Roestvast staal t.b.v. drinkwater Deel 2
Sinds diverse jaren wordt er nationaal en internationaal gesproken over de rol die roestvast staal zou kunnen gaan spelen indien dit materiaal de taak van koper over zou kunnen nemen t.b.v. de drinkwatersector. Daarbij wordt vooral gewezen op de specifieke voordelen van roestvast staal hoewel men ook (meestal onterecht) snel stuit op de beperkingen t.a.v. het verwerken ervan. Daarom volgt onderstaand een opsomming van feiten die de laatste maanden zijn verzameld op verzoek van de Staalfederatie.
Door Ko Buijs - Innomet Consultancy BV
Kunststoffen
Omdat koper schadelijk kan zijn, wordt er ook steeds vaker naar kunststoffen gekeken en inmiddels is er ook regelmatig gebruik gemaakt van dergelijke materialen (afbeelding 3). Ook deze optie is onder vuur komen te liggen en dat blijkt uit een rapport van Aqualife-Benelux b.v. waar onderstaand een samenvatting van weergegeven is. Er worden steeds meer plastic waterleidingen aangelegd en uit die buizen blijken verdachte stoffen te lekken. Volgens wetenschappers kunnen uit kunststof waterleidingen diverse verdachte chemicaliën emitteren in het drinkwater. Dit blijkt uit verschillende onderzoeken die recent in Europese laboratoria zijn uitgevoerd. De gevonden concentraties in de buizen, die tegenwoordig op grote schaal in woningen worden geïnstalleerd, zijn hoog genoeg om een bedreiging te vormen voor de volksgezondheid. Eén van de gevonden stoffen, t.w.4-tert-butylfenol, staat op de Europese lijst van chemicaliën die ontregelend negatief effect hebben op de hormoonhuishouding. De andere aangetroffen stoffen in het drinkwater zijn nooit onderzocht, maar behoren tot dezelfde groep verdachte fenolen. De kunststof buizen, waaraan de verdachte stoffen worden toegevoegd om deze meer slijtvast te maken, worden steeds vaker gebruikt in Nederland. Naar schatting is tien tot twintig procent van de Nederlandse huizen voorzien van kunststof leidingen. In een artikel uitgegeven door het Communicatieplatform Legionella genaamd ‘Biofilmvorming en groei legionellabacteriën in leidinginstallaties’ blijkt dat in een experimentele warmtapinstallatie (37°C) met een huishoudelijk tappatroon zich legionellabacteriën vermeerderen in biofilms die in leidingen van roestvast staal, koper en kunststof (PE-xa) aanwezig zijn. De biofilmvorming op PE-xa was sterker dan op roestvast staal en koper. Dit feit pleit dus niet voor kunststof als waterleidingmateriaal.
Grafiek 1: het aantal bacteriën dat achterblijft na het reinigen wat waterleidingen. Roestvast staal komt daar het beste uit tevoorschijn (bron: V. Boneschi en A. Quazzo).
Op grafiek 1 kan men de reinigingseffecten zien van verschillende materialen die voor drinkwater worden gebruikt. Vooral verschillende soorten kunststoffen komen hier er behoorlijk slecht van af. Porselein en glas doen het beduidend beter; maar roestvast staal wint overtuigend. Volgens ingewijden wordt het gebruik van kunststoffen voor deze toepassing er dan ook niet gemakkelijker op omdat zij ook nog eens sneller ‘vergaan’ dan roestvast staal. Aan kunststoffen worden daarom additieve stoffen toegevoegd die moeilijk oplossen in water maar wel in polymeren. Deze stoffen moeten dan zoveel mogelijk voorkomen dat kunststoffen degenereren (brosser worden). Dit additief kan dissociëren (uit elkaar vallen) waardoor er minuscuul kleine deeltjes in het drinkwater komen. Dat is dus een kwalijke zaak. De vraag is daarom ook of dergelijke additieven in kunststoffen in de toekomst nog wel gebruikt mogen worden. Het kan zelfs ook zo zijn dat bepaalde kunststofsoorten binnen niet al te lange tijd van overheidswege verboden zullen worden.
Tabel 2: chemische samenstelling van verschillende roestvast staal typen die molybdeen bevatten.
Afbeelding 3: kunststof leidingen met messing fittingen.
Conclusie
Aan de hand van de feiten die hierboven zijn beschreven, lijkt het meer dan logisch dat het niet lang meer zal duren dat roestvast staal zelfs koper gaat verdringen. Eigenlijk wordt dit een herhaling van zetten want wie had ooit vroeger verwacht dat koper het metaal lood zou gaan verdringen? Sterker nog, lood is uiteindelijk van overheidswege verboden en dat zou in de nabije toekomst ook kunnen gaan gebeuren met koper. De vraag is echter welk type roestvast staal is geschikt en hoe het verwerkt dient te worden.
Geschikte typen roestvast staal
De DVGW (Deutsche Verein Gas und Wasserwerke) in Duitsland heeft alleen molybdeenhoudende roestvast staal kwaliteiten toegelaten voor binnenhuistoepassingen en dat is opgenomen in het blad GW541 dat uitgebracht is in 2003. Daar worden de volgende Werkstofnummers genoemd: 1.4401, 1.4571, 1.4404, 1.4435 en 1.4436. De meest voorkomende kwaliteiten in Nederland zijn 1.4401 en 1.4404 wat equivalenten zijn van respectievelijk AISI316 en 316L. Werkstofnummer 1.4571 is een 316 legering die gestabiliseerd is met titaan en de andere twee kwaliteiten hebben een verhoogd molybdeengehalte wat leidt tot een betere weerstand tegen putcorrosie. Praktisch gezien blijken de kwaliteiten 1.4401 en 1.4404 prima te voldoen. Ook maakt het niet uit welke van de twee worden toegepast omdat beiden met de benodigde verwerkingscondities niet gevoelig zijn voor interkristallijne corrosie. In tabel 2 ziet men de chemisch samenstelling van de diverse typen die genoemd zijn. De toegestane verontreinigingen zijn daarin niet meegenomen.
