Construya Sistemas de Fluidos Productivos
Los profesionales del petróleo y el gas de hoy en día se enfrentan a retos nuevos y cambiantes. Se están utilizando pozos más profundos y conexionados submarinos más largos con técnicas innovadoras de perforación y producción para maximizar el retorno de la inversión. Todos los equipos de a bordo deben estar cuidadosamente especificados para contribuir a un funcionamiento seguro y fiable en los duros entornos de alta mar durante toda la vida útil del activo. A diferencia del racor Swagelok® estándar, el racor Swagelok® serie FK está diseñado para satisfacer estas necesidades y es una opción ideal para muchas aplicaciones de petróleo y gas hasta 1551 bar (22.500 psi). Este documento explica cómo conseguir una alta fiabilidad y reducir los costes de mantenimiento con la serie FK siguiendo el proceso de ensamblaje adecuado, cómo los accesorios serie FK pueden ayudar a mitigar el impacto medioambiental a través de la reducción de fugas con su diseño único, y cómo mejorar la seguridad general protegiendo sus sistemas contra la corrosión.
Operar de forma más Eficiente en el Mercado Actual del Petróleo y el Gas
A medida que los nuevos pozos se hacen más y más profundos en todo el mundo, muchos sistemas de producción críticos deben ofrecer una seguridad y fiabilidad absolutas en algunas de las aplicaciones más exigentes del mundo. Incluso cuando se trabaja en entornos altamente corrosivos y a temperaturas de funcionamiento cada vez más elevadas, los propietarios y operadores esperan que sus equipos tengan una vida útil de entre 20 y 30 años.
Mientras tanto, la volatilidad de las condiciones del mercado y las normativas medioambientales cada vez más estrictas han impulsado una mayor necesidad de que los operadores reduzcan sus gastos de mantenimiento, aumenten la velocidad de producción, disminuyan su impacto medioambiental y mejoren la seguridad operativa general. Conseguir un rendimiento tan fiable no siempre es fácil, pero es posible. La capacidad de los componentes críticos para ofrecer un servicio fiable y estanco puede ayudar a los operadores de petróleo y gas a superar estos retos, especialmente en algunas de las siguientes aplicaciones críticas.
Unidades de Inyección Química (CI)
Las unidades de inyección química deben mantener una dosificación de productos químicos muy precisa y consistente en el pozo de producción. El rendimiento sin fugas es esencial para proteger al personal y al medio ambiente, y cualquier forma de parada puede suponer importantes pérdidas de producción. Un sistema CI habitual puede requerir cientos de conexiones individuales. Cada una de ellas es un punto de fuga potencial.
Unidades de Energía Hidráulica (HPUs)
Las HPU suministran energía a la cubierta, la torreta y los sistemas de producción submarinos. Las paradas de las HPU pueden hacer que estos sistemas dejen de funcionar y provocar importantes pérdidas económicas cada día. Las HPU son equipos complejos, y los racores para tubo son un componente esencial que ayuda a que el sistema funcione de forma fiable.
Unidades de Terminación Umbilical en Cubierta (TUTU por sus siglas en inglés, de Topside Umbilical Termination Units)
Las unidades TUTU, la conexión umbilical asociada y los paneles de aislamiento deben ofrecer una conexión estanca, así como un punto de aislamiento entre la cubierta y el equipo submarino, asegurando al mismo tiempo un aislamiento seguro para las actividades de mantenimiento. Estos sistemas requieren componentes de alta calidad y fiabilidad para realizar sus funciones cruciales. Los fallos pueden causar pérdidas de contención o incidentes de seguridad, lo que puede provocar paradas y pérdidas de producción.
En cada una de estas aplicaciones, los racores Swagelok serie FK representan una solución ideal para conseguir un rendimiento fiable, un mantenimiento mínimo y una seguridad excepcional.
En este documento, podrá ver cómo y por qué los accesorios serie FK pueden satisfacer las necesidades de su aplicación, entre otras cosas:
- Por qué seguir las mejores prácticas de instalación permite un montaje eficiente y repetitivo y un rendimiento fiable a largo plazo
- Las características de ingeniería y diseño que permiten alcanzar altos niveles de rendimiento en comparación con las tecnologías de racor tradicionales habituales.
- Consideraciones sobre la composición de los materiales de los accesorios serie FK para una resistencia fiable a la corrosión en entornos extremos
Técnicas de Instalación de los Racores Serie FK
Los racores serie FK son fiables para un rendimiento a largo plazo y sin fugas en las aplicaciones de media presión. A lo largo de su vida útil requieren un mantenimiento mínimo en comparación con otros racores, lo que contribuye a minimizar los gastos de mantenimiento y a aumentar la eficiencia operativa.
