Petrol ve gaz boru hatları için çeliğin ana performans gereksinimleri şunları içerir:
(1) Güç
Genellikle petrol ve gaz boru hatları çeliğin akma dayanımına göre tasarlanmaktadır. Daha yüksek akma dayanımına sahip çelik boruların kullanılması, boru hattının çalışma basıncını artırabilir ve daha iyi ekonomik faydalar elde edebilir: Bu nedenle, boru hattı çeliğinin akma dayanımı, başlangıçtaki karbon çeliğine göre kademeli olarak gelişmiştir. 1940'larda X42-X52 çelik kalitesiydi. 1960'ların sonlarında X60-X70 çelik kalitesine ulaştı. Artık X80~X100 gibi daha yüksek akma dayanımına sahip çelik kaliteleri resmi olarak üretildi ve kullanıldı.
(2) Dayanıklılık
1950'li ve 1960'lı yıllarda dünyanın birçok yerinde petrol ve doğalgaz boru hattının yırtılması kazaları meydana geldi. Bu kazaların analizi sayesinde insanların boru hattı sağlamlık göstergelerini anlamaları büyük ölçüde desteklendi. API 5L, üreticilerin, geleneksel mekanik özellik testlerine ek olarak, SR5 ve SR6'nın tamamlayıcı gerekliliklerine göre V-çentik Charpy darbe testleri ve ağırlık düşürme yırtılma testleri (yani DWTT) yapmaları ve sıkı tahribatsız testler gerçekleştirmeleri gerektiğini şart koşar. çelik borular fabrikadan çıkmadan önce. Bununla birlikte, uzun mesafeli boru hatlarında kopmayı tamamen önlemek zordur ve ayrıca çatlakların istikrarsızlığını ve genişlemesini önlemeye de odaklanmalıyız. Çalışmalar DWTT değerinin kontrol edilmesiyle çatlamanın durdurulabileceğini göstermiştir. Bu nedenle dünyada birçok ülke boru hattı çeliği için DWTT testinin minimum liman kesme alanı yüzdesi değerini şart koşmuştur.
(3) Kaynaklanabilirlik
Boru hatlarının sahada döşenmesi için zorlu saha koşulları nedeniyle, çelik boruların alın kaynağı için iyi kaynaklanabilirlik gerekmektedir. Kaynak kabiliyeti zayıf olan çelik borular, kaynak sırasında kaynak yerinde çatlamaya eğilimlidir ve kaynağın ve ısıdan etkilenen bölgenin sertliği artar, tokluk azalır ve boru hattının kopma olasılığı artar. Çeliğin kaynaklanabilirliğinin tasarım prensibi, martensitik dönüşüm noktasını ve sertleşebilirliği kontrol etmektir. Alaşım elementlerinin martensitik dönüşüm noktasına etkisi ve gerçek tecrübeye dayanarak belirlenen karbon eşdeğeri hesaplama formülü, çeliğin kaynaklanabilirliğini değerlendirmek için kullanılabilir. Yaygın olarak kullanılan karbon eşdeğeri formülü:
Ceq=w(C)+w(Mn)/6+[w(Cr)+w(Mo)+w(V)]/5+(W(Ni)+w (Cu))/15
Ceq genellikle {{0}}%40'ın altında kontrol edilmelidir. ． Aslında çoğu çelik fabrikası bunu %0,35'in altında kontrol ediyor:
(4) Süneklik
Süneklik yetersizse, soğuk bükme işlemi sırasında çelik levhanın bölünmesine veya kaynak işlemi sırasında katmanlı yırtılmalara neden olur. Bu nedenle API standardı, boru hattı kaynaklı borular için düzleştirme testine ek olarak kılavuzlu bir bükme testini de gerektirir. Sünekliği arttırmanın anahtarı, çelikteki metalik olmayan kalıntıları azaltmak ve kalıntıların şeklini ve dağılımını kontrol etmektir.
(5) Korozyon direnci
Kükürt içeren petrol ve gazın taşınması sırasında boru hattının iç duvarı hidrojen sülfit ve karbon dioksite maruz kalır, bu da hidrojenin gevrekleşmesine ve stresli korozyon çatlamasına yol açar. Genel olarak çeliğin kükürt içeriğinin azaltılması, sülfitlerin morfolojisinin kontrol edilmesi ve duvar kalınlığı boyunca tokluğun arttırılması gibi önlemler benimsenmektedir. Ana özellikleri, mikro alaşımlama ve kontrollü haddeleme yoluyla sıcak haddelenmiş halde yüksek mukavemet, yüksek plastisite, yüksek tokluk ve iyi kaynaklanabilirlik elde etmesidir. Çelik için petrol ve gaz boru hatlarının performans gereksinimlerini tam olarak karşılamak amacıyla, katı alaşım tasarımının yanı sıra kükürt ve fosfor gibi zararlı elementlerin kontrolü de çok sıkıdır. Genellikle çeliğin plastisitesini ve tokluğunu, özellikle de enine tokluğunu geliştirmek için kükürt içeriği %0.010'un altında kontrol edilir.
