In generale, l'acciaio per tubazioni si riferisce a bobine (nastri di acciaio) e piastre di acciaio utilizzate per produrre tubi saldati ad alta frequenza, tubi saldati ad arco sommerso a spirale e tubi saldati ad arco sommerso con cucitura diritta.

Con l'aumento della pressione di trasporto e del diametro del tubo, a partire dagli anni '60 è stato sviluppato acciaio per tubazioni ad alta resistenza (X56, X60, X65, X70, ecc.) sulla base di acciaio ad alta resistenza a bassa lega. Tecnologia di rotolamento. Aggiungendo oligoelementi (la quantità totale non è superiore allo 0,2%) come niobio (Nb), vanadio (V), titanio (Ti) e altri elementi leganti nell'acciaio e controllando il processo di laminazione, il sistema meccanico completo le proprietà dell'acciaio sono notevolmente migliorate. L'acciaio per tubazioni ad alta resistenza è un prodotto ad alta tecnologia e ad alto valore aggiunto e la sua produzione applica quasi tutte le nuove conquiste nella tecnologia di processo nel campo metallurgico. Si può vedere che i materiali utilizzati nei gasdotti a lunga distanza rappresentano in una certa misura il livello dell'industria metallurgica di un paese.

I gasdotti a lunga distanza presentano problemi quali ambienti operativi difficili, condizioni geologiche complesse, lunghe linee, manutenzione difficile e soggetti a fratture e guasti. Pertanto, l'acciaio per tubazioni dovrebbe avere buone proprietà come elevata resistenza, elevata tenacità, saldabilità, resistenza al freddo intenso e alle basse temperature e resistenza alla frattura.

La selezione di acciaio per tubazioni ad alta resistenza o l'aumento dello spessore delle pareti dei tubi in acciaio delle tubazioni può consentire ai gasdotti di sopportare una pressione di trasmissione più elevata, aumentando così la capacità di trasporto del gas naturale. Sebbene il prezzo dell'acciaio microlegato ad alta resistenza per tubi d'acciaio con lo stesso diametro sia superiore di circa il 5% - 10% rispetto all'acciaio comune, il peso del tubo d'acciaio può essere ridotto di circa 1/3, il processo di produzione e saldatura è più semplice e anche i costi di trasporto e di posa sono inferiori. La pratica ha dimostrato che il costo dell'utilizzo di tubi in acciaio per tubazioni ad alta resistenza è solo circa la metà del costo dei normali tubi in acciaio con la stessa pressione e diametro, e la parete del tubo è assottigliata e la possibilità di rottura fragile del tubo è ridotta anch'esso ridotto. Pertanto, si sceglie generalmente di aumentare la resistenza del tubo d'acciaio per aumentare la capacità della tubazione, piuttosto che aumentare lo spessore della parete del tubo d'acciaio.

Gli indicatori di resistenza dell'acciaio per tubazioni comprendono principalmente la resistenza alla trazione e la resistenza allo snervamento. L'acciaio per tubazioni con un carico di snervamento più elevato può ridurre la quantità di acciaio utilizzato nei gasdotti, ma un carico di snervamento troppo elevato ridurrà la tenacità del tubo d'acciaio, provocandone la rottura, la rottura, ecc. e causerà incidenti di sicurezza. Pur richiedendo un'elevata resistenza, il rapporto tra carico di snervamento e carico di rottura (rapporto snervamento-resistenza) dell'acciaio per tubazioni deve essere considerato in modo globale. Un adeguato rapporto snervamento-resistenza può garantire che il tubo d'acciaio abbia resistenza e tenacità sufficienti, migliorando così la sicurezza della struttura della tubazione.

Una volta che un gasdotto ad alta pressione si rompe e cede, il gas compresso si espanderà rapidamente e rilascerà una grande quantità di energia, causando gravi conseguenze come esplosioni e incendi. Per ridurre al minimo il verificarsi di tali incidenti, la progettazione della tubazione dovrebbe considerare attentamente il piano di controllo delle fratture considerando i seguenti due aspetti: in primo luogo, il tubo di acciaio dovrebbe sempre funzionare in uno stato tenace, ovvero la temperatura di transizione duttile-fragile del tubo deve essere inferiore alla temperatura ambiente di servizio della tubazione per garantire che non si verifichino incidenti di frattura fragile nei tubi di acciaio. In secondo luogo, dopo che si è verificata la frattura duttile, la fessura deve essere arrestata entro 1 o 2 lunghezze del tubo per evitare maggiori perdite causate dall'espansione della fessura a lungo termine. I gasdotti a lunga distanza utilizzano un processo di saldatura circonferenziale per collegare i tubi di acciaio uno per uno. Il duro ambiente di costruzione sul campo ha un impatto maggiore sulla qualità della saldatura circolare, causando facilmente crepe sulla saldatura, riducendo la tenacità della saldatura e della zona interessata dal calore e aumentando la possibilità di rottura della tubazione. Pertanto, l’acciaio stesso della tubazione ha un’eccellente saldabilità, che è fondamentale per garantire la qualità della saldatura e la sicurezza generale della tubazione.

Negli ultimi anni, con lo sviluppo e l’estrazione del gas naturale che si estende ai deserti, alle aree montuose, alle regioni polari e agli oceani, i gasdotti a lunga distanza devono spesso attraversare aree con condizioni geologiche e climatiche molto complesse come zone di permafrost, zone di frana, e zone sismiche. Per evitare che i tubi di acciaio si deformino a causa del crollo del terreno e dei movimenti durante il servizio, le condotte di trasporto del gas situate in aree soggette a terremoti e disastri geologici dovrebbero utilizzare tubi di acciaio per tubazioni resistenti alla progettazione basata sulla deformazione che resistono a grandi deformazioni. Le condotte non interrate che attraversano aree sopraelevate, aree di terreno ghiacciato, aree ad alta quota o aree a bassa temperatura ad alta latitudine sono soggette alla prova del freddo intenso tutto l'anno. Dovrebbero essere selezionati tubi in acciaio per tubazioni con eccellente resistenza alla frattura fragile a bassa temperatura; condotte sepolte corrose dalle acque sotterranee e dal terreno altamente conduttivo. Per le condotte, il trattamento anticorrosivo all'interno e all'esterno delle condotte dovrebbe essere rafforzato.