Wat is Corrosie?

Bij Laserworx kennen we corrosie als geen ander. De aanwezige kennis hierover delen wij graag om er voor te zorgen dat uw producten optimaal ontworpen kunnen worden. Daarnaast kijken we graag kritisch naar uw product, zodat corrosie de aandacht krijgt die het verdient.

Roest en corrosie
Roesten is het meest gebruikte woord als het gaat om beschadigd metaal. Het is echter niet de juiste benaming voor alle metalen. Alleen bij staal wordt het roesten genoemd. Andere metalen corroderen. Dit zorgt vaak voor verwarring, maar corrosie is de allesomvattende term. Hieronder staat corrosie in begrijpelijke taal uitgelegd.

Soorten corrosie
Wereldwijd gaat er tussen de 3000 en 5000 kg staal per seconde(!) verloren door corrosie. Dit houdt voor Nederland in dat ongeveer €17 en 18 miljard per jaar aan waarde verdwijnt. Dat komt ongeveer neer op het weggooien van 450.000 nieuwe middenklasse auto’s. PER JAAR!

Corrosie kent meerdere vormen, te weten:

• Zuurstofcorrosie
• Uniforme corrosie
• Zuurcorrosie
• Galvanische corrosie
• Spanningscorrosie
• Zwerfstroomcorrosie
• Putcorrosie
• Spleetcorrosie
• Interkristallijne corrosie
• MIC microbacteriële corrosie

Wat ze allemaal gemeen hebben, is dat het een (elektro)chemische reactie van metaal is ÉN een ‘geleider’. De reactie kan met zuurstof zijn, maar ook met een chemisch product. De mate van aantasting, hangt af van het metaal, de geleider en het aantastende medium.

Zuurstofcorrosie
Zuurstofcorrosie is de meest zichtbare vorm van corrosie. Zodra een onbeschermde staalplaat buiten wordt neergelegd, zal door de luchtvochtigheid of regen de reactie op gang komen. In dit geval is het water de geleider en het reagerende zuurstof in de lucht. Deze zorgt voor de aantasting. De oxidehuid die bij staal ontstaat, is bruin van kleur en heeft een open structuur. Door deze open structuur kan vocht en zuurstof makkelijk doordringen en blijft de reactie doorgaan totdat er uiteindelijk geen staal meer is.

mooi egaal ‘verroeste’ plaatsdelen

Zoals wellicht bekend zijn er metaalsoorten die van zichzelf een erg gesloten oxidehuid hebben, zoals RVS en aluminium, maar ook koper. Deze oxidehuid beschermt ontzettend goed tegen zuurstofcorrosie.

Uniforme corrosie
Deze vorm van corrosie heeft heel veel raakvlakken met zuurstofcorrosie en laten we in deze uitleg dan ook verder buiten beschouwing.

Zuurcorrosie
Zoals de naam al doet vermoeden, is het een reactie met zure stoffen. Drinkwater heeft een pH van 7t ot 9,5. Alles lager dan 7 wordt zuur genoemd. Als de geleider zuur is en in aanraking komt met het metaal, dan kan het op deze plaats reageren waardoor metaalzout en waterstofgas ontstaat.

De reactie hangt af van de eigen spanning van het materiaal. Indien het materiaal een eigen spanning heeft die lager is dan waterstof, ontstaat zuurcorrosie. Elke stof op de aarde heeft een eigen spanning. Denk bijvoorbeeld aan een vork die tegen je metalen tandvulling komt. Je voelt dan een elektrische schok, via je zenuwen, in je kaak. Dit komt doordat de metalen onderling een andere spanning (of elektrische lading) hebben. Hierdoor loopt er een stroom van het ene metaal naar het andere. Om te voorspellen hoe materialen onderling reageren, is een spanningsreeks (ook wel verdringingsreeks genoemd) samengesteld. Hierin worden veel materialen genoemd met hun eigen spanning. Gedetailleerde gegevens zijn onder andere te vinden in het boek ‘Materiaalkunde voor technici’ van vader en zoon Budinski.

