Tubo de acero con recubrimiento anticorrosivo: 3LPE, 3LPP y FBE según ISO 21809

Tubo de acero con recubrimiento anticorrosivo oscuro y un escalón mecanizado en el extremo que deja el acero desnudo a la vista

Tubo de acero con recubrimiento externo e interno con 3PE, 3PP, FBE, revestimiento epóxico y revestimiento de mortero de cemento para servicio enterrado, submarino y corrosivo.

  • Norma: API 5L, DIN 30670, ISO 21809, AWWA C210, AWWA C205
  • Grados: Depende del tubo base, Grado B a X80

Especificaciones

Diámetro exterior1" - 60" (25 - 1524 mm)
Espesor de paredDepende del tubo base
Largo6 m, 12 m, o a medida
ExtremosBiselado o liso con cutback, junta de campo recubierta
Tratamiento superficial3PE / 3LPE, 3PP, FBE, revestimiento epóxico, revestimiento de mortero de cemento, esmalte de alquitrán de hulla
Proceso de fabricaciónAplicado sobre tubo base sin costura, ERW, LSAW o SSAW
Clase de presiónServicio enterrado, submarino y altamente corrosivo

El tubo de acero recubierto es tubería de línea que sale de la planta con un recubrimiento externo aplicado en fábrica, con mayor frecuencia polietileno de tres capas (3LPE, también escrito 3PE), polipropileno de tres capas (3LPP) o epoxi adherido por fusión (FBE). El recubrimiento es la barrera principal contra el suelo y el agua; la protección catódica cubre los lugares donde se daña. Esta página expone las clases de recubrimiento y los espesores mínimos de ISO 21809-1, una tabla de espesor por medida de tubo elaborada para medidas NPS comunes, los valores de aceptación del recubrimiento aplicado (despegue, impacto, indentación, desprendimiento catódico), el control de calidad de planta, el cutback y las juntas de campo, y una lista de verificación de consulta. Para una comparación directa véase recubrimiento 3PE frente a FBE.

Los valores de las tablas se citan de ISO 21809-1:2011. La norma se revisó en 2018; verifique la edición nombrada en su especificación de recubrimiento antes de usar cualquier cifra para aceptación.

Forma completa de 3LPE y las tres capas

3LPE significa polietileno de tres capas. Cada capa hace un trabajo distinto, y una falla en cualquiera de ellas se manifiesta como desprendimiento más adelante.

CapaMaterialMínimo ISO 21809-1Función
1 — imprimaciónPolvo de epoxi adherido por fusión (FBE), o epoxi líquidoFBE 125 µm; epoxi líquido 25 µmUnión química al acero granallado; resiste el desprendimiento catódico
2 — adhesivoAdhesivo copolímero (PE o PP injertado)150 µm en el cuerpo del tuboUne el epoxi polar al poliolefínico no polar
3 — capa superiorLDPE, MDPE/HDPE (3LPE) o PP (3LPP)Espesor total por Tabla 2 (abajo)Protección mecánica, barrera de humedad

El adhesivo se aplica mientras el epoxi aún está gelificando, y el poliolefínico va inmediatamente después, de modo que las tres capas se fusionan en una sola pasada en la línea de recubrimiento. Esa es la principal diferencia frente a un sistema aplicado en campo, donde las capas se aplican y curan por separado.

Clases de recubrimiento: A, B y C

ClaseCapa superiorRango de temperatura de diseñoUso típico
ALDPE−20 a +60 °CLíneas de agua y gas de baja temperatura
BMDPE / HDPE−40 a +80 °CEl 3LPE habitual para ductos de petróleo y gas
CPP (3LPP)−20 a +110 °CAceite caliente, descarga de compresor, costa afuera

La norma advierte que la instalación y el transporte por debajo de 0 °C pueden causar daño mecánico a la Clase C; planifique el manejo para proyectos en clima frío.

Clases de espesor 1, 2 y 3 y el espesor total mínimo

Dentro de cada clase, la clase de espesor depende del servicio: 1 para servicio ligero (suelo arenoso en tierra), 2 para servicio moderado (suelos arcillosos, sin relleno seleccionado) y 3 para servicio pesado (suelo rocoso o costa afuera). El espesor total mínimo también sube con la masa por metro del tubo (Pm), porque el tubo más pesado castiga más el recubrimiento en el manejo.

