Highrise Design start laboratorium-testen op verschillende geboute knooppunten, om de optimale oplossing te bepalen voor ongewenste corrosie van aluminium constructie in Marine en Offshore toepassingen.  Recent is een 1.500 uur zoutsproeitest gestart op een eerste proefstuk om nader inzicht te verkrijgen in de best mogelijke oplossingen. Vaak wordt aangenomen dat Aluminium niet corrodeert. Maar eigenlijk is het juist tegenovergesteld: aluminium corrodeert ontzettend snel. Maar het specifieke proces waarin dit zich voltrekt, vormt een dunne laag aluminiumoxides. Deze vormen een beschermlaag op het materiaal. Zo wordt de rest van het materiaal beschermd tegen verdere toetreding van zuurstof. Met deze beschermlaag stopt normaliter het corrosie–proces in heel vroeg stadium.  

Galvanische corrosie 

Echter, onder bepaalde omstandigheden wordt deze ideale situatie teniet gedaan: een mechanisme bekend als Galvanische corrosie of ook wel bimetallische corrosie kan een doorzettende corrosie veroorzaken. Galvanische corrosie kan optreden zodra twee verschillende metalen in contact gebracht worden met elkaar, terwijl een elektrolyt het contactvlak bedekt. Het electro-potentiaalverschil tussen de twee verschillende metalen is de drijvende kracht achter een voortzettende corrosie-aanval. Indien aluminium hierin het meer anode is van beide metalen, lost dit proces het aluminium gestadig op in het elektrolyt. Op deze wijze corrodeert aluminium veel sneller en tot een veel verder stadium dan onder normale atmosferische condities. Met name in kuststreken, Maritieme en Offshore toepassing, waar sodium–chloride (zout) houdend water het metaal kan bedekken, word een galvanische cel gevormd. Dit kan een aanzienlijke impact hebben op de structurele integriteit van de verbindingen. 

Geboute knopen in Aluminium Constructies 

Aluminium constructies hebben vaak geboute knooppunten. Deze knooppunten moeten zorgvuldig worden ontworpen om galvanische corrosie tussen de aluminium constructie en de metalen bouten te vermijden. Maar het selecteren van de juiste materialen voor zo’n verbinding is nog niet zo eenvoudig: verschillende oplossingen hebben zowel voor– als nadelen. Een eenvoudige manier zou zijn om het gebruik van verschillende metalen geheel te vermijden door aluminium bouten in te zetten. Dit zou het probleem van galvanische corrosie inderdaad oplossen. Maar aluminium bouten zijn lang niet zo sterk als stalen bouten, waardoor zo’n oplossing al snel onvoordelig wordt met oog op ruimte en kosten. 

Het gebruik van Carbon stalen bouten is mogelijk, maar alleen als het aluminium dan volledig van de stalen bouten wordt gescheiden middels het gebruik van ringen en bussen van inerte materialen. Het nadeel van deze elementen (naast ook weer een kosten en ruimte aspect) is dat deze materialen uitdagende omstandigheden gedurende een lange levensduur moeten doorstaan. De meeste inerte materialen zijn gevoelig voor veroudering, invloed van UV straling en ijscondities. In de praktijk zijn deze materialen hier vaak onvoldoende tegen bestand, met mogelijk loskomende boutverbindingen tot gevolg. 

De meest praktische oplossing die in de laatste jaren veelvuldig wordt toegepast, is het gebruik van rvs bouten (A4 of A5 kwaliteit) direct in contact met het aluminium. De beschermende oxidelagen die zowel op het aluminium als op het rvs wordt gevormd, hebben een laag potentiaalverschil. Dit resulteert in een relatief milde vorm van galvanische corrosie van het aluminium materiaal, veelal beperkt rondom de boutkoppen. Ondanks dat dit visueel storend kan zijn, blijft de corrosie in de meeste gevallen minimaal, waardoor de structurele integriteit in orde blijft. Echter onder bepaalde omstandigheden kan zelfs deze milde vorm van galvanische corrosie toch onacceptabele corrosie veroorzaken. Met name in meer agressieve, zure omgevingen moet de galvanische corrosie beter worden tegengegaan om een acceptabele levensduur van de aluminium constructie te waarborgen. 

Metaal-geconserveerde bouten 

Een flinke verbetering is te behalen door het gebruik van speciaal geconserveerde bouten. Tegenwoordig is er een brede range van verschillende thermisch metaal–gecoate bouten voor handen in de markt. Veel van deze coatings zijn inmiddels niet meer gevoelig voor waterstof-brosheid problemen. Deze coating-systemen zijn primair gericht om de stalen bouten zelf te beschermen tegen atmosferische corrosie. Maar deze systemen openen tegelijkertijd ook een ander mechanisme: door het selecteren van een metallische coating die een zeer lage dissimilariteit heeft jegens aluminum, word took de galvanische corrosie positief bestreden. Het gebruik van Dacromet /Geomet hebben opzienbarende verbeteringen laten zien op truck-chassis die last hadden van corrosie als gevolg van de zoute condities op de winterse wegen. Een studie in Japan (2016) aan de Universiteit van Nagya gaf vergelijkbaar positieve resultaten van het gebruik van metallische coating op de bouten in knooppunten van een brug. 

Vergelijkbaar positieve resultaten zijn te verwachten in Maritieme en Offshore toepassingen. Maar de beschikbare informatie over de verschillende metallische coatingen is tot op heden alleen gericht op de bescherming van de stalen bout zelf. Er is weinig informatie beschikbaar over de galvanische interactie met aluminum. 

Zoutsproeitest  

Om beter inzicht te verkrijgen in de effectiviteit van de verschillende beschikbare coating systemen, heeft Highrise Design een serie zoutsproeitesten opgestart. Hier vergelijken we de invloed van enkele beschikbare metallische coatings op de galvanische corrosie in aluminium knooppunten. 

Twee weken geleden is een eerste testobject van geboute aluminum platen in een zoutsproeikast geplaatst bij M2 lab in Udenhout, om 1.500 uren sproeitest te ondergaan volgens ISO ISO 9227-NSS. 

Dit eerste proefstuk zak naar verwachting vergelijkingsresultaten verschaffen voor 4 verschillende aluminium verbindingen:  

  • Onbehandeld RVS bouten (A4 kwaliteit)  
  • Zn Al flake coating (Geomet 500A) 
  • Zn Al flake coating (Delta Protect KL 100) 
  • Duplex Coating (Stafa P2000) 

Dus nu wachten we uiteraard ongeduldig zeven weken op de eerste resultaten…  

.

.