Richtlijnen voor het Correct Gebruik van Atrchitectonisch Roestvast Staal

Richtlijnen voor het Correct Gebruik van Architectonisch Roestvast Staal

Euro Inox heeft grote inspanningen gedaan om de technische informatie correct weer te geven. De lezer wordt echter aangeraden om deze informatie enkel voor algemene doelstellingen te gebruiken. Euro Inox, haar leden, medewerkers en adviseurs aanvaarden geen enkele verantwoordelijkheid voor verlies, schade of letsels die zouden ontstaan op basis van de gepubliceerde informatie.

ISBN 2-87997-067-9
© Euro Inox 2002, 2003


Vaste leden

Acerinox
www.acerinox.es

Outokumpu Stainless
www.outokumpu.com/stainless

ThyssenKrupp Acciai Speciali Terni
www.acciaiterni.it

ThyssenKrupp Nirosta
www.nirosta.de

Ugine & ALZ Belgium
Ugine & ALZ France
Groupe Arcelor
www.ugine-alz.com


Geassocieerde leden

British Stainless Steel Association (BSSA)
www.bssa.org.uk

Cedinox
www.cedinox.es

Centro Inox
www.centroinox.it

Informationsstelle Edelstahl Rostfrei
www.edelstahl-rostfrei.de

Institut du Développement de l’Inox
(I.D.-Inox)
www.idinox.com
International Chromium
Development Association (ICDA)
www.chromium-asoc.com

International Molybdenum
Association (IMOA)
www.imoa.info

Nickel Institute
www.nickelinstitute.org

Polska Unia Dystrybutorów Stali (PUDS)
www.puds.com.pl

SWISS INOX
Informationsstelle für nichtrostende Stähle
www.swissinox.ch



1. Inleiding

Architecten schrijven roestvast staal voor omwille van zijn uitstekende weerstand tegen corrosie enerzijds, en voor zijn visuele kwaliteiten anderzijds. Een juiste werkwijze bij de verwerking is essentiëel om deze beide eigenschappen te garanderen. Roestvast staal is niet moeilijker te snijden, te vormen of te verbinden dan andere metalen producten, maar kan enigszins verschillende technieken vereisen. In de beheersing van deze geringe verschillen schuilt de sleutel tot het succes.

De doelgroep van deze publicatie zijn architecten, projectontwikkelaars, voorschrijvers, bouwheren en andere personen die betrokken zijn bij de materiaalkeuze, en die, zonder té diep te moeten ingaan op de verwerkingstechniek, over een checklist van de belangrijkste aandachtpunten wensen te beschikken.

Het streefdoel van deze publicatie is de aandacht van deze voorschrijvers te vestigen op enkele beoordelingscriteria die nuttig kunnen zijn bij
• het controleren van de ontwerpcriteria
• de keuze van de juiste uitvoerder
• het toezicht op de uitvoering op de werf
• het nazicht van de werken voor oplevering



2. Materiaalkeuze

Roestvast staal is een familie van meer dan honderd metaallegeringen. Hun gemeenschappelijke kenmerk is dat ze een maximum gehalte van 1.2% koolstof bevatten en een minimum chroomgehalte van 10.5%. Binnen deze familie van samenstellingen zijn er verschillende gradaties van weerstand tegen corrosie, omwille van de verschillende milieus - van de erg gunstige omgeving binnen een kantoorgebouw tot de meer corrosieve omstandigheden in maritiem buitenklimaat of de risicozones van gebouwdelen die blootgesteld zijn aan strooizout of zeewater.

Niettemin kan meer dan 90% van alle bouwtoepassingen worden verzekerd door slechts een handvol legeringen. Een groot deel daarvan zijn "austenitische" roestvaste staalsoorten, die voornamelijk gelegeerd zijn met Chroom (Cr) en Nikkel (Ni) en die, in de vorm waarin zij worden geleverd, niet magnetisch zijn.


