Las cuatro variantes de L80 en la 11.ª edición de API Specification 5CT (diciembre 2023) comparten la misma tabla de propiedades mecánicas. Límite elástico mínimo 552 MPa (80 ksi). Límite elástico máximo 655 MPa (95 ksi). Resistencia a tracción mínima 655 MPa (95 ksi). Dureza máxima 23,0 HRC / 241 HBW. Tratamiento térmico Q+T requerido para todas. El ambiente corrosivo — no la especificación mecánica — es lo que las diferencia, y una selección incorrecta implica o bien un grado que corroe en servicio o uno que fisula bajo H2S.
ZC Steel Pipe suministra tubería de producción y revestimiento L80-1, L80-3Cr y L80-13Cr PSL2 en todos los grados y dimensiones para proyectos de gas y petróleo en África, Oriente Medio y Sudamérica, incluyendo conexiones premium ZC-2 para aplicaciones que requieren sellos metal-metal gas-tight.
La Familia de Grados L80 — Una Especificación Mecánica, Cuatro Ambientes de Corrosión
La API 5CT sitúa todas las variantes de L80 en el Grupo 2 — el grupo definido por un techo de dureza en lugar de un suelo de límite elástico mínimo. Ese máximo de 23,0 HRC / 241 HBW es la razón ingenieril por la que el L80-1 califica para servicio ácido: el control de dureza limita la susceptibilidad a la fisuración por tensión de sulfuro (SSC) bajo NACE MR0175 / ISO 15156-2. Las variantes al cromo (3Cr, 9Cr, 13Cr) llevan el mismo límite de dureza, pero no fueron desarrolladas para H2S — fueron desarrolladas para CO2. El límite de dureza es heredado del grupo, no es una calificación de servicio ácido para esos tipos.
La tabla siguiente muestra las cuatro variantes en paralelo con los valores de la 11.ª edición de API 5CT.
| Propiedad | L80-1 | L80-3Cr | L80-9Cr | L80-13Cr |
|---|---|---|---|---|
| Cromo % | Ninguno | 2,5–3,9% | 8,0–10,0% | 12,0–14,0% |
| Límite elástico mín. | 552 MPa / 80 ksi | 552 MPa / 80 ksi | 552 MPa / 80 ksi | 552 MPa / 80 ksi |
| Límite elástico máx. | 655 MPa / 95 ksi | 655 MPa / 95 ksi | 655 MPa / 95 ksi | 655 MPa / 95 ksi |
| Tracción mín. | 655 MPa / 95 ksi | 655 MPa / 95 ksi | 655 MPa / 95 ksi | 655 MPa / 95 ksi |
| Dureza máx. | 23,0 HRC / 241 HBW | 23,0 HRC / 241 HBW | 23,0 HRC / 241 HBW | 23,0 HRC / 241 HBW |
| Tratamiento térmico | Q+T | Q+T | Q+T | Q+T |
| Servicio ácido (H2S) | Sí — NACE MR0175 | No | No | No |
| Resistencia a corrosión CO2 | Ninguna | Leve | Moderada | Alta |
| Método END superficial | MT o PT | MT o PT | Solo PT | Solo PT |
| Corrección de densidad | 1,000 | 1,000 | 0,989 | 0,989 |
| Código de color | Rojo + Marrón | Rojo + Blanco | Rojo + Marrón + 2 Amarillo | Rojo + Marrón + Amarillo |
| Costo relativo | Bajo | Bajo–Medio | Medio–Alto | Alto |
Lea esta tabla de derecha a izquierda para contenido de cromo y resistencia al CO2, y de izquierda a derecha para idoneidad ante H2S. La única columna en que el L80-1 lidera es servicio ácido — y es la única que importa cuando hay H2S presente.
