Naadloze buizen voor lage temperaturen worden voornamelijk gebruikt bij de productie van ethyleen, propyleen, ureum, synthetische ammoniak, NPK-meststoffen en in de farmaceutische industrie voor onder andere wassen, zuiveren, ontzwavelen en ontvetten.
Ze worden ook gebruikt bij de productie van cryogene apparatuur, ultra-lage temperatuur koude opslag, pijpleidingen voor het transporteren van ultra-lage temperatuur vloeibaar gemaakte gassen en hun bijbehorende pijpcomponenten. Internationaal wordt het naadloze pijpsysteem voor lage temperaturen vertegenwoordigd door de ASTM A333/A333M—2011-norm, die geschikt is voor lage temperatuuromgevingen tot -196°C.
Van de 9 klassen van lagetemperatuurbuizen in de ASTM A333/A333M-norm wordt Gr.6 veel gebruikt in de petrochemische industrie en vloeistoftransport in lagetemperatuurgebieden op grote hoogte. De chemische samenstelling van Gr.6 in de versie van 2010 van de norm omvat slechts vijf gemeenschappelijke elementen: C, Si, Mn, P en S, terwijl de versie van 2011 legeringselementen toevoegt zoals Cr, Ni, Mo, Cu, V en Nb. Sinds de implementatie van de norm van 2011 voldoet Gr.6 volledig aan de nieuwe specificaties en wordt het nu geclassificeerd als een laaggelegeerd staalsysteem voor lagetemperatuurbuizen.
Vanuit het perspectief van lagetemperatuurtaaiheid worden elementen zoals C, Si, P, S en N als schadelijk beschouwd, waarbij P het meest schadelijk is, terwijl Mn en Ni nuttige elementen zijn. De oude norm vertrouwde voornamelijk op Mn om de lagetemperatuurprestaties te verbeteren, terwijl de nieuwe norm de lagetemperatuureigenschappen verder verbetert door Ni, V, Nb en andere legeringselementen toe te voegen.
Uit statistische gegevens blijkt dat voor elke 1% toename van Ni de brosse overgangstemperatuur met ongeveer 20°C kan dalen, hoewel dit wel de kosten verhoogt.
Vergelijking van chemische samenstelling
| Element | 2010 Versie (Oud) Compositie | 2011 Versie (Nieuw) Compositie |
| Koolstof (C) | Maximaal 0,30% | Maximaal 0,30% |
| Silicium (Si) | Maximaal 0,15% | Maximaal 0,15% |
| Mangaan (Mn) | 0.90% – 1.35% | 0.90% – 1.35% |
| Fosfor (P) | Maximaal 0,03% | Maximaal 0,03% |
| Zwavel (S) | Maximaal 0,03% | Maximaal 0,03% |
| Chroom (Cr) | / | Maximaal 0,30% |
| Nikkel (Ni) | / | Maximaal 0,50% |
| Molybdeen (Mo) | / | Maximaal 0,12% |
| Koper (Cu) | / | Maximaal 0,35% |
| Vanadium (V) | / | Maximaal 0,08% |
| Niobium (Nb) | / | Maximaal 0,05% |
Redenen en gevolgen van wijzigingen in de elementinhoud
De toevoeging van elementen zoals chroom (Cr), nikkel (Ni), molybdeen (Mo), koper (Cu), vanadium (V) en niobium (Nb) is gericht op het verbeteren van de prestaties bij lage temperaturen en de weerstand tegen brosheid van de pijp, waardoor de taaiheid en sterkte in omgevingen met lage temperaturen worden vergroot.
De versie uit 2010 (oud) was voornamelijk gebaseerd op elementen als C, Si, Mn, P en S, waarbij Mn werd gebruikt om de prestaties bij lage temperaturen te verbeteren.
De versie uit 2011 (nieuw) introduceerde extra legeringselementen (zoals Cr, Ni, Mo, Cu, V en Nb), die de taaiheid en sterkte van de pijp helpen verbeteren, met name in omgevingen met lage temperaturen.
