API 5CT N80 es el grado de revestimiento de resistencia intermedia más ampliamente especificado en la construcción de pozos petroleros a nivel mundial. Con un límite elástico mínimo de 552 MPa (80.000 psi), se sitúa por encima de los grados de base J55/K55 y por debajo del L80 calificado para servicio ácido y del P110 de alta resistencia — abarcando el amplio segmento intermedio de los programas de pozos terrestres y offshore poco profundos donde prevalecen condiciones de servicio dulce y la eficiencia de costos es determinante.
ZC Steel Pipe suministra tubería de revestimiento API 5CT N80 en los subgrados N80-1 y N80Q en todos los tamaños estándar desde 4½ hasta 20 pulgadas, con conexiones STC, LTC, BTC y premium. Suministramos OCTG a operadores de petróleo y gas y contratistas de perforación en África, América del Sur y el Sudeste Asiático. Esta guía cubre todo lo necesario para especificar, adquirir y seleccionar N80 correctamente.
¿Qué es API 5CT N80?
API 5CT es la especificación del American Petroleum Institute que rige los tubulares para pozos de petróleo (OCTG) utilizados en la construcción de pozos. N80 es un grado de revestimiento del Grupo 2 dentro de API 5CT, definido por un límite elástico mínimo de 552 MPa (80.000 psi) y un máximo de 758 MPa (110.000 psi). El "80" hace referencia al límite elástico mínimo en miles de psi. N80 se produce en dos subgrados de tratamiento térmico: N80-1 y N80Q.
N80 es el grado por defecto para revestimientos intermedios y de producción en pozos dulces (no ácidos) a profundidad moderada — típicamente entre 1.500 y 4.000 metros — donde el diseño del pozo no requiere el control más estricto de dureza del L80 ni la mayor resistencia del P110.
N80-1 vs N80Q — La distinción crítica
La decisión de especificación más importante al ordenar N80 es el subgrado. Tanto N80-1 como N80Q cumplen los mismos requisitos de límite elástico, pero se producen mediante tratamientos térmicos fundamentalmente diferentes, con consecuencias reales en el comportamiento mecánico en servicio.
| Propiedad | N80-1 | N80Q |
|---|---|---|
| Tratamiento térmico | Normalizado o N+T | Templado y revenido |
| Microestructura | Ferrítico-perlítica | Martensítica revenida |
| Límite elástico mín. | 552 MPa (80.000 psi) | 552 MPa (80.000 psi) |
| Límite elástico máx. | 758 MPa (110.000 psi) | 758 MPa (110.000 psi) |
| Resistencia a tracción mín. | 689 MPa (100.000 psi) | 689 MPa (100.000 psi) |
| Límite de dureza | Ninguno en API 5CT | Ninguno en API 5CT |
| Tenacidad CVN | No requerida | No requerida |
| Costo | Menor | Mayor — sobrecosto Q+T |
| Mejor aplicación | Pozos dulces poco a moderadamente profundos | Pozos más profundos, cargas más elevadas |
Cuándo N80Q justifica el sobrecosto: Especifique N80Q en lugar de N80-1 en tres escenarios: pozos más profundos donde las cargas de colapso y estallido son mayores y las propiedades mecánicas homogéneas a través de la pared del tubo son más críticas; entornos fríos donde la tenacidad a baja temperatura es una preocupación; y cuando una especificación de proyecto exige explícitamente tratamiento térmico Q+T, requisito que algunas especificaciones de compañías IOC imponen para todos los revestimientos intermedios independientemente del grado.
Cuándo N80-1 es la elección correcta: Para pozos dulces terrestres convencionales de menos de 2.500 metros con casos de carga estándar, N80-1 ofrece el rendimiento mecánico requerido a menor costo. La mayoría de los pozos en África Occidental y América del Sur perforados a profundidad moderada en yacimientos dulces utilizan N80-1 para las columnas de producción e intermedias.
Importante para la verificación del MTC: N80-1 y N80Q pueden tener composición química idéntica — el subgrado se determina exclusivamente por el tratamiento térmico, no por la química. Al revisar los documentos MTC, verifique siempre explícitamente la columna de tratamiento térmico. Un certificado que indique la química de N80 sin especificar el tratamiento térmico Q+T corresponde por defecto a N80-1, independientemente de lo indicado en la orden de compra.
