Solution annealing

Gloeibehandeling van RVS buizen

Vandaag de dag zijn er grote prijsverschillen te vinden tussen de verschillende aanbieders van RVS buizen. Natuurlijk is de wereldmarkt in RVS van invloed, maar zeker ook de manier waarop gelaste buizen gefabriceerd worden. Naast de prijs van het plaatmateriaal en de manier van lassen is de toegepaste nagloeibehandeling van grote invloed op de prijs.

De gloeimethode is namelijk bepalend voor de corrosiebestendigheid van de rvs buis. Neem bij de aanschaf van een RVS buis daarom altijd de manier van nagloeien mee in uw keuze.

De twee belangrijkste en bekendste nagloeibehandelingen die we onderscheiden zijn:

Blankgegloeid

Deze manier van fabriceren is het meest gebruikt en is tevens de goedkoopste manier van nagloeien.

Blankgloeien kan worden toegepast met een continue oven of door middel van een in-lijn gloeispiraal. Dit betekent vaak een kortstondige verhitting direct na het in-lijn lassen.

De buizen worden gegloeid in een inert gas omgeving. Er is echter geen standaard voor de gloeitemperatuur of tijdsduur. Elke fabrikant kan zijn eigen werkwijze toepassen. Het enige dat vaak telt is of de mechanische eigenschappen conform de toepasselijke normen zijn.

Deze ‘goedkopere’ buizen voldoen prima voor een groot aantal toepassingen waarbij corrosiebestendigheid van de lasnaad niet van belang is. Het ’hoogfrequent in-lijn nagloeien’ is echter nooit voldoende om corrosiebestendigheid te verhogen op het TIG gelaste deel.

De laskanten van de RVS strip worden namelijk gesmolten door het TIG lasproces, waarbij geen additioneel materiaal wordt toegevoegd. Dit zorgt er onvermijdelijk voor dat er metallurgische veranderingen optreden. De structuur van de lasnaad ligt in een dentrische structuur, in tegenstelling tot de globulaire structuur van het omliggende stripmateriaal. Tijdens het afkoelen van de laszone, ontstaat een verdere scheiding van de concentratie chroom van 10% en de concentratie molybdeen van wel 50%. Deze scheidingen zijn gebaseerd op natuurkundige wetmatigheden en treden op, ongeacht welke producent. Hierdoor is de corrosiebestendigheid in het lasgebied lager dan het omliggende basis (plaat)materiaal.

Door de lasnaad inwendig mechanisch te bewerken (cold working / bead rolling) wordt deze lasnaad
voorbereidt op de volledige rekristallisatie van de laszone, die door oplossingsgloeien daarna wordt gerealiseerd. Hierdoor worden de gescheiden chroom en molybdeen partikelen weer in de oorspronkelijke austenitische structuur hervormd.

Bij gebruik van bepaalde corrosieve stoffen kan de standaard in-lijn nagloeimethode onvoldoende zijn.

Solution Annealing of Oplossingsgloeien

Beter is het om ‘solution annealing’ ofwel oplossingsgloeien toe te passen.

Solution annealing betekent dat de buizen worden behandeld met een temperatuur van tenminste 1080°C en een voldoende lange gloeitijd (minuten). De toegepaste temperatuur en gloeitijd zijn onlosmakelijk verbonden met de gradatie van het RVS. Snelle afkoeling is noodzakelijk. Na de ‘solution annealing’ behandeling heeft het gelaste deel nagenoeg dezelfde corrosiebestendige eigenschappen als het omliggende plaatmateriaal.

Solution annealing gebeurt tegenwoordig meestal door middel van een continue elektrische oven of ‘batch type oven’. Dit is een kostbare aangelegenheid en vergt veel onderhoud. De buizen moeten na het oplossingsgloeien opnieuw worden rechtgetrokken.

Een TIG-gelaste buis, onderworpen aan een specifiek oplossingsgloei-proces, laat een praktisch gelijkwaardige corrosiebestendigheid zien van de laszone tov het stripmateriaal. Dit blijkt ook uit onderzoek in laboratoria.

Corrosie-bestendigheid

Onderstaande grafiek laat de verschillende corrosie-bestendigheid potenties zien, ten opzichte van putcorrosie.
Hoe hoger het aandeel chroom en molybdeen, des te groter de verschillen in corrosiebestendigheid. Het laat duidelijk zien dat, ook al kiest men voor een duurdere legering, de uiteindelijke gloeimethode bepalend is voor de corrosiebestendigheid van de buis.