Veel Nederlandse bruggen, viaducten en andere civiele kunstwerken zijn gebouwd in de jaren vijftig, zestig en zeventig. Een groot deel van deze infrastructuur bereikt nu een leeftijd waarop groot onderhoud, versterking of vervanging noodzakelijk wordt.

Ouderdom is niet de enige oorzaak. Bruggen worden intensiever belast dan bij de oorspronkelijke bouw werd voorzien. Vrachtverkeer is toegenomen, voertuigen zijn zwaarder geworden en veel constructies hebben inmiddels tientallen jaren miljoenen belastingswisselingen verwerkt. Daarbij spelen corrosie, vermoeiing, lekkende voegen en verouderde technische installaties een steeds grotere rol.

Niet iedere oude brug hoeft volledig te worden vervangen. Veel constructies kunnen worden versterkt, gerenoveerd of gedeeltelijk worden vernieuwd. De omvang van de opgave is desondanks groot.

Veel bruggen stammen uit dezelfde bouwperiode

Na de Tweede Wereldoorlog werd in Nederland op grote schaal nieuwe infrastructuur aangelegd. Vooral tussen 1950 en 1980 kwamen veel snelwegen, bruggen, viaducten, sluizen en tunnels tot stand.

Die bouwgolf zorgt ervoor dat veel constructies ongeveer tegelijk een hoge leeftijd bereiken.

Rijkswaterstaat beheert meer dan duizend bruggen. Een aanzienlijk deel daarvan stamt uit de jaren zestig en zeventig. Moderne betonnen en stalen bruggen worden doorgaans ontworpen voor een lange levensduur. Bij oudere constructies werd met andere ontwerpuitgangspunten, verkeersbelastingen en technische normen gewerkt.

TNO gebruikt voor langetermijnramingen van verschillende typen infrastructuur technische referentielevensduren van grofweg 60 tot 80 jaar. Zo’n referentielevensduur is geen vaste houdbaarheidsdatum. De werkelijke levensduur hangt af van ontwerp, materiaalgebruik, belasting, onderhoud en lokale omstandigheden.

Constructief onderzoek kan aantonen dat een oudere brug nog tientallen jaren veilig gebruikt kan worden. Bij andere objecten blijkt juist dat versterking of vervanging nodig is.

Bronnen: Rijkswaterstaat en TNO, Landelijk prognoserapport vernieuwingsopgave infrastructuur 2023.

Meer en zwaarder verkeer

Het Nederlandse wegverkeer is sterk veranderd sinds de jaren zestig en zeventig. Er rijden meer voertuigen en het goederenvervoer over de weg is sterk gegroeid.

Voor bruggen is vooral zwaar verkeer belangrijk. Een vrachtwagen veroorzaakt hogere spanningen in een constructie dan een personenauto. Niet alleen het maximale gewicht speelt een rol. Ook het aantal keren dat een constructie wordt belast is van belang.

Een brug die dagelijks door duizenden zware voertuigen wordt gebruikt, krijgt gedurende tientallen jaren miljoenen belastingswisselingen te verwerken.

Dat kan leiden tot vermoeiing.

Metaalmoeheid in stalen bruggen

Vermoeiing ontstaat door herhaalde belasting. Kleine spanningswisselingen kunnen na zeer veel herhalingen leiden tot scheurvorming.

Bij stalen bruggen zijn vooral gelaste verbindingen gevoelig. Rond lassen kunnen lokale spanningsconcentraties ontstaan. Kleine scheuren kunnen daar beginnen en langzaam verder groeien.

Nederland heeft veel bruggen met een orthotroop stalen rijdek. Zo’n rijdek bestaat uit een relatief dunne stalen plaat die met langs- en dwarsverstijvingen wordt ondersteund. De constructie is licht en sterk en is veel toegepast bij grote overspanningen en beweegbare bruggen.

De vele lasverbindingen vormen tegelijk kritische punten voor vermoeiing.

Onderzoek van TNO en TU Delft laat zien dat vermoeiingsscheuren in Nederlandse orthotrope brugdekken een belangrijk aandachtspunt zijn. Vooral aansluitingen tussen dekplaat, verstijvers en dwarsdragers kunnen gevoelig zijn.

De sterkteklasse van het staal is daarbij niet de enige bepalende factor. Lasdetails, lokale geometrie en het aantal belastingscycli hebben grote invloed op de vermoeiingslevensduur.

Bronnen: TNO – onderzoek naar vermoeiing in orthotrope brugdekken en TU Delft – Fatigue behaviour of welded connections in steel orthotropic bridge decks.

De Haringvlietbrug als voorbeeld

De Haringvlietbrug werd in 1964 geopend. Het vaste stalen gedeelte heeft te maken met vermoeiingsverschijnselen en scheurvorming.

Rijkswaterstaat koppelt deze problemen onder andere aan de toegenomen verkeersbelasting. Het beweegbare deel van de brug werd in 2023 vervangen. Voor het vaste gedeelte wordt gewerkt aan verdere vernieuwing.