Para la tabla completa de grados API 5CT con datos de tracción, dureza y composición química, consulte las tablas de especificación API 5CT →
Para asociar una variante de L80 con las condiciones del fluido de su pozo, use el Selector de Grado de Tubería IA →
L80 Tipo 1 — El Grado para Servicio Ácido
El L80 Tipo 1 es un acero carbono-manganeso. No hay adición de cromo. La calificación para servicio ácido proviene íntegramente del control de dureza: el tratamiento térmico Q+T garantiza que ningún material en el cuerpo del tubo, la copa o la zona afectada por la soldadura supere 23,0 HRC. La dureza por encima de ese umbral aumenta la susceptibilidad a la SSC bajo presión parcial de H2S, y NACE MR0175 / ISO 15156-2 define el L80-1 como material permisible para servicio ácido dentro de sus límites de temperatura y presión parcial de H2S.
El L80-1 no resiste la corrosión por CO2. El acero carbono-manganeso corroe en presencia de CO2 disuelto a tasas que dependen de la temperatura, la presión, la velocidad del flujo y el corte de agua. En un ambiente dulce con CO2, el L80-1 típicamente requiere inhibición química — inyección de inhibidor de corrosión en la sarta de tubería — para controlar la pérdida de metal a lo largo de la vida del pozo.
Lo que observamos en los pedidos: La mayoría de las órdenes de compra de L80 que recibimos de operadores de África Occidental y Oriente Medio no especifican el tipo. Según la API 5CT, eso establece por defecto el Tipo 1. Esto es correcto cuando el pozo es ácido — pero hemos recibido pedidos donde el análisis del fluido del pozo mostraba CO2 como motor principal de corrosión, no H2S, y el cliente quería 13Cr. La OC indicaba "L80 sour service," que es la descripción incorrecta para una aplicación de 13Cr y habría resultado en Tipo 1. Señalamos el desajuste antes de la producción. El momento de detectar un error en la designación de tipo es en la OC, no en el MTC.
L80-13Cr — El Caballo de Batalla CRA para CO2
El L80-13Cr es un acero inoxidable martensítico con 12,0–14,0% de cromo. El contenido de cromo forma una película de óxido pasiva en la superficie del acero que resiste la disolución por CO2 y ácido carbónico. Es el grado de tubería estándar para pozos de condensado de gas con alta presión parcial de CO2, y es la variante de L80 al cromo comercialmente más disponible.
Suministramos 3.800 tramos de tubería de conducción L80-13Cr PSL2 de 4½" con conexiones premium ZC-2 para un proyecto de gas en África. El ambiente era alto CO2 con H2S traza bien por debajo del umbral de presión parcial de NACE MR0175 — el L80-13Cr era la selección correcta para ese fluido de pozo. Antes de la producción, confirmamos la presión parcial de H2S contra el límite de NACE MR0175 / ISO 15156 para acero inoxidable martensítico 13Cr porque si el H2S superaba ese umbral, el pedido completo debería haberse revisado a L80-1 o un CRA superior. En condiciones de pozo dominadas por CO2 con cloruros controlados, el L80-13Cr supera significativamente al L80-1 inhibido a lo largo de la vida del pozo — el costo del inhibidor solo en un pozo de 15 años produciendo 500 bbl/día puede superar la prima material del pedido de 13Cr.
Dos diferencias físicas respecto al L80-1 requieren atención en la etapa de compras. Primera, densidad: el L80-13Cr y el L80-9Cr tienen una densidad ligeramente inferior al acero al carbono. La API 5CT especifica un factor de corrección de peso de 0,989 para estos grados — lo que significa que los pesos nominales cotizados de las tablas de acero al carbono sobreestiman el peso real en aproximadamente un 1,1%. Aplique el factor de corrección antes de calcular el peso de la sarta o el tonelaje de envío. Segunda, inspección superficial: el L80-13Cr no es ferromagnético. No puede realizarse ensayo por partículas magnéticas (MT) en este material. Se requiere ensayo por líquidos penetrantes (PT) para toda la inspección superficial de los grados 13Cr y 9Cr.
