sua excepcional vedação estanque a gases e resistência a forças de compressão e tensão, aumentando a segurança e a eficiência operacionais.

TSH® Azul: Projetadas pela Tenaris, as conexões TSH® Blue utilizam um design exclusivo de ombro duplo e um perfil de rosca de alto desempenho, proporcionando excelente resistência à fadiga e facilidade de montagem em aplicações críticas de perfuração.

Conceda conexão Prideco ™ XT®: Projetadas pela NOV, as conexões XT® incorporam uma vedação metal-metal exclusiva e um formato de rosca robusto, garantindo capacidade de torque superior e resistência a escoriações, prolongando assim a vida útil operacional da conexão.

Conexão Hunting Seal-Lock®: Apresentando uma vedação metal-metal e um perfil de rosca exclusivo, a conexão Seal-Lock® da Hunting é conhecida por sua superior resistência à pressão e confiabilidade em operações de perfuração onshore e offshore.

Conclusão

Concluindo, a intrincada rede de tubulações crucial para a indústria de petróleo e gás abrange uma ampla gama de equipamentos especializados projetados para resistir a ambientes rigorosos e demandas operacionais complexas. Desde os tubos de revestimento de base que suportam e protegem as paredes dos poços até as versáteis tubulações usadas nos processos de extração e injeção, cada tipo de tubo atende a uma finalidade distinta na exploração, produção e transporte de hidrocarbonetos. Padrões como as especificações API garantem uniformidade e qualidade em todos esses tubos, enquanto inovações como conexões premium melhoram o desempenho em condições desafiadoras. À medida que a tecnologia evolui, estes componentes críticos continuam a avançar, impulsionando a eficiência e a fiabilidade nas operações globais de energia. A compreensão destes tubos e das suas especificações sublinha o seu papel indispensável na infra-estrutura do sector energético moderno.

Por que usamos tubos de aço para transportar petróleo e gás?

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In the oil and gas industry, the safe and efficient transport of hydrocarbons from production sites to refineries and distribution centers is critical. Steel line pipes have become the material of choice for transporting oil and gas over vast distances, through challenging environments, and under extreme conditions. This blog delves into the reasons why steel line pipes are widely used for this purpose, exploring their key properties, advantages, and how they meet the demanding requirements of the oil and gas sector.

1. Introduction to Steel Line Pipes

Steel line pipes are cylindrical tubes made from carbon steel or other alloyed steels, specifically designed for transporting oil, natural gas, and other fluids in long-distance pipelines. These pipes must endure high pressures, extreme temperatures, and corrosive environments, making steel the ideal material for such applications.

Types of Steel Line Pipes:

  • Carbon Steel Line Pipes: Commonly used due to their strength, durability, and cost-effectiveness.
  • Alloy Steel Line Pipes: Used in more demanding environments, with added alloys like chromium or molybdenum for enhanced performance.
  • Stainless Steel Line Pipes: Offer excellent corrosion resistance, particularly in harsh environments.

2. Why Steel Line Pipes Are Preferred for Oil and Gas Transportation

Steel line pipes have several advantages that make them ideal for transporting oil and gas. Below are the primary reasons why the industry relies on steel for pipeline infrastructure.

2.1. Strength and Durability

Steel has unmatched strength and durability compared to alternative materials. Oil and gas pipelines need to withstand high internal pressures as well as external environmental factors such as soil movement, heavy loads, and even seismic activity. Steel’s high tensile strength ensures that the pipes can endure these forces without cracking, bursting, or deforming.

2.2. Resistência à corrosão

Oil and gas are often transported through corrosive environments, such as salty coastal regions, offshore platforms, or pipelines buried underground where moisture and chemicals can accelerate corrosion. Steel line pipes are manufactured with protective coatings like 3LPE (Three-Layer Polyethylene) ou Epóxi ligado por fusão (FBE) to enhance corrosion resistance. Alloyed and stainless steels provide intrinsic protection in highly corrosive environments.