Pm (kg/m)A1A2A3B1B2B3C1C2C3
≤ 151,82,12,61,31,82,31,31,72,1
15–502,02,43,01,52,12,71,51,92,4
50–1302,42,83,51,82,53,11,82,32,8
130–3002,63,23,92,22,83,52,22,53,2
> 3003,23,84,72,53,34,22,53,03,8

Todos los valores son espesor total mínimo en mm. En tubo soldado SAW el espesor total puede reducirse hasta 10 % sobre la costura de soldadura. Una designación de recubrimiento se lee, por ejemplo, «ISO 21809-1 Clase B2 – 2,5 mm».

Elaborado por medida de tubo: qué espesor aplica

La masa del tubo la calculamos con la fórmula de extremo liso Pm = (D − t) × t × 0,02466; el espesor y el voltaje de detección de poros siguen entonces de la Tabla 2 y el Anexo B de ISO 21809-1 (10 kV por mm de espesor total mínimo, con tope en 25 kV). La última columna es una masa aproximada del propio recubrimiento, tomando 940 kg/m³ para toda la construcción, útil para estimaciones de flete y levantamiento.

Tubo (OD × WT, mm)Pm (kg/m)Banda de masa ISOB1 (mm)B2 (mm)B3 (mm)Detección de poros a B2 (kV)Capa superior PE a B2 (kg/m, aprox.)
NPS 4 (114,3 × 6,02)16,115–501,52,12,7210,72
NPS 6 (168,3 × 7,11)28,315–501,52,12,7211,06
NPS 8 (219,1 × 8,18)42,515–501,52,12,7211,37
NPS 12 (323,9 × 9,53)73,950–1301,82,53,1252,41
NPS 16 (406,4 × 9,53)93,350–1301,82,53,1253,02
NPS 20 (508,0 × 11,13)136,4130–3002,22,83,5254,22
NPS 24 (610,0 × 12,7)187,1130–3002,22,83,5255,07
NPS 36 (914,0 × 15,88)351,7> 3002,53,34,2258,94
NPS 48 (1219,0 × 19,05)563,7> 3002,53,34,22511,91

Dos cosas destacan. Primero, el salto de 2,1 a 2,5 mm en Clase B2 ocurre entre NPS 8 y NPS 12 de pared estándar, así que un pedido de medidas mixtas puede necesitar dos espesores de recubrimiento en una OC. Segundo, desde NPS 12 hacia arriba el voltaje de detección de poros ya está en el techo de 25 kV.

Práctica DIN 30670 y especificaciones de empresa

Muchos compradores en Medio Oriente y Asia aún citan DIN 30670 o una especificación de empresa construida sobre ella. Una especificación de una compañía petrolera nacional (IPS, basada en DIN 30670) fija mínimos de capa por diámetro:

Diámetro del tuboEpoxi (mm)Adhesivo (mm)Polietileno (mm)
Hasta DN 250 (10 pulg)0,0600,302,5
DN 250 a DN 500 (20 pulg)0,0600,303,0
Más de DN 500 (20 pulg)0,0800,353,0 normal, 3,5 reforzado

Compare la línea de epoxi: 60–80 µm bajo esa especificación frente a 125 µm FBE bajo ISO 21809-1. Escribir «3PE según DIN 30670» y «3LPE según ISO 21809-1 B2» en el mismo proyecto produce dos productos distintos, así que nombre una norma y una clase.

3LPE frente a 3LPP frente a FBE

Ítem3LPE3LPPFBE (capa única)
NormaISO 21809-1, DIN 30670ISO 21809-1 Clase C, DIN 30678ISO 21809-2, CSA Z245.20, AWWA C213 (agua)
TemperaturaHasta +80 °C (Clase B)Hasta +110 °CFijada por la temperatura de transición vítrea del polvo
Espesor1,3–4,7 mm total1,3–3,8 mm totalVarios cientos de µm, fijado por especificación de proyecto
Protección mecánicaAltaLa más altaBaja; FBE de doble capa o ARO para HDD
Apantallamiento catódico si se desprendeEl PE puede apantallar la corriente de CPIgualEl FBE no apantalla la CP
Doblado en campoSí, dentro de límites de flexibilidadSíSí
Uso típicoLíneas de petróleo y gas enterradasLíneas calientes, costa afueraDuctos en suelo fino, revestimiento interno, bajo revestimiento de concreto