Daarbij wordt onderzocht welke bestaande onderdelen behouden kunnen blijven.

Volledige sloop is dus niet altijd nodig. Een nieuw brugdek kan in sommige gevallen op bestaande pijlers en funderingen worden geplaatst.

Bron: Rijkswaterstaat – vernieuwing Haringvlietbrug.

Corrosie van wapening in betonnen bruggen

Bij betonnen bruggen vormt corrosie van wapening een belangrijk degradatiemechanisme.

Wapeningsstaal wordt normaal beschermd door het sterk alkalische milieu in beton. Op het staal ontstaat een dunne passieve laag die corrosie sterk beperkt.

Die bescherming kan verloren gaan.

Carbonatatie

Kooldioxide uit de lucht kan in beton doordringen en reageren met bestanddelen van het cement. De pH van het beton daalt hierdoor. Wanneer het carbonatatiefront de wapening bereikt, kan de passieve bescherming van het staal verdwijnen.

Chloriden

Chloriden vormen bij verkeersbruggen een groot risico. Ze zijn onder andere aanwezig in strooizout.

Water met opgelost strooizout kan via scheuren, voegen en poriën het beton binnendringen. Wanneer voldoende chloriden de wapening bereiken, kan de passieve laag lokaal worden doorbroken. Putcorrosie kan het gevolg zijn.

Chloride-geïnduceerde corrosie geldt internationaal als een van de belangrijkste oorzaken van schade aan gewapend beton in omgevingen met strooizout of zeewater.

Een veelgebruikte wetenschappelijke referentie is de review van Angst et al. over de kritische chlorideconcentratie in gewapend beton.

Bron: Angst et al. – Critical chloride content in reinforced concrete.

Corrosie veroorzaakt ook schade aan het beton

Corrosie van wapening leidt niet alleen tot verlies van staaldoorsnede.

Bij de vorming van roest ontstaan corrosieproducten met een groter volume dan het oorspronkelijke staal. Hierdoor ontstaat druk op het omliggende beton.

Er kunnen scheuren ontstaan. De betondekking kan loskomen of afspatten. De hechting tussen wapening en beton kan verminderen.

Scheuren maken het vervolgens gemakkelijker voor water, zuurstof en chloriden om de wapening te bereiken.

Het degradatieproces kan zichzelf daardoor versnellen.

Tand-nokconstructies en lekkende voegen

Een actueel Nederlands voorbeeld is de problematiek rond tand-nokconstructies.

Bij deze constructies rust een deel van een brugdek via een betonnen tand op een nok van een ander constructiedeel. Boven deze verbinding zit meestal een voegovergang.

Een lekkende voeg kan water met strooizout doorlaten. Chloriden kunnen vervolgens in het beton doordringen en de wapening bereiken.

Corrosie van deze wapening kan uiteindelijk invloed hebben op de draagkracht.

Rijkswaterstaat beheert ongeveer honderd bruggen en viaducten met een tand-nokconstructie. Bij een groot deel daarvan kan het betreffende detail sneller verouderen dan oorspronkelijk werd aangenomen.

Bron: Rijkswaterstaat – tand-nokconstructies.

Beweegbare bruggen hebben ook installaties die verouderen

Bij beweegbare bruggen speelt meer dan alleen de draagconstructie.

Motoren, tandwielkasten, remmen, sensoren, slagbomen, camera’s, elektrische installaties en besturingssystemen hebben meestal een kortere technische levensduur dan beton en constructiestaal.

Een brug kan constructief nog in goede staat zijn terwijl de technische installaties al vervangen moeten worden.

Rijkswaterstaat vernieuwt daarom op verschillende locaties bediening, besturing en aandrijfsystemen terwijl grote delen van de draagconstructie behouden blijven.

Bij de Van Brienenoordbrug worden het beweegbare brugdeel en technische installaties grootschalig vernieuwd. De renovatie behoort tot de grootste infrastructurele vernieuwingsprojecten van Nederland.

De kosten lopen snel op

TNO schat de totale waarde van de Nederlandse infrastructuur op ongeveer 347 miljard euro.

Voor de vernieuwing van civiele constructies, wegfunderingen en riolering werd in het Landelijk Prognoserapport 2023 een totale opgave van ongeveer 260 miljard euro tot 2100 berekend.

De jaarlijkse kosten nemen de komende decennia sterk toe.

TNO raamde voor de onderzochte infrastructuur ongeveer:

• 1,1 miljard euro aan vernieuwingskosten in 2021;
• gemiddeld ongeveer 2,4 miljard euro per jaar in de periode 2021-2030;
• gemiddeld ongeveer 2,9 miljard euro per jaar in de periode 2031-2040;
• meer dan 3 miljard euro per jaar in de decennia daarna.

Niet alle infrastructurele objecten en onderhoudskosten zijn in deze bedragen meegenomen.