Existen varios métodos fiables y consistentes de instalar un racor serie FK, en función de las aplicaciones o del entorno de instalación (como un taller o en campo). Si se ejecuta correctamente, cada método dará lugar a una conexión fiable.
Preparación del Tubo
La instalación correcta de los racores serie FK empieza con la preparación adecuada del tubo.
Es importante destacar que los racores serie FK requieren el uso de tubo de alto espesor de pared. Cortar tubo de pared gruesa requiere una sierra de arco o una sierra motorizada—las opciones motorizadas ofrecen mayor consistencia y uniformidad.
A continuación, hay que desbarbar el tubo para que el racor funcione correctamente y sea estanco. Las rebabas pueden desprenderse y dañar componentes de otras partes del sistema alojándose en pequeños espacios u orificios de venteo, o rayando los asientos de las válvulas y los cierres blandos, como las juntas tóricas. Las herramientas de desbarbado manual funcionan bien, pero, de nuevo, las opciones motorizadas disponibles pueden mecanizar bordes aún más suaves.
Herramientas Necesarias
Una vez preparado el tubo, para instalar los racores serie FK se necesitan las siguientes herramientas:
- Un tornillo de banco para sujetar el cuerpo del racor
- Una llave fija de tamaño adecuado y un rotulador (para la instalación geométrica)
- Una llave dinamométrica con cabezal del tamaño adecuado (para instalar por par de apriete)
- Una herramienta de predeformación (para instalar mediante preensamblaje)
- Galga de inspección de montaje FK
- Herramienta de profundidad de inserción FK—la marca de profundidad ayuda a asegurar que el tubo se introduzca completamente en el racor.
Instalación por Par de Apriete
Para instalar los racores serie FK por par de apriete es necesario utilizar una llave dinamométrica de tamaño adecuado. Estas instrucciones se aplican a los tamaños de racores serie FK de 1/4 pulg. a 9/16 pulg. únicamente.
Instalación por Geometría
La instalación por vueltas utiliza una simple llave en lugar de una llave dinamométrica y elimina la variable de calcular el par de apriete necesario. Esto puede ayudar a los instaladores a ser más consistentes. Estas instrucciones se aplican a los tamaños de racores serie FK de 1/4 pulg. a 3/4 pulg.
2. A continuación, marque la tuerca con un rotulador. Sujete firmemente el cuerpo y luego, utilizando la llave de tamaño adecuado, apriete la tuerca una vuelta completa.
Preensamblaje
La instalación mediante preensamblaje puede ser beneficiosa cuando se realizan muchas conexiones en secuencia. Por ejemplo, si se ensamblan racores en un taller mediante un proceso de cadena de montaje, el proceso de preensamblaje puede ser más eficiente. Estas instrucciones se aplican a los tamaños de racores serie FK de 1/4 pulg. a 9/16 pulg. únicamente.
2. A continuación, retire el eje de plástico del conjunto preensamblado.
5. A continuación, sujete firmemente la herramienta de preensamblaje, marque la tuerca y apriétela tres cuartos de vuelta completa.
El método de preensamblaje también se puede realizar utilizando una unidad de deformación hidráulica con matrices intercambiables para una producción más eficiente.
Formación
Al trabajar con los racores serie FK, puede ser útil que los técnicos hagan el completo programa de formación de Swagelok, que profundiza en los métodos descritos anteriormente. La formación ayuda a todo el personal a comprender el método correcto para instalar los racores serie FK y puede ayudar a reducir costes adicionales de mantenimiento. Toda la formación es realizada por especialistas certificados por Swagelok y está disponible globalmente para proyectos en cualquier lugar.
Diseñados y Pensados para un Rendimiento Estanco
Montados correctamente, los racores serie FK ofrecen un rendimiento fiable y duradero en aplicaciones críticas de petróleo y gas gracias a sus atributos de diseño únicos. Su rendimiento estanco puede ayudar tanto a mejorar la eficiencia general del sistema como a disminuir el impacto de su plataforma en el medio ambiente al reducir las posibles emisiones.
Fuerza de Sujeción
Los racores serie FK utilizan un agarre mecánico mediante collarín de sujeción de dos férulas, un diseño ideal para que un racor cree una sujeción robusta. La férula delantera con endurecimiento superficial permite que el racor penetre físicamente en el tubo, creando una presión nominal muy alta. Estas férulas endurecidas superficialmente ofrecen una fuerza de sujeción excepcional para las aplicaciones más exigentes.
