Rohrsysteme (pipes) sind hohle, meist zylindrische Bauteile zur Führung von Fluiden (Gase, Flüssigkeiten, Mehrphasenströme) unter definierten Druck-, Temperatur- und Belastungsbedingungen. Werkstoffwissenschaftlich sind sie sicherheitsrelevante Strukturen, bei denen das Zusammenwirken von Werkstoffwahl, Herstellprozess, Mikrostruktur und Betriebsbeanspruchung entscheidend ist.

Typische Werkstoffe sind un- und niedriglegierte Stähle, hochlegierte austenitische und ferritische Stähle, Nickelbasislegierungen, Kupferlegierungen sowie zunehmend polymerbasierte und Verbundwerkstoffe. Für Hochdruckanwendungen, etwa Öldruckrohre oder Dampfleitungen, dominieren metallische Werkstoffe mit hoher Ermüdungs- und Kriechbeständigkeit. Korrosionsbeständigkeit (z. B. gegenüber CO₂-, H₂S- oder Meerwasserkorrosion) bestimmt maßgeblich die Legierungswahl im Pipeline- und Prozessanlagenbau.

Herstelltechnisch wird zwischen nahtlosen und geschweißten Rohren unterschieden. Nahtlose Rohre werden durch Strangpressen, Walzen oder Pilgern gefertigt und weisen günstige Eigenschaften für hohe Drücke auf. Geschweißte Rohre entstehen aus Blechtafeln oder Coils und erfordern eine sorgfältige Kontrolle der Schweißnahtmetallurgie und der Wärmebeeinflussungszone.

Konstruktiv gehören zu Rohrleitungssystemen neben geraden Rohrsektionen auch Formstücke wie Bögen, T-Stücke und Y-Rohre (Y-Pipes) zur Strömungsaufteilung bzw. -vereinigung. Werkstoffgerecht ausgelegte Wanddicken, zulässige Spannungen nach Normen (z. B. ASME, EN) sowie Berechnungen zur Druck- und Thermoschwingbeanspruchung sind zentrale Auslegungsparameter. Versagensmechanismen umfassen innendruckinduzierte Rissbildung, Erosions- und Spannungsrisskorrosion, thermomechanische Ermüdung sowie Langzeitkriechen.