Bron: TNO – Landelijk prognoserapport vernieuwingsopgave infrastructuur 2023.

Gemeenten beheren een groot deel van de bruggen

De vernieuwingsopgave ligt niet alleen bij Rijkswaterstaat.

Gemeenten beheren het grootste deel van de civiele kunstwerken in Nederland. TNO spreekt in recente publicaties over ongeveer 66.000 gemeentelijke bruggen.

Niet van ieder object zijn alle gegevens compleet beschikbaar. Bouwjaar, constructietype, toegepaste materialen, inspectiehistorie en actuele conditie zijn soms onvoldoende vastgelegd.

Dat maakt het moeilijker om onderhoud en vervanging tientallen jaren vooruit te plannen.

Goed assetmanagement wordt daardoor steeds belangrijker.

Niet iedere brug hoeft te worden vervangen

De term vervangingsopgave kan een verkeerd beeld geven. Het doel is niet om iedere oude brug volledig te slopen.

Onderzoek naar restlevensduur kan aantonen dat een constructie nog veilig gebruikt kan worden. Versterking kan soms voldoende zijn.

Mogelijke maatregelen zijn onder andere:

• betonherstel;
• reparatie van scheuren;
• vervanging van voegovergangen;
• kathodische bescherming;
• versterking van vermoeiingsgevoelige details;
• vervanging van een brugdek;
• vernieuwing van aandrijf- en besturingstechniek;
• hergebruik van bestaande pijlers en funderingen.

Volledige vervanging blijft noodzakelijk wanneer reparatie of versterking technisch of economisch niet meer verantwoord is.

Welke rol kan roestvast staal spelen?

De Nederlandse vernieuwingsopgave maakt de levensduur van materialen belangrijker.

Roestvast staal kan op specifieke plaatsen voordeel bieden. Vooral onderdelen die sterk worden blootgesteld aan chloriden, vocht of moeilijk bereikbaar onderhoud zijn interessant.

Dat betekent niet dat een complete brug automatisch uit roestvast staal gebouwd moet worden.

Roestvaststalen wapening

Een belangrijke toepassing is roestvaststalen betonwapening.

RVS-wapening heeft een veel hogere weerstand tegen chloride-geïnduceerde corrosie dan traditionele koolstofstalen wapening. De prestaties verschillen per legering.

Onder andere austenitische en duplex kwaliteiten worden toegepast en onderzocht voor infrastructuur in agressieve omstandigheden.

Voorbeelden zijn:

• 1.4404;
• 1.4362;
• 1.4462.

RVS-wapening kan vooral interessant zijn bij onderdelen die sterk worden blootgesteld aan strooizout, zoals randen van brugdekken, aansluitingen rond voegen en spatwaterzones.

Een uitgebreide wetenschappelijke review van Rabi et al. beschrijft de constructieve eigenschappen en duurzaamheid van roestvaststalen wapening.

Bron: Rabi et al. – Structural performance of stainless steel reinforced concrete members.

Roestvast staal als constructiemateriaal

Roestvast staal kan ook worden gebruikt voor dragende onderdelen.

De initiële materiaalprijs is hoger dan die van regulier constructiestaal. Daar staat een hogere corrosieweerstand tegenover.

Een traditionele stalen brug heeft gedurende zijn levensduur inspectie en onderhoud aan het conserveringssysteem nodig. Coatings moeten lokaal worden hersteld en uiteindelijk opnieuw worden aangebracht.

Dat werk kan kostbaar zijn. Vooral bij bruggen boven snelwegen, spoorlijnen of vaarwegen.

Onderzoek naar brugconstructies van lean-duplex RVS laat zien dat een hogere aanschafprijs deels kan worden gecompenseerd door lagere onderhoudskosten gedurende de levensduur.

Bron: onderzoek naar levenscycluskosten van constructief RVS in bruggen.

Onderhoud kost meer dan alleen materiaal en arbeid

Bij brugonderhoud zijn de indirecte kosten vaak groot.

Een afgesloten rijstrook veroorzaakt files. Een afgesloten brug zorgt voor omleidingen. Werk boven een spoorlijn vereist buitendienststellingen. Een gestremde vaarweg heeft gevolgen voor de scheepvaart.

Die maatschappelijke kosten worden steeds vaker meegenomen in levenscyclusberekeningen.

Een duurder materiaal kan daardoor alsnog economisch aantrekkelijk zijn wanneer het aantal onderhoudsingrepen sterk afneemt.

Voor roestvast staal is dat een belangrijk argument.

De juiste vergelijking is niet alleen de aanschafprijs per kilogram of ton. De totale kosten tijdens de levensduur van de constructie zijn relevanter.

RVS voorkomt niet ieder probleem

Roestvast staal is geen onderhoudsvrij wondermateriaal.

De corrosieweerstand hangt sterk af van de gekozen kwaliteit en de omgeving.

Chloriden kunnen bij onvoldoende geschikte RVS-soorten putcorrosie en spleetcorrosie veroorzaken. Ook oppervlakteconditie, detaillering en laswerk hebben invloed op de prestaties.

