Sandvik 3RE60: Hoogpresterend Duplex Roestvrij Staal voor Corrosiebestendigheid

Overzicht van Sandvik 3RE60

Sandvik 3RE60 is een duplex (austenitisch-ferritisch) roestvrij staal dat zich kenmerkt door een uitstekende balans tussen corrosiebestendigheid en mechanische sterkte. Dankzij zijn tweefasestructuur biedt dit materiaal aanzienlijke voordelen ten opzichte van conventionele austenitische roestvrij stalen, met name in chloorhoudende omgevingen.

Hoofdeigenschappen

• Uitstekende bestendigheid tegen spanningscorrosiebarsting (SCC) in chloorhoudende omgevingen
• Goede bestendigheid tegen algemene corrosie en gatcorrosie
• Hoge mechanische sterkte – ongeveer twee keer de strekkingsgrens van austenitische graden
• Goede bestendigheid tegen erosiecorrosie en corrosiemoeheid
• Fysieke eigenschappen die ontwerpvoordelen bieden
• Goede lasbaarheid

Toepassingsgebieden

3RE60 is een uitstekend materiaal voor gebruik in chloorhoudende omgevingen waar gatcorrosie en spanningscorrosiebarsting potentiële problemen vormen. In dergelijke omgevingen is 3RE60 ver superieur aan standaard austenitische stalen. Het materiaal is daarom bijzonder geschikt voor warmtewisselaars die werken met koelwater met matige chloorgehalten.

Typische toepassingen zijn te vinden in olieraffinaderijen, chemische en petrochemische installaties en in de papierindustrie. De hoge sterkte en hardheid maken 3RE60 een aantrekkelijke alternatief voor austenitische stalen in constructies die zware belasting of slijtage ondergaan.

Chemische Samenstelling

Mechanische Eigenschappen (bij 20°C)

Temperatuurafhankelijkheid van de Strekkingsgrens (Rp0,2)

Thermische Eigenschappen

Corrosie-eigenschappen

Algemene Corrosie

Wat de bestendigheid tegen algemene corrosie betreft, is 3RE60 vergelijkbaar of superieur aan AISI 316L in de meeste media. Laboratoriumtesten in mierenzuur en zoutzuur tonen aan dat 3RE60 goed presteert. De bestendigheid tegen zwavelzuur wordt weergegeven in een isocorrosiediagram, wat aantoont dat 3RE60 zich goed verhoudt tot AISI 316L.

Voor sterk oxidiserende omstandigheden (bijv. salpeterzuur) wordt 3RE60 niet aanbevolen. In dergelijke omgevingen dient een austenitisch staal te worden gekozen, zoals Sandvik 3R12 (AISI 304L) of het speciale staal Sandvik 2RE10 (AISI 310L).

Gatcorrosie

De gatcorrosiebestendigheid verbetert door hogere chroom- en molybdeengehalten. Ten opzichte van AISI 316-type stalen heeft 3RE60 een hoger chroomgehalte en dus betere bestendigheid. Ten opzichte van AISI 304-type stalen (zonder molybdeen) is 3RE60 duidelijk superieur. Dit wordt bevestigd door potentiostatische metingen van de kritische gatcorrosietemperatuur (CPT) in chloorhoudende oplossingen.

Spanningscorrosiebarsting (SCC)

Standaard austenitische stalen (AISI 304L, 316L) zijn gevoelig voor SCC in chloorhoudende oplossingen boven ~60°C. Duplex roestvrij stalen zijn veel minder gevoelig. De goede SCC-bestendigheid van 3RE60 is bewezen door laboratoriumtesten en meer dan 20 jaar praktijkervaring. Een diagram geeft het temperatuur-chloorbereik aan waarin 3RE60 veilig toegepast kan worden. Bij hoge chloorgehalten kan gatcorrosie de beperkende factor zijn; in die gevallen wordt Sandvik SAF 2205 (22% Cr, 5,5% Ni, 3% Mo) aanbevolen.

Interkristallijne Corrosie

3RE60 behoort tot de moderne duplex stalen met een gebalanceerde samenstelling, waardoor bij lassen de hervorming van austeniet in de warmtebeïnvloede zone snel verloopt. Dit resulteert in een microstructuur met corrosie-eigenschappen en zwaarte vergelijkbaar met het basismateriaal. Lange ervaring met gelaste constructies bevestigt de hoge bestendigheid.

