En el sector del transporte de petróleo y gas,Tubo de acero soldado con costura recta X100MComo representante del acero para tuberías de alta resistencia según la norma API 5L, este material está redefiniendo los estándares técnicos de la industria gracias a sus propiedades mecánicas superiores y su adaptabilidad a la ingeniería. Fabricado mediante soldadura por resistencia eléctrica de alta frecuencia (ERW) o soldadura por arco sumergido (SAWL), este tubo de acero soldado con costura recta ofrece una resistencia mínima a la fluencia de 690 MPa, una mejora significativa con respecto a los 551 MPa del tubo de acero X80 convencional, lo que proporciona una nueva solución de materiales para el transporte a larga distancia y alta presión.
En primer lugar, el avance en la ciencia de los materiales para la tubería de acero soldada con costura recta X100M.
La principal ventaja de la tubería de acero soldada con costura recta X100M reside en su innovador diseño de aleación. Mediante la tecnología de microaleación compuesta de Nb-Ti-Mo, combinada con el proceso de laminación y enfriamiento controlados (TMCP), la placa de acero logra un fortalecimiento tanto por grano fino como por precipitación, manteniendo una excelente soldabilidad. Empresas nacionales líderes, como Baosteel, han alcanzado una tenacidad a baja temperatura superior a 200 J de energía de impacto a -45 °C para una placa de acero X100M de 18,4 mm de espesor, superando ampliamente el estándar DNV-OS-F101 para oleoductos del Ártico. Cabe destacar que la moderna tecnología metalúrgica, a través del tratamiento con calcio para mejorar la morfología de los sulfuros, ha permitido que el coeficiente de rendimiento en el eje Z de la tubería supere el 0,8, abordando eficazmente el problema de la rotura laminar en tuberías de acero de gran diámetro.
En segundo lugar, se logra un control preciso del proceso de fabricación de tuberías de acero soldadas con costura recta X100M. Durante la fabricación, empresas líderes nacionales como Zhujiang Steel Pipe utilizan el proceso de conformado JCOE, que permite un control de ovalidad de ±0,5%D para tuberías con un diámetro de 1422 mm y un espesor de pared de 32 mm. Se emplea soldadura por arco sumergido multihilo (hasta cinco hilos en serie), combinada con pruebas ultrasónicas en línea y expansión completa de la tubería (1,5% de deformación), lo que resulta en un coeficiente de soldadura superior a 0,96. Los datos de pruebas de campo del proyecto del Gasoducto Oeste-Este III muestran que la vida útil a fatiga de la soldadura de las tuberías de acero X100M alcanza el 92% de la del metal base, casi un 40% superior a la de las tuberías de acero soldadas X70 tradicionales. La aplicación de una fábrica digital permite un control de precisión de 0,1 mm durante todo el proceso, desde el fresado de los bordes de la placa hasta el achaflanado de los extremos de la tubería.
En tercer lugar, el valor revolucionario de la tubería de acero soldada con costura recta X100M en aplicaciones de ingeniería.
En el proyecto del gasoducto de Asia Central, el uso de tubería de acero con costura recta X100M incrementó la presión de diseño de 12 MPa (para la tubería de acero X80) a 15 MPa, aumentando la capacidad anual de transporte de gas de una sola tubería en un 25 % y reduciendo el espesor de la pared en un 14 %, lo que supuso un ahorro directo de 80 000 toneladas de acero (para un gasoducto de 300 kilómetros). Cabe destacar que su exponente de endurecimiento por deformación (valor n) alcanza el 0,12, lo que le permite soportar una deformación plástica del 1,5 % sin fallar en una zona sísmica de magnitud 8. Las pruebas de simulación realizadas por el instituto de investigación demuestran que el uso de acero X100M para un gasoducto de 3000 kilómetros podría reducir los costes de mantenimiento en 320 millones de dólares durante toda su vida útil.
Cuarto, la evolución coordinada del sistema estándar para tubería de acero soldada con costura recta X100M.