Cómo se aplica el recubrimiento

PasoRequisito ISO 21809-1Por qué importa
Pre-inspecciónRetirar aceite, grasa; verificar defectos del aceroLa contaminación bajo el epoxi causa desprendimiento
GranalladoSa 2½ (ISO 8501-1, metal casi blanco)Superficie limpia para la unión del epoxi
Perfil superficial50–100 µmPatrón de anclaje; muy bajo pierde adhesión, muy alto deja picos a través del epoxi
PolvoClase 2 máximo (ISO 8502-3)El polvo debilita la unión
Esmerilado de defectosMáx 10 cm² por metro o 0,5 % del área, lo que sea menor; si no, regranallarLimita áreas de perfil sin recubrir
Calentamiento por inducciónA la ventana del proveedor del polvoControla la cura
Aplicación FBE / adhesivo / PEFBE ≥ 125 µm; adhesivo ≥ 150 µmMínimos de capa
Enfriamiento con aguaDespués de la extrusiónFija el poliolefínico
CutbackLongitud desnuda por OC; bisel de PE ≤ 30°Deja espacio para soldadura y junta de campo
Detección de poros10 kV/mm del espesor total mínimo, ≤ 25 kV, cada tuboEncuentra poros

Valores de aceptación del recubrimiento aplicado

PropiedadClase AClase BClase C
Continuidad (detección de poros)Sin porosSin porosSin poros
Resistencia al impacto a 23 °C> 5 J/mm> 7 J/mm> 10 J/mm
Indentación a 23 °C≤ 0,3 mm≤ 0,2 mm≤ 0,1 mm
Indentación a temperatura de diseño máxima≤ 0,4 mm≤ 0,4 mm≤ 0,4 mm
Elongación a la rotura del PE/PP a 23 °C≥ 400 %≥ 400 %≥ 400 %
Resistencia al despegue a 23 °C≥ 10 N/mm≥ 15 N/mm≥ 25 N/mm
Resistencia al despegue en caliente≥ 2 N/mm a 60 °C≥ 3 N/mm a 80 °C≥ 4 N/mm a 90 °C (o temperatura de operación máxima si es mayor)
Grado de cura del epoxi (ΔTg)≤ 5 °C≤ 5 °C≤ 5 °C
Desprendimiento catódico, 23 °C / 28 d / −1,5 V≤ 7 mm≤ 7 mm≤ 7 mm
Desprendimiento catódico, 65 °C / 24 h / −3,5 V≤ 7 mm≤ 7 mm≤ 7 mm
Desprendimiento catódico, temp. máx. / 28 d / −1,5 V≤ 15 mm≤ 15 mm≤ 15 mm
FlexibilidadSin agrietamiento a 2,0° por longitud de diámetro de tuboIgualIgual
Inmersión en agua calientePromedio ≤ 2 mm, máx ≤ 3 mmIgualIgual

Ninguna lectura individual de despegue puede caer por debajo del 30 % del requisito. En producción solo se exige el ensayo de desprendimiento de 65 °C / 24 h / −3,5 V; los ensayos de 28 días pertenecen a la calificación (PQT).

Cómo se lee el ensayo de despegue

La fuerza de despegue se registra sobre 140 mm a velocidad constante, dividida en siete intervalos de 20 mm; el primero y el último se descartan y el promedio sobre los 100 mm centrales es la resistencia al despegue. Una franja en un tubo de 1.219 mm de Clase B debe sostener al menos 15 N por mm de ancho a 23 °C, así que una franja de 25 mm necesita un tirón promedio de 375 N.

