Duplex RVS in 22Cr en 25Cr, als smeedstuk of gietwerk
Duplex RVS dankt zijn eigenschappen aan twee fasen in één roestvast staal: ferriet en austeniet. Juist die opbouw maakt het geschikt voor chloridehoudende media. Bij ons bestelt u duplex RVS als smeedstuk of gietstuk, altijd voorzien van een EN 10204-certificaat.
Trapkeuze
316L, 22Cr of 25Cr: welke trap past bij uw medium?
Bij een nieuw ontwerp draait de afweging meestal om de trap: welke kwaliteit kan uw medium en uw bedrijfstemperatuur aan?
Austenitisch 316L als ondergrens
316L heeft een volledig austenitische structuur en een PREN van circa 24. Stapt u over naar duplex RVS, dan krijgt u een materiaal dat magnetisch is en moeilijker te verspanen.
22Cr-duplex als standaardtrap
22Cr-duplex is de standaardkwaliteit; typische leveringen halen een PREN rond 35. In laboratoriumproeven doorstaat 1.4462 zeewater van 20 °C, maar in een verzadigde zoutoplossing bestaat al kans op putcorrosie. De marge van deze trap is dus beperkt.
25Cr-super duplex bij warm zeewater en spleten
Warmer water en spleten verhogen het risico op putcorrosie. Super duplex biedt meer marge, dus voor zeewatersystemen ligt 25Cr vaak meer voor de hand. 1.4501 bevat daarnaast koper en wolfraam.
Een ontwerptemperatuur boven 250 °C
Volgens EN 10028-7 ligt de maximale bedrijfstemperatuur van duplex op 250 °C. Ligt uw ontwerptemperatuur hoger, dan kiest u een austenitisch staal of een nikkellegering.
Toepassingen
Installaties waarin duplex RVS wordt toegepast
Duplex RVS komt het meest tot zijn recht waar chloride het metaal aanvalt. U vindt het onder meer terug in:
Ontziltingsinstallaties
Zeewater- en pekelpompen en -afsluiters
Rookgasontzwaveling
Scheepsbouw en offshoreconstructies
Duplexgroep
22Cr, 25Cr en de gietvarianten naast elkaar
Binnen de groep staat 22Cr als standaardtrap tegenover twee 25Cr-kwaliteiten, elk met een eigen EN-, UNS- en ASTM A182-aanduiding. De fijnere verschillen binnen de standaardtrap, zoals die tussen F51 en F60, vindt u uitgewerkt bij 1.4462.
ZERON® is een merk van Rolled Alloys.
| Aanduiding | Kwaliteiten (EN / UNS / ASTM A182) |
|---|---|
| 22Cr-duplex (standaard) | 1.4462 / S31803, S32205 / F51, F60 |
| 25Cr-super duplex | 1.4410 / S32750 / F53 |
| 25Cr-super duplex met Cu en W | 1.4501 / S32760 / F55 |
| Gietvarianten super duplex | ASTM A890 5A (bij 1.4410); 1.4508 / A890 6A (bij 1.4501) |
| Gangbare namen | 2205, 2507, Forta DX 2205, ZERON® 100 |
| Normen | ASTM A182, EN 10088-3, EN 10222-5, EN 10250-4, NORSOK MDS |
Data
Analyse en sterkte per duplextrap
Chemie en sterkte verschillen per trap, en juist dat verschil bepaalt hoe goed een kwaliteit putcorrosie weerstaat. Links van de schuine streep leest u steeds 22Cr, rechts ervan 25Cr. PREN vat chroom, molybdeen en stikstof samen tot één getal: hoe hoger, hoe meer weerstand tegen putcorrosie.
