Blog Frans Vos - Het zand tussen uw tenen
En, hebt u deze zomer van uw strandvakantie genoten? Dan kent u dat wel. Dat vreselijke gevoel van zand tussen uw tenen. Hoe goed je je voeten ook afspoelt, ‘s avonds lijkt het nog altijd alsof het zand uw tenen als schuurpapier verwent. Nog eens extra spoelen voor u onder de lakens kruipt, maar zelfs als u ’s ochtends wakker wordt, valt er niet aan het kriebelende tenenzand te ontkomen.
© Frans Vos, General Manager Materials Consult bvba
Of bent u eerder het type van de bergwandelaar? Zacht glooiend of liever steil, doorheen bossen en over rotspartijen, en altijd is er ook wel die ene wei. Die ene wei met die ene koeienvlaai die u net niet heeft gezien. Been there …. Eerst proberen de grootste rotzooi af te vegen aan het groene gras, op het grindpad nog wat schuifelen en ’s avond volgt dan het helse kuiskarwei. Is het u al gelukt? Al die vuiligheid in één poetsbeurt uit alle zoolhoekjes en -kantjes verwijderd krijgen? Gegarandeerd gaat u de dag erna nog wel ergens met restjes koeienvlaai de natuur verblijden. Zo, daar bent u dan weer, terug in het dagelijkse professionele leven. Ik hoop oprecht dat u van een deugddoende vakantie hebt genoten. Welkom terug tussen uw onderhoudsvrije gebouwen, voertuigen, leidingen, opslagtanks en ander technisch gerei. Zie ik daar opnieuw een groene lach? Hoezo, niet onderhoudsvrij? Ik mag dat toch hopen, want anders … Ook in uw professionele leven kan u er niet aan ontkomen. De spreekwoordelijke zandkorrels tussen uw tenen, de koeienvlaai in de ribbeltjes van uw zolen … Ik vertaal ze graag naar de dagelijkse praktijk in de industrie, gebouwenbeheer enz. Zo is er bijvoorbeeld het woord ‘leiding’. Dat woord doet bij mij beelden ontspruiten van flens- en lasverbindingen, al dan niet gevuld of bekleed met een resem aan anorganische en organische afzettingen. Toegegeven, het is niet altijd ‘en’. In veel gevallen is het ‘of’, maar u kan toch niet anders dan toegeven dat flens- en lasverbindingen in een leiding de ideale verzamelplaatsen zijn voor allerhande rotzooi die we liever niet in onze leidingen hebben? De aanwezigheid van een flensverbinding of een lasrichel betekent immers een onderbreking van het mooie uniforme oppervlak dat de overige leidingdelen kenmerkt. Voor de denkoefening gaan we er nu even vanuit dat bij de flensverbinding de dichtingsring juist is gepositioneerd en dat de momentsleutel bij het aandraaien van de bouten zijn werk correct heeft gedaan. Als dat al niet het geval is, is het hek immers helemaal van de dam en zijn spleetvormige openingen niet te vermijden. Maar zelfs al zijn dichtingsring en aanspanmoment in optimale staat, dan zijn er nog altijd spleetvormige openingen aanwezig tussen de flensvlakken. In de meeste gevallen is de binnendiameter van de dichtingsring immers groter dan de binnendiameter van de flenzen, met een kleine spleet aan de flensovergang tot gevolg. Maar ook aan de buitenkant is er een spleetvormige opening tussen de flensvlakken en ook in die opening kunnen allerhande ongewenste substanties binnendringen. In mijn wereld heeft een leiding altijd een binnen- “en” een buitenkant. Als we ons verder concentreren op de binnenzijde van leidingen zijn zogenaamde ‘dead-ends’ nog zo een ideale plaats voor de opstapeling van veelal ongewenste substanties. Dead-ends zijn echter ook ideaal geplaatst om een ander effect van ‘hoekjes en kantjes’ te illustreren. Hoekjes en kantjes veranderen heel lokaal de stromingskarakteristieken. Dat kan dan gaan van een verhoogde snelheid indien opstapeling aan lasrichels tot vernauwingen leidt of indien de passage van hoekjes en kantjes tot overmatige turbulentie leidt, tot een verlaagde snelheid in ten opzichte van het stromingskanaal lager gelegen richels en zelfs tot volledige stilstand in de (uiterste diepten van) dead-ends. In industriële installaties tref je veelal beide uitersten. En dan zijn er allerhande kleppen en pompen die van de aanwezigheid van vele hoekjes en kantjes getuigen. Als de klep open staat, als de pomp in werking is, kunnen ook in hun hoekjes en kantjes dode zones ontstaan. En als kleppen gesloten zijn of pompen in stand-by staan, worden bovenop dat alles ook nog eens installatiezones gecreëerd waar stilstand een quasi-permanent gegeven is.