Frecuencia de inspección en planta

VerificaciónCalificaciónProducción
Limpieza superficial Sa 2½Cada tuboCada tubo
Perfil superficial 50–100 µm5 tubosCada hora
Espesor de epoxiPrimer tuboUna vez por turno
Espesor de adhesivoPrimer tuboUna vez por turno
Grado de curaPrimer tuboPrimer tubo y una vez por turno
Poros (continuidad)Cada tuboCada tubo
Resistencia al despegue5 tubosCada 4 horas
Impacto3 tubosPor plan de PQT
IndentaciónUna vezPor plan de PQT
CutbackCada tuboCada tubo
Reparaciones de recubrimientoEnsayo visual y de poros, cada defectoCada defecto

Pida el plan de inspección y ensayos (ITP) con estas frecuencias antes de que la línea de recubrimiento arranque. Un PQT presenciado por su inspector, con resultados de despegue, impacto y desprendimiento archivados, es el control único más fuerte en un pedido de tubo recubierto.

Cutback y juntas de campo

El cutback es el acero desnudo que se deja en cada extremo para que la junta pueda soldarse sin quemar el recubrimiento. ISO 21809-1 no fija la longitud: el comprador la indica en la OC, medida desde la cara de raíz hasta el inicio del bisel del recubrimiento, y el bisel del poliolefínico no puede exceder 30°. La longitud debe convenir a la abrazadera de soldadura y al solape del manguito de la junta de campo. Después de soldar, la junta se recubre en campo con manguitos termocontraíbles, epoxi líquido o FBE aplicado en campo; aquí es donde empiezan la mayoría de las fallas de recubrimiento en ductos 3LPE, así que el sistema de manguito debe calificarse contra la clase y temperatura del recubrimiento de planta.

Defectos de recubrimiento: cómo se ven y qué los causa

DefectoCómo se encuentraCausa habitualDisposición
Poros (pinholes)Chispa del detector de poros, cada tuboPolvo, picos de perfil a través del epoxi, gas de la calaminaReparar según el procedimiento calificado, reensayar
Baja resistencia al despegueEnsayo de despegue cada 4 hTemperatura del tubo muy baja, adhesivo aplicado después de gelificar el epoxi, contaminaciónCuarentena de tubos hasta el último ensayo bueno
Epoxi subcuradoΔTg por encima de 5 °CCalentamiento por debajo de la ventana del polvo, velocidad de línea muy altaPelar y revestir el lote afectado
Recubrimiento delgadoMedidor de espesorSalida del extrusor no igualada a la velocidad de línea, adelgazamiento sobre la costura más allá del 10 %Revestir o degradar por acuerdo
Desprendimiento en el cutbackVisual, prueba de cuchilloBisel del cutback muy pronunciado, ingreso de agua en almacenamientoRecortar y sellar, o rechazar
Marcas de indentaciónVisualApilado sobre durmientes duros, cadenas de aceroReparar; cambiar manejo
Ampollado en ensayo de agua calienteEnsayo Anexo MContaminación o problemas de curaRechazar el lote bajo ensayo

El punto útil para un comprador es la lógica de cuarentena: un ensayo de despegue o cura fallido no condena solo el tubo de ensayo, pone en cuestión cada tubo recubierto desde el último ensayo que pasó. Pregunte cómo la planta traza los números de tubo a los intervalos de ensayo antes de colocar el pedido.

Ejemplo elaborado: una línea de gas de 20 km

Tome 20 km de tubo NPS 12 (323,9 × 9,53 mm) API 5L X52 en longitudes de 12 m, enterrado en suelo arcilloso sin relleno seleccionado, temperatura de operación máxima 50 °C.

PasoCifraFuente o método
Clase de recubrimientoB (−40 a +80 °C cubre 50 °C)ISO 21809-1 Tabla 1
ServicioSuelo arcilloso, sin relleno → clase de espesor 2Notas de Tabla 2
Masa del tubo73,9 kg/m → banda 50–130 kg/m(D − t) × t × 0,02466
Espesor total mínimo2,5 mm (B2)Tabla 2
Voltaje de detección de poros25 kV (10 kV/mm daría 25 kV exactos)Anexo B
Número de longitudes20.000 / 12 ≈ 1.667, más repuestos—
Masa del recubrimientoUnos 2,4 kg/m, unas 48 t para la líneaTabla de recubrimiento de arriba
Juntas de campoUnos 1.667 manguitos termocontraíbles clasificados para Clase BCoincide con el recubrimiento de planta

La masa del recubrimiento importa para la logística: 48 t de polietileno y epoxi encima de unas 1.478 t de acero cambia poco el conteo de carga, pero el acolchado, los durmientes y las eslingas necesarios para proteger 2,5 mm de PE cambian considerablemente el plan de carga.