voorbeeld van galvanische corrosie

Galvanische corrosie
De eigen spanning van zuurcorrosie is een mooie brug naar galvanische corrosie. Indien 2 metalen (bijna) tegen elkaar komen en er is een geleider (bijvoorbeeld water of een andere geleidend medium) dan gaan de 2 metalen, door het eigen spanningsverschil met elkaar, reageren. Het on-edelere metaal (dus lager in de spanningsreeks) zal dan meer corroderen dan het andere. Bij zink wordt dit principe zelfs in het voordeel van staal gebruikt. Het zink wordt dan opgeofferd voor het staal, zodat het staal niet corrodeert.

Spanningscorrosie
Spanningscorrosie heeft betrekking op inwendige spanningen, bijvoorbeeld aangebracht door buigen van materiaal, deuken, lassen etc. Spanningscorrosie treedt meestal op bij RVS. Het treedt op als er tegelijkertijd:

• Hogere temperaturen (>50°C),
• chloriden als geleider en
• inwendige trekspanningen zijn.

Het materiaal zal dan gaan scheuren, met alle gevolgen van dien.

voorbeeld van spanningscorrosie bij RVS 316

Zwerfstroomcorrosie
Dit is een vrij onbekende vorm van corrosie waarin de spanning van reststromen voor de corrosie zorgen. Denk bijvoorbeeld aan rails van treinen en trams, of lekstromen. Over het algemeen zijn dit vaste plekken, maar in gebieden waar veel blikseminslagen voorkomen, zal ook deze vorm van corrosie op kunnen treden. Dit heeft in de basis veel weg van galvanische corrosie, echter zorgt nu daadwerkelijk een electrische stroom in plaats van een ander metaal voor de spanning.

Putcorrosie
Putcorrosie is een lokale aantasting van de oxidehuid. Hierin kan een geleider stil blijven staan en het medium/geleider, wat de aantasting veroorzaakt, steeds sterker worden. Denk bijvoorbeeld aan een choor/wateroplossing die bij schoonmaken wordt gebrukt. Zodra het water verdampt, zal het percentage chloor hoger worden. De aantasting kan hierdoor versnellen.

putcorrosie op een railing van RVS316

Vaak gaat putcorrosie hand in hand met spleetcorrosie.

Spleetcorrosie
Is corrosie in een scheur. Hierin kan het aantastende medium steeds sterker worden en de spleet verder uitdiepen. Vaak wordt het verward met erosie (wat het uitslijten van materiaal betekent). Bij stromende vloeistoffen kan het wel samen gaan, maar in de meeste gevallen is corrosie de beschadigende factor.

spleetcorrosie bij een las aan een baluster

Interkristallijne corrosie
Deze vorm van corrosie is in eerste instantie niet met het blote oog te zien. Het vindt namelijk moleculair niveau plaats. Deze interne vorm van corrosie zorgt voor een vorm van brosheid. Het gevaarlijkste aan deze corrosievorm is dat het heel moeilijk te detecteren is. In de meest ideale omstandigheid ontstaat er een scheur of put voordat het materiaal breekt.

Microbacteriële corrosie
De afgelopen jaren is MIC (Microbieel geïnduceerde corrosie) bekender geworden. Het wordt veroorzaakt door bacteriën die in een zuurstofloos milieu goed kunnen gedijen en komt voornamelijk in leidingwerk voor.

2 voorbeelden van MIC

Het komt er in het kort op neer dat deze bacteriesoorten een corrosieve stof afscheiden, die op zijn beurt een sterk lokale aantasting veroorzaakt. Stilstaand of brak water heeft weinig doorstroming en de verzuring van de aantasting lijkt nog het meest op een combinatie van zuurcorrosie en putcorrosie. Het zijn echter de bacteriën die de bron hiervan zijn.

