Вообще говоря, под трубопроводной сталью понимают рулоны (стальные полосы) и стальные пластины, используемые для производства труб, сваренных высокочастотной сваркой, труб, сваренных спиральной дуговой сваркой под флюсом, и труб, сваренных под флюсом с прямым швом.

С увеличением давления трубопроводной транспортировки и диаметра труб с 1960-х годов на основе низколегированной высокопрочной стали разрабатываются высокопрочные трубопроводные стали (Х56, Х60, Х65, Х70 и др.). Технология прокатки. Путем добавления в сталь микроэлементов (общее количество не более 0,2%), таких как ниобий (Nb), ванадий (V), титан (Ti) и других легирующих элементов, а также путем контроля процесса прокатки, достигается комплексная механическая обработка стали. Свойства стали значительно улучшаются. Высокопрочная трубопроводная сталь — высокотехнологичный продукт с высокой добавленной стоимостью, при производстве которого применяются практически все новые достижения технологических процессов в металлургической области. Видно, что материалы, используемые в магистральных газопроводах, в определенной степени отражают уровень металлургической промышленности страны.

Дальние газопроводы имеют такие проблемы, как суровые условия эксплуатации, сложные геологические условия, длинные магистрали, сложное обслуживание, а также склонность к разрушениям и отказам. Следовательно, трубопроводная сталь должна обладать хорошими свойствами, такими как высокая прочность, высокая ударная вязкость, свариваемость, стойкость к сильному холоду и низким температурам, а также устойчивость к разрушению.

Выбор высокопрочной трубопроводной стали или увеличение толщины стенок стальных труб может позволить газопроводам выдерживать более высокое давление при транспортировке, тем самым увеличивая пропускную способность природного газа. Хотя цена микролегированной высокопрочной стали для стальных труб того же диаметра примерно на 5–10 % выше, чем у обычной стали, вес стальной трубы можно уменьшить примерно на 1/3, а процесс изготовления и сварки проще, а затраты на транспортировку и укладку также ниже. Практика доказала, что стоимость использования труб из высокопрочной трубопроводной стали составляет всего около 1/2 стоимости обычных стальных труб того же давления и диаметра, при этом стенка трубы утончается и вероятность хрупкого разрушения трубы снижается. также уменьшено. Поэтому для увеличения пропускной способности трубопровода обычно выбирают увеличение прочности стальной трубы, а не увеличение толщины стенки стальной трубы.

К прочностным показателям трубопроводной стали в основном относятся предел прочности и предел текучести. Трубопроводная сталь с более высоким пределом текучести может уменьшить количество стали, используемой в газопроводах, но слишком высокий предел текучести снизит прочность стальной трубы, что приведет к ее разрыву, растрескиванию и т. д., что приведет к несчастным случаям. При необходимости высокой прочности необходимо всесторонне учитывать соотношение предела текучести к пределу текучести (коэффициент текучести) трубопроводной стали. Подходящее соотношение текучести к прочности может гарантировать, что стальная труба будет иметь достаточную прочность и ударную вязкость, тем самым повышая безопасность конструкции трубопровода.

В случае разрыва и выхода из строя газопровода высокого давления сжатый газ быстро расширяется и выделяет большое количество энергии, вызывая серьезные последствия, такие как взрывы и пожары. Чтобы свести к минимуму возникновение таких аварий, при проектировании трубопровода следует тщательно учитывать план борьбы с разрушением с учетом следующих двух аспектов: во-первых, стальная труба всегда должна работать в жестком состоянии, то есть температура пластично-хрупкого перехода трубы должна быть ниже рабочей температуры окружающей среды трубопровода, чтобы исключить возникновение хрупких разрушений в стальных трубах. Во-вторых, после возникновения пластического разрушения трещину необходимо остановить в пределах 1–2 длин трубы, чтобы избежать больших потерь, вызванных длительным расширением трещины. В магистральных газопроводах используется процесс кольцевой сварки для соединения стальных труб одна за другой. Суровые строительные условия в полевых условиях оказывают большее влияние на качество кольцевой сварки, легко вызывая появление трещин в сварном шве, снижая прочность сварного шва и зоны термического влияния, а также увеличивая вероятность разрыва трубопровода. Таким образом, трубопроводная сталь сама по себе обладает отличной свариваемостью, что имеет решающее значение для обеспечения качества сварки и общей безопасности трубопровода.

В последние годы, когда разработка и добыча природного газа распространилась на пустыни, горные районы, полярные регионы и океаны, магистральным трубопроводам часто приходится проходить через территории с очень сложными геологическими и климатическими условиями, такие как зоны вечной мерзлоты, зоны оползней, и сейсмические зоны. Для предотвращения деформации стальных труб из-за обрушения и перемещения грунта в процессе эксплуатации на газопроводах, расположенных в зонах, подверженных землетрясениям и геологическим катастрофам, следует использовать деформационные стальные трубы трубопроводной конструкции, устойчивые к большим деформациям. Незаглубленные трубопроводы, проходящие через надземные территории, участки мерзлой почвы, большие высоты или высокоширотные районы с низкой температурой, подвергаются испытаниям сильным холодом круглый год. Следует выбирать трубопроводные стальные трубы с превосходной стойкостью к хрупкому разрушению при низких температурах; заглубленные трубопроводы, подверженные коррозии подземными водами и грунтом с высокой проводимостью. Для трубопроводов необходимо усилить антикоррозионную обработку внутри и снаружи трубопроводов.