Go to top

Een putcorrosie test in de praktijk

Oftewel een geval van pitting op grote schaal


Een grote variëteit aan producten wordt in tankwagens over de weg vervoerd. Om ongewenste verontreinigingen van deze producten (bijvoorbeeld met ijzer-ionen) te voorkomen worden de tanks die voor bulktransporten worden gebruikt meestal gemaakt van roestvast staal. Voor de meeste producten voldoet daarbij het type AISI 316 resp. AISI 316L. Om te voorkomen dat kleine restanten van het ene transport in de tanks achter kunnen blijven (en vervolgens nog aanwezig zijn bij het volgende transport), wordt bij de fabricage van de tanks tevens gestreefd naar een zo glad mogelijk binnenoppervlak. Dit geldt voor tanks die zijn bedoeld voor het tranport van chemicaliën en, nog in versterkte mate, voor tanks die zijn bedoeld voor het transport van grondstoffen voor de voedingsmiddelenindustrie. Bij het ontwerp en de bouw van de tanks wordt ernaar gestreefd om spleten en andere oneffenheden zo goed mogelijk te vermijden. Putjes in het tankoppervlak zijn uit den boze. In de wereld van het tankwagentransport is het tevens de goede gewoonte om na elk transport het inwendige van de tanks grondig te reinigen.

Dat men in een roestvaststalen tank gemaakt van roestvaststaaltype AISI 316 niet zonder meer elk product kan
vervoeren mag duidelijk zijn uit het volgende. Bij de standaardreiniging van een ongeveer 1 jaar oude tankwagen werden sterke oneffenheden aan de tank-binnenwand vastgesteld. Na herhaalde reiniging bleken zich daar over grote oppervlakken putjes te bevinden. Een speciale reiniging die hierop volgde was bedoeld om de tankwand gereed te maken voor een eventuele reparatie. Een expertise die daaropvolgend werd uitgevoerd wees echter uit dat reparatie geen zin meer had, gezien de omvang van de aangetroffen schade. Onderzoek moest vervolgens uitwijzen wie voor de schade aansprakelijk was. Hiertoe is een vijftal segmenten uit de tank gesneden en aan Schielab voor onderzoek aangeboden.

Eerste onderzoeksresultaten


Op de onderzochte segmenten bevonden zich honderden dicht bij elkaar gelegen putjes, met een gemiddelde diameter van ca. 1,5 mm, een maximum diameter van 4,5 mm en een diepte van enkele tienden mm’s tot ca 1 mm. Series putjes lagen op enkele plaatsen gerangschikt in een patroon dat een effect van druipende vloeistof deed vermoeden. Tevens werden hier en daar wat kleine gebarsten blaasjes aangetroffen, gelijkend op bijvoorbeeld de pukkels van loslatend chroom op de verchroomde velg van een fietswiel. Bij openen van de blaasjes kwamen alsnog putjes te voorschijn. Speciaal de lasnaad en de zones naast de lassen waren in ernstige mate aangetast. Hier en daar waren echter enkele delen van het metaaloppervlak in het geheel niet aangetast. Op die plaatsen bevond zich een dunne film van een doorzichtige soort coating. De conclusie dat de aantasting van de tankwand moest zijn opgetreden na het vormen van deze ‘coating’, was gerechtvaardigd. Infraroodanalyse van de dunne coatinglaag wees uit dat het een polymeer van een natuurlijke olie was, gevormd uit waarschijnlijk lijnolie.
Een analyse op het aangeleverde plaatmateriaal wees uit dat dit voldeed aan de eisen voor roestvast staal van AISI type 316L. In de microstructuur zijn geen bijzonderheden of afwijkingen vastgesteld. De putjes bleken in doorsnede enigszins ondergraven te zijn (aan het oppervlak een kleinere diameter dan daaronder).


Een van de door putcorrosie aangetaste segmenten, ter grootte van ca. 20 x 30 cm. (Foto: Schielab b.v.)
 

Nader onderzoek en conclusie


Uit de vrachtpapieren bleken in de tankwagen recentelijk achtereenvolgens bulk voedingsgrondstoffen als soja-olie en lijnzaadolie te zijn vervoerd, waarna vervolgens een transport is uitgevoerd van ijzer(III)chloride, oftewel ferrichloride (FeCl3).
Deze laatste chemische verbinding heeft in oplossing de sterke neiging om de potentiaal van het metaal dat ermee in contact is te verhogen, als gevolg van de redox-halfreactie: Fe3+ + e- → Fe2+ die aan het metaaloppervlak kan optreden. De elektronen worden door het metaal afgestaan, het metaal ‘positief’ achterlatend. Het metaal komt daarmee eenvoudig boven de pitting-potentiaal. Daarnaast hebben chloriden de sterke neiging tot complexvorming. De gevormde Fe2+-ionen worden afgeschermd en, omringd door chloride-ionen afgevoerd, daarbij de vorming van Fe2+-ionen uit het metaal (= oplossen van ijzer uit het metaal) bevorderend.

Series putjes lagen op enkele plaatsen gerangschikt in een patroon dat een effect van druipende vloeistof deed vermoeden. (Foto: Schielab b.v.)


Een bekende en veelvuldig toegepaste corrosieproef op de gevoeligheid van een roestvast staal voor putcorrosie (volgens ASTM G48) is op deze werking gebaseerd. Hierbij wordt een segment van een te testen stuk roestvast staal gedurende 24 uur aan een oplossing van ferrichloride blootgesteld. Uit ervaring is gebleken dat een willekeurige charge roestvast staal van type AISI 316 vaak al bij een beproevingstemperatuur van 20°C, maar zeker bij temperaturen boven 25°C, simpelweg door blootstelling gedurende één dag aan de oplossing van ferrichloride door putvorming wordt aangetast. Er ontstaat daarbij een identiek patroon van putjes en blaasjes, als op de onderzochte tanksegmenten is waargenomen. Mede gezien het feit dat de dunne afzetting (waaronder het metaal niet was aangetast) nog kort ervoor op gedeeltes van de tankwand moest zijn ontstaan (lading lijnolie) kan er geen andere boosdoener worden aangemerkt dan de lading ferrichloride die daarna is vervoerd.
 


De delen van het oppervlak die bedekt waren met een dunne coating waren nog maagdelijk glad. De las was juist sterker aangetast. (Foto: Schielab b.v.)
 

Ten slotte


Kennis van het corrosiegedrag van het tankmateriaal in contact met een te vervoeren product kan een besparing van ongemak en besparing van onnodige kosten voor herstel van corrosieschade opleveren. Eventuele onbekende materiaal/productcombinaties kunnen middels potentiostaatproeven zeer snel onderzocht worden. Zowel gevoeligheid voor putcorrosie als de snelheid van algehele corrosie kunnen zo worden bepaald. 
 

Nieuwsbrief

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief en blijf op de hoogte van alle niet te missen ontwikkelingen in de Aluminium en Roestvast Staal branche.

Velden met een * zijn verplicht