2.3. High Temperature and Pressure Resistance

Pipelines carrying oil and gas frequently operate at elevated temperatures and pressures, especially in deep-water or underground pipelines where conditions are extreme. Steel has a high melting point and excellent heat resistance, enabling it to handle the high-pressure and high-temperature conditions without compromising structural integrity.

2.4. Eficiência de custos

While steel may not always be the cheapest material, it offers excellent lifecycle cost benefits. Steel line pipes are known for their longevity, reducing the need for frequent repairs and replacements. Additionally, the strength of steel enables manufacturers to produce thinner pipes with the same pressure rating, reducing material costs without sacrificing performance.

2.5. Ease of Fabrication and Installation

Steel is relatively easy to fabricate, allowing manufacturers to produce pipes in a wide range of sizes, lengths, and wall thicknesses to meet project-specific requirements. Steel pipes can be welded, rolled, or bent to fit complex pipeline routes, and can be produced in large quantities, making them highly adaptable for both onshore and offshore installations.

2.6. Leak Prevention and Safety

Steel pipes, especially those manufactured to stringent industry standards (such as API 5L for oil and gas pipelines), have superior resistance to leakage. The seamless or high-quality welded construction of steel line pipes minimizes weak points where leaks could occur. In addition, steel pipes can withstand harsh environmental conditions and mechanical damage, which reduces the likelihood of accidental spills or explosions.

3. Key Concerns Addressed by Steel Line Pipes

The oil and gas industry has several specific concerns regarding pipeline infrastructure, many of which are effectively addressed by using steel line pipes.

3.1. Corrosion Management

One of the most significant challenges for pipelines, particularly those buried underground or used offshore, is corrosion. Even though the external environment may be highly corrosive, the internal fluids, such as sour gas (H2S-rich natural gas), can also corrode pipelines. Steel line pipes combat this with advanced coatings, cathodic protection systems, and by using alloyed steels that resist chemical reactions, ensuring long-term protection and reliability.

3.2. Environmental Impact and Regulations

Environmental concerns, such as oil spills and gas leaks, can have devastating effects on ecosystems. Steel line pipes meet stringent environmental regulations due to their strength, durability, and ability to prevent leaks. These pipelines are often subjected to rigorous testing, including hydrostatic and X-ray tests, to ensure structural integrity. Many steel pipe systems also include real-time monitoring for early detection of leaks, helping mitigate environmental risks.

3.3. Operational Efficiency and Maintenance

Steel’s durability and ability to resist both external and internal forces minimize downtime and maintenance needs. With pipelines often spanning hundreds of miles, frequent repairs are impractical. Steel line pipes require less frequent maintenance and have a longer lifespan than other materials, providing higher operational efficiency and lower long-term costs for pipeline operators.

4. Steel Line Pipes and Industry Standards

The oil and gas industry is heavily regulated to ensure the safety, reliability, and environmental protection of pipeline systems. Steel line pipes are manufactured according to various standards to meet these stringent requirements.

Key Standards:

  • API 5L: Governs the manufacturing of steel line pipes for oil and natural gas transportation. It specifies material grades, sizes, and testing requirements to ensure the pipes can handle the pressures and environmental conditions of oil and gas pipelines.
  • ISO 3183: An international standard that outlines similar specifications as API 5L but focuses on pipeline materials and coatings for global applications.
  • ASTM A106: A standard for seamless carbon steel pipes used in high-temperature services, particularly in refineries and processing plants.

Adhering to these standards ensures that steel line pipes perform safely and effectively in the most demanding applications.

5. Advantages of Steel Line Pipes Over Alternative Materials

While other materials like polyethylene, PVC, or composite pipes may be used in low-pressure or small-diameter pipelines, steel remains the superior choice for large-scale oil and gas transport. Here’s why:

  • Higher Pressure Tolerance: Alternative materials typically cannot withstand the same high pressures as steel, making them unsuitable for long-distance transport of oil and gas.
  • Greater Temperature Resistance: Steel’s ability to endure extreme temperatures is unmatched by plastic or composite materials, which may become brittle or deform.
  • Longer Lifespan: Steel line pipes have an extended service life, often exceeding 50 years when properly maintained, while alternative materials may degrade more rapidly.
  • Recyclability: Steel is fully recyclable, which aligns with industry efforts to reduce environmental impact and promote sustainability.