Almacenamiento y manejo del tubo recubierto

El recubrimiento protege el tubo solo si llega sin daño, y la mayoría de las reparaciones en un proyecto de tubo recubierto son causadas por el manejo, no por la planta. Levante el tubo recubierto con eslingas de nailon anchas, ventosas o ganchos de extremo acolchados que apoyen en el bisel, nunca en el recubrimiento. Apile sobre durmientes acolchados o bermas de arena con separadores de caucho o cuerda entre capas, y limite la altura de la pila para que el peso de la capa inferior no indente el recubrimiento; la planta de recubrimiento o el proveedor del material puede indicar la altura admisible para la clase de recubrimiento y la masa del tubo. Mantenga las tapas de extremo puestas para evitar que el agua y la suciedad lleguen al cutback. El polietileno y el FBE se degradan con la exposición prolongada al sol, así que el tubo que estará en un patio abierto muchos meses debe cubrirse o preguntar al proveedor del recubrimiento sobre estabilización UV y tiempo de exposición admisible.

Antes de bajar la línea, normalmente se vuelve a ensayar la detección de poros en la zanja con un detector de anillo (jeep) con la misma regla de voltaje, y cada chispa se repara. Un conteo de poros de campo por kilómetro es un buen indicador de cuán bien se gestionaron el transporte y el tendido.

Leer un certificado de recubrimiento

Línea del certificadoQué verificar
Norma de recubrimiento, edición, claseCoincide con la OC, por ejemplo ISO 21809-1 Clase B2
Números de lote de materialLotes de FBE, adhesivo y PE trazables a los certificados del proveedor
Preparación superficialSa 2½ y lecturas de perfil dentro de 50–100 µm
Espesor de capaEpoxi ≥ 125 µm, adhesivo ≥ 150 µm, total ≥ valor de Tabla 2
Resultados de despegueA 23 °C y a la temperatura en caliente de la clase
Desprendimiento catódicoResultado de 65 °C / 24 h ≤ 7 mm
Detección de porosVoltaje usado y número de reparaciones
Números de tuboLiga cada tubo recubierto a su colada de acero y certificado de acería

Qué tubo puede recubrirse

Tubo baseRango de medida normalmente recubiertoEnlace
API 5L sin costuraNPS 2–24tubería de línea sin costura
API 5L ERW / HFWNPS 2–24tubo ERW
API 5L LSAWNPS 16–60tubo LSAW
API 5L SSAWNPS 16–100tubo soldado espiral
GradosB, X42–X70X52, X65

Elegir un recubrimiento: guía rápida

Condición de servicioElección habitualRazón
Línea de gas enterrada, suelo arenoso, ≤ 60 °C3LPE Clase B1Menor espesor que cumple el servicio
Suelo arcilloso, sin relleno seleccionado3LPE Clase B2Espesor de servicio moderado
Suelo rocoso, costa afuera, aproximación HDD3LPE Clase B3 o 3LPP C3Servicio pesado
Aceite caliente por encima de 80 °C3LPP Clase CRango de temperatura a +110 °C
Tubo para revestimiento de concretoFBE o 3LPE con superficie rugosaUnión al concreto
Transmisión de aguaFBE según AWWA C213 o mortero de cementoEstándar de la industria del agua

Cómo especificar tubo recubierto

CampoEjemplo
Tubo baseAPI 5L X52 PSL 2, 323,9 × 9,53 mm, HFW, 12 m
Norma y edición de recubrimientoISO 21809-1:2018
Clase de recubrimiento y de espesorB2, mínimo 2,5 mm
Mínimos de capa si están por encima de la normaFBE 200 µm, adhesivo 250 µm
Temperatura de diseñoMáx. 60 °C
Cutback150 mm ± 20 mm, bisel de PE 30° máx
Recubrimiento internoNinguno, o epoxi líquido por flujo
InspecciónITP, PQT presenciado, certificado de recubrimiento 3.1
Marcado y tapas de extremoEstarcido por tubo, protectores plásticos de bisel
EmbalajeEslingas forradas de caucho, durmientes acolchados, sin apilado por encima de la altura segura

Envíe la lista vía solicitar cotización; véase también aplicaciones de ductos.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la forma completa del recubrimiento 3LPE?