De toevoeging van deze legeringselementen draagt bij aan het verbeteren van de slagvastheid van de buis bij lage temperaturen, het verlagen van de brosse overgangstemperatuur en het aanzienlijk verbeteren van de materiaalstabiliteit, met name in omgevingen met extreem lage temperaturen (bijv. -196 °C).
Vergelijking van mechanische eigenschappen
| Eigendom | Versie 2010 (oud) | Versie 2011 (Nieuw) |
| Vloeisterkte (YS) | Minimaal 415 MPa | Minimaal 415 MPa |
| Treksterkte (TS) | 515 – 690 MPa | 515 – 690 MPa |
| Verlenging (El) | Min 20% | Min 20% |
| Hardheid (HRB) | Min 95 | Min 95 |
De vloeigrens (YS) en treksterkte (TS) zijn in de versies van 2010 en 2011 consistent gebleven, waardoor het materiaal voldoet aan de drukdragende eisen voor pijpleidingen met lage temperaturen.
Rek en hardheid blijven eveneens ongewijzigd, wat aangeeft dat de ductiliteit en de vervormingsbestendigheid van het materiaal niet wezenlijk worden beïnvloed.
Vergelijking van lagetemperatuurtaaiheid
| Eigendom | Versie 2010 (oud) | Versie 2011 (Nieuw) |
| Slagvastheid | Min 27 J (-46°C) | Min 27 J (-46°C) |
| Broze overgangstemperatuur | -46°C | -50°C |
| Slagvastheid bij lage temperaturen | Zwakker | Sterker |
De brosse overgangstemperatuur daalt in de versie van 2011 (van -46°C naar -50°C), wat betekent dat het materiaal bij lagere temperaturen taaier blijft.
De slagvastheid bij lage temperaturen is verbeterd in de versie van 2011, door de toevoeging van Ni, V, Nb en andere legeringselementen. Hierdoor is de pijp nog beter bestand tegen brosheid bij extreem lage temperaturen.
Vergelijking van fysieke eigenschappen
| Eigendom | Versie 2010 (oud) | Versie 2011 (Nieuw) |
| Dikte | 7,85 g/cm³ | 7,85 g/cm³ |
| Elastische modulus | 210 GPa | 210 GPa |
| Thermische geleidbaarheid | 46 W/m·K | 46 W/m·K |
Dichtheid, elasticiteitsmodulus en thermische geleidbaarheid vertonen geen significante verschillen tussen de twee versies, wat suggereert dat de fundamentele fysieke eigenschappen van het materiaal in wezen hetzelfde zijn.
Deze eigenschappen zijn van cruciaal belang voor het bepalen van de thermische uitzetting en druksterkte van de pijp. De verbetering van de prestaties bij lage temperaturen is echter vooral afhankelijk van verbeteringen in de chemische samenstelling.
Conclusie
Chemische samenstelling: De versie van 2011 bevat meer legeringselementen (zoals Ni, V, Nb), waardoor de prestaties van het materiaal bij lage temperaturen aanzienlijk worden verbeterd.
Mechanische eigenschappen: De vloeigrens, treksterkte en rek tussen de twee versies blijven consistent, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen bij lage temperaturen.
Fysieke eigenschappen: Dichtheid, elasticiteitsmodulus en thermische geleidbaarheid zijn onveranderd. Verbeteringen komen voornamelijk door veranderingen in de chemische samenstelling.
Taaiheid bij lage temperaturen: De versie uit 2011 vertoont een betere taaiheid, vooral bij extreem lage temperaturen, dankzij de toevoeging van nuttige legeringselementen.
Daarom biedt de 2011-versie van ASTM A333 GR6 verbeterde prestaties bij lage temperaturen en een betere taaiheid vergeleken met de 2010-versie, waardoor deze beter geschikt is voor extreem lage temperaturen.
Meer bronnen:
ASTM A333-buis
NL 
EN 
DE 
RU 
FA 
ID 
ES 
FR