6. Conclusion

Steel line pipes are indispensable in the oil and gas industry due to their exceptional strength, durability, corrosion resistance, and ability to withstand high-pressure and high-temperature environments. From the challenges of transporting oil and gas across vast distances to meeting stringent environmental and safety standards, steel line pipes have proven themselves as the most reliable and efficient option for pipeline infrastructure.

By choosing steel line pipes, oil and gas companies can achieve safer, more cost-effective, and long-lasting pipeline systems, ensuring the secure transportation of vital resources across the globe. The resilience and adaptability of steel continue to make it the material of choice for the industry’s ever-evolving needs.

Que tipo de tubo é Line Pipe?

A definição de tubo de linha

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In industries where fluids like oil, gas, and water need to be transported over long distances, the choice of piping systems is critical to ensure safety, efficiency, and cost-effectiveness. One of the most commonly used components in these sectors is line pipe. This blog post provides a detailed look into what line pipe is, its key features, applications, and considerations for professionals working in the transmission of oil, gas, and water.

O que é tubo de linha?

Line pipe is a type of steel pipe that is specifically designed for the transportation of liquids, gases, and sometimes solids. Typically manufactured from carbon or alloy steel, line pipe is engineered to withstand high pressure, corrosion, and extreme temperatures, making it ideal for industries such as oil and gas, where fluids need to be transported over vast distances.

Line pipe plays a pivotal role in pipelines that move oil, natural gas, water, and other fluids from production facilities to refineries, processing plants, or distribution networks. It serves as the backbone of energy infrastructure, ensuring that raw materials are efficiently and safely delivered.

Key Features of Line Pipe

Line pipes are manufactured to meet strict standards and are available in various grades, dimensions, and materials to suit the needs of specific transmission systems. Here are some critical features that make line pipe an essential component for fluid transport:

1. Material Strength and Durability

Line pipe is primarily made from carbon steel, but other alloys such as stainless steel and high-strength, low-alloy steel may be used depending on the application. These materials offer excellent tensile strength, allowing the pipe to withstand high internal pressures and the mechanical stresses of installation and operation.

2. Resistência à corrosão

Corrosion is a significant concern in pipelines, especially those transporting oil, gas, or water over long distances. Line pipes often undergo various coating and treatment processes, such as galvanization, epoxy coatings, or cathodic protection systems, to resist corrosion and extend their operational lifespan.

3. High Pressure and Temperature Tolerance

Line pipes are designed to operate under high-pressure conditions. Depending on the fluid being transported and the environmental conditions, the pipe must tolerate significant fluctuations in temperature. Pipeline grades, such as API 5L, specify performance standards for different pressures and temperatures.

4. Soldabilidade

Since pipelines are typically constructed in sections and welded together, line pipe must possess good weldability characteristics. Weldability ensures a secure, leak-proof connection between sections of pipe, contributing to the overall integrity of the pipeline.

Types of Line Pipe

Line pipes come in several types, each suited to specific needs. Here are the two primary types used in oil, gas, and water transmission:

1. Seamless Line Pipe

Seamless line pipe is manufactured without a seam, making it ideal for high-pressure applications. It is produced by rolling solid steel into a tube form and then extruding it to the desired thickness and diameter. Seamless line pipe offers higher strength and better resistance to corrosion and stress cracking.

2. Welded Line Pipe

Welded line pipe is made by forming flat steel into a cylindrical shape and welding the edges together. Welded pipe can be produced in large diameters, making it more cost-effective for low- to medium-pressure applications. However, welded pipe is more susceptible to stress at the seam, so it is often used where operating pressures are lower.