Metaalmoeheid blijft eveneens relevant. Een slecht ontworpen of zwaar belast lasdetail kan ook in een RVS-constructie vermoeiingsschade ontwikkelen.

Materiaalkeuze moet daarom altijd onderdeel zijn van het totale constructieve ontwerp.

De komende decennia worden bepalend

De huidige vernieuwingsopgave is het gevolg van een grote bouwgolf, tientallen jaren intensief gebruik en veroudering van materialen en installaties.

Niet iedere brug is technisch afgeschreven. Veel constructies kunnen worden gerenoveerd, versterkt of gedeeltelijk worden hergebruikt.

Nieuwe bruggen en brugdelen moeten wel voor een lange gebruiksperiode worden ontworpen.

Levensduur, inspecteerbaarheid, onderhoudbaarheid en corrosiebestendigheid worden daardoor belangrijker.

Roestvast staal kan daar een rol in spelen. Vooral op locaties waar corrosie gedurende de levensduur een groot technisch of financieel risico vormt.

De belangrijkste vraag is niet welk materiaal bij de bouw het goedkoopst is.

De belangrijkste vraag is welk ontwerp gedurende tientallen jaren veilig, betrouwbaar en onderhoudbaar blijft.

Bronnen

• TNO – Vernieuwingsopgave infrastructuur, Landelijk prognoserapport 2023
• Rijkswaterstaat – Bruggen
• TNO – onderzoek naar vermoeiing in orthotrope brugdekken
• TU Delft – Fatigue behaviour of welded connections in steel orthotropic bridge decks
• Rijkswaterstaat – Vernieuwing Haringvlietbrug
• Rijkswaterstaat – Tand-nokconstructies
• Angst et al. – Critical chloride content in reinforced concrete
• Rabi et al. – Structural performance of stainless steel reinforced concrete members
• Onderzoek naar levenscycluskosten van constructief RVS in bruggen

Het bericht Waarom zoveel bruggen in Nederland aan vervanging toe zijn verscheen eerst op Roestvastaal.info.

Kenmerken en voordelen van duplex roestvast staal

Er zijn vier belangrijke gebieden waar duplex roestvast staal beter presteert dan conventioneel austenitisch en ferritisch roestvrij staal. Hierdoor is het een stuk aantrekkelijker voor de eindgebruiker om voor duplex roestvrij staal te kiezen. Deze specifieke kenmerken omvatten:

Hogere sterkte en mechanische eigenschappen

Duplex roestvast staal kan tot tweemaal de mechanische sterkte van zowel het ferritische roestvrij staal als de austenitische kwaliteit hebben. De sterkte is enorm verbeterd, evenals de slijtvastheid en de vermoeiingssterkte, omdat ze verband houden met de vloeigrens.

Corrosiebestendigheid van duplex roestvrij staal

Zoals de meeste roestvast staalsoorten is corrosiebestendigheid een absolute prioriteit. De weerstand van dubbelzijdig roestvrij staal tegen plaatselijke corrosie, zoals putjes en spleetaanvallen, is buitengewoon goed bij deze soort. Velen beschouwen de weerstand tegen spanningscorrosie als het grootste voordeel van duplex stalen profielen in vergelijking met standaard austenitische roestvrijstalen profielen, waar dit een veel voorkomend probleem is.

Een betere werkbaarheid

dubbelzijdig roestvrij staal is matig gemakkelijk te bewerken en het lassen van duplex stalen profielen kan met alle gangbare processen worden uitgevoerd.

Kostenbesparingspotentieel

de hogere vloeisterkte-eigenschappen van duplex roestvast staal stellen ingenieurs in staat om te ontwerpen met lichtere secties zonder de structurele prestaties te verminderen. Dit geeft de ontwerpers een enorm potentieel voor kostenbesparing. Hierdoor kunnen projecten een stuk voordeliger uitpakken. Hierbij kunt u denken aan:

– Het lassen van duplex roestvrij staal
– Het realiseren van een duplex zwembadhuis in edelstaal
– Een zwembadhuis gemaakt van Duplex roestvrij staal

Het bericht Duplex roestvast staal – een uitstekende combinatie verscheen eerst op Roestvastaal.info.

Het bericht Het schoonmaken van roestvast staal verscheen eerst op Roestvastaal.info.