L80-9Cr y L80-3Cr
El L80-9Cr contiene 8,0–10,0% de cromo y se orienta a ambientes de CO2 moderado con concentraciones elevadas de cloruros donde el L80-13Cr puede estar sobrespecificado en costo pero el L80-1 tiene un rendimiento insuficiente frente a la corrosión. El mismo factor de corrección de densidad 0,989 y el requisito de END solo con PT que se aplican al L80-13Cr también se aplican al L80-9Cr. La disponibilidad en acería del 9Cr es limitada respecto al 13Cr — menos acerías lo producen como artículo de stock y los plazos de entrega son típicamente más largos.
El L80-3Cr fue incorporado en la 11.ª edición de API 5CT (diciembre 2023) para servicio de corrosión leve por CO2 en pozos dulces. Con 2,5–3,9% de cromo, ofrece resistencia a la corrosión medible por encima del acero al carbono sin la prima de costo del 9Cr o el 13Cr. En un proyecto de perforación de petróleo en Sudamérica, suministramos tubería de producción L80-1Cr y L80-3Cr en OD 3½" con conexiones premium ZC-2. El L80-3Cr fue seleccionado para CO2 leve en un pozo dulce — sin H2S presente, confirmado por el análisis del fluido del pozo antes de la selección del grado. Esta es exactamente la aplicación para la que la 11.ª edición incorporó el L80-3Cr: CO2 leve sin la prima de costo del 9Cr o el 13Cr. El L80-3Cr sigue siendo un material de clase acero al carbono y no requiere PT — el MT sigue siendo aplicable.
La Trampa del H2S — Por Qué el L80-13Cr No Siempre Es Más Seguro
El malentendido más trascendente en la selección del grado L80 es la creencia de que el L80-13Cr, al ser un acero aleado con límite de dureza, está "más calificado" para servicio corrosivo que el L80-1. Bajo NACE MR0175 / ISO 15156, no lo está — específicamente cuando hay H2S presente.
El H2S provoca fisuración por tensión de sulfuro (SSC) en los aceros inoxidables martensíticos a través de un mecanismo de fragilización por hidrógeno. La microestructura con 13% de cromo que proporciona excelente resistencia al CO2 es vulnerable a la SSC a presiones parciales de H2S que el L80-1 (con dureza controlada) puede manejar. NACE MR0175 / ISO 15156 define límites máximos de presión parcial de H2S para los aceros inoxidables martensíticos 13Cr que son sustancialmente inferiores a los del L80-1. Cuando el fluido de un pozo contiene tanto CO2 como H2S — como ocurre en muchos pozos de condensado de gas — la presión parcial de H2S debe evaluarse frente a los límites NACE para el grado seleccionado antes de especificar el L80-13Cr.
Si la presión parcial de H2S en las condiciones de operación supera el umbral de ISO 15156 para el 13Cr, la ruta de actualización correcta no es el L80-13Cr — es el Super 13Cr (13Cr modificado con mayor Mo y Ni), el acero inoxidable dúplex o una aleación base níquel. Estos grados están diseñados para ambientes combinados de CO2/H2S y están calificados bajo NACE MR0175 / ISO 15156-3.
El límite de dureza 23,0 HRC del L80-13Cr es una herencia del Grupo 2, no una calificación para servicio ácido. El límite de dureza fue diseñado para prevenir la SSC en el acero carbono-manganeso (L80-1). Cuando se aplica al acero inoxidable martensítico 13Cr, el mismo techo de dureza no confiere la misma resistencia al H2S — el mecanismo de fallo del 13Cr bajo H2S es diferente del de la SSC en acero al carbono a la misma dureza. Los ingenieros que ven "23,0 HRC máx." en ambos grados y asumen un rendimiento equivalente en servicio ácido están leyendo la norma sin entender la metalurgia que la sustenta.