Common Applications of Line Pipe

Line pipe is used in a wide range of industries, including:

1. Oil Transmission

In the oil industry, line pipe is used to transport crude oil from extraction sites to refineries. The pipe must withstand high pressure, corrosive materials, and abrasive conditions, ensuring safe and continuous transportation over long distances.

2. Natural Gas Transmission

Natural gas pipelines require line pipe that can handle high pressures and remain leak-proof under fluctuating environmental conditions. Line pipes in natural gas applications also undergo additional testing for toughness and resistance to brittle fracture, especially in colder climates.

3. Water Distribution

Line pipes are extensively used for the distribution of potable water, wastewater, and industrial water. In water transmission, corrosion resistance is a major concern, and coatings or linings, such as cement mortar or polyethylene, are often applied to protect the steel and extend the pipe’s lifespan.

4. Chemical Transmission

Pipelines in the chemical industry transport a variety of liquids and gases, some of which may be corrosive or hazardous. Line pipe used in these applications must meet stringent safety standards to ensure there are no leaks or failures that could lead to environmental damage or safety hazards.

Key Standards for Line Pipe

Line pipes used in the oil, gas, and water transmission industries are subject to various international standards, which ensure that the pipes meet the necessary safety, performance, and quality requirements. Some of the most widely recognized standards include:

  • API 5L (American Petroleum Institute): This is the most commonly referenced standard for line pipes used in oil and gas transmission. API 5L defines requirements for pipe material, mechanical properties, and testing methods.
  • ISO 3183 (International Organization for Standardization): This standard covers the specifications for steel line pipes for pipeline transportation systems in the petroleum and natural gas industries. ISO 3183 ensures that line pipes are manufactured according to global best practices.
  • ASME B31.8 (American Society of Mechanical Engineers): This standard focuses on gas transmission and distribution piping systems. It provides guidelines on the design, materials, construction, testing, and operation of pipelines.
  • EN 10208-2 (European Standard): This standard applies to steel pipes used in the transmission of flammable liquids or gases in European countries. It sets performance benchmarks for materials, dimensions, and testing.

Padrão Comum e Classe de Aço

API 5L PSL1 

Propriedades mecânicas do tubo de linha PSL1
Nota Resistência ao escoamento Rt0,5 Mpa(psi) Resistência à tração Rm Mpa(psi) Alongamento 50 mm ou 2 pol.
A25/A25P ≥175(25400） ≥310(45.000) Af
A ≥210(30500) ≥335(48600) Af
B ≥245(35500) ≥415(60200) Af
X42 ≥290(42100) ≥415(60200) Af
X46 ≥320(46400) ≥435(63100) Af
X52 ≥360(52200) ≥460(66700） Af
X56 ≥390(56600) ≥490(71100) Af
X60 ≥415(60200) ≥520(75400) Af
X65 ≥450(65300) ≥535(77600) Af
X70 ≥485(70300) ≥570(82700) Af

API 5L PSL2

Propriedades mecânicas do tubo de linha PSL2
Nota Resistência ao escoamento Rt0,5 Mpa(psi) Resistência à tração Rm Mpa(psi) Rt0,5/Rm Alongamento 50 mm ou 2 pol.
BR/BN/BQ 245(35500)-450(65300) 415(60200)-655(95000) ≤0,93 Af
X42R/X42N/X42Q 290(42100)-495(71800) ≥415(60200) ≤0,93 Af
X46N/X46Q 320(46400)-525(76100) 435(63100)-655(95000) ≤0,93 Af
X52N/X52Q 360(52200)-530(76900) 460(66700)-760(110200) ≤0,93 Af
X56N/X56Q 390(56600)-545(79000) 490(71100)-760(110200) ≤0,93 Af
X60N/X60Q 415(60200)-565(81900) 520(75400)-760(110200) ≤0,93 Af
X65Q 450(65300)-600(87000) 535(77600)-760(110200) ≤0,93 Af
X70Q 485(70300)-635(92100) 570(82700)-760(110200) ≤0,93 Af

Practical Considerations for Line Pipe Selection

When selecting line pipe for oil, gas, or water transmission, it is essential to consider several factors to ensure optimal performance and safety. Here are some key considerations:

1. Operating Pressure and Temperature

The pipe material and wall thickness must be chosen to handle the expected operating pressure and temperature of the fluid. Over-pressurization can lead to pipeline failure, while insufficient tolerance for high temperatures may result in weakening or deformation.

