Wat is Duplex rvs?

Duplex is een speciale roestvaststaal legering met een hoge sterkte en een grote corrosievastheid. Er zijn verschillende soorten Duplex die allemaal de kenmerkende microstructuur hebben die bestaat uit 50% ferriet en 50% austeniet. Duplex bevat verschillende elementen waaronder chroom en molybdeen. Daarnaast is er in dit materiaal ook een bepaald percentage stikstof aanwezig. Deze samenstelling geeft Duplex een aantal interessante eigenschappen waardoor het materiaal goed gebruikt kan worden in omstandigheden waarin andere metalen en legeringen spoedig zullen worden aangetast en hun sterkte zouden verliezen. Hieronder kun je lezen welke eigenschappen Duplex heeft en waar deze rvs-legering wordt toegepast.

Eigenschappen van Duplex
Duplex is een soort rvs legering. Dat betekent dat Duplex tot de roestvaststaal legeringen wordt gerekend. Het bijzondere van Duplex is dat deze legering een veel betere corrosiebestendigheid heeft dan andere rvs samenstellingen. Ten opzichte van andere rvs-legeringen heeft Duplex een grote weerstand tegen putcorrosie en andere aantastingen die ontstaan door invloeden van buitenaf. Daarnaast heeft Duplex ook een hoge rekgrens. Een ander kenmerk is dat Duplex een laag uitzettingscoëfficiënt heeft. De omvormbaarheid van Duplex is beperkt en bij een lage temperatuur is er sprake van een overgang van een traaie samenstelling naar een bros breukgedrag. Dit zijn echter algemene kenmerken van Duplex. De specifieke eigenschappen van Duplex zorgen er voor dat dit materiaal niet altijd eenvoudig te bewerken is. Lassers die Duplex moeten lassen moeten rekening houden met de specifieke eigenschappen van dit materiaal. Het smeltbad van Duplex is anders dan het smeltbad van gewoon koolstofstaal. Ook dient de lasser gebruik te maken van beschermingsgas en speciaal lasttoevoegmateriaal. De specifieke aspecten waarop gelet moet worden tijdens het Duplex lassen staan in de lasmethodebeschrijving (LMB) of de Welding Procedure Specification (Wps) die is opgesteld door een middelbaar lastechnicus, International Welding Technologist of lasbaas. Er zijn verschillende soorten Duplex op de markt met unieke eigenschappen. Daarover lees je in de alinea’s hieronder meer.

Lean Duplex

In eerste instantie zal je misschien denken: er is toch maar één Duplex op de markt en één Duplex-soort. Was het maar zo eenvoudig. Er zijn verschillende soorten Duplex en de kwaliteit van deze Duplexsoorten verschilt onderling. Zo hoor je op de markt ook wel de term “Lean Duplex”. De term “lean” klinkt natuurlijk interessant vanuit lean management en lean manufacturing. Het woord “lean” betekent echter in dit verband dat men een “afgeslankt” oftewel een vereenvoudigd product in handen heeft. Lean Duplex bevat minder gunstige elementen en minder kwaliteit dan andere Duplexsoorten en is daarom goedkoper. Lean Duplex is echter wel corrosie vaster en sterker dan bijvoorbeeld rvs 316. Dat zorgt er voor dat Lean Duplex in de praktijk toch vaak wordt gebruikt als alternatief voor andere rvs samenstellingen. Er zijn echter ook andere Duplexsamenstellingen op de markt met een veel hogere corrosievastheid en sterkte.

Standaard Duplex 1.4462
De standaard Duplex wordt ook wel aangeduid met Duplex 1.4462. Deze Duplex is al twee keer zo ster als bijvoorbeeld rvs 316. Daarnaast heeft Duplex 1.4462 ook een grotere corrosievastheid dan rvs 316. Duplex 1.4462 is goed beschikbaar op de markt en wordt veel toegepast in bijvoorbeeld de offshore-constructies vanwege de combinatie van de goede corrosievastheid en de grote sterkte van het materiaal. In de offshore komen constructies namelijk onder sterke weersinvloeden te staan en dan is hoogwaardig corrosievast materiaal wel belangrijk en noodzakelijk voor de levensduur en veiligheid van de constructie.

Super Duplex en Hyper Duplex
De termen Super Duplex en Hyper Duplex maken duidelijk dat men niet te maken heeft met vereenvoudigde of ‘afgeslankte’ vormen van Duplex. Super Duplex is bijvoorbeeld nog corrosie vaster dan de hiervoor genoemde Duplex 1.4462. De Hyper Duplex heeft een grotere sterkte die uit komt op 700 N/mm2 of Mpa.