Analyse in gewichtsprocent
| Element | 22Cr 1.4462 / 25Cr 1.4410 (gew.%) |
|---|---|
| Koolstof (C) | ≤ 0,03 / ≤ 0,03 |
| Mangaan (Mn) | ≤ 2,0 / ≤ 2,00 |
| Chroom (Cr) | 21,0 – 23,0 / 24,0 – 26,0 |
| Nikkel (Ni) | 4,5 – 6,5 / 6,0 – 8,0 |
| Molybdeen (Mo) | 2,5 – 3,5 / 3,0 – 4,5 |
| Stikstof (N) | 0,10 – 0,22 / 0,24 – 0,35 |
| PREN (Cr + 3,3 Mo + 16 N) | 30,9 – 38,0 / 37,7 – 46,5 (eis meestal ≥ 40) |
Sterkte na oplosgloeien
| Kwaliteit | Rp0,2 min. (MPa) | Rm (MPa) | A min. (%) | Hardheid max. |
|---|---|---|---|---|
| Duplex 1.4462 | 450 | 650 – 880 | 25 | 270 HB |
| Super duplex 1.4410 | 530 | 730 – 930 | 25 | 290 HB |
| Super duplex 1.4501 | 530 | 730 – 930 | 25 | 290 HB |
Analyse en sterkte komen uit EN 10088-3, en de PREN-waarden volgen uit de grenzen van die norm. De sterkte is een minimum na oplosgloeien, voor doorsneden tot 160 mm.
Verwerking
Route van een duplexsmeedstuk, van smeden tot levering
Smeden boven het sigmagebied
Duplex is gevoelig voor sigmafase: blijft het staal te lang tussen circa 600 en 900 °C, dan vormt die fase zich. Het smeden blijft daarom bewust boven dat gebied.
Oplosgloeien en snel afkoelen
Elk smeedstuk krijgt daarna altijd een oplosgloeibehandeling en koelt snel af, met water of met lucht. Zo krijgt sigmafase geen kans.
Fasebalans en sterkte vaststellen
Microscopisch onderzoek beoordeelt de verhouding tussen ferriet en austeniet. Mechanische proeven op het teststuk bepalen de sterkte die op het certificaat komt te staan.
Leveren in de afgesproken uitvoering
Na de keuring gaat het stuk de deur uit zoals in de order staat: ruw, voorgedraaid of compleet bewerkt volgens tekening.
Keuring
NORSOK, PED en afname van duplexstukken
Duplexprojecten vallen vaak onder offshore- of drukapparatuurspecificaties, zoals NORSOK of PED. Daarom legt de order de proeven, de hardheidsgrens en de keuringsinstantie vast voordat het smeden of gieten begint.
De afname kunt u laten verzorgen door onder meer DNV, TÜV, Bureau Veritas, Lloyd's Register, RINA of ABS. Elk duplexstuk krijgt een eigen beproeving, zodat de traceerbaarheid naar uw stuk volledig blijft.
Vragen
Duplex RVS: soorten, magnetisme, sigmafase en lassen
Hoe verschilt duplex RVS van austenitisch 316?
Duplex RVS is sterker dan 316 en houdt veel beter stand tegen spanningscorrosie in media met chloride. De rekgrens ligt typisch ongeveer twee keer zo hoog als bij austenitisch staal zonder stikstof. Dat komt door de mix van ferriet en austeniet; 316 bevat alleen austeniet. Meer chroom, molybdeen en stikstof geven duplex bovendien de betere weerstand tegen putcorrosie.
Welke soorten duplex bestaan er naast 2205?
Naast 2205 bestaan lean duplex, super duplex en hyper duplex, zodat er grofweg vier groepen zijn. Lean duplex, bijvoorbeeld 2304 met werkstofnummer 1.4362, heeft weinig tot geen molybdeen. Standaard duplex is 2205 of 1.4462; IMOA rekent daar bijna 60% van al het duplex toe. Super duplex, zoals 2507 of 1.4410, haalt een hogere PREN, en hyper duplex, met S32707 als voorbeeld, gaat nog verder. Wij leveren hiervan de 22Cr- en 25Cr-kwaliteiten.
Waarom is duplex RVS magnetisch?
