Ως ζωτικής σημασίας εθνική πηγή ενέργειας, η μεταφορά πετρελαίου και φυσικού αερίου σε μεγάλες αποστάσεις-με υψηλή-πίεση επιβάλλει αυστηρές απαιτήσεις σε υλικά αγωγών. Οι χαλύβδινοι σωλήνες, ως ο βασικός φορέας μεταφοράς πετρελαίου και φυσικού αερίου, καθορίζουν άμεσα την ασφάλεια, την ανθεκτικότητα και την οικονομία του δικτύου αγωγών. Κάτω από περίπλοκες συνθήκες όπως υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση, διάβρωση και γεωλογική παραμόρφωση, μόνο κατάλληλα υλικά χάλυβα αγωγών μπορούν να εξασφαλίσουν τη μακροπρόθεσμη σταθερή λειτουργία αυτής της ενεργειακής αρτηρίας.
Το σύστημα υλικών για αγωγούς μεταφοράς πετρελαίου και φυσικού αερίου βασίζεται σε εξειδικευμένο χάλυβα αγωγών, τηρώντας τόσο το διεθνές πρότυπο API 5L όσο και το εγχώριο πρότυπο GB/T 9711. Χωρίζεται σε δύο ποιότητες ποιότητας: PSL1 και PSL2. Το PSL2 έχει αυστηρότερες απαιτήσεις όσον αφορά τη σύνθεση, την σκληρότητα, τον εντοπισμό ελαττωμάτων και τη συγκολλησιμότητα και είναι κατάλληλο για αγωγούς κορμού υψηλής-πίεσης και υψηλού- κινδύνου. Ο χάλυβας αγωγών ταξινομείται με βάση την αντοχή διαρροής. το πρότυπο API χρησιμοποιεί τη σειρά X και το εθνικό πρότυπο χρησιμοποιεί τη σειρά L. Ο αριθμός αντιστοιχεί στην ελάχιστη αντοχή διαρροής (MPa), η οποία είναι η βασική βάση για την επιλογή υλικού.
Για χαμηλή-συγκέντρωση και μεταφορά πίεσης και αγωγούς μικρής-απόστασης εντός σταθμών, προτιμώνται οι L245 (Βαθμός Β) και L290 (X42). Αυτοί οι χάλυβες αγωγών με χαμηλές-αποθέσεις άνθρακα έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, καλή σκληρότητα και είναι εύκολο να συγκολληθούν. Είναι κατάλληλα για συμβατική συλλογή και μεταφορά πετρελαίου και φυσικού αερίου, εσωτερικά δίκτυα αγωγών πετρελαιοπηγών και βοηθητικές γραμμές μεταφοράς με πιέσεις κάτω των 4MPa. Διαθέτουν καλή πλαστικότητα και αντοχή στην κρούση, μπορούν να προσαρμοστούν σε γενικά εδαφικά περιβάλλοντα και προσφέρουν εξαιρετική{10}}αποτελεσματικότητα κόστους σε σενάρια μη{11}}διαβρωτικής, χαμηλής-πίεσης, καθιστώντας τα βασικό υλικό για την επιφανειακή μηχανική των κοιτασμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου.
Για γραμμές μετάδοσης μεσαίας- και υψηλής-πίεσης σε μεγάλες αποστάσεις-, τα κύρια υλικά που επιλέχθηκαν είναι L360 (X52), L415 (X60) και L450 (X65). Αυτοί οι τρεις τύποι είναι τα κύρια υλικά που χρησιμοποιούνται στο δίκτυο αγωγών κορμού πετρελαίου και φυσικού αερίου της Κίνας, με αντοχή διαρροής 360–450 MPa, αντοχή εξισορρόπησης, σκληρότητα και συγκολλησιμότητα. Είναι κατάλληλες για πιέσεις μετάδοσης 6–10 MPa και καλύπτουν αγωγούς αργού πετρελαίου, διυλισμένου πετρελαίου και φυσικού αερίου σε μεγάλες αποστάσεις. Σε συμβατικά γεωλογικά περιβάλλοντα, όπως πεδιάδες και λόφοι, μπορούν να αντέξουν σταθερά την εσωτερική πίεση και τα εξωτερικά φορτία, ενώ διευκολύνουν την κατασκευή συγκόλλησης στην τοποθεσία, καλύπτοντας τις ανάγκες της συντριπτικής πλειοψηφίας των χερσαίων γραμμών κορμού.