Aan de selectie van het juiste materiaal zijn een aantal voorwaarden gebonden:

• Nieuwe toepassingen en uitrusting
• Nieuwe en veranderende productieprocessen
• Uitwisseling van materiaal als gevolg van slechte prestaties
• Uitwisseling van bestaande materialen om de kosten te drukken

Bij het selecteren van het meest geschikte materiaal is het belangrijk een volledig beeld te hebben van de condities die het staal zal ondervinden. De eerste factoren die men moet overwegen, kunnen bijvoorbeeld gerelateerd zijn aan het materiaal zelf:

• Weerstand tegen corrosie
• Mechanische sterkte
• Bewerkbaarheid
• Fysieke eigenschappen
• Aspecten van het oppervlakte

Andere factoren die van invloed zijn op de juiste keuze van roestvrij staal:

• Mogelijkheden voor gewichtsvermindering
• Algemene kosten
• Duurzaamheidskosten
• Herbruikbaarheid
• Wettelijke regelingen, normen en goedkeuringen
• Voorgaande ervaringen

Weerstand tegen corrosie

Weerstandsfabricage gebruikt allerlei data over weerstand die het materiaal tegen gaat komen in de omstandigheden waarin het gebruikt gaat worden. Zowel veldtesten als simulatie in de gebruiksomgeving zijn noodzakelijk om te bepalen welke roestvrij stalen producten het beste voldoen.

Sterkte en bewerkbaarheid

Het ontwerp van last dragende toepassingen zoals bruggen, drukvaten en structureel zelf-aandrijvende componenten wordt meestal gedaan door het toepassen van data over mechanische sterkte, zoals voorgeschreven in allerlei nationale en internationale normen en ontwerpcodes. De bewerkbaarheid, vooral bij specifieke soorten, is essentieel bij de keuze van het materiaal.

Hoge temperaturen

Uitrusting, die gebruikt wordt bij hogere temperaturen ( >550 °C), ontworpen op basis van kruip- en oxidatiegegevens en eerder opgedane ervaringen, is belangrijk bij de keuze van het juiste materiaal. In veel toepassingen wordt het materiaal na een zekere tijd verbruikt.

Het bericht Hoe kies ik de juiste roestvast staalsoort? verscheen eerst op Roestvastaal.info.

Verschillende categorieën roestvast stalen buizen zijn in gebruikt bij de fabricage van kamers, hangers en boilers die werken bij hoge temperatuur- en drukgebieden.

Superieure prestaties en grotere betrouwbaarheid in corrosiegevoelige omgevingen

Roestvast stalen buizen worden massaal en in veel verschillende industriële en chemische verwerkingsindustrieën toegepast vanwege hun voorbeeldige en uitstekende prestaties in modderige, natte en vuile industriële omgevingen. Het gebruik van verschillende legeringssamenstellingen van eersteklas en krachtig roestvast stalen materiaal heeft naadloze buizen opgeleverd die zeer goed bestand zijn tegen corrosieve aantasting en oxidatie bij hoge temperaturen.

Diverse bedrijfstakken verkiezen roestvast staal boven andere materialen die op de markt verkrijgbaar zijn vanwege voordelen zoals:

1. Bestand tegen corrosie in alle agressieve omstandigheden en chemische omgevingen
2. Uitstekend geschikt voor gebruik in alle soorten water
3. Bestand tegen hoge temperaturen, kalkaanslag en oxidatie
4. Uitstekende en hoogwaardige prestaties bij zowel lage als hoge temperaturen
5. De uitzonderlijke warmteoverdrachtseigenschappen blijven behouden; dus ideaal voor het maken van warmteoverdrachtsmateriaal
6. Bestand tegen vervuiling door corrosie
7. Eenvoudige verkrijgbaarheid in verschillende vormen, zoals naadloze en gelaste buizen voor de uitwisseling van schaal-en-buis, dunne en plat gewalste platen en strip- of platenwarmtewisselaars, platen voor buisplaten enzovoort.
8. Netheid en lage onderhoudskosten
9. Er is vrijwel geen extra corrosiebestendige coating vereist bij gebruik in agressieve en zeer uitdagende industriële en commerciële omgevingen.
10. Behoudt de puurheid van andere materialen die in contact komen met naadloze buizen
11. Betrouwbaar en zuinig in termen van langdurige ononderbroken service
12. Bestand tegen hoge stroomsnelheden
13. Eenvoudig te installeren

Werk samen met vooraanstaande fabrikanten en leveranciers om naadloze pijpen te gebruiken
Het verdient aanbeveling om met in de branche bekende fabrikanten en leveranciers samen te werken om roestvast stalen buizen en pijpen van verschillende categorieën te verkrijgen zoals 304, 304H, 304L, 309, 310, 316, 316L, 317L, 321, 321H, 347, 347H, 410, 446, 2205 DUPLEX, 254SMO, AL6XN. Door u te verbinden met vooraanstaande partners, kunt u kwaliteitsproducten verkrijgen die een goede prijs-kwaliteitverhouding kunnen bieden.

Tegenwoordig zijn er verschillende fabrikanten op de markt actief die gespecialiseerd zijn in het aanpassen van naadloze en gelaste stalen buizen in verschillende maten, kwaliteiten of specificaties. Zonder veel moeite kunt u toonaangevende fabrikanten en leveranciers traceren, waarna u standaard en klantspecifieke leidingen kunt gebruiken volgens uw exacte ontwerpspecificaties en de projectvereisten.