Cuándo NO Usar Cada Variante
No use L80-13Cr cuando:
- La presión parcial de H2S supera el límite de NACE MR0175 / ISO 15156 para acero inoxidable martensítico 13Cr a la temperatura de operación y la concentración de cloruros
- Se requiere soldadura en campo — el 13Cr exige precalentamiento controlado y tratamiento térmico post-soldadura; soldar en campo sin procedimiento calificado arriesga fisuración
- El protocolo de inspección contempla solo MT — el ITP debe revisarse para incluir PT antes de adquirir L80-13Cr
- La temperatura del pozo supera aproximadamente 150°C combinada con cloruros — Super 13Cr o dúplex es el grado correcto por encima de ese umbral
No use L80-1 cuando:
- La presión parcial de CO2 es el motor principal de corrosión en un pozo dulce sin H2S — la inyección de inhibidor es un costo recurrente, no puntual, y para pozos con >15 años de vida de diseño en un ambiente de alto CO2, la tubería de aleación al cromo tiene típicamente menor costo total de propiedad
- El programa de integridad de pozos del operador prohíbe la inyección de inhibidor (p. ej., terminaciones submarinas sin capacidad de inyección)
No use L80-9Cr o L80-3Cr cuando:
- No se ha confirmado una cadena de suministro para el tamaño y la cantidad requeridos — verifique la disponibilidad en acería antes de especificar estos grados en un calendario de proyecto; el riesgo de entrega en 9Cr es real
Guía de Órdenes de Compra
Una OC que indique "API 5CT L80" sin designación de tipo cumple con la norma pero es ambigua — una acería puede y enviará el Tipo 1. Cada pedido de L80 para una aplicación específica de corrosión debe nombrar el tipo de forma explícita.
Partidas mínimas de OC para L80-13Cr:
- "API Specification 5CT, 11th Edition, Grade L80 Type 13Cr, PSL2"
- "Q+T heat treatment"
- "EN 10204 3.2 MTC (third-party witnessed)" — los operadores de aguas profundas de África Occidental y Oriente Medio rutinariamente especifican 3.2 para grados CRA; trátelo como valor predeterminado salvo que la especificación del proyecto indique lo contrario
- "PT for all surface inspection (MT not applicable)"
- "Premium connection: [designación]" — especificada como partida separada del grado
- "Weight correction factor 0.989 applied to nominal weights for 13Cr"
La trampa de compras: Recibimos órdenes de compra donde el cliente escribe "L80 sour service" con la intención de pedir L80-13Cr porque asocia el L80 con el límite de dureza para servicio ácido. "L80 sour service" significa L80 Tipo 1 — el acero carbono-manganeso que está efectivamente calificado para H2S. Si necesita tubería de 13Cr resistente al CO2, la OC debe indicar "L80 Type 13Cr." Estos son grados opuestos para ambientes opuestos, y ambos cumplen la API como suministrados cuando el tipo no está especificado.
Verificación del MTC antes de la aceptación:
- Confirme que la marcación del grado incluye la designación de tipo (Tipo 1, 13Cr, 9Cr o 3Cr) — la designación de grado sin tipo no es suficiente para los grados CRA
- Para 13Cr y 9Cr: verifique que el contenido de cromo esté dentro del rango API 5CT (12,0–14,0% y 8,0–10,0% respectivamente)
- Para PSL2: verifique que los registros del ensayo de impacto Charpy V estén incluidos — PSL2 requiere documentación de resiliencia al entallado que PSL1 no exige
- Verifique que los registros de tratamiento térmico muestren Q+T (temple y revenido) — el normalizado solo no cumple los requisitos del Grupo 2
- Para pedidos EN 10204 3.2: confirme que la firma del inspector y el sello de presencia estén presentes, no solo la declaración del fabricante
Preguntas Frecuentes
¿Es el L80-13Cr un grado para servicio ácido según NACE MR0175?
No. A pesar de tener el límite de dureza L80 de 23,0 HRC / 241 HBW, el L80-13Cr no es un grado para servicio ácido según NACE MR0175 / ISO 15156. La microestructura martensítica con 13% de cromo es susceptible a la fisuración por tensión de sulfuro cuando la presión parcial de H2S supera niveles traza. El L80 Tipo 1 (acero carbono-manganeso) es la variante L80 calificada por NACE para servicio ácido.