Οι αγωγοί υψηλής-πίεσης-μεγάλης διαμέτρου σε πολύπλοκα περιβάλλοντα χρησιμοποιούν χάλυβα αγωγών L485 (X70) και L555 (X80) υψηλής-αντοχής. Τα X70 και X80, μέσω διεργασιών μικροκράματος{10}και ελεγχόμενης κύλισης και ψύξης, διατηρούν χαμηλή{11}}σκληρότητα σε θερμοκρασία ενώ αυξάνουν την αντοχή. Αυτό επιτρέπει λεπτότερα τοιχώματα σωλήνων, μειώνοντας την κατανάλωση χάλυβα και το κόστος κατασκευής. Είναι κατάλληλα για κορμούς υψηλής Είναι επίσης υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως για διασυνοριακούς-αγωγούς και θαλάσσιους αγωγούς κοντά στη θάλασσα.
Για ειδικές συνθήκες λειτουργίας που περιλαμβάνουν διαβρωτικά μέσα όπως υδρόθειο, διοξείδιο του άνθρακα και υψηλή αλατότητα, ο συνηθισμένος ανθρακούχος χάλυβας είναι επιρρεπής σε ρωγμές που προκαλούνται από το υδρογόνο-(HIC) και σε ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης (SSC). Επομένως, πρέπει να επιλέγονται χάλυβες σωληνώσεων ανθεκτικοί στα οξέα (όπως L245NS, L360NS, X52NS και X65NS), διπλός ανοξείδωτος χάλυβας ή σύνθετοι σωλήνες. Η περιεκτικότητα σε θείο και φώσφορο των ανθεκτικών σε οξύ-υλικών είναι αυστηρά περιορισμένη και η αντοχή στη διάβρωση βελτιώνεται μέσω της τήξης καθαρού χάλυβα για να διασφαλιστεί η ασφάλεια της συλλογής και της μεταφοράς σε όξινα κοιτάσματα πετρελαίου και αερίου. Σε εξαιρετικά διαβρωτικά περιβάλλοντα, χρησιμοποιείται μια σύνθετη δομή από ανθρακούχο χάλυβα + αντιδιαβρωτική στρώση + εσωτερική επένδυση, εξισορροπητική αντοχή και αντοχή στη διάβρωση.
Συνοπτικά, δεν υπάρχει απολύτως «βέλτιστο» υλικό για χαλύβδινους σωλήνες που μεταφέρουν πετρέλαιο και φυσικό αέριο. μόνο η καταλληλότερη επιλογή: L245/L290 για χαμηλή-συλλογή και μετάδοση πίεσης, L360/L415/L450 για γραμμές κορμού μέσης{- και υψηλής-πίεσης, X70/X80 για σύνθετα περιβάλλοντα υψηλής Η επιστημονική επιλογή υλικού πρέπει να πληροί απαιτήσεις απόδοσης όπως αντοχή, σκληρότητα, αντοχή στη διάβρωση και συγκολλησιμότητα, ενώ παράλληλα συμμορφώνεται με τους κανονισμούς και τον έλεγχο του κόστους, προκειμένου να δημιουργηθεί ένα ασφαλές, αποδοτικό και μακράς διάρκειας{13} δίκτυο αγωγών μεταφοράς ενέργειας, παρέχοντας σταθερή υποστήριξη για σταθερή παροχή πετρελαίου και φυσικού αερίου.
