Nieuwe kansen voor hogesterkte staal

TNO doet onderzoek naar de breukbestendigheid en de vermoeiingssterkte van hogesterktestaal (HSS) en naar mogelijke nabehandelingen na lassen die de levensduur van het materiaal kunnen verlengen. Tegen deze achtergrond lanceert TNO een innovatieparticipatieproject. De staalbranche zoekt naar kansen op het gebied van efficiëntie, prestaties en duurzaamheid. Het gebruik van hogesterktestaal is een van de manieren om deze doelen te bereiken.

Helaas kan bij HSS materiaalmoeheid optreden en heeft het, vooral in de buurt van lasverbindingen, een minder goede breukbestendigheid. Daardoor kan het gebruik van HSS problematisch zijn bij een combinatie van sterke mechanische belasting onder cryogene en/of corrosiegevoelige omstandigheden. Dit betreft bijvoorbeeld de toepassing in drukvaten voor de (petro)chemische industrie, de toepassing onder arctische omstandigheden en bij blootstelling aan corrosieve gassen of de toepassing voor grote opslagtanks voor agressieve biobrandstoffen. Bovendien zijn de normen van aangemelde instanties behoorlijk strikt waar het gaat om de breukbestendigheid van HSS. Daardoor kan bij bepaalde kritische toepassingen van sommige eindgebruikers niet worden geprofiteerd van de voordelen die het gebruik van HSS biedt.

Kritische toepassingen

TNO heeft onderzoek gedaan naar de breukbestendigheid, vermoeiingssterkte en mogelijke nabehandelingen van HSS bij de materiaalsterkten S355 tot S1100 met een dikte uiteenlopend van 30 mm tot 135 mm. Gebleken is dat HSS ook in hoge mate geschikt is voor kritische toepassingen. Als resultaat van de praktische inzichten uit het onderzoek, kan de norm nu worden aangepast ten aanzien van de breukbestendigheidscriteria en aannames ten aanzien van nabehandelingen na lassen. Hierdoor kunnen werktuigbouwkundigen hun sterkteberekeningen baseren op realistischere cijfers. Daarnaast heeft TNO aandacht besteed aan het ontwikkelen van de juiste maatregelen ter voorkoming van materiaalmoeheid, vooral in de buurt van lasverbindingen.

Ultrasonic impact treatment

De bestendigheid tegen materiaalmoeheid neemt bij HSS toe als iedere vorm van oppervlakteruwte wordt gladgemaakt en de straal van de lasverbinding wordt vergroot. Daarnaast kan de vermoeiingssterkte worden vergroot door in de lasteen en de warmtebeïnvloede zone (HAZ) drukbelastingen te creëren. Uit het onderstaande staafdiagram blijkt dat Ultrasonic Impact Treatment (UIT, behandeling met ultrageluidspulsen) bij de toegepaste testomstandigheden de meest effectieve manier was om de vermoeiingssterkte te vergroten (PIT = Pneumatic Impact Treatment, behandeling met pneumatische pulsen).

Participeren in het project

TNO lanceert nu het innovatieparticipatieproject High Strength Steel Joint Innovation Project. Via dit project wordt geprobeerd om bestaande technische belemmeringen voor het gebruik van HSS bij veeleisende toepassingen binnen de chemische industrie uit de weg te ruimen. Een andere doelstelling is de beoordeling van onze innovatieve nabehandelingen na lassen, met als doel de levensduur bij dergelijke toepassingen te verlengen. Dit project richt zich op alle partijen binnen de HSS-waardeketen, van materiaalleveranciers tot werktuigbouwkundigen en eindgebruikers. Wij nodigen ook aangemelde instanties uit, hierin te participeren. Als u meer informatie wilt over hoe u aan dit project kunt deelnemen, aarzelt u dan niet om contact met ons op te nemen.