Resistencia a la Vibración
La acción de flexión con collarín de sujeción de la serie FK permite un ligero movimiento en el racor (llamado "efecto muelle") manteniendo la sujeción y la fuerza, lo que crea una excelente resistencia a las vibraciones. Esta característica mejora la fiabilidad en las aplicaciones que experimentan habitualmente vibraciones de funcionamiento. El efecto muelle también hace a los racores más resistentes a los cambios térmicos que pueden provocar la dilatación y contracción de las aleaciones metálicas, lo que puede comprometer el rendimiento.
Cierre Estanco con Gas
Los racores serie FK incorporan dos zonas de contacto a través de superficies de cierre más amplias—una a lo largo del tubo y otra a lo largo del racor. Estas superficies de contacto están ligeramente inclinadas, lo que ofrece niveles de tensión optimizados para mantener un cierre impecable. La serie FK consigue este cierre con sus dos férulas: la férula delantera crea una gran superficie de contacto, mientras que la férula trasera agarra al tubo y crea su propia superficie de cierre. Las superficies largas y mecanizadas con precisión de la férula delantera contribuyen además a un cierre estanco con gas de gran fiabilidad.
Tamaño Optimizado
Los racores serie FK están disponibles en tamaños de hasta 1 pulgada, ideales para las profundidades extremas de los métodos de perforación actuales. Los tamaños más grandes permiten a las plataformas conseguir altos caudales a mayores profundidades, creando eficiencias que otros racores no pueden.
Una comparación: Racores serie FK vs. Accesorios con Cono y Rosca
Los accesorios con cono y rosca han sido preferidos tradicionalmente en las aplicaciones críticas de petróleo y gas por sus altas presiones. Sin embargo, la tecnología de cono y rosca tiene algunos inconvenientes en comparación con los racores serie FK que pueden contribuir a la ineficacia y a necesidades adicionales de mantenimiento.
Montaje
El ensamblaje de conos y roscas requiere conocimientos y experiencia específicos, y el proceso de ensamblaje puede requerir mucho trabajo y tiempo. Los accesorios con cono y rosca también requieren herramientas y materiales especializados para completar correctamente una instalación, incluyendo herramientas de mecanizado y roscado, junto con lubricante de corte para reducir la fricción durante el proceso. Por el contrario, un racor serie FK puede instalarse correctamente con una llave y un tornillo de banco de uso común. Los racores serie FK permiten a los montadores completar las instalaciones aproximadamente cinco veces más rápido que los accesorios con cono y rosca equiparables, ofreciendo un cierre estanco en la primera instalación.
Mantenimiento
Al conseguir un cierre estanco tras una correcta instalación inicial, los racores serie FK minimizan la necesidad de reparaciones tras la entrega del activo y reducen significativamente el coste global de mantenimiento. Con el paso del tiempo, los accesorios con cono y rosca acabarán aflojándose de forma natural, requiriendo atención adicional. Se estima que una instalación típica en cubierta requerirá que alrededor del 20% de las conexiones conificadas y roscadas tengan que ser reparadas durante el ensamblaje inicial y la prueba de presión. Por el contrario, los racores serie FK instalados correctamente no deberían requerir casi ninguna reparación debido a su sencillo procedimiento de instalación y a la posibilidad de verificar la instalación utilizando una galga de inspección de montaje.
Complejidad
Los accesorios con cono y rosca requieren componentes antivibración adicionales en sistemas que experimentan habitualmente sacudidas o vibraciones. Si se instalan sin manguitos antivibración o por un técnico que no esté íntimamente familiarizado con el proceso de preparación y ensamblaje, los accesorios con cono y rosca pueden tener fugas mucho antes de lo previsto por el operador.
Ahorro de Tiempo que Suma
La serie FK puede ofrecer un considerable ahorro de tiempo. Piense en la fabricación de un conjunto de skids de media presión para una aplicación de cubierta en alta mar. Digamos que el skid utilizará tubo y racores de acero inoxidable 316, y que un solo instalador formado hará cada una de las 500 conexiones del skid.
El tiempo para completar cualquiera de los dos tipos de racor dependerá del diámetro del tubo, del tipo de material y del nivel de habilidad del instalador.
Es razonable suponer que el racor serie FK se instala en unos cuatro minutos de principio a fin. Los accesorios con cono y rosca requieren 20 minutos (cinco veces más).
El tiempo total para completar las 500 conexiones de accesorios del skid con racores serie FK es de aproximadamente 2.000 minutos (33,3 horas) en comparación con los 10.000 minutos (166,7 horas) de los accesorios con cono y rosca.