Het bericht De effectiviteit van roestvast staal in agressieve industriële omgevingen verscheen eerst op Roestvastaal.info.

Welke rol speelt roestvast staal in deze arena? Het is een van de materialen die uitstekend en op verschillende manieren reageert op warmtebehandeling. Het resultaat is een veelzijdig materiaal. Hieronder volgt een bespreking van enkele soorten behandelingen die er op worden uitgevoerd.

Roestvast stalen hittebehandelingsproces # 1: Gloeien – In de metallurgie verwijst gloeien naar een proces dat specifiek de taaiheid, of trekreactie, van het metaal verhoogt waardoor het eenvoudiger te verwerken wordt. Bij roestvast staal kunnen verschillende soorten gloeimethoden toegepast worden. Om de gewenste taaiheid te bereiken zijn doorgaans temperaturen hoger dan 1900 ° F (1040 ° C) vereist. Temperaturen van 1800 tot 2000 graden Fahrenheit zijn optimaal, daarna gevolgd door luchtkoeling. Deze tempermethode zal resulteren in maximale flexibiliteit.

Enkele van de voordelen van temperen zijn, naast de verhoogde taaiheid: superieure slagvastheid, corrosieweerstand, spanningsverlichting en een meer homogene microstructuur.
Roestvast stalen hittebehandelingsproces # 2: sub-kritisch gloeien – Een ander type gloeien dat wordt gebruikt, is sub-kritisch gloeien. Indien een ultieme zachtheid van het metaal niet is vereist, is dit een geschikte hittebehandelingsoptie. Lagere hittebehandelingstemperaturen tussen 1400 ° F (760 ° C) en 1525 ° F (830 ° C) die het staal opwarmen tot in het bovenste gedeelte van het ferriettemperatuurbereik, worden gevolgd door langzaam afkoelen.

Roestvast stalen hittebehandelingsproces # 3: Spanningsverlichting – Temperatuursgewijs, onder en ergens tussen de twee tempertechnieken, is spanningsverlichting. Spanningsverlichting vindt plaats bij een verwarmd temperatuurbereik van 800 ° F (425 ° C) en 1700 ° F (925 ° C) en kan na slechts één uur verwarmen bij 1600 ° F (870 ° C) worden bereikt. Als dat uur voorbij is, wordt 85% van de restspanning van het metaal herleefd.

Het nadeel van een spanning verlichtende hittebehandeling is dat deze de corrosieweerstand van het staal drastisch kan verminderen. Om deze reden wordt aanbevolen om gestabiliseerd of extra-laag koolstofstaal te gebruiken. Legering nummer 321, roestvast stalen folie valt in de gestabiliseerde categorie.

Hoewel het niet verwerkt zou moeten worden bij temperaturen onder 1700 ° F (927 ° C), is 321 roestvast staal taai en vervormbaar, net als de mindere legering 304, en kan het eenvoudig worden gestempeld, gesponnen, gevormd en getrokken. Deze staallegering hardt niet uit door de hittebehandeling en vertoont een hogere weerstand tegen extreme temperaturen en omstandigheden in vergelijking met 304 staal. Het bevat titanium als stabiliserend element tegen de vorming van chroomcarbiden. Deze legering vertoont ook sterkere eigenschappen dan die van 304 roestvast staal.

Onderdelen van straalmotoren, in ovens behandelde delen, een grote verscheidenheid aan isolatietoepassingen, turbo’s, olieraffinaderijen, uitlaatspruitstukken en chemische productieapparatuur voor hoge temperaturen zijn slechts enkele van de toepassingen van 321 roestvast staal.

Het bericht De rol van roestvast staal bij hittebehandeling verscheen eerst op Roestvastaal.info.

De martensietemperatuur van de austenitische precipitatie-verhardende roestvrijstalen – zoals A-286 (AISI 600), 17-10 P en HNM – is zo laag dat ze niet in martensite kunnen worden omgezet.Het nikkelgehalte van de austenitische neerslag-verhardende roestvrijstalen is voldoende hoog om austeniet bij kamertemperatuur te stabiliseren.

De zeer stabiele aard van de austenitische matrix elimineert alle mogelijke problemen met betrekking tot embrittlement, zelfs bij extreem lage temperaturen.De austenitische precipitatie-verhardende roestvrijstalen zijn daarom zeer aantrekkelijke legeringen voor cryogene toepassingen.

Versterking wordt bereikt door de precipitatie van een zeer fijne, coherente, intermetallische Ni3Ti fase, wanneer de austeniet wordt verhit tot verhoogde temperaturen.Neerslag in austenitische neerslag-verharding van roestvrij staal is aanzienlijk trager in vergelijking met ofwel martensitische of semiaustenitische neerslag-verhardende roestvrije staal.Bijvoorbeeld, om bijna maximumharden in A-286 (AISI 600) te bereiken, is 16 uur bij 718 ° C (1325 ° F) nodig.