Het verwerken van roestvast staal versus koper
Koper is een metaal dat zich gemakkelijk laat bewerken en verwerken. Het is immers een relatief zacht en ductiel materiaal dat bovendien eenvoudig met zachtsoldeertechnieken aan hulpstukken en appendages verbonden kan worden. Dit ligt bij roestvast staal allemaal wat minder eenvoudig omdat het verantwoord solderen van roestvast staal alleen voorbehouden is aan gespecialiseerde bedrijven. Daarom zijn er speciale knelfittingen ontwikkeld die m.b.v. een tang perfecte verbindingen maakt in enkele seconden (afbeelding 4).
Afbeelding 4: speciale knelfittingen van roestvast staal.
Het verwerken gebeurt met een speciale tang die met een druk op de knop een perfecte verbinding maakt binnen enkele seconden (afbeelding 5).
Afbeelding 5: speciale tang om fittingen en buizen aan elkaar te verbinden.
Een van de voordelen is dat men beduidend sneller kan werken dan in het geval van het solderen van koper; mede omdat men niet hoeft te wachten tot de verbinding is afgekoeld. Bovendien is de kans op lekkage door onvolledig solderen dankzij deze verbindingsmethode vervallen. M.a.w. deze verbindingsmethode is technisch gezien een verbetering omdat menselijk falen hierdoor geëlimineerd wordt. Op afbeelding 6 ziet men hoe deze afdichting na het klemmen eruit ziet. Indien men deze tang niet kan gebruiken, zal men toch uit dienen te wijken naar het hardsolderen. Roestvast staal delen zijn hiermee goed aan elkaar te verbinden maar ook aan koper of messing. Op deze wijze kan men koperen buizen en messing fittingen rechtstreeks aansluiten op roestvast staal. Men dient echter wel rekening te houden dat er een kans is op galvanische corrosie bij het gebruik van bepaalde typen zilversoldeer. Roestvast staal heeft namelijk veelal een gunstiger elektrochemische potentiaal dan het soldeer waardoor galvanische corrosie zou kunnen ontstaan. Toch blijkt dit in de praktijk zeer mee te vallen indien men de instructies van leveranciers goed opvolgt. Ook zal een juiste soldeerflux gebruikt moeten worden die de passieve oxidehuid plaatselijk doet verdwijnen waardoor er een optimale bevochtiging van het soldeersel ontstaat teneinde een afdoende soldeerverbinding te realiseren.
Afbeelding 6: voor en het gebruik van de speciale tang.
Grafiek 2: het aantal fabrikanten in Italië die roestvast stalen kranen produceren (bron: V. Boneschi en A. Quazzo).
Hoewel roestvast staal goed buigbaar is, blijkt het toch enigszins moeizamer te gaan dat het buigen van koper. Ook kan men last krijgen van koudversteviging waardoor er vrij snel butsen kunnen ontstaan. Een oplossing hiervoor is zachtgegloeid roestvast staal buismateriaal hetgeen bereikt wordt door het materiaal een bepaalde tijd te gloeien op 1065°C gevolgd door afschrikken. Dit gloeien wordt overigens op bestelling verzorgd door de buisfabrikant.
Huidige situatie
In Nederland is het gebruik van roestvast staal in dit marktsegment nog aan de magere kant terwijl in landen zoals Zwitserland, Italië, Duitsland en Denemarken het al volop wordt toegepast. In grafiek 2 ziet men de enorme toename in slechts een paar jaar tijd van het aantal fabrikanten in Italië die roestvast stalen kranen produceren. Steeds meer komt de roep op om roestvast staal vanuit overheidswege dwingend voor te schrijven. Ook blijkt dat de macht van de gewoonte regeert en lijkt het een hele stap om van koper over te stappen op roestvast staal. Indien men naar het prijsaspect kijkt dan is het een ieder bekend hoezeer koper een kostbaar metaal is geworden. De koperdieven zijn daar getuigen van. Ook roestvast staal is geen goedkoop materiaal maar indien men alles bij elkaar neemt, zal de uiteindelijke kostprijs niet veel van elkaar verschillen. Zeker niet wanneer men de financiële gevolgen van allerlei aandoeningen en andere nadelige gevolgen door het gebruik van koper mee laat wegen.
Slot
De vooroordelen dat roestvast staal als drinkwaterleidingmateriaal een moeilijke en dure optie zou zijn, zal door het analyseren van alle feiten en kengetallen behoorlijk weerlegd worden. Het is een kwestie van tijd en bewustwording dat dit materiaal definitief geïmplementeerd wordt in de markt. Vooral de feiten die de volksgezondheid betreffen zal het gebruik van roestvast staal verder krachtig stimuleren. Ook moet men er niet van opkijken dat roestvast staal uiteindelijk dwingend vanuit overheidswege wordt voorgeschreven.
Daarnaast zullen installateurs gaan ervaren dat de hoge koperprijs en de tijdsvoordelen die men behaald met het verwerken van roestvast staal mede reden is om veel meer in de richting van roestvast staal te gaan denken.