Hayati önem taşıyan bir ulusal enerji kaynağı olarak, petrol ve doğalgazın uzun-mesafeli, yüksek-basınçla taşınması, boru hattı malzemelerine sıkı gereksinimler getirmektedir. Petrol ve gaz taşımacılığının ana taşıyıcısı olan çelik borular, boru hattı ağının güvenliğini, dayanıklılığını ve ekonomisini doğrudan belirler. Yüksek sıcaklık, yüksek basınç, korozyon ve jeolojik deformasyon gibi karmaşık koşullar altında, yalnızca uygun boru hattı çelik malzemeleri bu enerji arterinin uzun-dönemde istikrarlı çalışmasını sağlayabilir.
Petrol ve gaz iletim boru hatlarına yönelik malzeme sistemi, hem uluslararası API 5L standardına hem de yerel GB/T 9711 standardına uygun, özel boru hattı çeliğine dayanmaktadır. İki kalite derecesine ayrılmıştır: PSL1 ve PSL2. PSL2'nin bileşim, sağlamlık, kusur tespiti ve kaynak yapılabilirlik açısından daha sıkı gereksinimleri vardır ve yüksek-basınçlı, yüksek-riskli ana boru hatları için uygundur. Boru hattı çeliği akma dayanımına göre derecelendirilir; API standardı X serisini, ulusal standart ise L serisini kullanır. Bu sayı, malzeme seçiminin temel temeli olan minimum akma dayanımına (MPa) karşılık gelir.
Düşük-basınçlı toplama ve taşıma ile istasyonlar içindeki kısa-mesafeli boru hatları için L245 (Sınıf B) ve L290 (X42) tercih edilir. Bu düşük-karbonlu mikro alaşımlı boru hattı çelikleri düşük karbon içeriğine, iyi tokluğa sahiptir ve kaynaklanması kolaydır. Geleneksel petrol ve gaz toplama ve taşıma, dahili petrol sahası boru hattı ağları ve 4MPa'nın altındaki basınçlara sahip yardımcı taşıma hatları için uygundurlar. İyi bir esnekliğe ve darbe direncine sahiptirler, genel toprak ortamlarına uyum sağlayabilirler ve aşındırıcı olmayan, düşük{12}}basınç senaryolarında mükemmel maliyet etkinliği sunarak onları petrol ve gaz sahası yüzey mühendisliği için temel bir malzeme haline getirirler.
Orta- ve yüksek-basınçlı uzun-mesafeli iletim hatları için seçilen ana malzemeler L360 (X52), L415 (X60) ve L450 (X65)'tir. Bu üç tip, 360-450 MPa akma mukavemeti, denge mukavemeti, sağlamlık ve kaynaklanabilirlik ile Çin'in petrol ve gaz ana boru hattı ağında kullanılan ana malzemelerdir. 6-10 MPa'lık iletim basınçlarına uygundurlar ve uzun mesafeli iç ham petrol, rafine petrol ve doğal gaz boru hatlarını kapsarlar. Ovalar ve tepeler gibi geleneksel jeolojik ortamlarda, iç basınç ve dış yüklere istikrarlı bir şekilde dayanabilirler, aynı zamanda sahada kaynak inşaatını kolaylaştırarak karadaki ana hatların büyük çoğunluğunun ihtiyaçlarını karşılayabilirler.
Karmaşık ortamlardaki yüksek-basınçlı, geniş- çaplı boru hatlarında L485 (X70) ve L555 (X80) yüksek-mukavemetli boru hattı çeliği kullanılır. X70 ve X80, mikro alaşımlama ve kontrollü haddeleme ve soğutma işlemleri sayesinde, gücü artırırken düşük sıcaklıktaki dayanıklılığı da korur. Bu, daha ince boru duvarlarına olanak tanıyarak çelik tüketimini ve inşaat maliyetlerini azaltır. 10 MPa'nın üzerindeki yüksek basınçlı ana hatlar ve nehirler, dağlar ve donmuş bölgeler gibi karmaşık arazileri geçmek için uygundurlar. Bunlar aynı zamanda sınır ötesi boru hatları ve kıyıya yakın deniz boru hatları için de yaygın olarak kullanılan malzemelerdir.
Hidrojen sülfit, karbon dioksit ve yüksek tuzluluk gibi aşındırıcı ortamları içeren özel çalışma koşulları için sıradan karbon çeliği, hidrojen- kaynaklı çatlamaya (HIC) ve gerilimli korozyon çatlamasına (SSC) eğilimlidir. Bu nedenle, aside- dayanıklı boru hattı çelikleri (L245NS, L360NS, X52NS ve X65NS gibi), dubleks paslanmaz çelik veya kompozit borular seçilmelidir. Aside-dirençli malzemelerin kükürt ve fosfor içeriği kesinlikle sınırlıdır ve asidik petrol ve gaz alanlarında toplama ve taşıma güvenliğini sağlamak için saf çelik eritme yoluyla korozyon direnci artırılır. Korozyonun yüksek olduğu ortamlarda, sağlamlık ve korozyon direncini dengeleyen, karbon çeliği +-korozyon önleyici katman + iç astardan oluşan kompozit bir yapı kullanılır.
Özetle, petrol ve doğal gaz taşıyan çelik borular için kesinlikle "optimal" bir malzeme yoktur; yalnızca en uygun seçim: Düşük-basınç toplama ve iletimi için L245/L290, orta- ve yüksek- basınçlı ana hatlar için L360/L415/L450, yüksek-basınçlı karmaşık ortamlar için X70/X80 ve aşındırıcı koşullar için aside-dirençli çelik veya kompozit borular. Güvenli, verimli ve uzun ömürlü bir enerji iletim boru hattı ağı oluşturmak ve istikrarlı bir petrol ve gaz tedariki için sağlam destek sağlamak amacıyla bilimsel malzeme seçiminin sağlamlık, sağlamlık, korozyon direnci ve kaynaklanabilirlik gibi performans gereksinimlerini karşılaması ve aynı zamanda düzenlemelere uyması ve maliyetleri kontrol etmesi gerekir.