Toepassing van Duplex
Duplex soorten worden in de praktijk vaak toegepast in constructies die te maken krijgen met een sterke corrosieve werking van stoffen maar ook vanuit het weer en het klimaat. Om die reden wordt Duplex vaak gebruikt als alternatief van de gangbare, goedkopere rvs soorten. Duplex wordt bijvoorbeeld toegepast in industrieën en sectoren waarin men te maken krijgt met chemicaliën en bijtende stoffen. Hierbij kun je denken aan de petrochemische sector maar ook aan de voedingsmiddelen industrie waarin het voorkomen van roest een belangrijk aspect is en hoge eisen stelt aan het materiaal. Verder is ook de papierindustrie een belangrijke sector waarin Duplex wordt gebruikt omdat ook in deze industrie wordt gewerkt met chemische stoffen. Ook kan men denken aan een omgeving waarin chloor en zouten inwerken op het materiaal zoals in de zee maar ook in zwembaden. Tot slot wordt Duplex ook in bepaalde onderdelen van gebouwen en complexen toegepast in verband met de stevigheid en duurzaamheid van het materiaal.

Wat is RVS?

RVS wordt in het dagelijks taalgebruik wel RoestVrij Staal genoemd. Dit is niet helemaal juist omdat RVS zeker kan roesten. De term RoestVast Staal past beter omdat RVS een oxidehuid bevat die het beschermd tegen roesten. Deze oxide laag ontstaat wanneer Chroom in aanraking komt met zuurstof. Wanneer deze oxidehuid wordt aangetast kan er wel degelijk roest op treden. RVS is alleen roestvast wanneer de oxidehuid geheel afsluitend is en niet is aangetast.

Op 13 augustus 1913 werd door Harry Brearley het eerste roestvaststaal gegoten. Harry Brearley deed dit tijdens een onderzoek voor de wapenindustrie in het laboratorium Brown-Firth.

Roestvast staal is een legering. De legering van RVS bestaat uit ijzer, chroom, nikkel en koolstof. Er mag maximaal 1,2 procent koolstof in de legering aanwezig zijn en de legering moet minimaal uit 11 tot 12 procent chroom bestaan om van RVS te kunnen spreken.

Verschillende soorten RVS
Er zijn verschillende soorten RVS op de markt te vinden. Dit heeft te maken met de samenstelling van de legering die RVS vormt. Er worden verschillende groepen onderscheiden. Deze groepen zijn ingedeeld op basis van hun structuur bij kamertemperatuur.

Martensitisch. Dit is een soort RVS waarin veel koolstof aanwezig is. De koolstof zorgt er voor dat Martensitisch RVS zeer hard is. Daardoor is het geschikt voor messen en apparatuur waarmee gesneden kan worden. Deze RVS-soort bevat echter weinig chroom, dit in combinatie met een relatief hoog koolstofpercentage maakt dat de corrosieweerstand van Martensitisch RVS relatief laag is.

Ferritisch. Deze RVS soort wordt veel gebruikt in gebieden waarbij de inwerking van chemicaliën gering is. Een voorbeeld hiervan is gebruik in huis. De reden hiervoor ligt in de beperkte roestwerendheid van deze RVS soort. Ferritisch RVS heeft een normaal koolstofgehalte en bevat verhoudingsgewijs veel chroom.

Austenitisch. Dit is een RVS soort die veel wordt gebruikt in de bouw van apparaten. Dit komt doordat Austenitisch RVS goed gelast kan worden. Deze RVS soort bevat verhoudingsgewijs veel chroom en nikkel.

Duplex. Dit is een dure RVS soort die moeilijk bewerkbaar is. Duplex is zeer goed bestand tegen roest maar wordt vanwege het feit dat het moeilijk te bewerken is alleen gebruikt in situaties waarin zeer hoge eisen worden gesteld aan de roestvastheid bijvoorbeeld in de (petro-) chemische industrie.

De eerste drie genoemde RVS soorten komen het meeste voor. Duplex komt minder voor. Duplex wordt ook wel in een speciale RVS categorie ingedeeld samen met RVS soorten die precipitatiehardend zijn of superlegeringen. Roestvaststaalsoorten worden vaak in nummers aangeduid. RVS-304 komt veel voor. Deze bevat een legering van 74% ijzer, 18% chroom en 8% nikkel. Ook RVS-316 is veel op de markt te vinden. Deze bevat 71% ijzer, 18% chroom en 8% nikkel en 3% molybdeen. RVS-304 en RVS-3156 vallen beide onder de austenitische RVS soorten.

RVS  bewerken
Roestvaststaal bevat een oxidehuid die ontstaat door het contact tussen het chroombestandsdeel en zuurstof. De oxidehuid moet onaangetast blijven om het RVS tegen roesten te beschermen. Daarom mogen bij RVS bewerking geen gereedschappen worden gebruikt die ijzer bevatten. Ook nonferro gereedschappen die in contact zijn geweest met ijzer of ferrometalen mogen niet gebruikt worden voor de bewerking van RVS. Veel bedrijven in de werktuigbouwkunde zijn zich goed bewust van de gevolgen wanneer deze regel wordt overtreden. Daarom wordt RVS apart gehouden van staal en zijn er vaak speciale RVS afdelingen met gereedschappen dat alleen op die afdeling mogen worden gebruikt.