به طور کلی، فولاد خط لوله به سیم‌پیچ‌ها (نوارهای فولادی) و ورق‌های فولادی مورد استفاده برای تولید لوله‌های جوشی با فرکانس بالا، لوله‌های جوش داده شده با قوس مارپیچی و لوله‌های جوش داده شده با درز مستقیم اطلاق می‌شود.

با افزایش فشار حمل و نقل خط لوله و قطر لوله، فولاد خط لوله با مقاومت بالا (X56، X60، X65، X70، و غیره) از دهه 1960 بر اساس فولاد کم آلیاژ با مقاومت بالا توسعه یافت. تکنولوژی نورد. با افزودن عناصر کمیاب (مقدار کل بیش از 0.2٪ نیست) مانند نیوبیم (Nb)، وانادیم (V)، تیتانیوم (Ti) و سایر عناصر آلیاژی به فولاد و با کنترل فرآیند نورد، مکانیک جامع خواص فولاد به طور قابل توجهی بهبود یافته است. فولاد خط لوله با استحکام بالا محصولی با فناوری بالا و با ارزش افزوده بالا است و تولید آن تقریباً تمام دستاوردهای جدید در فناوری فرآیند در زمینه متالورژی را اعمال می کند. مشاهده می شود که مواد به کار رفته در خطوط لوله گاز طبیعی در مسافت های طولانی نشان دهنده سطح صنعت متالورژی یک کشور است.

خطوط لوله گاز طبیعی در مسافت های طولانی دارای مشکلاتی مانند محیط های عملیاتی سخت، شرایط پیچیده زمین شناسی، خطوط طولانی، تعمیر و نگهداری دشوار و مستعد شکستگی و شکست هستند. بنابراین فولاد خط لوله باید دارای خواص خوبی مانند استحکام بالا، چقرمگی بالا، جوش پذیری، مقاومت در برابر سرمای شدید و دماهای پایین و مقاومت در برابر شکست باشد.

انتخاب فولاد خط لوله با مقاومت بالا یا افزایش ضخامت دیواره لوله های فولادی خط لوله می تواند خطوط لوله گاز طبیعی را قادر به تحمل فشار انتقال بالاتر و در نتیجه افزایش ظرفیت انتقال گاز طبیعی کند. اگرچه قیمت فولاد میکروآلیاژی با مقاومت بالا برای لوله های فولادی با قطر یکسان حدود 5 تا 10 درصد بیشتر از فولاد معمولی است، وزن لوله فولادی را می توان حدود 1/3 کاهش داد، فرآیند ساخت و جوش آسان تر است و هزینه حمل و نقل و تخمگذار نیز کمتر است. عمل ثابت کرده است که هزینه استفاده از لوله های فولادی خط لوله با مقاومت بالا تنها حدود 1/2 هزینه لوله های فولادی معمولی با فشار و قطر یکسان است و دیواره لوله نازک شده و احتمال شکستگی لوله وجود دارد. نیز کاهش یافته است. بنابراین، به طور کلی برای افزایش استحکام لوله فولادی برای افزایش ظرفیت خط لوله، به جای افزایش ضخامت دیواره لوله فولادی انتخاب می شود.

شاخص های مقاومت فولاد خط لوله عمدتاً شامل استحکام کششی و استحکام تسلیم می شود. فولاد خط لوله با استحکام تسلیم بالاتر می تواند میزان فولاد مورد استفاده در خطوط لوله گاز را کاهش دهد، اما استحکام تسلیم بیش از حد باعث کاهش چقرمگی لوله فولادی می شود و باعث پارگی، ترک خوردن و غیره لوله فولادی و بروز حوادث ایمنی می شود. در حالی که به استحکام بالا نیاز است، نسبت استحکام تسلیم به استحکام کششی (نسبت تسلیم به مقاومت) فولاد خط لوله باید به طور جامع در نظر گرفته شود. یک نسبت تسلیم به استحکام مناسب می تواند تضمین کند که لوله فولادی دارای استحکام کافی و چقرمگی کافی است و در نتیجه ایمنی ساختار خط لوله را بهبود می بخشد.

هنگامی که یک خط لوله گاز پرفشار شکسته می شود و از کار می افتد، گاز فشرده شده به سرعت منبسط می شود و مقدار زیادی انرژی آزاد می کند که باعث عواقب جدی مانند انفجار و آتش سوزی می شود. برای به حداقل رساندن وقوع چنین حوادثی، طراحی خط لوله باید طرح کنترل شکستگی را از دو جنبه زیر به دقت در نظر بگیرد: اول، لوله فولادی باید همیشه در حالت سخت کار کند، یعنی دمای انتقال شکل پذیر-شکننده لوله باید باشد. پایین تر از دمای محیط سرویس خط لوله برای اطمینان از عدم وقوع حوادث شکستگی شکننده در لوله های فولادی. ثانیاً، پس از وقوع شکستگی شکل‌پذیر، ترک باید در طول 1 تا 2 لوله متوقف شود تا از تلفات بیشتر ناشی از انبساط طولانی‌مدت ترک جلوگیری شود. خطوط لوله گاز طبیعی در فواصل طولانی از فرآیند جوشکاری دور برای اتصال لوله های فولادی یکی یکی استفاده می کنند. محیط سخت ساخت و ساز در مزرعه تاثیر بیشتری بر کیفیت جوش دوری دارد، به راحتی باعث ایجاد ترک در جوش، کاهش چقرمگی جوش و ناحیه متاثر از حرارت و افزایش احتمال پارگی خط لوله می شود. بنابراین، فولاد خط لوله خود جوش پذیری عالی دارد، که برای اطمینان از کیفیت جوش و ایمنی کلی خط لوله بسیار مهم است.

در سال‌های اخیر، با توسعه و استخراج گاز طبیعی به بیابان‌ها، مناطق کوهستانی، مناطق قطبی و اقیانوس‌ها، خطوط لوله با مسافت طولانی اغلب باید از مناطقی با شرایط زمین‌شناسی و آب و هوایی بسیار پیچیده مانند مناطق منجمد دائمی، مناطق لغزش زمین عبور کنند. و مناطق زلزله زده برای جلوگیری از تغییر شکل لوله های فولادی به دلیل ریزش زمین و حرکت در حین سرویس، خطوط لوله انتقال گاز واقع در مناطق مستعد زلزله و بلایای زمین شناسی باید از لوله های فولادی خط لوله مقاوم در برابر طراحی مبتنی بر کرنش استفاده کنند که در برابر تغییر شکل زیاد مقاومت می کنند. خطوط لوله غیر مدفون که از مناطق بالای سر، مناطق خاک یخ زده، ارتفاعات بالا، یا مناطق با دمای پایین با عرض جغرافیایی بالا عبور می کنند، در تمام طول سال در معرض آزمایش سرمای زیاد قرار دارند. لوله های فولادی خط لوله با مقاومت عالی در برابر شکست شکننده در دمای پایین باید انتخاب شوند. خطوط لوله مدفون که توسط آب های زیرزمینی و خاک بسیار رسانا خورده می شوند برای خطوط لوله، عملیات ضد خوردگی در داخل و خارج خطوط لوله باید تقویت شود.