Composición química
API 5CT establece límites máximos de elementos para N80. Los fabricantes formulan sus propias composiciones dentro de estos límites para alcanzar las propiedades mecánicas requeridas mediante el tratamiento térmico especificado.
| Elemento | Máx. % | Nota |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0,43 | Mayor contenido favorece la templabilidad |
| Manganeso (Mn) | 1,90 | Mejora la resistencia y la templabilidad |
| Molibdeno (Mo) | 0,25 | Mejora la templabilidad en pared gruesa |
| Cromo (Cr) | 0,50 | Mejora la templabilidad |
| Níquel (Ni) | 0,25 | Mejora la tenacidad a baja temperatura |
| Cobre (Cu) | 0,35 | Elemento residual — limitado por control |
| Fósforo (P) | 0,030 | Riesgo de fragilización — se mantiene bajo |
| Azufre (S) | 0,030 | Menor es mejor para la tenacidad |
Dimensiones y pesos estándar
La tubería de revestimiento API 5CT N80 está disponible en todos los tamaños estándar de revestimiento. La siguiente tabla muestra los tamaños más solicitados con rangos de peso típicos.
| OD (pulgadas) | Pesos comunes (lb/pie) | Rango de pared (mm) | Rango diám. de mandril (pulg.) | Uso típico |
|---|---|---|---|---|
| 4½ | 9,5–15,1 | 5,21–8,56 | 3,965–3,701 | Revestimiento de producción, liners |
| 5 | 11,5–18,0 | 5,59–9,19 | 4,435–4,151 | Revestimiento de producción |
| 5½ | 14,0–23,0 | 5,69–10,54 | 4,887–4,545 | Revestimiento de producción |
| 7 | 17,0–35,0 | 6,43–13,06 | 6,413–5,879 | Intermedio y de producción |
| 7⅝ | 24,0–39,0 | 7,62–13,84 | 6,900–6,500 | Revestimiento intermedio |
| 9⅝ | 32,3–53,5 | 8,94–16,13 | 8,845–8,379 | Revestimiento intermedio |
| 10¾ | 32,75–55,5 | 7,09–13,72 | 10,036–9,604 | Superficial e intermedio |
| 13⅜ | 48,0–72,0 | 8,38–13,56 | 12,559–12,191 | Revestimiento superficial |
| 16 | 65,0–84,0 | 9,53–16,13 | 15,062–14,822 | Superficial y conductor |
| 20 | 94,0–133,0 | 11,13–16,13 | 18,936–18,542 | Revestimiento conductor |
Para tablas de dimensiones completas que incluyen ID, diámetro de mandril y OD de manguito para cada peso dentro de cada tamaño, consulte la guía completa de dimensiones de revestimiento API 5CT.
Tipos de conexión
La tubería de revestimiento N80 es compatible con todas las conexiones estándar API 5CT y con diseños de conexiones premium.
| Conexión | Abrev. | Tipo de sello | Eficiencia de junta | Uso típico |
|---|---|---|---|---|
| Manguito de rosca corta | STC | Dependiente de compuesto | ~60% | Revestimiento superficial, baja presión |
| Manguito de rosca larga | LTC | Dependiente de compuesto | ~70% | Intermedio, presión moderada |
| Manguito de rosca tipo contrafuerte | BTC | Dependiente de compuesto | ~95% | Mayor colapso/estallido, pozos profundos |
| Conexión premium | Varios | Metal-metal | 100%+ | Pozos de gas, HPHT, servicio crítico |
Para revestimientos intermedios N80 de 9⅝ y 13⅜ pulgadas en pozos terrestres de profundidad moderada, BTC es la conexión estándar — proporciona una eficiencia en tensión casi equivalente al cuerpo del tubo y mejor resistencia al colapso que LTC con un modesto sobrecosto. Nunca utilice STC para revestimientos intermedios o de producción donde exista alguna carga significativa de estallido o colapso.
ZC Steel Pipe cuenta con patentes propias en diseños de conexiones premium calificados según API 5C5 CAL IV. La tubería de revestimiento N80 con conexiones premium está disponible en todos los tamaños estándar.
