Glavni zahtjevi za performanse čelika za naftovode i plinovode uključuju:
(1) Snaga
Općenito, naftovodi i plinovodi se projektuju na osnovu granice popuštanja čelika. Upotreba čeličnih cijevi s većom čvrstoćom tečenja može povećati radni tlak cijevovoda i postići bolje ekonomske koristi: Stoga se granica popuštanja čelika za cjevovode postepeno razvijala od početnog ugljičnog čelika. 1940-ih, to je bio čelik X42-X52. Krajem 1960-ih dostigao je X{4}}X70 razred čelika. Sada su službeno proizvedeni i službeno korišteni tipovi čelika s većom granom tečenja od X80~X100.
(2) Čvrstoća
Tokom 1950-ih i 1960-ih, u mnogim dijelovima svijeta dogodile su se nesreće s pucanjem naftovoda i plinovoda. Kroz analizu ovih nesreća, razumijevanje ljudi o pokazateljima žilavosti cjevovoda je uvelike unapređeno. API 5L propisuje da uz konvencionalno ispitivanje mehaničkih svojstava, proizvođači također trebaju provoditi Charpy testove sa V-zarezom i testove na kidanje spuštene težine (tj. DWTT) u skladu s dodatnim zahtjevima SR5 i SR6, a potrebno je provesti i strogo ispitivanje bez razaranja. pre nego što čelične cijevi napuste tvornicu. Ipak, teško je u potpunosti izbjeći puknuće za cjevovode na velikim udaljenostima, a moramo se fokusirati i na sprječavanje nestabilnosti i širenja pukotina. Studije su pokazale da se pucanje može zaustaviti kontrolom vrijednosti DWTT. Iz tog razloga, mnoge zemlje u svijetu su propisale minimalnu vrijednost procenta smicanja luke u DWTT testu za čelik za cjevovode.
(3) Zavarljivost
Zbog otežanih terenskih uslova za polaganje cjevovoda na terenu, potrebna je dobra zavarljivost za čeono zavarivanje čeličnih cijevi. Čelične cijevi sa lošom zavarljivošću su sklone nastanku pukotina na šavu tijekom zavarivanja, a povećava se tvrdoća vara i toplinski pogođene zone, smanjuje se žilavost, a povećava se mogućnost pucanja cjevovoda. Princip dizajna zavarljivosti čelika je kontrola točke martenzitne transformacije i kaljivosti. Formula proračuna ekvivalenta ugljika određena na temelju utjecaja legirajućih elemenata na martenzitnu tačku transformacije i stvarnog iskustva može se koristiti za procjenu zavarljivosti čelika. Uobičajena formula ekvivalenta ugljika je:
Ceq=w(C)+w(Mn)/6+[w(Cr)+w(Mo)+w(V)]/5+(W(Ni)+w (Cu))/15
Ceq općenito treba kontrolisati ispod {{0}}.40%. ． U stvari, većina čeličana ga kontrolira ispod 0,35%:
(4) Duktilnost
Ako je duktilnost nedovoljna, to će uzrokovati cijepanje čelične ploče tokom procesa hladnog savijanja ili će izazvati slojevito kidanje tokom procesa zavarivanja. Prema tome, API standard zahtijeva vođeno ispitivanje savijanja pored testa spljoštenja za cijevi zavarene cjevovodima. Ključ za poboljšanje duktilnosti je smanjenje nemetalnih inkluzija u čeliku i kontrola oblika i distribucije inkluzija.
(5) Otpornost na koroziju
Prilikom transporta nafte i plina koji sadrže sumpor, unutarnji zid cjevovoda je izložen sumporovodiku i ugljičnom dioksidu, što dovodi do krtosti vodika i pucanja od korozije pod naponom. Generalno, usvajaju se mjere kao što su smanjenje sadržaja sumpora u čeliku, kontrola morfologije sulfida i poboljšanje žilavosti duž debljine stijenke. Njegove glavne karakteristike su da postiže visoku čvrstoću, visoku plastičnost, visoku žilavost i dobru zavarljivost u toplo valjanom stanju kroz mikrolegiranje i kontrolirano valjanje. Da bi se u potpunosti ispunili zahtjevi performansi naftovoda i plinovoda za čelik, pored strogog dizajna legure, vrlo je stroga i kontrola štetnih elemenata kao što su sumpor i fosfor. Općenito, sadržaj sumpora je kontroliran ispod 0.010% kako bi se poboljšala plastičnost i žilavost čelika, posebno poprečna žilavost.
