Blog Ko Buijs: Tips voor het lassen van duplex en superduplex
Duplex roestvast staal moet gelast worden met aangepast lastoevoegmateriaal. Tijdens het lassen is het namelijk belangrijk dat er geen brosse verbindingen ontstaan en dat de juiste hoeveelheid ferriet wordt verkregen. De invloed van de afkoelsnelheid op de hoeveelheid ferriet die in de structuur ontstaat, is behoorlijk groot. Na het walsen en gloeien ontstaat er een evenwichtsstructuur met circa 50% ferriet en 50% austeniet.
Door: Ko Buijs - www.innometconsultancy.nl
Echter na een te hoge afkoelsnelheid, wat tijdens het lassen kan voorkomen, kan het ferrietgehalte aanmerkelijk hoger worden. Door de lasparameters aan te passen, bijvoorbeeld lassen met verhoogde warmte-inbreng, kan het ferrietgehalte gedeeltelijk gecorrigeerd worden. Een te hoge warmte-inbreng werkt echter ook weer schadelijk omdat dit korrelgroei kan veroorzaken en bovendien intermetallische uitscheidingen kan vormen.Het beste is het lasmetaal qua samenstelling dusdanig te kiezen dat bij normale afkoelsnelheden 30-70% ferriet ontstaat in de structuur. Dit wordt bereikt door de elektrode of toevoegdraad met een hoger nikkelgehalte te gebruiken. Een verhoging van circa 5 naar 9% nikkel blijkt in de praktijk voldoende te zijn.
De samenstelling van de warmtebeïnvloede zone kan echter niet meer worden gecorrigeerd zodat hier de juiste lasparameters extra van belang zijn. Door toevoeging van 0,12-0,20% stikstof aan duplex roestvast staal wordt het austenietgebied vergroot. Als gevolg daarvan wordt minder ferriet gevormd bij kritische afkoelsnelheden.
Langsnaad gelaste duplex buizen worden na het lassen bij voorkeur oplossend gegloeid en daarna afgeschrikt. Hierdoor wordt een eventueel verstoorde verhouding tussen ferriet en austeniet hersteld.
In vergelijking met austenitisch roestvast staal, met bijvoorbeeld 6% molybdeen, heeft superduplex roestvast staal het voordeel dat het gemakkelijker te lassen is dankzij de austeniet/ferriet mengstructuur. Tevens beschikt superduplex roestvast staal over superieure mechanische eigenschappen alsmede een aanzienlijke betere weerstand tegen spanningscorrosie in chloridenhoudende milieus. Het beschikt ook over aantrekkelijke fysische eigenschappen en mede dankzij de betere mechanische waarden is een aanzienlijke vermindering van de wanddikte mogelijk. Dat leidt bovendien tot een financiële besparing.
De nadelen zijn echter ook aanwezig en met name is dat een hogere gevoeligheid voor uitscheidingen van intermetallische fasen rond 800°C tot 950°C. Een belangrijke reden om duplex roestvast staal toe te passen, is de uitstekende resistentie tegen pitting en spleetcorrosie. Deze corrosiefenomenen treden gewoonlijk op in waterige oplossingen die chlorides bevatten. Bij de moderne duplex roestvast staaltypen is het mogelijk geworden om de austenitische fase te stabiliseren. Bovendien is het ook mogelijk om het molybdeen- en chroomgehalte verder te verhogen dankzij de aanwezigheid van stikstof.
Dit leidt weer tot een verbeterde corrosievastheid. Het nikkelgehalte is hoog genoeg om een belangrijke corrosiebestendigheid te leveren in vele chemische milieus. Het zal verder duidelijk zijn dat voor een optimale weerstand tegen pitting en/of spleetcorrosie het toepassen van de hoger gelegeerde superduplex kwaliteiten de voorkeur genieten. Deze bezitten een PREn- waarde (Pitting Resistance Equivalent) die boven de 40 uitkomt en dat betekent dat men praktisch gezien geen last meer heeft van putcorrosie. Alles bij elkaar genomen, biedt superduplex roestvast staal veelbelovende mogelijkheden. Dat houdt echter wel in dat dit materiaal wordt toegepast onder goed gecontroleerde omstandigheden en een gebruikstemperatuur die de voorgeschreven waarden niet overschrijdt.
