Blog Ko Buijs - Fouling op aluminiumbrons

Een keer werd ik gevraagd om een inspectie te komen doen op geleidingsplaten, gemaakt van een bepaalde koperlegering in de buurt van de kust. Er was namelijk een sterke ongewenste aangroei gekomen van allerlei schelpen en andere veel voorkomende organismen die nu eenmaal in zeewater aanwezig zijn. Kortweg wordt dit ook wel fouling genoemd. Deze aangroei c.q. fouling was zo hevig geworden dat de schuifelementen, die langs deze geleidingsplaten op en neer moeten kunnen bewegen, compleet vast liepen. Men had juist een koperlegering gekozen omdat koper bekend staat als een biocidaal materiaal waardoor allerlei organismen juist worden afgestoten dan aangetrokken. De uittredende koperionen zijn namelijk giftig en daarmee frustreer je allerlei organismen zich af te zetten op dergelijke metalen oppervlakken. Op zich een goede gedachte maar de weerbarstige praktijk gaf hier echter aan dat het blijkbaar in dit geval niet zo werkte.

Door Ko Buijs - Innomet Consultancy



Fouling op een metalen oppervlak.


Op zich is dit merkwaardig want koper wordt reeds eeuwen gebruikt om de afzetting van fouling op scheepswanden tegen te gaan. De toepassing hiervan ligt tegenwoordig overigens milieutechnisch niet meer goed want soms kan een schip, dat langdurig stilligt, omgeven zijn door groen gekleurd koperhoudend water. Dat is uiteraard schadelijk voor het zeeleven in de buurt van zo’n schip. Daarom zijn er tegenwoordig composietmaterialen ontwikkeld waarin koperdeeltjes zijn ingebed. Dat geeft een veel lagere koperbelasting in het water.

Maar nu keren we terug naar de geleidingsplaten, die blijkbaar geen remmende effecten bezaten om de aangroei van organismen tegen te gaan. Uiteraard was dit voor mij ook een raadsel maar door de jaren heen, leer je wel verder te ‘graven’ want er moet tenslotte een oorzaak te vinden zijn. Een van de eerste stappen is het opvragen van de materiaal certificaten en toen bleek al snel dat we hier van doen hadden met het zeewaterbestendige aluminiumbrons. Aluminiumbrons is een koperlegering die gelegeerd is met aluminium en veelal ook met ijzer en nikkel. In de praktijk zijn zo’n 10 verschillende soorten beschikbaar. De meest eenvoudige typen bevatten zo’n 7 tot 9% aluminium en de rest is koper. Voor meer informatie over aluminiumbrons wordt verwezen naar de blog https://www.alurvs.nl/roestvast-staal/overzicht-bedrijfspresentaties-rvs/aluminiumbrons_8915/

Aluminiumbrons bestaat dus voor het grootste deel uit koper. Er zijn vele typen bekend en het kopergehalte kan ruwweg fluctueren tussen 75 en 90%. M.a.w. koper is het belangrijkste element en de verwachting is, dat normaal gesproken, dit materiaal zijn biocidale werk zou kunnen blijven doen. Toch was dat hier niet het geval en de reden is dat aluminiumbrons beschikt over een dunne aluminiumoxidehuid die het materiaal volkomen afsluit. Op deze wijze kan een waterig milieu niet bij het onderliggende materiaal komen en dat verklaart gelijktijdig de uitstekende corrosiebestendigheid van aluminiumbrons. Maar ook voorkomt deze oxidehuid dat er geen of nauwelijks metaalionen uit kunnen treden en dus ook geen koperionen. In het geval van de geleidingsplaten was dat laatstgenoemde echter wel gewenst geweest. Want dan zou de kans voor een groot deel ontnomen zijn dat allerlei organismen zich op het oppervlak afgezet zouden hebben.

Met het bovenstaande is verklaard dat aluminiumbrons niet de optimale legering is om aangroei tegen te gaan. De vraag rijst wel wat er dan wel toegepast had moeten worden. Puur koper is veel te zacht en koperzinklegeringen c.q. messing is niet corrosiebestendig genoeg. Want dan loert het gevaar van ‘ontzinking’ en dat corrosiemechanisme is uiteraard ook niet gewenst.

Wel had men brons toe kunnen passen en dat is een koperlegering met tin. Ook daar zijn verschillende soorten van verkrijgbaar zoals CuSn4 (2.1016), CuSn6 (2.1020), CuSn6Zn6 (2.1080) en CuSn8 (2.1030). Het type CuZn6Zn6 heeft de hoogste weerstand tegen abrasieve werking en zou hier het beste toegepast kunnen worden. Overigens speelt hier mogelijke   ontzinking geen enkele rol van betekenis.