Hoe kun je corrosie tegen gaan?
Zoals al eerder vermeld, gaat er vrij veel metaal verloren door corrosie. Alleen al in Nederland zorgt dit voor een kostenpost van €17-18 miljard per jaar. Niet alleen om de kapitaalvernietiging, maar ook omwille van veiligheid is het belangrijk om corrosie tegen te gaan. Het is belangrijk om het product, de omgeving en gewenste eisen te kennen. Alleen dan kan er een juist afweging gemaakt worden voor de beste oplossing tegen de desbetreffende corrosievorm. In het algemeen zullen we per corrosiesoort uitleggen en wat er tegen te doen valt.

• Zuurstofcorrosie
  Het materiaal beschermen door bijvoorbeeld te coaten met zink, verf of kunststof

• Uniforme corrosie
  Gelijk aan zuurstofcorrosie

• Zuurcorrosie
  Afhankelijk van het zuur een coating of een metaallegering te kiezen die tegen dit bepaalde zuur bestand is.

• Galvanische corrosie
  Er kan bewust gebruikt van gemaakt worden door een metaal op te offeren voor het andere. Denk hierbij aan zinken dakgoot of lantaarnpalen.
  Een isolator kan ook een goede oplossing hiervoor zijn. Hiermee wordt dan een fysieke barrière gecreëerd.

• Spanningscorrosie
  Temperatuur beneden de 50°C houden, regelmatig spoelen met (demi-)water.
  Trekspanningen verminderen door een andere constructie of shotpeenen. Shotpeenen is een bewerking die lijkt op glasparelen. Hiermee worden plaatselijk extra drukspanning aangebracht, wat een positief effect kunnen hebben.

• Zwerfstroomcorrosie
  Isolatoren aanbrengen of tegengestelde spanningen creëren, waarmee de uiteindelijke spanning op (nagenoeg) 0 uitkomt. Dit wordt vaak gebruikt bij groot en lang leidingwerk voor olie, gas of water.

• Putcorrosie
  Een andere (geschikte) legering kiezen.

• Spleetcorrosie
  Een andere (geschikte) legering kiezen, zorgen dat de kier niet vol kan lopen of regelmatig spoelen/reinigen met (demi)-water.

• Interkristallijne corrosie
  Een andere (geschikte) legering kiezen

• MIC microbacteriële corrosie
  Manier van construeren onder de loep nemen, regelmatig spoelen met bijvoorbeeld (demi-) water of chloorhoudende vloeistof.

Daarnaast zijn de algemene ontwerpregels die, bij goed gebruik, ook de corrosie tegen kunnen gaan. Een aantal goede en belangrijke voorbeelden zijn:

• zorg voor zo min mogelijk naden en kieren; liever een lasnaad dan een boutverbinding.
• als naden toch nodig zijn, zorg dat deze niet vol water kunnen komen (plaatsing aan onderzijde of afwatering)
• het afwateren van vloeistof en vuil verdient in ieder geval altijd de voorkeur
• zorg dat er voldoende ruimte en gelegenheid is om materialen schoon te spoelen, inspecteren en onderhouden
• vermijd contact tussen 2 verschillende materialen/metalen
• vermijd scherpe hoeken en spanningen in materiaal, dit zorgt voor kerfwerking
• kies het juiste materiaal voor de juiste toepassing/medium/milieu
• bescherm het materiaal
• maak gebruik van kennis (zowel in- als extern)

====

Bronnen:
https://nl.wikipedia.org/wiki/Corrosie
https://nl.wikipedia.org/wiki/Spanningsreeks_der_metalen
https://nl.wikipedia.org/wiki/Glasparelstralen
http://mic-europe.eu
Materialen voor Technici van Ken & Michael Budinski
Jean-Paul Hijl, Laserworx B.V.

Foto’s
Jean-Paul Hijl
MIC, http://www.novaprotection.nl/
zuurstofcorrosie, http://auto.marine-news.biz/
galvanische corrosie, http://www.ford-world.nl/
spanningscorrosie, http://cobraconsultancy.nl/