N80 frente a otros grados API 5CT
| Propiedad | J55/K55 | N80-1 | N80Q | L80 | P110 |
|---|---|---|---|---|---|
| Límite elástico mín. (MPa) | 379 | 552 | 552 | 552 | 758 |
| Límite elástico máx. (MPa) | 552 | 758 | 758 | 655 | 965 |
| Tratamiento térmico | No requerido | N o NT | Q+T | Q+T | Q+T |
| Dureza máx. | Ninguna | Ninguna | Ninguna | 23 HRC | Ninguna |
| Servicio ácido | No | No | No | Sí — NACE | No |
| Profundidad típica | Menos de 1.500 m | 1.500–3.500 m | 1.500–4.000 m | 1.500–4.000 m | 3.000–6.000+ m |
| Costo relativo | El más bajo | Bajo | Moderado | Moderado–Alto | El más alto |
N80 vs L80 — misma resistencia, diferente aplicación: N80 y L80 comparten el mismo límite elástico mínimo, pero difieren de manera crítica en el control de dureza y la calificación para servicio ácido. L80 tiene una dureza máxima obligatoria de 23 HRC y siempre es templado y revenido, lo que lo hace conforme con NACE MR0175 para pozos con H2S. N80 no tiene límite superior de dureza y no está calificado para servicio ácido. Para pozos dulces, N80-1 es la opción más económica. Para cualquier pozo con H2S confirmado, L80 es obligatorio — no sustituya N80.
Limitaciones en servicio ácido
N80 no es un grado calificado para servicio ácido bajo NACE MR0175 / ISO 15156. API 5CT no impone límite máximo de dureza a N80, y NACE MR0175 limita los tubulares de acero al carbono en servicio con H2S a un máximo de 22 HRC. Algunas coladas de N80 — en particular N80-1 con mayor contenido de carbono — pueden producir zonas que superan este límite, generando susceptibilidad al agrietamiento por tensión de sulfuros (SSC).
No sustituya N80 por L80 en pozos con servicio ácido argumentando equivalencia de límite elástico. L80 está diseñado específicamente para servicio ácido — su límite de dureza de 23 HRC, el tratamiento térmico obligatorio Q+T y la trazabilidad de certificación NACE lo convierten en la especificación correcta. Incluso N80Q, a pesar de su tratamiento térmico Q+T, carece del límite de dureza y la documentación NACE requeridos para la calificación en servicio ácido. Si la presión parcial de H2S supera 0,0003 MPa — el umbral NACE — especifique L80, no N80.
Requisitos de inspección y ensayo
| Ensayo | N80-1 | N80Q | Frecuencia |
|---|---|---|---|
| Ensayo de tracción | Requerido | Requerido | Por colada y por lote |
| Ensayo de dureza | No obligatorio | No obligatorio | — |
| Ensayo de aplastamiento | Requerido | Requerido | Por tubo |
| Ensayo hidrostático | Requerido | Requerido | Por tubo |
| END (UT/EM) | Opcional | Opcional | Por tubo si se especifica |
| Ensayo de mandril | Requerido | Requerido | Por tubo |
| Ensayo de impacto CVN | No requerido | No requerido | — |
| MTC (EN 10204 3.1) | Estándar | Estándar | Por colada |
API 5CT hace que los END sean opcionales para N80 salvo que se especifiquen en la orden de compra. Para revestimientos de producción en pozos de más de 3.000 metros, o cualquier pozo con requisitos elevados de colapso o estallido, especifique UT al 100% del cuerpo del tubo como requisito suplementario. La inspección de terceros en planta — SGS, Bureau Veritas o TÜV — es práctica estándar para pedidos de OCTG originados en China y se recomienda firmemente para proyectos EPC en África y América del Sur con requisitos estrictos de documentación.
Cómo especificar tubería de revestimiento N80 en una orden de compra
Una orden de compra completa para N80 debe incluir los siguientes campos para evitar ambigüedades y entregas incorrectas:
- Norma — API 5CT (o ISO 11960)
- Grado — N80-1 o N80Q (no solo "N80")
- OD y peso nominal — p. ej. 9⅝ pulgadas × 47,00 lb/pie
- Tipo de rosca — STC, LTC, BTC o denominación de conexión premium
- Rango — R1, R2 o R3 (la mayoría de columnas son R3)
- Nivel PSL — PSL1 o PSL2
- Cantidad — en juntas o toneladas métricas
- Puerto de entrega — para la planificación del flete y el plazo de entrega
- Alcance de inspección — inspección de terceros, END suplementarios
- Nivel de MTC — EN 10204 3.1 o 3.2
Especifique siempre N80-1 o N80Q de forma explícita. Mezclar subtipos en una misma columna es técnicamente permisible bajo API 5CT, pero genera problemas de trazabilidad en proyectos con requisitos estrictos de documentación MTC.