Net als alle roestvrije stalen neerslagharden, kan de sterkte van A-286 (AISI 600) verder worden verhoogd door koud werk vóór veroudering.

De austenitische neerslag-verhardende roestvrijstalen bevatten geen magnetische fasen en hebben in het algemeen een hogere corrosieweerstand dan de martensitische of semiaustenitische neerslag-verhardende roestvrijstalen.

Het bericht Precipitatieharden Austenitisch Roestvast staal verscheen eerst op Roestvastaal.info.

De twee hoofdkenmerken van alle roestvrije stalen neerslagharden zijn hoge sterkte en hoge corrosiebestendigheid. Hoge sterkte wordt helaas bereikt ten koste van de taaiheid. De corrosiebestendigheid van roestvaststalen met precipitatieharden is vergelijkbaar met die van de standaard AISI 304 en AISI 316 austenitische legeringen. De verouderende behandelingen zijn ontworpen om sterkte, corrosiebestendigheid en taaiheid te optimaliseren. Om de taaiheid te verbeteren wordt de hoeveelheid koolstof laag gehouden.

Het eerste commerciële precipitatie-verhardende roestvrij staal werd in 1946 door US Steel ontwikkeld.De legering werd genoemd Stainless W (AISI 635) en de nominale chemische samenstelling (in gew.%) Was Fe-0.05C-16.7Cr-6.3Ni-0.2Al-0.8Ti.

Het precipitatie verhardingsproces omvat de vorming (precipitatie) van zeer fijne intermetallische fasen zoals Ni3Al, Ni3Ti, Ni3 (Al, Ti), NiAl, Ni3Nb, Ni3Cu, carbiden en Laves (AB2) fasen. Langdurige veroudering veroorzaakt het samendrukken van deze intermetallische fasen, wat op zijn beurt de afname in sterkte veroorzaakt, doordat dislocaties grove intermetallische fasen kunnen omzeilen.

Er zijn drie soorten precipitatie-verharding roestvrij staal:

1. Martensitische neerslag-verharding roestvrij staal, bijv. 17-4 PH (AISI 630), Roestvrij W, 15-5 PH, CROLOY 16-6 PH, CUSTOM 450, CUSTOM 455, PH 13-8 Mo, ALMAR 362, IN- 736, enz.,
2. Austenitische neerslag-verharding van roestvrij staal, bijv. A-286 (AISI 600), 17-10 P, HNM, enz., En
3. Semiaustenitische precipitatie-verharding van roestvrij staal, bijv. 17-7 PH (AISI 631), PH 15-7 Mo, AM-350, AM-355, PH 14-8 Mo, enz.

Het type wordt bepaald door de start van martensiet en de martensietafwerkingstemperatuur (Mevr. En Mf), evenals de uitgebluste microstructuur.

Tijdens de hittebehandeling van roestvrije stalen, met uitzondering van precipitatie, verhardt, ongeacht hun type, austenitisatie in de eenfase-austeniet

Dit is altijd de eerste stap. Austenitisering wordt vervolgens gevolgd door een relatief snelle koeling (afschrikken).

Het bericht Precipitatieharden Roestvast staal verscheen eerst op Roestvastaal.info.

Verschillen typen Roestvast staal

Roestvast staal kunnen in samenstelling variëren van een eenvoudige legering van ijzer en chroom complexe legeringen die chroom, nikkel, en verschillende andere elementen in kleine hoeveelheden.

Groepen

Er zijn drie belangrijke groepen van roestvast staal die zich onderscheiden op basis van de samenstelling en de interne structuur. Deze soorten zijn austenitisch, ferritisch en martensitisch.

Austenitische staalsoorten zijn legeringen met een 16-26% chroom en 6-22% nikkel inhoud. Ze niet-magnetisch en hebben een uitstekende corrosieweerstand. Ze zijn niet hardbaar door warmtebehandeling. Ze kunnen echter een hoge sterkte verkrijgen, zelfs bij het licht koud bewerken. Ze hebben een uitstekende lasbaarheid en vormbaarheid en opmerkelijke eigenschappen bij lage temperaturen en een goede hygiënische factor. Deze soorten worden geïdentificeerd in de AISI 300-serie.

Ferritic staalsoorten zijn legeringen die 12 tot 30% chroom zonder nikkel bevatten. Ze zijn ferromagnetisch van aard en bezitten een goede weerstand tegen corrosie en goede lasbaarheid. Ze worden geïdentificeerd in de AISI 400-serie. Ze zijn minder sterk dan de austenitische staalsoorten en zijn niet hardbaar door warmtebehandeling.

Martensitische staalsoorten zijn legeringen die 11 tot 14% chroom bevatten en zijn nikkelvrij, maar met een iets hoger koolstofgehalte in vergelijking met de austenitische en ferritische roestvaststaalsoorten. Ze zijn ferromagnetische van aard en hardbaar door warmtebehandeling. Ze hebben een matige weerstand tegen corrosie, slechte lasbaarheid en worden geïdentificeerd in de AISI 400-serie.

