До основних експлуатаційних вимог сталі для нафто- і газопроводів відносяться:
(1) Міцність
Як правило, нафто- і газопроводи проектуються на основі межі текучості сталі. Використання сталевих труб з вищою межею текучості може підвищити робочий тиск трубопроводу та отримати кращі економічні вигоди: тому межа текучості трубопровідної сталі поступово розвивається з початкової вуглецевої сталі. У 1940-х роках це була марка сталі X42-X52. Наприкінці 1960-х вона досягла марки сталі X60-X70. Тепер офіційно виробляються та офіційно використовуються марки сталі з вищою межею текучості X80~X100.
(2) Міцність
У 1950-х і 1960-х роках аварії, пов'язані з розривом нафто- і газопроводів, сталися в багатьох частинах світу. Завдяки аналізу цих аварій люди значно покращили розуміння показників міцності трубопроводу. API 5L передбачає, що окрім звичайних випробувань механічних властивостей, виробники також повинні проводити випробування на удар за Шарпі з V-подібним надрізом і випробування на розрив при падінні вантажу (тобто DWTT) відповідно до додаткових вимог SR5 та SR6, а також слід проводити суворе неруйнівне випробування до того, як сталеві труби покинуть завод. Тим не менш, важко повністю уникнути розриву для магістральних трубопроводів, і ми також повинні зосередитися на запобіганні нестабільності та розширенню тріщин. Дослідження показали, що розтріскування можна зупинити, контролюючи значення DWTT. З цієї причини багато країн світу встановили мінімальне значення відсотка площі зсуву порту при випробуванні DWTT для трубопровідної сталі.
(3) Зварюваність
Через суворі польові умови для прокладки трубопроводів у польових умовах для стикового зварювання сталевих труб потрібна хороша зварюваність. Сталеві труби з поганою зварюваністю під час зварювання схильні до утворення тріщин в місці зварювання, при цьому підвищується твердість шва і зони термічного впливу, знижується в'язкість і підвищується можливість розриву трубопроводу. Принцип конструкції зварюваності сталі полягає в контролі точки мартенситного перетворення та здатності до загартування. Формула розрахунку вуглецевого еквівалента, визначена на основі впливу легуючих елементів на точку мартенситного перетворення та фактичного досвіду, може бути використана для оцінки зварюваності сталі. Зазвичай використовується формула вуглецевого еквівалента:
Ceq=w(C)+w(Mn)/6+[w(Cr)+w(Mo)+w(V)]/5+(W(Ni)+w (Cu))/15
Контроль Ceq зазвичай має бути нижче {{0}}.40%. . Насправді більшість металургійних заводів контролюють його нижче 0,35%:
(4) Пластичність
Якщо пластичність недостатня, це призведе до розколювання сталевої пластини під час процесу холодного згинання або до пошарового розриву під час процесу зварювання. Таким чином, стандарт API вимагає випробування на керований вигин на додаток до випробування на сплющування труб, зварених трубами. Ключ до підвищення пластичності полягає в зменшенні неметалічних включень у сталі та контролі форми та розподілу включень.
(5) Стійкість до корозії
При транспортуванні сірковмісних нафти і газу внутрішня стінка трубопроводу піддається впливу сірководню і вуглекислого газу, що призводить до водневого окрихчення і корозійного розтріскування. Як правило, застосовуються такі заходи, як зменшення вмісту сірки в сталі, контроль морфології сульфідів і підвищення ударної в'язкості по товщині стінки. Його основні характеристики полягають у тому, що він отримує високу міцність, високу пластичність, високу в'язкість і хорошу зварюваність у стані гарячого прокату за допомогою мікролегування та контрольованої прокатки. Для того, щоб повністю відповідати вимогам до продуктивності нафто- та газопроводів для сталі, окрім суворого дизайну сплаву, контроль шкідливих елементів, таких як сірка та фосфор, також є дуже суворим. Як правило, вміст сірки контролюється нижче 0.010% для покращення пластичності та в’язкості сталі, особливо поперечної в’язкості.