2. Corrosiveness of the Fluid

Corrosive fluids such as crude oil or certain chemicals may require specialized coatings or materials. Selecting a pipe with the appropriate corrosion resistance can significantly extend the pipeline’s service life.

3. Distance and Terrain

The length and location of the pipeline will impact the type of line pipe needed. For example, pipelines crossing mountainous regions or areas with extreme temperatures may need more durable, thicker pipes to handle the stress and environmental conditions.

4. Regulatory and Safety Compliance

Compliance with local, national, and international regulations is critical. Ensure that the line pipe meets the required standards for the region and industry in which it will be used. This is especially important in hazardous industries like oil and gas, where pipeline failures can have severe environmental and safety consequences.

Conclusão

Line pipe is a critical component in the oil, gas, and water transmission industries. Its strength, durability, and ability to withstand extreme conditions make it indispensable for transporting fluids over long distances. By understanding the different types of line pipe, their applications, and key considerations for selection, professionals in these fields can ensure the safe and efficient operation of pipelines.

Whether you are working in oil extraction, natural gas distribution, or water infrastructure, selecting the right line pipe is essential for maintaining the integrity of your transmission systems. Always prioritize quality, safety, and compliance with industry standards to optimize pipeline performance and prevent costly failures.

O que é revestimento epóxi /FBE de ligação por fusão para tubos de aço?

Tubo revestido com epóxi ligado por fusão (FBE)

/em /por

Tubo de aço anticorrosivo refere-se a um tubo de aço processado por tecnologia anticorrosiva e pode efetivamente prevenir ou retardar o fenômeno de corrosão causado por reações químicas ou eletroquímicas no processo de transporte e uso.
O tubo de aço anticorrosivo é usado principalmente em petróleo doméstico, produtos químicos, gás natural, calor, tratamento de esgoto, fontes de água, pontes, estruturas de aço e outros campos de engenharia de dutos. Os revestimentos anticorrosivos comumente usados incluem revestimento 3PE, revestimento 3PP, revestimento FBE, revestimento de isolamento de espuma de poliuretano, revestimento epóxi líquido, revestimento epóxi de alcatrão de carvão, etc.

O que é Revestimento anticorrosivo em pó de epóxi ligado por fusão (FBE)?

O pó de epóxi ligado por fusão (FBE) é um tipo de material sólido que é transportado e disperso pelo ar como transportador e aplicado na superfície de produtos de aço pré-aquecidos. A fusão, o nivelamento e a cura formam um revestimento anticorrosivo uniforme, que se forma sob altas temperaturas. O revestimento tem as vantagens de fácil operação, sem poluição, bom impacto, resistência à flexão e resistência a altas temperaturas. O pó epóxi é um revestimento termoendurecível e não tóxico, que forma um revestimento de estrutura reticulada de alto peso molecular após a cura. Possui excelentes propriedades químicas anticorrosivas e altas propriedades mecânicas, principalmente a melhor resistência ao desgaste e adesão. É um revestimento anticorrosivo de alta qualidade para tubulações de aço subterrâneas.

Classificação de revestimentos em pó epóxi fundido:

1) de acordo com o método de uso, pode ser dividido em: revestimento FBE dentro do tubo, revestimento FBE fora do tubo e revestimento FBE dentro e fora do tubo. O revestimento FBE externo é dividido em revestimento FBE de camada única e revestimento FBE de camada dupla (revestimento DPS).
2) De acordo com o uso, pode ser dividido em: Revestimento FBE para oleodutos e gasodutos naturais, Revestimento FBE para oleodutos de água potável, Revestimento FBE para oleodutos de combate a incêndio, Revestimento para oleodutos de ventilação antiestática em minas de carvão, Revestimento FBE para oleodutos químicos, revestimento FBE para tubos de perfuração de petróleo, revestimento FBE para acessórios de tubos, etc.
3) de acordo com as condições de cura, pode ser dividida em dois tipos: cura rápida e cura comum. A condição de cura do pó de cura rápida é geralmente 230 ℃/0,5 ~ 2min, que é usado principalmente para pulverização externa ou estrutura anticorrosiva de três camadas. Devido ao curto tempo de cura e alta eficiência de produção, é adequado para operação em linha de montagem. A condição de cura do pó de cura comum é geralmente superior a 230 ℃/5min. Devido ao longo tempo de cura e ao bom nivelamento do revestimento, é adequado para pulverização em tubos.

Espessura do revestimento FBE

300-500um

Espessura do revestimento DPS (camada dupla FBE)

450-1000um

padrão de revestimento

SY/T0315, CAN/CSA Z245.20,

AWWA C213, Q/CNPC38, etc.

Usar

Anticorrosão de dutos terrestres e subaquáticos

Vantagens

Excelente força adesiva

Alta resistência de isolamento

Anti-envelhecimento

Decapagem anti-cátodo

Anti-alta temperatura

Resistência a bactérias

Corrente de proteção catódica pequena (apenas 1-5uA/m2)

 

Aparência

 Índice de Performance Método de teste
Características térmicas Superfície lisa, cor uniforme, sem bolhas, rachaduras e feriados                                                       Inspeção visual

Descolamento catódico de 24h ou 48h (mm)

 ≤6,5

SY/T0315-2005

Características térmicas (classificação de)

1-4

Porosidade da seção transversal (classificação de)

 1-4
Flexibilidade de 3 graus centígrados (temperatura mínima especificada pelo pedido + 3 graus centígrados

Nenhuma faixa

Resistência ao impacto 1,5J (-30 graus centígrados)

 Sem feriado
Adesão em 24h (classificação de)

1-3

Tensão de ruptura (MV/m)

 ≥30
Resistividade de massa (Ωm)

≥1*1013

Método anticorrosivo de pó epóxi ligado por fusão:

Os principais métodos são pulverização eletrostática, pulverização térmica, sucção, leito fluidizado, revestimento rolante, etc. Geralmente, o método de pulverização eletrostática por fricção, o método de sucção ou o método de pulverização térmica são usados para revestimento na tubulação. Esses vários métodos de revestimento têm uma característica comum, que é necessária antes de pulverizar a peça pré-aquecida a uma determinada temperatura, derreter o pó e entrar em contato, ou seja, o calor deve ser capaz de fazer o filme continuar a fluir, o fluxo adicional cobre toda a superfície do aço tubo, especialmente na cavidade na superfície do tubo de aço, e em ambos os lados do revestimento fundido por solda na ponte, combinado estreitamente com o revestimento e o tubo de aço, minimiza os poros e cura dentro do tempo prescrito, o último resfriamento a água término do processo de solidificação.

Introdução do tubo de linha revestido 3LPE

/em /por

Breve introdução:

O material base de Tubo de aço com revestimento anticorrosivo 3PE inclui tubo de aço sem costura, tubo de aço soldado em espiral e tubo de aço soldado com costura reta. O revestimento anticorrosivo de polietileno (3PE) de três camadas tem sido amplamente utilizado na indústria de oleodutos por sua boa resistência à corrosão, resistência à permeabilidade ao vapor de água e propriedades mecânicas. O revestimento anticorrosivo 3PE é muito importante para a vida útil de tubulações enterradas. Algumas tubulações do mesmo material ficam enterradas no solo por décadas sem corrosão, e algumas vazam em poucos anos. A razão é que eles usam revestimentos diferentes.

Estrutura anticorrosiva:

O revestimento anticorrosivo 3PE é geralmente composto por três camadas de estrutura: a primeira camada é pó epóxi (FBE)> 100um, a segunda camada é adesivo (AD) 170 ~ 250um, a terceira camada é polietileno (PE) 1,8-3,7mm . Na operação real, os três materiais são misturados e integrados, que são processados para serem firmemente combinados com o tubo de aço para formar um excelente revestimento anticorrosivo. O método de processamento é geralmente dividido em dois tipos: tipo enrolado e tipo de cobertura de molde circular.

