Acciai per tubi di linea
Vantaggi: elevata resistenza, peso e capacità di risparmio di materiale
Applicazione tipica: tubi di grande diametro per il trasporto di petrolio e gas
Effetto del molibdeno: previene la formazione di perlite dopo la laminazione finale, favorendo una buona combinazione di resistenza e durabilità alle basse temperature
Da più di cinquant'anni, il modo più economico ed efficiente per trasportare gas naturale e petrolio greggio su lunghe distanze è attraverso tubi in acciaio di grande diametro. Questi tubi di grandi dimensioni hanno un diametro compreso tra 20 "e 56" (da 51 cm a 142 cm), ma in genere variano da 24 "a 48" (da 61 cm a 122 cm).
Con l’aumento della domanda globale di energia e la scoperta di nuovi giacimenti di gas in luoghi sempre più difficili e remoti, la necessità di una maggiore capacità di trasporto e di una maggiore sicurezza delle condotte sta determinando specifiche e costi di progettazione finale. Economie in rapida crescita come Cina, Brasile e India hanno ulteriormente incrementato la domanda di gasdotti.
La domanda di tubi di grande diametro ha superato l’offerta disponibile nei canali di produzione tradizionali che utilizzano lamiere pesanti nei tubi UOE (U-forming O-forming E-xpansion), causando colli di bottiglia durante il processo. Pertanto, l’importanza dei tubi a spirale di grande diametro e grosso calibro prodotti da nastri caldi è aumentata in modo significativo.
L'uso dell'acciaio bassolegato ad alta resistenza (HSLA) è stato affermato negli anni '70 con l'introduzione del processo di laminazione termomeccanica, che combinava la microlega con niobio (Nb), vanadio (V). e/o titanio (Ti), consentendo prestazioni di resistenza più elevate. l'acciaio altoresistenziale può essere prodotto senza la necessità di costosi processi di trattamento termico aggiuntivi. Tipicamente, questi primi acciai tubolari della serie HSLA erano basati su microstrutture perlite-ferrite per produrre acciai tubolari fino a X65 (resistenza allo snervamento minimo di 65 ksi).
Nel corso del tempo, la necessità di tubi più resistenti ha portato a ricerche approfondite negli anni '70 e all'inizio degli anni '80 per sviluppare una resistenza pari o superiore a X70 utilizzando modelli di acciaio a basso tenore di carbonio, molti dei quali utilizzano il concetto di lega di molibdeno-niobio. Tuttavia, con l’introduzione di nuove tecnologie di processo come il raffreddamento accelerato, è diventato possibile sviluppare resistenze più elevate con strutture di leghe molto più snelle.
Tuttavia, ogni volta che i laminatoi non sono in grado di applicare le velocità di raffreddamento richieste sulla tavola di uscita, o non dispongono nemmeno delle necessarie apparecchiature di raffreddamento accelerato, l'unica soluzione pratica è utilizzare aggiunte selezionate di elementi di lega per sviluppare le proprietà desiderate dell'acciaio. . Con l'X70 diventato il cavallo di battaglia dei moderni progetti di condutture e la crescente popolarità dei tubi a spirale, la domanda di lastre di grosso spessore e di coils laminati a caldo convenienti, prodotti sia negli stabilimenti Steckel che nei convenzionali laminatoi per nastri a caldo, è cresciuta in modo significativo negli ultimi anni. anni.
Più recentemente, in Cina sono stati realizzati i primi progetti su larga scala che utilizzano materiale di qualità X80 per tubi di grande diametro a lunga distanza. Molti degli stabilimenti che forniscono questi progetti utilizzano concetti di lega che comportano aggiunte di molibdeno basati sugli sviluppi metallurgici realizzati negli anni '70. Anche i design in leghe a base di molibdeno hanno dimostrato la loro validità per i tubi più leggeri di medio diametro. La forza trainante qui è l'installazione efficiente dei tubi e l'elevata affidabilità operativa.
Dalla commercializzazione, la pressione di esercizio dei gasdotti è aumentata da 10 a 120 bar. Con lo sviluppo del tipo X120 la pressione di esercizio può essere ulteriormente aumentata fino a 150 bar. Pressioni crescenti richiedono l'uso di tubi in acciaio con pareti più spesse e/o resistenze più elevate. Poiché i costi totali dei materiali possono rappresentare oltre il 30% dei costi totali delle condutture per un progetto onshore, ridurre la quantità di acciaio utilizzato attraverso una maggiore resistenza può comportare risparmi significativi.