¿Cómo seleccionar correctamente el material y la presión nominal de las válvulas de compuerta API 6A según las condiciones de su campo petrolífero?

Válvulas de compuerta ApagI 6A son componentes críticos en los conjuntos de bocas de pozo y árboles de Navidad de campos petroleros. Seleccionar correctamente el material y la presión nominal es esencial para seguridad, confiabilidad y cumplimiento con los estándares de la industria.

Paso 1: Determine la clasificación de presión requerida

la presión nominal de la válvula debe ser igual o mayor que la Presión operativa máxima prevista (MAOP) del pozo.

Recopilar datos: Determine la presión potencial más alta en la boca del pozo (presión de cierre, presión de flujo y cualquier posible aumento repentino de presión).
Seleccione Clasificación API 6A: La clasificación de presión está definida por el Nivel de especificación de producto API 6A (PSL) y la clase de presión nominal asociada. Las clases de presión de válvula API 6A generalmente varían desde 2000 psi a 20 000 psi .

Presión nominal (psi)	Clase de presión API 6A
2.000	2M
3.000	3M
5.000	5M
10.000	10M
15.000	15M
20.000	20M

Margen de seguridad: Es una práctica común seleccionar una calificación que proporcione un margen de seguridad por encima del MAOP.

Paso 2: Determine la clase de material requerida (resistencia a la corrosión)

La selección del material es el paso más crucial y depende enteramente del composición fluida (petróleo, gas, agua y contaminantes) y la temperatura de funcionamiento . Esto está definido por el Clase de material API 6A .

A. Identificar agentes corrosivos

Hydrogen Sulfide ($\text{H}_2\text{S}$): Ud.na gran preocupación ya que causa Cracking por tensión de sulfuro (SSC) , especially in high-strength steels. Wells containing $\text{H}_2\text{S}$ are classified as Servicio amargo y requieren materiales que cumplan con NACE MR0175/ISO 15156 .
Carbon Dioxide ($\text{CO}_2$): Causas dulce corrosión (pitting and uniform corrosion). High $\text{CO}_2$ content or elevated temperatures may necessitate corrosion-resistant alloys (CRAs).
Chlorides ($\text{Cl}^-$): Altas concentraciones pueden provocar Fisuración por corrosión bajo tensión (SCC) , especially in combination with $\text{H}_2\text{S}$ or high temperatures.

B. Seleccione la clase de material (AA a HH)

API 6A utiliza una designación de letras para especificar los requisitos de materiales basados en el servicio corrosivo:

Clase de material	Descripción del servicio	Ejemplo de aplicación/notas
AA	Propósito general no ácido	Servicio estándar, bajo costo.
BB	Baja temperatura no amarga	Servicio estándar, climas fríos.
CC	Alta temperatura no amargo	Servicio estándar, alta temperatura.
DD	Ácido de uso general (NACE)	Requires $\text{H}_2\text{S}$ resistance, NACE MR0175/ISO 15156 compliant.
EE.UU.	Ácido a baja temperatura (NACE)	Servicio amargo en climas fríos.
FF	Ácido de alta temperatura (NACE)	Servicio amargo a temperaturas elevadas.
HH	Servicio amargo de alto nivel	For severe $\text{H}_2\text{S}$ and/or high pressure.

Servicio amargo Requirement: If the $\text{H}_2\text{S}$ partial pressure exceeds $0.05$ psi absoluto ($0.345$ kPa absoluto) , tu debe seleccione una clase de material que cumpla con NACE ( DD, EE, FF o HH ).

Paso 3: determinar la clasificación de temperatura

La clase de material (Paso 2) a menudo se refina según la clasificación de temperatura. La válvula debe estar clasificada para todo el rango de posibles temperaturas de funcionamiento.

Identificar temperaturas máximas/mínimas: Determine las temperaturas ambiente y del fluido de funcionamiento máximas y mínimas previstas.
Seleccionar clase de temperatura: Las clases de temperatura API 6A se designan con una letra (K, L, N, P, S, t, U, V, x, Y):

Clase de temperatura	Rango de temperatura (F)	Rango de temperatura ©
L	$-50$ a $180$	$-46$ a $82$
P	$-20$ a $180$	$-29$ a $82$
T	$-20$ a $250$	$-29$ a $121$
U	$0$ a $250$	$-18$ a $121$
X	$-20$ a $350$	$-29$ a $177$
Y	$-20$ a $650$	$-29$ a $343$

Integración: La selección final será una combinación de clase de material y clase de temperatura (p. ej., FF/U para servicio amargo a alta temperatura).

Paso 4: Definir el nivel de especificación de producto (PSL) API 6A

el PSL especifica el nivel de calidad de fabricación, pruebas y documentación requerida para el equipo. PSL más altos significan requisitos más estrictos.

PSL 1: Nivel más bajo, requiere documentación y pruebas mínimas. Adecuado para aplicaciones de baja presión y bajo riesgo.
PSL 2: Nivel intermedio, con más requisitos de pruebas y trazabilidad de materiales. Más común para bocas de pozo estándar.
PSL 3: Alto nivel, con amplios requisitos de pruebas de materiales, trazabilidad y exámenes no destructivos (NDE). Adecuado para pozos de alta presión/alta temperatura o de servicios críticos.
PSL 4: Nivel más alto, que requiere pruebas y documentación específicas adicionales (por ejemplo, pruebas de impacto específicas). Se utiliza para las aplicaciones más críticas o de aguas profundas.

Regla de selección: Elija un PSL según el criticidad y riesgo asociado al pozo. Para la mayoría de los pozos de producción estándar, PSL 2 o PSL 3 es apropiado.