Austenitische soorten

Het type 1.4301
Veruit de meest toegepaste samenstellingen zijn de klassieke zogenaamde "18/8" of "18/10" legeringen. Dit zijn legeringen van ijzer met ongeveer 18% Chroom (Cr) en 8 tot 10.5% Nikkel (Ni). De Europese standaardaanduiding volgens EN 10088/1 is X5CrNi18-10/1.4301, de overeenkomstige Amerikaanse aanduiding is 304. Dit is de gebruikelijke samenstelling voor potten en pannen, keukengerei en professionele grootkeukenuitrusting.

Tegelijk is het de standaardsamenstelling voor binnentoepassingen in gebouwen
en voor buitenbekledingen in normale stedelijke omgevingen. De voordelen van deze samenstelling zijn de uitstekende vervormbaarheid en lasbaarheid die de architect toelaten complexe vormen, strakke lijnen en onzichtbare verbindingen te realiseren.

Het type 1.4307
In plaats van de X5CrNi18-10/1.4301 maken constructeurs en verwerkers vaak gebruik van X2CrNi18-9/1.4307, met een lager koolstofgehalte, waardoor degelijke lasverbindingen voor materiaaldiktes groter dan 6mm gegarandeerd kunnen worden. De 1.4301 samenstelling kan steeds vervangen worden door X2CrNi18-9/1.4307 zonder nadelen voor de gebruiker.

In meer corrosieve omgevingen moet een samenstelling met een bijkomend molybdeengehalte (Mo) worden toegepast. Zelfs bij geringe toevoeging verhoogt Mo de weerstand van roestvast staal tegen putcorrosie aanzienlijk. Samenstellingen die Mo bevatten zijn ook geschikt voor gebruik in kustgebieden, waar de lucht halogeniden (voornamelijk chloriden) bevat.
Die worden afgezet op blootgestelde oppervlakken. Na drogen van het vocht blijven de zouten op het oppervlak achter. Dit proces herhaalt zich telkens weer, en dit leidt tot concentraties van chloriden op het oppervlak die veel hoger kunnen liggen dan in de omringende lucht. Een andere bron van chloriden zijn strooizouten waaraan straatmeubilair of de onderste lagen van gevels blootgesteld kunnen zijn.

In industriële omgevingen kunnen fabrieken die zwaveldioxide uitstoten een ernstige vorm van verontreiniging zijn. In dergelijke omstandigheden is het gebruik van roestvast staal met een zeker gehalte Mo een noodzaak. Ook in minder ongunstige omstandigheden moet het gebruik ervan worden overwogen wanneer periodieke reiniging niet kan worden gegarandeerd.

Het type 1.4401
de meest typische vertegenwoordiger van deze familie is de samenstelling X5CrNiMo17-12-2/1.4401. Wat zijn gehalte Chroom en Nikkel betreft, is het vergelijkbaar met de samenstelling 1.4301, maar het bevat bovendien 2 tot 2.5% Mo. De overeenkomstige Amerikaanse aanduiding is 316.

Het type 1.4404
Analoog met de "basissamenstelling" die eerder werd beschreven, bestaat er
een variante met een laag koolstofgehalte X2CrNiMo-17-22-2/1.4404 (316L) die gebruikelijk is voor wanddiktes groter dan 6mm, maar die steeds samenstelling 1.4401 (316) kan vervangen voor kleinere wanddiktes, zonder enig technisch of visueel nadeel.

Het type 1.4571
Als alternatief voor de samenstellingen met laag koolstofgehalte zoals X2CrNiMo17-12-2/1.4404, kan de samenstelling X6CrNiMoTi12-22-2/1.4571 (316Ti) gebruikt worden voor bevestigingen en andere niet-decoratieve toepassingen. Naast Cr, Ni en Mo bevat deze ook Titanium (Ti), een stabilisator die totale corrosieweerstand verzekert in lassen van zware roestvast stalen staven of platen. Een belangrijke opmerking is dat deze samenstelling niet geschikt is voor polijsten, waardoor ze niet in aanmerking komt voor decoratieve toepassingen.