Con la implementación de la 46.ª edición de la norma API SPEC 5L, los requisitos técnicos para el acero X100M se han convertido en un sistema completo. El requisito de relación de área de corte para la prueba DWTT (Ensayo de Desgarro por Impacto de Peso) a -15 °C es ≥85 %, lo que supone una mejora de 10 puntos porcentuales con respecto al acero X80. La norma nacional GB/T 9711-2017 incorpora de forma innovadora una solución A para la prueba HIC (Fisuración Inducida por Hidrógeno), que exige una relación de longitud de fisura (CLR) ≤15 %. Estas estrictas normas han impulsado a los fabricantes a desarrollar fórmulas de soldadura con bajo contenido de carbono, con un equivalente de carbono (CEIW) ≤0,43 %, lo que reduce significativamente la susceptibilidad de las soldaduras circunferenciales a la fisuración en frío en obra.
Quinto, un avance significativo en la adaptabilidad ambiental de la tubería de acero soldada con costura recta X100M.
Para satisfacer las necesidades específicas de la región ártica, la tubería de acero X100M, de reciente desarrollo, mantiene una energía de impacto Charpy (CVN) superior a 100 J a -60 °C. La tubería X100M utilizada en el proyecto Arctic 2 emplea de forma innovadora un sistema de protección anticorrosiva de doble capa 3LPE+PP. Combinado con la protección catódica, este sistema extiende su vida útil a 50 años. En ambientes marinos, la adición de una aleación resistente a la corrosión con un 0,3 % de cobre y un 0,05 % de antimonio mantiene la tasa de corrosión en la zona de salpicaduras por debajo de 0,08 mm/año, tan solo una quinta parte de la del acero al carbono convencional.
Sexto, Desafíos técnicos en toda la cadena de valor de la industria para la tubería de acero soldada longitudinal X100M
A pesar de sus importantes ventajas, la tubería de acero con costura recta X100M aún enfrenta numerosos desafíos en su industrialización. El ablandamiento en la zona afectada por el calor (ZAC) provoca que la dureza de algunas zonas de soldadura disminuya por debajo de 220 HV10. Actualmente, la tecnología de calentamiento por inducción posterior a la soldadura puede reducir la dureza a alrededor de 245 HV10. Otro desafío reside en la soldadura circunferencial in situ, que requiere el desarrollo de alambre de soldadura con un aporte térmico inferior a 80 kJ/cm². Por ejemplo, los consumibles de soldadura MG-S63TW de Kobelco han logrado un excelente rendimiento con una energía de impacto superior a 47 J a -40 °C. Datos de ensayos realizados por terceros demuestran que el CTOD (desplazamiento de apertura de la punta de la grieta) de las soldaduras circunferenciales de X100M mediante el proceso de soldadura automatizado puede alcanzar los 0,25 mm, cumpliendo plenamente los estrictos requisitos de la norma BS7910.
A medida que avanza la estrategia de «doble carbono», la tubería de acero con costura recta X100M demostrará un valor aún mayor en el sector de la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS). Su capacidad de soportar presión permite el transporte de CO₂ supercrítico a más de 15 MPa y se ha aplicado con éxito en el proyecto canadiense Quest. Instituciones nacionales de investigación y desarrollo están explorando la idoneidad de la tubería de acero X100M en entornos extremos con un 90 % de H₂S y un 10 % de CO₂. Las pruebas preliminares han demostrado que, al reducir el contenido de Mn a menos del 1,2 % y añadir un 0,02 % de Ti, la tensión crítica para la corrosión bajo tensión por sulfuros (SSC) puede incrementarse hasta el 85 % del límite elástico mínimo (SMYS). Estos avances convertirán a la tubería de acero con costura recta X100M en un material fundamental para la infraestructura energética de próxima generación, cuya demanda anual mundial se prevé que supere los 3 millones de toneladas en 2030.
Fecha de publicación: 8 de agosto de 2025