近十年來，我國油氣供給與管道建設呈現跨越式發展，管道總里程超過12×104km，跨入中國五大運輸體系行列。在全球油氣資源方面，非常規油氣資源占比更大（約80％），且非常規油氣資源幾乎未開采，將是未來開發的重點。非常規油氣資源，一般分布于偏遠且地理環境惡劣的區域，這給石油管道建設及管材選用提出了更高的要求。為保障油氣輸送管道的安全運行，盡可能降低成本，需著力開展高性能油氣輸送管的研發與應用，如超高強度鋼管、低溫環境用鋼管、腐蝕環境用管、大應變鋼管和深海油氣開發用鋼管等。

      1      超高強度（X90及以上）鋼管

      提高強度不僅可以減小鋼管壁厚和質量，節約鋼材成本，而且由于鋼管壁厚的減小，還可降低鋼管運輸成本和焊接工作量，從而大幅降低管道建設的投資成本和運行成本，高鋼級鋼管的應用已經成為管道工程發展的一個必然趨勢。

      目前，國外的新日鐵和歐洲鋼管公司均開發了X100、X120鋼管，國內也正在開展X90/X100鋼管開發、工程應用關鍵技術研究，提出了典型高強度油氣輸送管的化學成分和力學性能。

      國內鋼鐵企業在第1輪X90管線鋼試制中，采用了較高的合金成分設計方案（A廠），與國外JFE同類產品相比，碳當量更高，合金成本更大。此方案主要通過增加鋼中碳和合金元素的含量來提高鋼的強度水平，優點是TMCP工藝要求相對較低，缺點是現場焊接性能差。在我國長輸管道的現場環焊中，一般采用自保護藥芯焊絲半自動焊工藝，其自保護藥芯焊絲中的高鋁成分設計，會顯著惡化焊縫金屬組織及性能。因此，第一輪試制的X90鋼管未通過自保護藥芯焊絲半自動焊環焊工藝評定。在此基礎上，調整設計方案，降低合金元素含量，進行了第2輪試制。第2輪試制產品的碳當量（B廠）與JFE產品相差不大，通過了自保護藥芯焊絲半自動焊環焊工藝評定。

      國內第2輪試制的X90鋼管雖然合金成本及整體性能指標與JFE產品相當，但在個別性能方面（如屈服強度等）仍存在不足，說明我國X90等高鋼級鋼管的生產水平與世界先進水平相比尚有一定差距，因而需要冶金企業、鋼管制造廠、施工單位、管材用戶和科研院所等機構協調配合、深入研究，逐步提升國內高強度管線鋼生產及應用水平。

      2      低溫環境用鋼管

      我國新疆油田和大慶油田外輸管道冬季最低溫度為-34℃或更低。幾年前西一線輪南首站的低溫液氣分離器脆性斷裂，造成了嚴重后果，近年來高鋼級三通在試壓過程中也頻繁出現脆性爆裂，為此，輸送管的低溫脆斷問題需引起高度重視，并積極開發低溫環境用高強度鋼管。

      目前，對于低溫環境鋼管的斷裂韌性要求，不同標準規定不同。ISO      3183-3：1999（GB      9711.3－2005）規定夏比沖擊功（CVN）不低于σy（MPa）/10，CVN      試驗溫度與鋼管壁厚有關（尺寸效應，表3）。2007      年，ISO      3183：2007與API      Spec      5L      44      版合并，降低了CVN      值的要求，試驗溫度改為0℃。當時專家們的爭議很大，現歐洲部分用戶仍采用老版本標準中更嚴苛的規定。

      3      腐蝕環境用管

      在油氣田開發中，未經凈化處理的石油和天然氣，通常含有H2S、CO2、Cl-、H2O      等腐蝕性介質。為避免管道腐蝕失效，此類油氣輸送需要采用具有耐腐蝕性能的材料，包括碳鋼和低合金鋼、不銹鋼、鎳基/鐵鎳基合金以及鈦合金等。管道選材應根據輸送介質的壓力、溫度及H2S、CO2和Cl-含量等確定。根據日本住友金屬的選材指南，當管輸介質中pH2S<0.0003      MPa，pCO2≤0.02      MPa      時，選用碳鋼和低合金鋼；當管輸介質中pCO2>0.02      MPa，pH2S<0.003      MPa      時，選用13Cr或超級13Cr      不銹鋼；當管輸介質中pCO2>0.02      MPa，0.003      MPa≤pH2S<0.01      MPa      時，選用雙相不銹鋼；當管輸介質中pCO2>0.02      MPa，pH2S≥      0.01      MPa      時，選用鎳基或鐵鎳基合金。NACE      MR0175標準則提供了在含濕硫化氫的油氣產品環境下管材的評價和選用方法。

      根據NACE      MR0175，API      Spec      5L（45      版）附錄H給出了酸性服役條件PSL2鋼管（下稱“抗酸管”）的技術要求。國外抗酸管的研制較早，歐洲鋼管公司抗酸管的銷售量已占30％以上。國外批量供應的抗酸管主要是X65鋼級，X70鋼級的抗酸管業已研制成功，并在墨西哥一條管道工程中得到應用。我國抗酸管的研發剛剛起步，部分鋼廠開發出了X65MS、X70MS耐酸管。