Consideraciones sobre la Selección de Materiales
La corrosión se da cuando un átomo metálico es oxidado por un fluido, provocando la pérdida de material en la superficie del metal. Esa pérdida reduce el espesor de la superficie y lo hace más propenso al fallo mecánico. Dado que las plataformas de petróleo y gas operan en entornos difíciles en los que la corrosión es una preocupación constante, la selección de materiales a la hora de especificar todo tipo de componentes críticos es importante. Para proteger mejor sus activos de los problemas relacionados con la corrosión, los racores serie FK están disponibles en diferentes opciones de materiales, como la aleación 2507, la aleación 625 y el acero inoxidable 316.
Concretamente, la aleación 2507 ofrece nuestros niveles más altos de resistencia a la corrosión en las aplicaciones con alto contenido de cloruros, lo que ayuda a evitar problemas en las plataformas marinas. Su composición incluye níquel, molibdeno, cromo, nitrógeno y manganeso, ofreciendo una excelente resistencia a la corrosión general, a la corrosión por picaduras, a la corrosión intersticial y al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC), al tiempo que mantiene la soldabilidad.
Además, la aleación 2507 tiene un mayor límite elástico y resistencia a la tracción para aumentar la capacidad de presión, lo que permite que los accesorios FK consigan altas presiones con un menor espesor de pared, favoreciendo un mayor índice de caudal.
Los especialistas en ciencias de los materiales Swagelok están a su disposición para ayudarle a seleccionar la combinación óptima de materiales que mejor se adapte a sus necesidades de la manera más rentable. Nuestros equipos llevan luchando contra la corrosión desde 1947. Podemos ayudarle a simplificar la selección con nuestro sólido conocimiento de los factores que contribuyen a la corrosión, así como de las propiedades de los materiales que ayudan a combatirla.
Conozca los Tipos de Corrosión que le Afectan
En las plataformas marinas pueden formarse varias formas de corrosión. A continuación, un rápido desglose de cada tipo y cómo identificarlos.
Corrosión general
La corrosión general—la forma más común y la más fácil de identificar—se produce de forma relativamente uniforme en una superficie metálica. Aunque no suele provocar un fallo catastrófico, hay que pensar en la disminución gradual del grosor de la pared de un componente a la hora de calcular las presiones nominales.
Corrosión por picaduras localizada
La corrosión por picaduras produce la formación de pequeñas cavidades o fisuras en la superficie del material. Aunque hace falta una minuciosa inspección visual para detectarlas, las fisuras pueden crecer hacia dentro lo suficiente como para perforar la pared del tubo. La corrosión por picaduras se observa más frecuentemente en entornos altos en cloruros a elevadas temperaturas.
Corrosión intersticial localizada
En un sistema de fluidos común, existen intersticios entre el tubo y los soportes o bridas del tubo, entre tiradas de tubo adyacentes o bajo restos y depósitos acumulados en las superficies. Los intersticios son prácticamente imposibles de evitar en instalaciones de tubo, y cuando son muy estrechos suponen el mayor riesgo de corrosión.
Agrietamiento por Corrosión bajo Tensión (SCC)
El SCC es peligroso porque puede destruir un componente a niveles de tensión inferiores al límite elástico de una aleación. En presencia de iones de cloruro, los aceros inoxidables austeníticos son propensos al SCC. Los iones interactúan con el material en el extremo de una grieta, donde el esfuerzo de tracción es el máximo, facilitando el crecimiento de la grieta. Durante el proceso, el SCC puede ser difícil de detectar y el fallo definitivo puede producirse repentinamente.
Una Opción Sólida para las Aplicaciones de Petróleo y Gas de Hoy
Los retos a los que se enfrentan hoy en día los operadores de petróleo y gas, apuntan a la necesidad de contar con componentes fiables y de alta calidad que puedan ofrecer altos niveles de rendimiento en las aplicaciones más duras. Desde la construcción inicial y la puesta en marcha, pasando por el funcionamiento y el mantenimiento diarios, se presta mucha atención a la reducción de los costes totales del ciclo de vida.
Los racores Swagelok serie FK ofrecen una forma de reducir los costes de mantenimiento, aumentar la velocidad de producción, mitigar el impacto medioambiental mediante la reducción de fugas y mejorar la seguridad operativa general. Su diseño robusto, su proceso de ensamblaje simplificado y su disponibilidad en aleaciones de alto rendimiento hacen que los racores serie FK sean una opción óptima para la exigente naturaleza de la industria actual del petróleo y el gas. Además, los racores serie FK están respaldados por nuestra completa oferta de servicios, que incluye formación especializada, evaluaciones en planta, servicios de diseño y ensamblaje, y mucho más.
Nuestros especialistas en petróleo y gas estarán encantados de ayudarle a obtener más información sobre cómo puede beneficiarse de especificar los racores serie FK en su próximo proyecto. Contacte con nuestros equipos para ver cómo conseguir instalaciones más eficientes y una mayor fiabilidad en las aplicaciones con los racores serie FK.