Tuberías para tubos flexibles

Perspectivas

21 de junio de 2023

Los héroes anónimos de las redes de energía, los modernos sistemas de tuberías flexibles, son más rápidos de instalar y tienen mayor robustez que sus homólogos rígidos.

Domenico Di Giambattista es a la vez romántico y pragmático. "El mundo de la energía tiene que ver con la conexión", dice. Como vicepresidente de Sistemas de tuberías flexibles (FPS) de Baker Hughes, le apasionan los sistemas de tuberías que son fundamentales para suministrar energía al mundo.

“Los sistemas de tuberías flexibles son una gama de productos diferentes, para diferentes propósitos”, dice Di Giambattista, ingeniero mecánico con una maestría en gestión de proyectos y una larga carrera trabajando en la industria energética. Sostiene una muestra de tubería para mostrar la sección transversal de seis capas diferentes, cada una de las cuales cumple un propósito preciso para garantizar un rendimiento óptimo.

“Ya sea presión interna, presión externa, permeación, tensión axial, resistencia a la abrasión o aislamiento térmico, estas capas se combinan para ofrecer un sistema de productos que permiten el flujo de líquido y gas. El mundo de la energía necesita conexión y la mejor manera de conectar la energía y el combustible son las tuberías”.

Durante gran parte de la historia de la industria, los tubos rígidos de acero han sido los principales conductos para los hidrocarburos, siendo los tubos flexibles una minoría. “Hoy en día, los tubos flexibles representan entre el 10 y el 15% de la base instalada”, afirma Di Giambattista.

La tecnología para diseñar, fabricar e instalar sistemas de tuberías flexibles está evolucionando y ganando terreno.

A finales de 2022, el sitio de Baker Hughes FPS en Newcastle (Reino Unido) celebró 25 años de funcionamiento. Dimos la bienvenida a clientes de todo el mundo para que visitaran las instalaciones de fabricación, innovación y pruebas y para analizar el papel de los sistemas de tuberías flexibles en el avance de la transición energética mundial. Su instalación hermana en la bahía de Río en Brasil celebró al mismo tiempo su 15º aniversario.

Fue un año estelar para el equipo de FPS Offshore, que registró pedidos récord a finales de año. "Siempre que tenga una aplicación submarina aguas arriba, las tuberías flexibles le brindarán una ventaja", dice Di Giambattista. "Puede ayudar a simplificar los diseños de su campo".

La instalación también es más rápida y sencilla con los sistemas de tuberías flexibles. “Como las tuberías flexibles se fabrican en tierra y vienen listas para instalar, minimizan significativamente la necesidad de soldadura en alta mar, por lo que se pueden instalar mucho más rápido, hasta 12 veces más rápido según el método. Una mayor disponibilidad de flota para el transporte de productos flexibles también contribuye a ayudarle con una implementación más rápida y una mayor certeza de ejecución”.

"La materia prima de un tubo flexible marino es principalmente metal y polímero", explica Di Giambattista. “Las capas metálicas se utilizan para brindar resistencia, prevenir el colapso hidrostático, proporcionar resistencia axial y garantizar la contención de la presión. Cada una de estas capas está construida de tal manera que permite que la tubería se doble. Se utilizan grados de acero inoxidable y acero al carbono.

El polímero se extruye sobre la tubería para formar una capa de contención de fluido, incluida una para mantener el fluido en el orificio y otra para evitar que el agua de mar cause corrosión en los aceros al carbono. Otras capas de polímero se aplican en forma de cinta para proporcionar aislamiento y evitar que los cables se doblen, entre otros usos. Los tubos se acaban con terminales según las especificaciones de cada cliente.

"Las características de nuestra tubería nos dan una ventaja técnica", dice Di Giambattista. "Se ha demostrado que nuestro material y nuestra tecnología de fabricación tienen una fuerte resistencia a la corrosión en un entorno rico en CO2".

El problema conocido en la industria como SCC-CO2 (fisuración por corrosión bajo tensión debido a una alta exposición al CO2) se produce cuando las tuberías flexibles de algunos otros fabricantes habían mostrado daños en entornos marinos. En 2017, la Agencia Nacional del Petróleo de Brasil emitió una alerta de modo de falla cuando identificó por primera vez que el SCC-CO2 había causado la rotura de cables de armadura de tracción en una instalación de tubería flexible.

Baker Hughes no había experimentado problemas con sus tuberías, pero se embarcó en lo que ahora es un programa de investigación y desarrollo de cinco años para probar su tecnología FPS. Ese programa incluye importantes pruebas a pequeña, mediana y gran escala, así como el examen de tuberías flexibles recuperadas de campos petroleros.

En marzo de 2021, Lloyd's Register emitió a Baker Hughes un documento de evaluación de diseño (DAD) para validar los resultados de su programa de pruebas de tuberías flexibles, un importante hito tecnológico para la empresa y un paso fundamental para demostrar que los sistemas de tuberías flexibles son una solución viable incluso en Yacimientos petrolíferos marinos con alto contenido de CO2.

"Ha sido un largo viaje de pruebas y desarrollo de nuevas tecnologías para demostrar que nuestras tuberías tienen la capacidad de resistir este tipo de entorno", dice Di Giambattista. "Estoy muy orgulloso del equipo y de sus logros", añade.

Basándose en la capacidad del producto y su historial en entornos ricos en CO2, las tuberías flexibles de Baker Hughes son igualmente adecuadas para su uso en la creciente industria de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS). "Existen propuestas de valor claras para nuestro producto en CCUS. Por ejemplo, una aplicación dinámica en aguas poco profundas requiere una tecnología que pueda soportar el CO2 y un entorno de alta fatiga. Sólo una tubería flexible no adherida tiene un historial comprobado en ambos". dice Di Giambattista.

Cuando se utilizan como líneas de flujo en el campo, la instalación más rápida de tuberías flexibles puede generar un costo total de instalación más bajo que las tuberías rígidas, pero también importantes beneficios en el cronograma. Ambas victorias importantes en las consideraciones del proyecto CCUS.

Y los proyectos CCUS están creciendo. "En Europa están surgiendo nuevos proyectos, en el Reino Unido y en Noruega", reflexiona. Hasta ahora, Baker Hughes ha realizado numerosos proyectos de tuberías flexibles actualmente en funcionamiento en aplicaciones ricas en CO2.

Y a medida que el futuro de la energía continúa descubriendo y demostrando el potencial del hidrógeno y la energía geotérmica para reemplazar los hidrocarburos, los sistemas de tuberías flexibles no metálicas de Baker Hughes también son adecuados para ambas aplicaciones.

Los sistemas de tuberías flexibles conectan los combustibles de hoy y, al mismo tiempo, se perfecciona la tecnología para los combustibles del futuro, afirma Di Giambattista. “Ahí es donde entra en juego el poder del conjunto tecnológico completo de Baker Hughes. Estamos utilizando la tecnología que existe hoy para crear algo que sirva para la tecnología que queremos para el mañana. Es bueno conectarnos, pero necesitamos conectarnos a algo. Estamos trabajando con nuestros socios para desarrollar esos nuevos "algos". Y luego nos vamos a conectar”.

Para obtener más información sobre el papel de los gasoductos compuestos en la transición energética, haga clic aquí.

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