Het ferriet maakt duplex RVS ferromagnetisch; die fase beslaat ongeveer de helft van de structuur. Een magneet die blijft hangen, zegt daarom niets over de kwaliteit. Wilt u zeker weten dat een stuk duplex is, dan geeft een PMI-meting of een spectraalanalyse uitsluitsel. Bij de eindkeuring sluiten die metingen een materiaalverwisseling uit.
Wat is sigmafase en waarom is die een risico?
Sigmafase is een harde, brosse fase waardoor het staal taaiheid verliest. Die fase vormt zich vooral in het ferriet, wanneer duplex te lang in het kritische temperatuurgebied verblijft. ASTM A923 beschrijft een proef die aantoont of zulke schadelijke fasen toch aanwezig zijn. Onder meer 2205 en 2507 vallen onder die norm, dus zowel de standaardtrap als super duplex.
Wat is het 475 °C-effect bij duplex?
Het 475 °C-effect is de verbrossing van duplex na een lang verblijf in het gebied van circa 280 tot 500 °C. Duplex gebruikt u daarom bij gematigde bedrijfstemperaturen. Europese en Amerikaanse regels trekken de grens niet op dezelfde plek. Outokumpu meldt dat ASME algemene toepassing tot 316 °C noemt, terwijl de Europese grens lager ligt.
Waar let je op bij het lassen van duplex RVS?
Bij het lassen draait het om de verhouding van ferriet en austeniet, en daarop stemt u de lasprocedure af. Het toevoegmateriaal heeft gewoonlijk een nikkelgehalte dat 2 tot 4% hoger ligt dan in het basismateriaal; voor 2205 is dat bijvoorbeeld E2209. Voorwarmen is meestal niet gewenst. Weinig warmte-inbreng levert te veel ferriet op; veel warmte vergroot de kans op intermetallische fasen. De tussenlaagtemperatuur blijft als richtlijn beneden 150 °C, voor super duplex beneden 100 °C.
Wanneer is gieten een alternatief voor smeden?
Gieten is een optie voor bussen, pomphuizen en vormen met veel detail. Moet het onderdeel zware belasting dragen, zoals een ring, as of flens, dan is smeden de logische route. Duplex en super duplex zijn leverbaar als centrifugaal gietwerk en als zandgietwerk. Welke route het wordt, bespreken we aan de hand van uw tekening.
Welke proeven horen bij een duplexorder?
Doorgaans hoort er een EN 10204-certificaat 3.1 bij, met de chemische analyse, de oplosgloeibehandeling en de mechanische proefuitslagen. Stelt de toepassing meer eisen, dan komen er proeven bij: kerfslag bij lage temperatuur of een interkristallijne corrosietest. Wil uw klant een onafhankelijke bevestiging, dan wordt het een 3.2-afname met een externe keuringsinstantie.
Is één smeedstuk in duplex of super duplex te bestellen?
Ja, u kunt ook een enkel exemplaar of een korte serie bestellen, gesmeed of gegoten. Bij vrijvormsmeden is geen matrijs nodig, dus er zijn geen gereedschapskosten die u over een grote oplage moet terugverdienen. Een los gesmeed duplexstuk bestelt u daarom ook als prototype, als vervangingsdeel of voor een onderhoudsstop.
Waar hangt de levertijd van een duplexdeel van af?
De levertijd van een duplexdeel hangt af van de trap, de afmetingen en de leverstaat: voorgedraaid of compleet bewerkt. Een zwaar stuk of extra keuringen maken de doorlooptijd langer. Bij een veelgebruikte afmeting kijken we of er voorraadmateriaal is. Welke termijn voor uw onderdeel geldt, noemt de offerte.
Duplexdeel aanvragen met prijs en levertijd
Twijfelt u tussen 316, 22Cr en super duplex? Stuur uw tekening met medium en bedrijfstemperatuur naar info@rdforgings.com of bel +31 (0)85 773 7470. Al in de aanvraagfase adviseren we u over de trap.
Tekening met medium en temperatuur
Trap of advieswens
Gesmeed of gegoten
Gewenste levertijd
Offerte aanvragen
Laat uw gegevens achter, wij nemen snel contact met u op.