Ferritische soorten

Een tweede groep roestvaste staalsoorten zijn de zogenaamde ferritische samen-
stellingen. Het betreft hier staallegeringen met chroom, met mogelijke toevoegingen van Mo, en die kunnen gestabiliseerd worden met Ti en/of Nb om ze corrosiewerend te maken in laszones. Deze groep is niet substantieel met Nikkel legeerd.

Het type 1.4510
Een voorbeeld van zulk een toepassing is dakbedekking, waarvoor soms een (tingecoate) ferritische samenstelling X3CrTi17/1.451 wordt gebruikt. Het is een
Ti - gestabiliseerd Cr staal met een corrosieweerstand die vergelijkbaar is met 1.4301 (304).


Het type 1.4016
De niet-gestabiliseerde tegenhanger, X6Cr17/1.4016 wordt vooral voor binnen-
toepassingen toegepast.

Deze relatief beperkte selectie van samenstellingen volstaat om het overgrote deel van architectonische componenten te ontwerpen en te realiseren. Slechts voor heel bijzondere toepassingen kan het nodig blijken om andere samenstellingen te gebruiken. Bevestigingen voor plafonds in overdekte zwembaden bijvoorbeeld staan bloot aan extreem corrosieve invloeden. De combinatie van mechanische spanningen en van condensatie van chloorbevattende vochtige lucht stelt extreem hoge eisen inzake corrosieweerstand. Dankzij nieuwe metallurgische ontwikkelingen zijn nu hooggelegeerde austenitische samenstellingen (zoals X1Ni
CrMoCuN25-20-7/1.4529 en X1CrNiMoCu25-20-5/1.4539) en super-duplex samenstellingen (zoals X2CrNiMoN25-7-4/1.4410) beschikbaar, die zelfs in de meest uitzonderlijke omstandigheden voldoen.

Aan het andere eind van de schaal treffen we de goedkopere 10.5 tot 12% Cr ferritische samenstellingen aan zoals X2CrNi12/1.4003. Deze zijn toepasbaar
voor wapeningsdoeleinden, maar zijn ongeschikt voor algemene architectonische toepassingen.

Bij het beoordelen van offertes is het belangrijk er zich van te vergewissen dat wordt verwezen naar specifieke samenstellingen en dat gebruik wordt gemaakt van benamingen overeenkomstig EN 10088. De benaming "roestvast staal" alleen, en zelfs populaire benamingen als "18/10" kunnen verwijzen naar verschillende samenstellingen, met zeer uiteenlopende materiaalkosten, en kunnen het onmogelijk maken om offertes van verschillende constructeurs correct te vergelijken.



3. Afwerkingen

In het geval van architectonische toepassingen liggen de kwaliteitseisen op het vlak van de afwerking doorgaans veel hoger dan bij andere technische toepassingen. Een foutloze communicatie tussen architect en uitvoerder is cruciaal.

De afwerkingen voor roestvast staal worden bepaald in EN 10088/3. Een samenvatting van de relevante architectonische afwerkingen wordt aangeboden in de Euro Inox publicatie Gids voor Afwerkingen van Roestvast Staal.

Toch moet worden opgemerkt dat deze slechts algemeen geldende informatie geven en dat daardoor ruimte blijft voor aanzienlijke variatie. Zo kan bijvoorbeeld een 2B afwerking die door één verwerker wordt geleverd niet exact dezelfde zijn als een 2B afwerking van een andere leverancier. Zelfs binnen de leveringen van eenzelfde maatschappij kunnen lichte verschillen voorkomen tussen verschillende leveringen of coils roestvast staal. Om moeilijke discussies en betwistingen later in het constructieproces te vermijden, is het nuttig om volgende voorzorgen in acht te nemen:

• Gebruik uitsluitend specificaties die overeenstemmen met EN 10088/3.
• De specificaties en voorschriften omvatten bij voorkeur stalmousters waarover architect en leverancier het eens zijn.
• Bij kritische toepassingen moet bij voorkeur roestvast staal worden gebruikt dat afkomstig is uit eenzelfde levering en/ of van eenzelfde coil.

