لوله های خط فولادی
مزایا: استحکام بالا، وزن و توانایی صرفه جویی در مواد
کاربرد معمولی: لوله های با قطر بزرگ برای انتقال نفت و گاز
اثر مولیبدن: از تشکیل پرلیت پس از نورد نهایی جلوگیری می کند و ترکیب خوبی از استحکام و دوام در دمای پایین را افزایش می دهد.
برای بیش از پنجاه سال، مقرون به صرفه ترین و کارآمدترین راه برای انتقال گاز طبیعی و نفت خام در فواصل طولانی، از طریق لوله های ساخته شده از فولاد با قطر بزرگ است. قطر این لوله‌های بزرگ بین 20 تا 56 اینچ (51 سانتی‌متر تا 142 سانتی‌متر) است، اما معمولاً از 24 تا 48 اینچ (61 سانتی‌متر تا 122 سانتی‌متر) متغیر است.
با افزایش تقاضای جهانی انرژی و کشف میدان‌های گازی جدید در مکان‌های سخت و دورافتاده، نیاز به ظرفیت حمل و نقل بیشتر و افزایش ایمنی خط لوله، مشخصات و هزینه‌های طراحی نهایی را هدایت می‌کند. اقتصادهایی که به سرعت در حال رشد هستند مانند چین، برزیل و هند تقاضای خط لوله را بیشتر افزایش داده اند.
تقاضا برای لوله‌های با قطر بزرگ از عرضه موجود در کانال‌های تولید سنتی که از صفحات سنگین در لوله‌های UOE (U-forming O-forming E-xpansion) استفاده می‌کنند، فراتر رفته است که منجر به گلوگاه‌هایی در طول فرآیند می‌شود. بنابراین، ارتباط لوله های مارپیچی با قطر بزرگ و کالیبر بزرگ تولید شده از نوارهای داغ به طور قابل توجهی افزایش یافته است.
استفاده از فولاد کم آلیاژ با مقاومت بالا (HSLA) در دهه 1970 با معرفی فرآیند نورد حرارتی مکانیکی، که ترکیبی از میکروآلیاژ با نیوبیم (Nb)، وانادیم (V) بود، ایجاد شد. و/یا تیتانیوم (Ti)، که امکان عملکرد استحکام بالاتر را فراهم می کند. فولاد با مقاومت بالا را می توان بدون نیاز به فرآیندهای عملیات حرارتی اضافی پرهزینه تولید کرد. به طور معمول، این فولادهای لوله ای اولیه سری HSLA بر اساس ریزساختارهای پرلیت-فریت برای تولید فولادهای لوله ای تا X65 (حداقل مقاومت تسلیم 65 ksi) بودند.
با گذشت زمان، نیاز به لوله‌های با مقاومت بالاتر منجر به تحقیقات گسترده‌ای در دهه‌های 1970 و اوایل دهه 1980 برای توسعه استحکام X70 یا بیشتر با استفاده از طرح‌های فولادی با کربن کم شد، که بسیاری از آنها از مفهوم آلیاژ مولیبدن-نیوبیم استفاده می‌کنند. با این حال، با معرفی فناوری فرآیندی جدید مانند خنک‌سازی تسریع‌شده، ایجاد مقاومت‌های بالاتر با طرح‌های آلیاژی بسیار نازک‌تر امکان‌پذیر شد.
با این وجود، هر زمان که کارخانه‌های نورد قادر به اعمال نرخ‌های خنک‌کننده مورد نیاز بر روی میز فرسوده نباشند، یا حتی تجهیزات خنک‌کننده تسریع‌شده لازم را نداشته باشند، تنها راه‌حل عملی استفاده از افزودنی‌های انتخابی عناصر آلیاژی برای ایجاد خواص مطلوب فولاد است. . با تبدیل شدن X70 به موتور پروژه های خط لوله مدرن و محبوبیت روزافزون لوله های مارپیچ، تقاضا برای صفحات گیج سنگین مقرون به صرفه و کویل های نورد گرم تولید شده در کارخانه های Steckel و کارخانه های نوار داغ معمولی به طور قابل توجهی در چند سال گذشته افزایش یافته است. سال
اخیراً، اولین پروژه های در مقیاس بزرگ با استفاده از مواد درجه X80 برای لوله های با قطر بزرگ در مسافت های طولانی در چین محقق شد. بسیاری از کارخانه های تامین کننده این پروژه ها از مفاهیم آلیاژی شامل افزودن مولیبدن بر اساس پیشرفت های متالورژیکی ساخته شده در دهه 1970 استفاده می کنند. طرح های آلیاژی مبتنی بر مولیبدن نیز ارزش خود را برای لوله های سبک تر با قطر متوسط ​​ثابت کرده اند. نیروی محرکه در اینجا نصب لوله کارآمد و قابلیت اطمینان عملیاتی بالا است.
از زمان تجاری سازی، فشار عملیاتی خطوط لوله گاز از 10 به 120 بار افزایش یافته است. با توسعه نوع X120، فشار عملیاتی را می توان تا 150 بار افزایش داد. افزایش فشار مستلزم استفاده از لوله های فولادی با دیواره های ضخیم تر و/یا استحکام بالاتر است. از آنجایی که هزینه کل مواد می تواند بیش از 30 درصد از کل هزینه های خط لوله برای یک پروژه خشکی را تشکیل دهد، کاهش میزان فولاد مصرفی از طریق استحکام بالاتر می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی شود.