¿Cuál es la diferencia mecánica entre L80 Tipo 1 y L80-13Cr?
No hay diferencia mecánica. Ambos grados comparten límites idénticos según la 11.ª edición de API 5CT: límite elástico mínimo 552 MPa (80 ksi), límite elástico máximo 655 MPa (95 ksi), resistencia a tracción mínima 655 MPa (95 ksi) y dureza máxima 23,0 HRC / 241 HBW. La distinción radica íntegramente en el ambiente corrosivo: el L80-1 resiste el H2S mediante control de dureza; el L80-13Cr resiste el CO2 mediante el contenido de cromo.
¿Puede usarse L80-13Cr en un ambiente con CO2 y H2S simultáneamente?
Solo si la presión parcial de H2S permanece por debajo del umbral de NACE MR0175 / ISO 15156 para aceros inoxidables martensíticos 13Cr, que es muy bajo — típicamente inferior a 0,01 psia de presión parcial dependiendo de la temperatura y los cloruros. Si el H2S está presente en concentraciones significativas, el L80-13Cr queda descalificado. Se requieren los grados Super 13Cr, dúplex o CRA superiores para servicio mixto CO2/H2S.
¿Pesa lo mismo el L80-13Cr que el L80 Tipo 1 en la misma talla?
No. El L80-13Cr es un acero al cromo martensítico con densidad ligeramente inferior al acero al carbono. La API 5CT aplica un factor de corrección de peso de 0,989 para los grados 13Cr y 9Cr. Para una tubería de 4½" de 12,6 lb/ft, el peso real por tramo es aproximadamente un 1,1% más liviano que el valor nominal de acero al carbono. Esto importa en los cálculos de peso de la sarta y en las estimaciones de envío.
¿Qué método de END se requiere para L80-13Cr vs L80 Tipo 1?
El L80-13Cr y el L80-9Cr son aceros inoxidables martensíticos y no son ferromagnéticos, por lo que no puede usarse el ensayo por partículas magnéticas (MT) para la inspección superficial. Se requiere en cambio el ensayo por líquidos penetrantes (PT). El L80 Tipo 1 es acero carbono-manganeso y responde normalmente al MT. Los ITP para pedidos mixtos de L80 deben especificar PT para las juntas de 13Cr y MT para las de Tipo 1 — una especificación de método único deja un grado sin la inspección adecuada.
¿Qué cubre el L80-3Cr y cuándo se incorporó?
El L80-3Cr se incorporó en la 11.ª edición de API 5CT (diciembre 2023) para servicio de corrosión leve por CO2 en pozos dulces — ambientes con CO2 presente pero H2S despreciable. Con 2,5–3,9% de cromo, se sitúa entre el L80 Tipo 1 (sin resistencia al CO2) y el L80-9Cr (CO2 moderado), a un costo significativamente inferior al 13Cr. No es un grado para servicio ácido.
¿Qué debe indicar una orden de compra para especificar correctamente el L80-13Cr?
La OC debe indicar: 'API Specification 5CT, 11th Edition, Grade L80 Type 13Cr, PSL2, Q+T heat treatment.' Escribir solo 'L80' o 'L80 sour service' establece por defecto el Tipo 1 según la norma. Si se requiere una conexión premium, añádala por separado — el grado y la conexión son partidas independientes.
¿Está el L80-9Cr ampliamente disponible?
No. El L80-9Cr es un grado especial producido por un número limitado de acerías. Los plazos de entrega son típicamente más largos que los del L80-13Cr y se aplican cantidades mínimas de pedido. La mayoría de los equipos de compras que buscan un L80 al cromo acuden directamente al L80-13Cr, que tiene mejor disponibilidad en acería y mayor trayectoria en campo. El L80-9Cr cubre un nicho para CO2 moderado con sensibilidad a los cloruros donde el 13Cr está sobrespecificado en costo.