Bewerkte componenten, zoals panelen of cassettes, moeten bij voorkeur zo worden gemonteerd dat dezelfde oriëntatie van de walsrichting van het roestvast staal consequent wordt aangehouden. Zoniet zouden verschillen in weerkaatsing van het oppervlak kunnen worden opgemerkt, bij bepaalde invalshoeken van het licht. Daarom is het belangrijk om de walsrichting op de bekledingsfolie van de roestvast stalen plaat aan te duiden. Dezelfde opmerking geldt voor gepolijste afwerkingen, ingeval een dergelijke afwerking wordt voorgeschreven.

Ferritische (die Cr bevatten) en austenitische (die Cr en Ni bevatten) roestvast stalen panelen, die als buitenbekleding worden gebruikt, mogen niet door elkaar worden gebruikt, zelfs als beide samenstellingen technisch zouden voldoen. De met Chroom gelegeerde ferritische samenstellingen vertonen een iets koudere kleurschakering, de met Chroom en Nikkel gelegeerde austenitische een iets warmere. Bij kritische toepassingen zou het lichte kleurverschil tussen austenitische en ferritische samenstellingen zichtbaar kunnen worden.

De Euro Inox CD ROM "Gids voor Afwerkingen van Roestvast Staal" biedt een realistische visuele weergave van het ruime gamma beschikbare oppervlakteafwerkingen. Dit document is ook beschikbaar in druk en zal bij aanvraag gratis worden toegestuurd.



4. Ontwerp

Bij voorkeur moet het ontwerp zo zijn opgevat dat laswerken op de werf worden vermeden, en moet ervoor gezorgd worden dat voegen toegankelijk blijven voor lastoortsen en polijstbanden. Afgesloten en onbereikbare ruimten, waar vocht en vuil zich kunnen ophopen, moeten worden vermeden.



5. Verwerking

De beste manier om een goed resultaat te verzekeren is de keuze van een bekwame en ervaren roestvast staalconstructeur. Een blik op zijn werkplaats en voorbeelden van vorige werken in roestvast staal zullen de architect of aannemer in staat stellen zich een goed idee te vormen van het kwaliteitsniveau dat van een bepaalde constructeur kan worden verwacht.





5.1 Vermijden van vervuiling

De corrosieweerstand van roestvast staal kan worden bedreigd door contaminatie met koolstofstaal, in de meeste gevallen afkomstig van snijden, slijpen en lassen. Daarom wordt uitdrukkelijk aanbevolen in de werkplaats koolstofstaal- en roestvast staalconstructie gescheiden van elkaar te houden. Afzonderlijke gereedsschapssets moeten gebruikt worden. Ook machines, plooipersen bijvoorbeeld, moeten grondig gereinigd worden bij het overschakelen van bewerken van koolstofstaal naar roestvast staal.

Bij opslag en behandeling van roestvast staal moet ieder rechtstreeks contact tussen roestvast staal en koolstofstaal, bijvoorbeeld bij gebruik van vorkliften, hijskettingen enz worden vermeden.


5.2 Gelaste verbindingen

Op de eerste plaats moeten architecten ernaar streven hun roestvast stalen componenten zo te ontwerpen dat laswerk op de werf tot een minimum wordt beperkt, omdat het veel gemakkelijker is lasomstandigheden te controleren in de werkplaats dan op de werf.

Hoewel de meeste lastechnieken voor koolstofstaal ook toepasbaar zijn voor roestvast staal is het van het hoogste belang het juiste vulmateriaal te gebruiken, dat in algemene regel hoger gelegeerd zal zijn dan het basismateriaal van het werkstuk. Een uitstekende maatstaf voor de bekwaamheid van een constructeur is de afwerking van de lasnaden.

