Corrosie

Materialen + corrosie onderzoek | Een kijkje in de keuken bij MCI

Dit keer een typisch corrosie-fenomeen onder de loep. “Loep-emoticon”

Vroegtijdige corrosieschade in RVS door een samenspel van factoren, waarbij gebrek aan kennis duidelijk aan de orde was!

Er bestaan vele vormen van corrosie op metaal. Een van de veel voorkomende situaties van corrosie is corrosie onder isolatie (CUI). Dit komt door slecht uitgevoerde/onderhouden isolatie bij o.a. de chemische procesindustrie. De afvoer van deze drukvaten bestaat uit een roestvaststalen (RVS) aftapleiding van relatief lage materiaalkwaliteit (AISI 304). Om ervoor te zorgen dat het product met een constante temperatuur wordt afgevoerd, zijn de leidingen geïsoleerd en voorzien van een elektrische tracing ((± 80°C). Indien deze isolatie slecht is uitgevoerd, kan er water inlekken en ontstaat er corrosie. Corrosie kan op verschillende materialen ontstaan, zoals op staal, RVS, aluminium, messing etc.

De ernst van corrosie

De ernst van corrosie onder isolatie is natuurlijk dat het water gemakkelijk spleten in gaat, maar hier nooit meer uit kan. Bovendien zijn de gevolgen niet zichtbaar. Dit zorgt voor een zeer ongunstige situatie, waarbij indikking van zouten (natriumchloriden) aan het metaaloppervlak gemakkelijk kan plaatsvinden. Hierdoor ontstaan hoge zout- concentraties op het oppervlak. Door de splitsing van natrium en chloride wordt uiteindelijk de concentratie van vrije chloor zo hoog, dat de meeste metalen hierdoor zullen falen.

Chloride-spanningscorrosie

Door de temperatuur van ca. 80°C in combinatie met het verhoogd chlorideaanbod aan het oppervlak leidt tot zogenaamde chloride-spanningscorrosie (Cl-SCC). Dit is corrosie die alleen optreedt onder bepaalde voorwaarden. Dit is een samenspel van temperatuur, chloriden en trekspanningen in een natte omgeving. Hoe groter de aanwezigheid van de afzonderlijke parameters, hoe sneller dit faalmechanisme optreedt.

Het is bekend dat een temperatuur van minimaal 45-50°C nodig is om het proces in gang te zetten. Ook blijkt dat chloride spanningscorrosie, onder de juiste omstandigheden, kan optreden bij minimale chloorconcentraties. Daarnaast is er een bepaald niveau aan trekspanningen nodig om dit te initiëren. In dit geval zijn de aanwezige trekspanningen afkomstig van de lassen. Wanneer een van de drie oorzaken ontbreekt, of wanneer er geen elektrolyt (water) aanwezig is, treedt chloride-spanningscorrosie bij roestvast staal niet op.

Versnelling van het corrosie fenomeen

Een versnelling van het corrosie fenomeen is ‘sensibilisering’ van het RVS. Sensibilisering ontstaat wanneer roestvaststaal is blootgesteld aan een hoge temperatuur voor een langdurige tijd, zoals tijdens het lassen. Wanneer dit zich voordoet zal het aanwezige ‘vrije’ chroom (Cr) in de microstructuur een binding aangaan met het koolstof (C). Dit manifesteert zich preferent als chroomcarbiden op de korrelgrenzen in de microstructuur van het RVS. Dit wordt ook wel een ‘3D chroomcarbidenetwerk’ genoemd en verzwakt de corrosieresistentie van het materiaal significant.

Door de vorming van deze chroomcarbiden is het vrije chroompercentage verlaagd nabij de lassen. Chroom is echter nodig voor de vorming van de beschermde ‘first line defence’ oxidehuid bij RVS. Aan deze huid dankt RVS zijn corrosieresistentie. Door het ontbreken hiervan is chloride-spanningscorrosie vroegtijdig opgetreden.

De oorzaak van corrosie

Meestal hangt de oorzaak van het uiteindelijk falen af van een combinatie van verschillende factoren. Dit blijkt ook hier weer zo te zijn. Uitonderzoek is duidelijk geworden dat chloride spanningscorrosie het faalmechanisme is. Echter, het heeft zover kunnen komen door inlek van regenwater. In deze case is een inferieure lasmethode, isolatietechniek, tracingmethode en onvoldoende kennis van corrosie tijdens inspecties in de gebruiksfase toegepast. Door gebrek aan kennis heeft dit kunnen leiden tot grote verrassingen.

Interactieve awareness training

 

Corrosie voorkomen is uiteraard beter dan naderhand oplossen. MCI heeft in de vorm van een interactieve ‘awareness’ training deze problematiek bij de klant behandeld en oplossingen aangedragen om dit soort problemen in de toekomst voor te zijn. Wilt u dit ook? Neem dan contact op met MCI. MCI staat voor u klaar op het gebied van materiaalkunde en niet destructief onderzoek.