Trouwens, ook afzettingen creëren stilstaand medium. Indien de afzetting poreus en/of hygroscopisch is, kan bijvoorbeeld water dat gevangen is in, of zich bevindt onderaan de afzetting ook niet meer bewegen. ‘Waarom al die heisa over stilstaand medium’ vraagt u zich af? Welnu, (quasi) stilstand van water kan tot een wijziging van de zuurtegraad leiden. In bijvoorbeeld flensrichels of onder afzettingen kan deze wijziging in zuurtegraad heel lokaal zijn, waarbij het verschil in vergelijking met de zuurtegraad in het stromingsgedeelte van de leiding substantieel kan zijn. Eenzelfde verhaal geldt wat betreft het zuurstofgehalte. Omwille van de mindere mate aan turbulentie in (quasi) stilstaande gebieden, kunnen zuurstof en bij uitbreiding andere in het medium aanwezige gassen minder gemakkelijk tot in spleten, lager gelegen richels en onder afzettingen doordringen. Niet alleen zijn het zuurstofgehalte en de zuurtegraad in vele media aan elkaar gelinkt, maar wat betreft integriteit van installaties hebben zuurstofgehalte en zuurtegraad vooral gemeen dat zij in sterke mate het corrosiegedrag beïnvloeden. Als de wijzigingen in zuurtegraad en/of zuurstofgehalte lokaal optreden, betekent dit dus ook dat zij lokaal corrosie kunnen induceren of bevorderen. Een voorbeeld: Het optreden van spleetcorrosie is onlosmakelijk verbonden met gradiënten in zuurstofgehalte en/of zuurtegraad. Indien er in een spleetvormige zone bijvoorbeeld minder zuurstof aanwezig is dan buiten die zone ontstaat er over het grensgebied tussen beide zones een zogenaamde ‘zuurstofgradiënt’, hetgeen dan in heel wat gevallen aanleiding geeft tot de initiatie van corrosie, meestal daar waar het zuurstofarmere gebied begint.
Dit corrosiemechanisme is bijvoorbeeld gekend van het zogenaamde ‘Aloha’-accident in de luchtvaart, maar is in vele gevallen bijvoorbeeld ook het mechanisme dat leidt tot flensvlakcorrosie, onder-afzetting corrosie (E: under deposit corrosion) en, bij pijpenwarmtewisselaars, de aantasting van de pijpenplaat en/of de pijpen zelf indien de pijpen niet of onvakkundig zijn ‘ingerold’ in de pijpenplaat. Wat geldt voor zuurstofgradiënten geldt evenzeer voor andere chemische gradiënten, zoals bijvoorbeeld verschillen in zuurtegraad tussen in en buiten de spleet. Niet alleen kan ook hierdoor spleetcorrosie worden geïnduceerd, maar een verschil in zuurtegraad is ook het drijvende mechanisme achter bijvoorbeeld putcorrosie. Na initiatie van de putcorrosie ontstaat er geleidelijk aan een verschil in zuurtegraad tussen ‘in’ de put en ‘buiten’ de put, hetgeen, samen met andere mechanismen, tot het sneller en sneller invreten van de putcorrosie aanleiding geeft. De hiervoor beschreven effecten gaan op voor alle gelijkaardige gradiënten die kunnen ontstaan in een installatie, dus ook als er helemaal geen afzettingen aanwezig zijn; wat telt is de aanwezigheid van de gradiënt en ook zonder afzettingen zijn er allerhande spleten, kiertjes, hoeken en kanten in een installatie aanwezig. Als er afzettingen mee een rol gaan spelen, wordt het risico alleen maar hoger. Voor welke afzettingen u het meest moet vrezen, is enigszins sectorafhankelijk. In de voedingssector kunnen we denken aan vet- en voedingsresten, in waterleidingen gaat het o.a. over calcaire afzettingen en soms ook zoutafzettingen (die de situatie omwille van hun ionisch gedrag veelal lokaal nog meer verergeren), in rioleringen … daar ga ik niet over uitweiden, maar daar is er alleszins heel veel microbiologisch leven.
Microbiologisch leven is niet alleen in onze rioleringsstelsels een uitdagend gegeven, maar ook in vele andere installaties zetten zich soms microbiologische kolonies af. Een klassiek voorbeeld zijn sprinklerinstallaties, waar vooral de zogenaamde ‘open installaties’ wel eens bezoek krijgen van microbacterieel leven. Zonder hier verder over uit te wijden, maar vele types microbacteriën kunnen het optreden van corrosie een handje helpen, hetgeen dan wordt bedacht met de term ‘microbiologisch beïnvloede corrosie’, of in het Engels ‘Microbiologically Influenced Corrosion (MIC)’. En wat is er dan ideaal om microbiologisch leven zich letterlijk te laten verankeren in uw leidingen en installaties? Juist ja, richels, hoekjes, kantjes en andere oneffenheden. Net zoals het risico op corrosie alom aanwezig is, is er dus in elke installatie het risico op afzettingen. Slechts in heel specifieke gevallen kunnen afzettingen van nut zijn – zoals bijvoorbeeld een goed hechtend, dun en uniform kalklaagje in waterleidingen – maar meestal moet het optreden van afzettingen ten alle prijze worden vermeden. En als afzettingen zich toch hebben gemanifesteerd, moeten ze veelal worden geëlimineerd. Hoe dat dan best in uw installaties gebeurt? Daarover laat ik graag de collegae redacteurs van ALURVS.nl aan het woord.
