Galvenās naftas un gāzes cauruļvadu tērauda veiktspējas prasības ietver:
(1) Spēks
Parasti naftas un gāzes cauruļvadi tiek projektēti, pamatojoties uz tērauda tecēšanas robežu. Tērauda cauruļu ar lielāku tecēšanas robežu izmantošana var palielināt cauruļvada darba spiedienu un iegūt labākus ekonomiskos ieguvumus: Tāpēc cauruļvada tērauda tecēšanas robeža pakāpeniski ir attīstījusies no sākotnējā oglekļa tērauda. 1940. gados tas bija X42-X52 tērauds. Sešdesmito gadu beigās tas sasniedza X60-X70 tērauda klasi. Tagad ir oficiāli ražotas un oficiāli izmantotas tērauda markas ar lielāku tecēšanas robežu X80 ~ X100.
(2) Stingrība
Pagājušā gadsimta 50. un 60. gados naftas un gāzes cauruļvadu plīsuma negadījumi notika daudzviet pasaulē. Analizējot šos negadījumus, ir ievērojami veicināta cilvēku izpratne par cauruļvadu stingrības rādītājiem. API 5L nosaka, ka papildus parastajām mehānisko īpašību pārbaudēm ražotājiem ir jāveic arī V veida iecirtuma Charpy trieciena testi un kritiena svara plīsuma testi (ti, DWTT) saskaņā ar SR5 un SR6 papildu prasībām, kā arī jāveic stingra nesagraujošā pārbaude. pirms tērauda cauruļu izvešanas no rūpnīcas. Tomēr ir grūti pilnībā izvairīties no tālsatiksmes cauruļvadu plīsumiem, un mums ir arī jākoncentrējas uz plaisu nestabilitātes un paplašināšanās novēršanu. Pētījumi liecina, ka plaisāšanu var apturēt, kontrolējot DWTT vērtību. Šī iemesla dēļ daudzas pasaules valstis ir noteikušas cauruļvada tērauda DWTT testa minimālo porta bīdes laukuma procentuālo vērtību.
(3) Metināmība
Sakarā ar skarbajiem lauka apstākļiem cauruļvadu ieguldīšanai uz lauka, tērauda cauruļu sadurmetināšanai ir nepieciešama laba metināmība. Tērauda caurules ar sliktu metināmību metināšanas laikā ir pakļautas plaisām metināšanas vietā, un palielinās metinājuma un siltuma skartās zonas cietība, samazinās stingrība un palielinās cauruļvada plīsuma iespēja. Tērauda metināmības projektēšanas princips ir kontrolēt martensīta transformācijas punktu un rūdāmību. Tērauda metināmības novērtēšanai var izmantot oglekļa ekvivalenta aprēķina formulu, kas noteikta, pamatojoties uz leģējošo elementu ietekmi uz martensīta transformācijas punktu un faktisko pieredzi. Parasti izmantotā oglekļa ekvivalenta formula ir:
Ceq=w(C)+w(Mn)/6+[w(Cr)+w(Mo)+w(V)]/5+(W(Ni)+w (Cu))/15
Ceq parasti jākontrolē zem {{0}},40%. . Faktiski lielākā daļa tērauda rūpnīcu to kontrolē zem 0,35%:
(4) Elastīgums
Ja lokanība ir nepietiekama, tas izraisīs tērauda plāksnes sadalīšanos aukstās lieces procesā vai radīs slāņainu plīsumu metināšanas procesā. Tāpēc API standarts pieprasa vadīt lieces testu papildus saplacināšanas pārbaudei cauruļvadu metinātām caurulēm. Elastīguma uzlabošanas atslēga ir nemetālisku ieslēgumu samazināšana tēraudā un ieslēgumu formas un sadalījuma kontrole.
(5) Izturība pret koroziju
Transportējot sēru saturošu naftu un gāzi, cauruļvada iekšējā siena ir pakļauta sērūdeņraža un oglekļa dioksīda iedarbībai, kas izraisa ūdeņraža trauslumu un sprieguma korozijas plaisāšanu. Parasti tiek pieņemti tādi pasākumi kā sēra satura samazināšana tēraudā, sulfīdu morfoloģijas kontrole un stingrības uzlabošana gar sieniņu biezumu. Tās galvenās īpašības ir tādas, ka tas iegūst augstu izturību, augstu plastiskumu, augstu stingrību un labu metināmību karstās velmēšanas stāvoklī, izmantojot mikrosakausējumu un kontrolētu velmēšanu. Lai pilnībā izpildītu tērauda naftas un gāzes cauruļvadu darbības prasības, papildus stingrai sakausējuma konstrukcijai ļoti stingra ir arī kaitīgo elementu, piemēram, sēra un fosfora, kontrole. Parasti sēra saturs tiek kontrolēts zem 0,010%, lai uzlabotu tērauda plastiskumu un stingrību, jo īpaši šķērsenisko stingrību.