3LPE significa polietileno de tres capas: una imprimación de epoxi adherido por fusión, un adhesivo copolímero y una capa superior de polietileno extruido aplicados en una pasada.

¿Cuál es la diferencia entre recubrimiento 3LPE y FBE?

El FBE es una sola capa delgada de epoxi; el 3LPE usa FBE como imprimación y añade un adhesivo y una capa de polietileno de 1,3–4,7 mm de espesor, dando mucha mejor protección mecánica.

¿Qué espesor tiene el recubrimiento 3LPE?

Bajo ISO 21809-1 el espesor total mínimo va de 1,3 mm (Clase B1, tubo ligero) a 4,7 mm (Clase A3, tubo de más de 300 kg/m). Un tubo de 12 pulg de pared estándar en Clase B2 necesita 2,5 mm.

¿Qué temperatura soporta el 3LPE?

La Clase B (MDPE/HDPE) está clasificada de −40 a +80 °C. La Clase A (LDPE) de −20 a +60 °C. Por encima de 80 °C use 3LPP (Clase C, hasta +110 °C).

¿Cuál es el voltaje de detección de poros para tubo 3LPE?

10 kV por mm de espesor total mínimo de recubrimiento, con un máximo de 25 kV. Un recubrimiento de 2,1 mm se ensaya a 21 kV.

¿Qué preparación superficial se requiere antes del recubrimiento?

Granallado a Sa 2½ (metal casi blanco) con un perfil de 50–100 µm y polvo en Clase 2 o mejor.

¿Qué resistencia al despegue se requiere para 3LPE?

Para Clase B al menos 15 N/mm a 23 °C y 3 N/mm a 80 °C; la Clase A necesita 10 y 2 N/mm, la Clase C necesita 25 y 4 N/mm.

¿Qué es el desprendimiento catódico en el recubrimiento?

Es la pérdida de adhesión alrededor de un poro cuando se aplica protección catódica. ISO 21809-1 limita el radio promedio a 7 mm a 23 °C/28 días y a 65 °C/24 horas.

¿Qué es el cutback en el tubo recubierto?

El acero desnudo que se deja en cada extremo del tubo para soldar. Su longitud se fija en la orden de compra, no por ISO 21809-1, y el poliolefínico se bisela a no más de 30°.

¿DIN 30670 es lo mismo que ISO 21809-1?

No. Ambas cubren polietileno de tres capas, pero las tablas de espesor y los mínimos de epoxi difieren, así que nombre una norma y una clase en la orden.

Notas de suministro

Mejor Steel suministra tubería de línea recubierta 3LPE, 3LPP y FBE desde plantas de recubrimiento asociadas en China, con PQT presenciado, ITP y certificados de recubrimiento EN 10204 3.1. Envíe la especificación vía solicitar cotización o info@mejorsteel.com; respondemos en un día hábil.

Materiales

  • Acero al carbono con sistema de recubrimiento
  • Recubrimiento: PE, PP, FBE, epoxi, mortero de cemento

Aplicaciones típicas

  • Ductos de transmisión de petróleo y gas enterrados
  • Ductos submarinos y costa afuera
  • Servicio de alta salinidad y H₂S húmedo
  • Líneas municipales de agua y aguas residuales
  • Servicio corrosivo de planta química

Inspección y ensayos

  • Medición de espesor de recubrimiento
  • Detección de poros (pinholes)
  • Ensayo de adhesión y resistencia al despegue
  • Ensayo de desprendimiento catódico
  • Ensayo de resistencia al impacto
  • Inspección de tercera parte (SGS, BV, TUV)
EmbalajeEmbalaje marítimo de exportación: atado por medida, tapones plásticos en ambos extremos, protección anticorrosiva a pedido, estarcido con medida, grado y número de colada.
Cantidad mínima (MOQ)Un atado o un camión completo; se aceptan medidas mezcladas dentro de un atado.
Plazo de entregaMedidas en stock: 7-15 días. Corrida de acería o fuera de stock: 4-6 semanas después de la confirmación del pedido.

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