O revestimento anticorrosivo para tubos de aço 3PE (revestimento anticorrosivo de polietileno de três camadas) é um novo revestimento anticorrosivo para tubos de aço produzido por uma combinação engenhosa de revestimento anticorrosivo 2PE na Europa e revestimento FBE amplamente utilizado na América do Norte. É reconhecido e utilizado há mais de dez anos no mundo.

A primeira camada do tubo de aço anticorrosivo 3PE é um revestimento anticorrosivo em pó epóxi, e a camada intermediária é um adesivo copolimerizado com um grupo funcional de estrutura ramificada. A camada superficial é um revestimento anticorrosivo de polietileno de alta densidade.

O revestimento anticorrosivo 3LPE combina a alta impermeabilidade e propriedades mecânicas da resina epóxi e do polietileno. Até agora, foi reconhecido como o melhor revestimento anticorrosivo com melhor efeito e desempenho do mundo, que tem sido aplicado em diversos projetos.

Vantagens:

O tubo de aço comum ficará severamente corroído em ambientes de mau uso, o que reduzirá a vida útil do tubo de aço. A vida útil do tubo de aço anticorrosivo e de preservação de calor também é relativamente longa. Geralmente, pode ser usado por cerca de 30-50 anos, e a instalação e uso corretos também podem reduzir o custo de manutenção da rede de tubulação. O tubo de aço anticorrosivo e de preservação de calor também pode ser equipado com um sistema de alarme, detecção automática de falha de vazamento na rede de tubulação, conhecimento preciso da localização da falha e também alarme automático.

Os tubos de aço 3PE anticorrosão e de preservação de calor têm bom desempenho de preservação de calor e a perda de calor é de apenas 25% em relação aos tubos tradicionais. A operação a longo prazo pode economizar muitos recursos, reduzir significativamente os custos de energia e ainda ter forte capacidade à prova de água e resistente à corrosão. Além disso, pode ser enterrado diretamente no subsolo ou na água sem uma vala adicional, o que também é simples, rápido e abrangente na construção. O custo também é relativamente baixo e possui boa resistência à corrosão e ao impacto em condições de baixa temperatura, podendo também ser enterrado diretamente em solo congelado.

Aplicativo:

Para tubos de aço anticorrosivo 3PE, muitas pessoas sabem apenas uma coisa e não sabem a outra. Sua função é uma cobertura realmente ampla. É adequado para abastecimento e drenagem subterrânea de água, concreto projetado subterrâneo, ventilação com pressão positiva e negativa, drenagem de gás, sprinklers contra incêndio e outras redes de tubulação. Resíduos residuais e tubulação de transmissão de água de retorno para água de processo de usina termelétrica. Possui excelente aplicabilidade para tubulações de abastecimento de água de sistemas anti-spray e sprinklers. Energia, comunicação, rodovia e outras mangas de proteção de cabos. É adequado para abastecimento de água em edifícios altos, redes de fornecimento de calor, sistemas hidráulicos, transmissão de gás, transmissão de água enterrada e outras tubulações. Gasoduto, indústria química e farmacêutica, indústria de impressão e tingimento, etc. Tubo de descarga de tratamento de esgoto, tubo de esgoto e engenharia anticorrosiva de piscina biológica. Pode-se dizer que o tubo de aço anticorrosivo 3PE é indispensável na atual construção de tubos de irrigação agrícola, tubos de poços profundos, tubos de drenagem e outras aplicações de rede, e acredita-se que através da extensão da ciência e tecnologia, ainda terá realizações mais brilhantes no futuro.

Se você precisar de qualquer tipo de tubos de aço com revestimento anticorrosivo, como tubos de aço com revestimento 3PE, tubos de aço com revestimento FBE e tubos de aço com revestimento 3PP, etc.