Kruiscorrosie en Erosiecorrosie

Door het hogere chroom- en molybdeengehalte bezit 3RE60 betere bestendigheid tegen kruiscorrosie dan AISI 316L. Dankzij de hoge hardheid vertoont 3RE60 zeer goede bestendigheid tegen erosiecorrosie bij stromende media met abrasieve deeltjes.

Corrosiemoeheid

In toepassingen zoals zuigrollen in papierfabrieken is corrosiemoeheid cruciaal. Laboratoriumtesten tonen aan dat 3RE60 een veel betere moeidsterkte onder corrosieve omstandigheden heeft dan AISI 316L, zowel in gegloeid als gelast staat. Rotatiebuigtesten in een oplossing met 400 ppm Cl⁻ en 250 ppm SO₄²⁻ (pH 3,5) bevestigen dit.

Bewerking en Lassen

Koudvormen

De buigkracht is ongeveer twee keer zo hoog als voor AISI 304L/316L, maar na overschrijding van de strekkingsgrens verloopt de plastische deformatie even gemakkelijk. 3RE60 kan koud gebogen worden tot 25% vervorming zonder nakende warmtebehandeling. Bij dienstomstandigheden waar SCC-risico toeneemt (bijv. ~150°C in zuurstofhoudende omgeving met ~100 ppm Cl⁻) wordt warmtebehandeling aanbevolen, zelfs na matige koude vervorming.

Warmtebehandeling

Buizen worden normaal in warmtebehandelde toestand geleverd. Indien nodig na verdere bewerking:

• Oplossingsgloven: 990–1130°C (1815–2065°F), snelle afkoeling in lucht of water

Warm Vormen

Warm buigen bij 1100–950°C (2010–1740°F), gevolgd door oplossingsgloven.

Machineren

Bij draaien met hartmetalen snijden: snij snelheid 20% lager voor afwerken, 60% lager voor ruwbewerken ten opzichte van AISI 316. Bij HSS-gereedschappen gelden ongeveer dezelfde snijsnelheden als voor AISI 316. Gedetailleerde aanbevelingen vindt u in brochure S-1,462-ENG (graad 5R60).

Lassen

De lasbaarheid is goed. Lassen zonder voorverhitting; nakende warmtebehandeling normaal niet nodig. Geschikte smeltlasmethoden: handbooglas (MMA/SMAW) en beschermde booglas, met TIG/GTAW als eerste keuze.

Aanbevolen warmte-invoer: 0,5–2,5 kJ/mm; tussentemperatuur <150°C (300°F).

Aanvulstoffen:

• TIG/GTAW of MIG/GMAW: ISO 14343 S 22 9 3 N L / AWS A5.9 ER2209 (bijv. Exaton 22.8.3.L)
• MMA/SMAW: ISO 3581 E 22 9 3 N L R / AWS A5.4 E2209-17 (bijv. Exaton 22.9.3.LR)

Vormen van Levering

• Naadloze buizen en pijpen (tot Ø125 mm) in oplossingsgegloven en wit gebeizde of blank gegloeide toestand

Voorrade afmetingen voor warmtewisselaars (ASTM A789): 32 × 1,5 mm (gemiddelde wand)

• Gelaste buizen en pijpen
• Fittings
• Bandstaal, gegloeid of koudgewalst tot diverse hardheden
• Staafstaal
• Platen, bladen en breedband
• Gesmede buisplaten

Lasadditieven (Voorradig)

• Lasdraad Sandvik 22.8.3.L: Ø 0,80; 1,60; 2,0; 2,4 mm (2/64, 1/16, 5/64, 3/32 inch)
• Bedekte elektroden Sandvik 22.9.3.LR: Ø 2,5; 3,25; 4,0 mm (3/32, 1/8, 5/32 inch)

Certificeringen en Goedkeuringen

• Goedgekeurd voor ASME Boiler and Pressure Vessel Code Sectie VIII div. 1 en 2 (NGS 1604)
• VdTÜV-Werkstoffblatt 385 (Niet-roestend ferritisch-austenitisch staal)

Let op: Bij langdurige blootstelling aan >300°C (570°F) verandert de microstructuur, wat de slagzwaarte vermindert. Dit hoeft niet noodzakelijk het gedrag bij bedrijfstemperatuur te beïnvloeden. Voor drukhoudertoepassingen is 300°C maximaal volgens VdTÜV-Wb 385 en NGS 1604. Raadpleeg Sandvik voor advies.

Datasheet bijgewerkt: 26-08-2019 09:20 (vervangt alle eerdere edities)