Na het lassen is een goede nabewerking van de lasnaden van het hoogste belang. Het lassen zal onvermijdelijk verkleuringen veroorzaken, door de geproduceerde warmte (oxidatie) in en rond de lasnaad. In de verkleurde zone is de natuurlijke zelfherstellende eigenschap van roestvast staal niet langer gegarandeerd. Daarom moeten deze oxides verwijderd worden, ofwel chemisch door beitsen ofwel mechanisch door slijpen en polijsten.

Het lassen zal het decoratieve oppervlak van het roestvast staal vernietigen. Dit zal dus door slijpen, schuren en polijsten hersteld moeten worden. Door schuurbanden te gebruiken die overeenstemmen met de korrel van de oorspronkelijke afwerking (meestal korrel 180 of 240), is het mogelijk om visueel onzichtbare lasnaden te realiseren.


5.3 Mechanische verbindingen

Schroeven en bouten zijn andere vaakgebruikte verbindingstechnieken. Een veel voorkomende fout bij de bevestiging van roestvast staal is het gebruik van verzinkte schroeven of bouten. Het verbinden van het "edele" gelegeerde roestvast staal met een veel minder edel materiaal (zoals koolstofstalen schroeven of bouten, of aluminium klinknagels) doet een galvanische cel ontstaan zodra een elektrolyt ermee in aanraking komt. Zelfs in overdekte omgevingen kan het vocht in de omgevende lucht de rol van zulk een elektrolyt spelen. Zoals in ieder galvanisch element zal een elektrische stroom ontstaan van het minder edele (koolstofstaal of aluminium) naar het edelere (roestvast staal) materiaal, en zal het minder edele materiaal wegcorroderen. Dit is de reden waarom verzinkte schroeven en bouten, die in andere omstandigheden zeker een levensduur van een tiental jaar halen, zeer snel wegroesten wanneer men ze gebruikt om roestvast staal te bevestigen. De roestvlekken die door dit corrosieproces ontstaan, kunnen op hun beurt het roestvast staal aantasten, en verdere corrosie veroorzaken. Daarom is het absoluut noodzakelijk roestvast stalen bevestigingsmiddelen te gebruiken voor roestvast stalen componenten.


5.4 Optische invloed van bevestigingstechnieken

Wanneer schroefverbindingen in roestvast stalen panelen te hard worden aangespannen kan dit tot vervormingen leiden. Lasbouten kunnen een geschikt alternatief bieden.

Bij correcte uitvoering kunnen draadeinden worden opgelast op roestvaste staalplaat (vanaf een plaatdikte van 1.5mm) zonder dat de las aan de voorzijde van de plaat zichtbaar wordt.

In het bijzonder voor kleinere toepassingen is het belang van lijmverbindingen toegenomen. Deze techniek vermijdt het optreden van vervormingen; aan de andere kant kunnen de verbindingen onderhevig zijn aan pel- en schuifspanningen.

Uitbuilen en rimpelen, het zogenaamde oil canning, naar analogie met de vervorming van olievaten, zijn fenomenen die wel eens voorkomen bij het vervaardigen van metalen cassettes en panelen. Roestvaste (en dan vooral austenitische) staalsoorten hebben een lagere thermische geleidbaarheid dan koolstofstaal, en een grotere thermische uitzetting. Daarom wordt aangeraden om roestvast stalen panelen de nodige expansieruimte te geven.


5.5 Reinigen en Onderhoud

Zelfs uitstekende werkstukken in roestvast staal kunnen verknoeid worden wanneer geen aangepaste "eerste reiniging" in acht wordt genomen. Wij raden u aan in dit verband ons document over Reiniging en Onderhoud van Architectonische Roestvast Stalen Afwerkingen te raadplegen voor de nodige informatie.


5.6 Verdere lectuur

• De Roestvast Staal Gids voor Architecten uitgegeven door het Steel Construction Institute (SCI) bevat verder gedetailleerde informatie.

• Een volledigere beschrijving van het productieproces voor roestvast staal is te lezen in het boek Working with Stainless Steel, beschikbaar via Euro Inox voor EUR 50.



 PDF: Richtlijnen voor het Correct Gebruik van Atrchitectonisch Roestvast Staal