Verschillende kwaliteiten

Staal kan worden gescheiden op basis van bepaalde kwaliteiten of typen. Enkele van de meest voorkomende zijn van het type 304, het type 316, het type 410 en type 430.

Type 304 is de meest geproduceerde roestvast staalsoort, goed voor meer dan de helft van de productie van al het roestvas tstaal. Het is een austenitische graad die tegen corrosie bestand is, duurzaam is en kan doorgaans gevonden worden voedselverwerkende industrieën. Ook is deze bestand tegen de meeste chemicaliën.

Type 316 is een austenitisch staal met molybdeen, deze zorgt voor een toegenomen resistentie tegen verschillende soorten aantasting en corrosie.

Type 410 is de meest gebruikte martensitisch roestvast staalsoort. Deze heeft een hoge sterkte, is kosteneffectief en warmte behandelbaar en is geschikt voor de meest niet-ernstige corrosie toepassingen.

Type 430 is de meest gebruikte ferritisch roestvast staalsoort, met een standaard corrosieweerstand. Deze wordt vaak gebruikt bij decoratieve toepassingen.

Specificaties en eigenschappen van Roestvast staal

Het selecteren metaallegeringen vereist een analyse van de gewenste afmetingen en de specificaties. Dimensies waar rekening mee moet worden gehouden bevatten buitendiameter (OD), binnendiameter (ID), de totale lengte en de totale dikte. Andere kenmerken die van belang zijn (gebaseerd op aanvraag) omvatten productvorm, treksterkte, rekgrens, smeltpunt, geleidbaarheid, corrosiebestendigheid, ductiliteit en maakbaarheid. Deze eigenschappen verschillen op basis van de vorming van methode en de samenstelling van de legering. Meer weten over de specificaties en eigenschappen? Bekijk hier alle roestvaststaal kwaliteiten en specificaties.

 Toepassingen van roestvast staal

De corrosiebestendig van roestvast staal maakt deze ideaal voor een verschillend aantal toepassingen. Voorbeelden hiervan zijn; computeronderdelen, chirurgische instrumenten, keukenapparatuur, industriële apparatuur en bij structurele materialen voor de automobiel- en luchtvaartindustrie.

Het bericht Het moment van Roestvaststaal verscheen eerst op Roestvastaal.info.

Het hoge gehalte aan chroom zorgt voor een goede weerstand bij oxiderende omgevingen, terwijl de toevoeging van molybdeen en wolfraam een goede weerstand biedt tegen het verminderen van de corrosie.

Deze nikkel roestvaststaal legering heeft ook een uitstekende weerstand tegen oxiderende vochtige omgevingen zoals bij chloor en mengsels van salpeterzuur of oxiderende zuren met chloorionen.

Hastelloy C-22 biedt weerstand tegen oxiderende zuurchloriden, natte chloor, mierenzuur en azijnzuur, ijzer en koperchloride chloriden, zeewater, pekel en veel gemengde of besmette chemische oplossingen, zowel organische en anorganische.

Deze nikkellegering biedt een optimale weerstand tegen omgevingen waar reducerende en oxiderende omstandigheden voorkomen in de processtromen. Dit is gunstig bij multifunctionele installaties waar dergelijke “verstoorde” omgevingen gemeengoed zijn.

Deze nikkellegeringen verzet zich tegen de vorming van korrel-grens corrosie in de las beïnvloede zone, waardoor deze geschikt is voor de meeste chemische procestoepassingen in de as-gelaste toestand.

Alloy C-22 mag niet worden gebruikt bij bedrijfstemperaturen boven de 1250 ° C door de vorming van schadelijke fasen die gevormd worden boven deze temperatuur.

Wat zijn de kenmerken van Hastelloy C22 (UNS N06022)?

• Bestand tegen pitting, spleetcorrosie en spanningscorrosie
• Uitstekende weerstand tegen zowel reducerende en oxiderende media
• Uitstekende weerstand bij oxiderende vochtige omgevingen
• Uitstekende weerstand bij een breed scala aan chemische procesomgevingen inclusief sterke oxidatiemiddelen zoals ijzer zuren, azijnzuuranhydride en zeewater en pekel omgevingen. Verzet zich tegen de vorming van korrel-grens corrosie in de las beïnvloede omgeving.
• Uitstekende lasbaarheid.

Voor welke toepassingen wordt Hastelloy C22 gebruikt (UNS N06022)?
In de farmaceutische industrie gebruiken ze fittingen en leidingen vervaardigd uit Hastelloy C22 gebruikt (UNS N06022) om verontreiniging veroorzaakt door corrosie te voorkomen. Verdere toepassingen zijn bij:

• Cellofaanindustrie
• Chloreer systemen
• Productie van pesticide
• Chemischeprocesindustrie
• Nucleaire brandstofopwekking
• Afvalwaterverwerking

Het bericht Hastelloy C22 (UNS N06022) verscheen eerst op Roestvastaal.info.