Đường ống thép
Ưu điểm: Độ bền cao, trọng lượng và khả năng tiết kiệm vật liệu
Ứng dụng điển hình: ống có đường kính lớn để vận chuyển dầu khí
Tác dụng của molypden: ngăn chặn sự hình thành đá trân châu sau khi cán lần cuối, thúc đẩy sự kết hợp tốt giữa độ bền và độ bền ở nhiệt độ thấp
Trong hơn 50 năm, cách tiết kiệm và hiệu quả nhất để vận chuyển khí đốt tự nhiên và dầu thô trên quãng đường dài là thông qua các đường ống làm bằng thép có đường kính lớn. Những ống lớn này có đường kính từ 20 inch đến 56 inch (51 cm đến 142 cm), nhưng thường thay đổi từ 24 inch đến 48 inch (61 cm đến 122 cm).
Khi nhu cầu năng lượng toàn cầu tăng lên và các mỏ khí mới được phát hiện ở những địa điểm ngày càng khó khăn và xa xôi, nhu cầu về năng lực vận chuyển lớn hơn và tăng cường an toàn đường ống đang thúc đẩy các thông số kỹ thuật và chi phí thiết kế cuối cùng. Các nền kinh tế đang phát triển nhanh chóng như Trung Quốc, Brazil và Ấn Độ đã thúc đẩy hơn nữa nhu cầu về đường ống.
Nhu cầu về ống có đường kính lớn đã vượt quá nguồn cung sẵn có ở các kênh sản xuất truyền thống sử dụng tấm nặng trong ống UOE (U-forming O-forming E-xpansion), dẫn đến tắc nghẽn trong quá trình này. Do đó, sự liên quan của các ống xoắn ốc có đường kính lớn và cỡ nòng lớn được sản xuất từ ​​​​các dải nóng đã tăng lên đáng kể.
Việc sử dụng thép hợp kim thấp cường độ cao (HSLA) được thiết lập vào những năm 1970 với sự ra đời của quy trình cán cơ nhiệt, kết hợp hợp kim vi mô với niobium (Nb), vanadi (V). và/hoặc titan (Ti), cho phép đạt hiệu suất cường độ cao hơn. thép cường độ cao có thể được sản xuất mà không cần quá trình xử lý nhiệt bổ sung tốn kém. Thông thường, các loại thép hình ống dòng HSLA đời đầu này dựa trên các cấu trúc vi mô ngọc trai-ferit để sản xuất thép hình ống lên đến X65 (cường độ năng suất tối thiểu là 65 ksi).
Theo thời gian, nhu cầu về ống có độ bền cao hơn đã dẫn đến nghiên cứu sâu rộng vào những năm 1970 và đầu những năm 1980 để phát triển độ bền X70 hoặc cao hơn bằng cách sử dụng các thiết kế thép có hàm lượng carbon thấp, nhiều trong số đó sử dụng khái niệm hợp kim molypden-niobium. Tuy nhiên, với sự ra đời của công nghệ xử lý mới như làm mát tăng tốc, người ta có thể phát triển cường độ cao hơn với thiết kế hợp kim gọn hơn nhiều.
Tuy nhiên, bất cứ khi nào các nhà máy cán không có khả năng áp dụng tốc độ làm nguội cần thiết trên bàn máy cán, hoặc thậm chí không có thiết bị làm mát tăng tốc cần thiết, giải pháp thực tế duy nhất là sử dụng các chất bổ sung có chọn lọc của các nguyên tố hợp kim để phát triển các đặc tính thép mong muốn. . Với việc X70 trở thành thiết bị chính của các dự án đường ống hiện đại và sự phổ biến ngày càng tăng của đường ống xoắn ốc, nhu cầu về các tấm khổ lớn và cuộn cán nóng hiệu quả về mặt chi phí được sản xuất ở cả nhà máy Steckel và nhà máy cán nóng thông thường đã tăng đáng kể trong vài năm qua. năm.
Gần đây hơn, các dự án quy mô lớn đầu tiên sử dụng vật liệu cấp X80 cho đường ống có đường kính lớn đi xa đã được thực hiện ở Trung Quốc. Nhiều nhà máy cung cấp cho các dự án này sử dụng khái niệm hợp kim hóa liên quan đến việc bổ sung molypden dựa trên sự phát triển luyện kim được thực hiện trong những năm 1970. Các thiết kế hợp kim làm từ molypden cũng đã chứng tỏ giá trị của chúng đối với ống có đường kính trung bình nhẹ hơn. Động lực ở đây là việc lắp đặt đường ống hiệu quả và độ tin cậy vận hành cao.
Kể từ khi thương mại hóa, áp suất vận hành của đường ống dẫn khí đã tăng từ 10 lên 120 bar. Với sự phát triển của loại X120, áp suất vận hành có thể tăng thêm lên 150 bar. Áp lực ngày càng tăng đòi hỏi phải sử dụng ống thép có thành dày hơn và/hoặc cường độ cao hơn. Vì tổng chi phí vật liệu có thể chiếm hơn 30% tổng chi phí đường ống cho một dự án trên bờ nên việc giảm lượng thép sử dụng nhờ cường độ cao hơn có thể giúp tiết kiệm đáng kể.