Tot daar het ‘in’, maar wat dan met het ‘buiten’? Zoals ik hiervoor al aangaf, heeft een leiding vanuit mijn standpunt als corrosiespecialist immers steeds een binnen- ‘en’ een buitenkant. Ook aan de buitenkant is het vermijden van richels, hoekjes en kantjes een noodzaak; ook daar kunnen vocht en allerhande afzettingen zich opstapelen. Net zoals bij het vermijden van richels, hoekjes en kantjes aan de binnenzijde spelen ook aan de buitenzijde het ontwerp, gedegen lasprocedures, een goede uitvoeringspraktijk en gedegen inspecties een belangrijke rol. In quasi alle gevallen is er echter één groot verschil: aan de buitenzijde heersen er heel andere omgevingsparameters dan aan de binnenzijde en dus zijn er vanuit het standpunt van corrosie heel andere risico’s aan de buitenzijde vergeleken met de binnenzijde. In heel wat gevallen is het zelfs zo dat het corrosierisico aan de buitenzijde hoger is dan aan de binnenzijde, bv. als er doorheen de leiding een medium stroomt dat als niet-corrosief wordt beschouwd. Wat betreft risicofactoren aan de buitenzijde wil ik er hier graag één specifiek uithalen, die echter niet voor alle installaties geldt: de aanwezigheid van isolatie. Als de isolatie vochtig komt te staan, gaan de poppen aan het dansen. Dat isolatiebeplating daarbij de penetratie van vocht tot in de isolatie zou vermijden, is een fysische utopie.
Zelfs als de isolatiebeplating 100% correct zou zijn geplaatst en in een perfecte staat zou worden gehouden, bestaat er nog zoiets als luchtvochtigheid. Afhankelijk van temperatuur en vochtigheidsgraad kan en zal luchtvochtigheid tijdelijk of permanent condenseren. Het optreden van zogenaamde Corrosie-Onder-Isolatie (E: Corrosion Under Insulation (CUI)) is daardoor moeilijk te vermijden. De isolatie kan in die situatie zelfs als een ‘afzetting’ op zich worden beschouwd. Om CUI te vermijden worden installaties dan aan hun buitenzijde veelal eerst voorzien van een organische coating of een laag van zogenaamde ‘TSA’ (Thermisch opgespoten aluminium). Als die extra bescherming om één of andere reden echter wordt doorbroken, kan het spleetcorrosie-effect omwille van de aanwezigheid van isolatie alsnog in actie schieten. Bovendien ga ik er dan nog braaf van uit dat die isolatie helemaal proper is en geen corrosie-inducerende elementen bevat (bijvoorbeeld chloride- of sulfaationen). Het zou echter niet de eerste keer zijn dat tijdens een shutdown & turnaround de afgenomen isolatie in ‘niet-zo-propere’ omstandigheden wordt opgeslagen om nadien te worden teruggeplaatst. Nu, in voorgaande gingen we er dan nog vanuit dat de isolatiebeplating volledig correct en gesloten was geplaatst.
Hoe moeilijk het is om aan hoekjes en kantjes de isolatie en haar beplating correct te plaatsen, daar kan ik nog vele tekeningen bij maken. Elk hoekje of kantje dat niet juist zit, kan het hemelwater in de isolatie toelaten. En zo ontstaat opnieuw een risico van afzettingen allerhande, vanuit in het water onopgeloste materie tot opgeloste ionen die hercombineren en deze keer aan de buitenzijde en op uw installatie neder dalen. De onopgeloste materie, dat zou zand kunnen zijn. Of, afhankelijk van welk type installatie het betreft en waar ze staat, misschien zelfs restanten koeienvlaai. Ik reken er alleszins op dat u vanaf nu de aanwezigheid van alle richels, hoekjes en kantjes ‘aan de binnen- EN de buitenzijde’ van uw installaties zoveel als realistisch mogelijk vermijdt. Hoe minder er zijn, hoe lager de corrosierisico’s in het algemeen en hoe lager het risico dat corrosie-inducerende afzettingen u als extratje met hun aanwezigheid komen verblijden. Tijdens onze strandvakantie nemen we het er met plezier bij, dat gekriebel van het zand tussen onze tenen, extra spoelbeurt inbegrepen. Of dat voor uw installaties ook een goed idee is, valt echter te betwijfelen. Pro-activiteit is hier aangewezen. Of anders uitgedrukt: Wij lopen rond met zand tussen onze tenen, maar enkel struisvogels steken ook hun kop in het zand.