Blog Ko Buijs - Wel of niet gloeien van roestvast stalen buizen
In de praktijk zien we dat buizen van roestvast staal wel of niet gegloeid toegepast kunnen worden. De vraag kan dan gesteld worden wat de motivatie is om voor gegloeide of ongegloeide buizen te kiezen. Het gloeien van austenitisch roestvast staal heeft als doel om het product spanningsarm te maken en om alle ongewenste intermetallische verbindingen op te laten lossen. Dit gloeien, wat ook wel zachtgloeien wordt genoemd, vindt plaats bij 1065°C gevolgd door afschrikken in water tot kamertemperatuur. Het materiaal is daardoor goed vervormbaar en dit komt ten goede aan het vervormen zoals het buigen. Het andere voordeel is dat een eventueel risico op spanningscorrosie afneemt.
Door Ko Buijs - Innomet Consultancy BV
Een langsnaad gelaste buis van roestvast staal wordt gemaakt uit een gegloeide strip zoals dat te zien is op onderstaande afbeeldingen. Tijdens het omvormen tot buis bouwt men in het materiaal enige mechanische spanning op die verderop in dit productieproces nog wordt versterkt door het lassen. Naarmate de diameter toeneemt, zullen deze spanningen lager zijn omdat de vervorming in absolute zin geringer wordt. Dit is dan ook de reden dat grotere diameters minder vaak gegloeid worden omdat dit dus feitelijk niet nodig is. Ongegloeide buizen kan men dus prima toepassen indien er niet of nauwelijks vervormd hoeft te worden. Soms is ongegloeide buis zelfs gewenst i.v.m. de gewenste stugheid van de constructie. Gloeien is een kostbare activiteit en het zal dus duidelijk zijn dat ongegloeide buis altijd goedkoper is. Het gloeien vindt plaats in een atmosferische oven of in een oven waar een inert gas aanwezig is. Het laatstgenoemde proces wordt blank gloeien genoemd. Zie desgewenst het artikel: Wetenswaardigheden omtrent het warmtebehandelen van RVS
Productie van langsnaad gelaste RVS-buis vanuit vlakke strip.
Ook wordt nog wel eens de vraag gesteld waarom een warmtebehandeling na het lassen van roestvast staal soms nodig is. De reden is meestal dat lasverbindingen altijd krimpspanningen veroorzaken. Tevens bestaat de mogelijkheid dat door het inbrengen van veel warmte bepaalde ongewenste uitscheidingen in de matrix kunnen ontstaan. Hierbij kunnen we vooral denken aan chroomcarbiden die zich vooral op de korrelgrenzen willen nestelen. Hierdoor wordt het risico op interkristallijne corrosie vergroot. Al deze ongewenste verschijnselen kunnen de belastbaarheid en de levensduur van een gelaste constructie nadelig beïnvloeden. Een goede remedie om de genoemde nadelige effecten op te heffen is een warmtebehandeling. De temperatuur waarbij deze wordt uitgevoerd dient echter binnen nauwe grenzen te worden geregeld, omdat anders het middel erger kan zijn dan de kwaal. Een onjuiste behandeling kan juist carbidevorming in de hand werken en kan ook aanleiding zijn tot het optreden van korrelgroei. Ook dient men op te letten dat er geen 475°-brosheid ontstaat of dat de beruchte sigmafase zich kan ontwikkelen. Er zijn verschillende warmtebehandelingen welke allemaal voor- en nadelen hebben. Zie desgewenst het blog: Warmtebehandelingen van Roestvast Staal
Door bepaalde bewerkingen zijn warmtebehandelingen van roestvast staal nodig. Hierbij kan vooral gedacht worden aan koud- en warmvervormen alsmede lassen. Deze bewerkingen kunnen een zodanige ongunstige invloed op de eigenschappen van het materiaal uitoefenen, dat een warmtebehandeling noodzakelijk is. Een warmtebehandeling kan de mechanische eigenschappen en de corrosievastheid in bepaalde gevallen dusdanig verbeteren, dat aan de gestelde eisen wordt voldaan. Warmtebehandelingen leveren weinig problemen op indien de behandeling wordt gedaan in de productielijn. Moeilijker of onmogelijk wordt het warmtebehandelen als constructies bij de gloeitemperatuur schade kunnen oplopen. Daarbij wordt vooral gedacht aan ongewenste vervormingen. In de praktijk worden warmtebehandelingen daarom vaak achterwege gelaten bij omvangrijke afmetingen met de daaruit voortkomende manipulatieproblemen en vervormingen. In zulke gevallen is het beter geen warmtebehandeling te geven omdat de gevolgen zeer nadelig kunnen uitwerken. Bij het gebruik van warmtebehandelingen dient er goed opgelet te worden dat deze volledig volgens de voorschriften worden uitgevoerd, omdat er anders ontoelaatbare kwaliteitsvermindering kan optreden.
Samenvattend rijst dan de vraag of het gloeien van austenitisch roestvast staal een noodzaak is. Zoals eerder is gesteld, kunnen door het koudvervormen of vanwege het lassen ontoelaatbare spanningen in het materiaal ontstaan. Deze spanningen kunnen in bepaalde gevallen hoog oplopen. Hierdoor stijgt vooral de rekgrens en daalt de taaiheid. Het materiaal wordt stug en bros. In dit geval is gloeien van austenitisch roestvast staal feitelijk een noodzaak. Bij een warmtebehandeling wordt de temperatuur verhoogd waardoor de rekgrens gaat dalen en de taaiheid gaat toenemen. De mate van herstel is afhankelijk van de hoogte van de gekozen temperatuur en de verblijfstijd op die temperatuur. Materialen met een hoge inwendige spanning zijn gevoelig voor spanningscorrosie in een chloridehoudend medium en hebben een lagere rek en zijn daardoor moeilijker te vervormen. Zie desgewenst het blog: spanningscorrosie van austenitisch Roestvast Staal. Zoals eerder is gesteld zullen uitscheidingen die in het roestvast staal ontstaan zijn weer oplossen dankzij een warmtebehandeling. Dit gloeiproces wordt dan ook oplossend gloeien genoemd of ook wel zachtgloeien.