Technisch Infoblad #14
Al bijna 100 jaar worden praktijktesten uitgevoerd met thermisch verzinkt staal in allerlei klimaten en omgevingen. De uitkomsten ervan, samen met de ervaringen van een groot aantal gerealiseerde projecten, geven een duidelijk beeld dat thermisch verzinkt staal vele tientallen jaren beschermd is tegen roest. Men heeft tegenwoordig echter de neiging om laboratoriumtesten te gebruiken als basis voor het voorspellen van de levensduur van een coating of product. Dat dit een nogal discutabele werkwijze is, leggen wij u uit in dit Technisch Infoblad.
OMSCHRIJVING VAN DE TEST
Bij een zoutneveltest worden monsters in een temperatuurgeregelde
kast geplaatst en continu beneveld door een zoutoplossing van 35 °C. Men registreert het totaal aantal uren dat nodig is om een vastgesteld niveau van oppervlakteroest te bereiken. Hierbij moet u bijvoorbeeld denken aan het tijdverloop dat nodig is om de eerste rode roest waar te nemen of tot het moment dat 5% van het oppervlak is bedekt met rode roest.
De zoutnevel- of zoutsproeitest, als beschreven in de ISO 9227 (zie
eventueel ook ASTM B117), bekijkt de resultaten van een x-aantal uur (tussen 24 uur en 1000 uur) durende beproeving van een geconserveerd product en vergelijkt de resultaten tussen verschillende meetmomenten/batches. Daarmee bedoelen we een kwaliteitscontrole van een specifieke coating of een specifiek product. De test is dus niet bedacht om vergelijkingen te maken met andersoortige coatings. De uitkomsten kunnen daarom op geen enkele manier worden vertaald naar een daadwerkelijke levensduurverwachting of andere conclusies op het gebied van corrosiewering.
Er is nogal een verschil tussen eigenschappen van organische deklagen (o.a. verf- en poedercoating) en die van metallieke deklagen (o.a. verzinken, vernikkelen of verchromen). Zelfs tussen de metallieke deklagen onderling is er veel verschil. Sterker nog: zelfs tussen zinklagen en zinklegeringslagen is er een groot verschil bij de uitkomsten van de zoutneveltest. Magizinc/Magnelis (een zink-aluminium-magnesium legering) is bij een zoutsproeitest superieur ten opzichte van vrijwel zuiver zink. In de praktijk echter blijkt hier helemaal niets van. Uitgaande van de resultaten van de zoutsproeitest kan daarom gemakkelijk de keuze worden gemaakt voor een ongeschikt systeem met grote herstel- en onderhoudskosten tot gevolg of anders gezegd: een groot waardeverlies.
Zoals eerder gezegd: zink staat bekend om zijn uitstekende corrosieweerstand. Dat deze eigenschap het gevolg is van de zogenaamde zinkpatina die zich vormt op het zinkoppervlak dat aan de atmosfeer is blootgesteld, is minder bekend.
Het zinkpatina wordt gevormd door zinkcorrosieproducten en bestaat vrijwel hoofdzakelijk uit zinkhydroxycarbonaat dat zich vormt door de reactie van zink met het CO2 en het vocht van de atmosfeer. De zinkpatina is een zeer dichte en ondoordringbare laag met een grote chemische stabiliteit (d.w.z. weinig oplosbaar). Pas nadat deze patina zich gevormd heeft, is thermisch verzinkt staal maximaal corrosiebestendig. Hiervoor zijn, in een gematigd klimaat als in de Benelux, enkele weken nodig. In de zoutsproeitest zijn de nat-droog cycli die noodzakelijk zijn voor een goede patinalaagvorming, niet aanwezig. Erger nog: het is er nooit droog. Daarnaast worden bijzonder hoge chloridegehalten gebruikt van 5% NaCl. De Noordzee heeft een NaCl gehalte van ca. 2,4%. Deze onrealistische laboratoriumomgeving geeft daarom een foutief beeld van de uitstekende corrosiewerende eigenschappen van thermisch verzinkt staal.
Een thermisch verzinkte deklaag die in een normale atmosfeer vele tientallen jaren bestendig is, breekt de zoutsproeitest in een paar dagen volledig af. De beste manier om het gedrag van een thermisch verzinkte deklaag te bepalen in een specifieke omgeving, is om dit gedrag met historische gegevens te vergelijken of de corrosiecategorie van het gebied te bepalen (zie ook Technisch Infoblad 10: Corrosieweerstand van thermisch verzinkt staal). Met behulp van de Zinc Coating Life Predictor op www.zinkinfobenelux.com kunt u een berekening uitvoeren van de periode tot het eerste onderhoud voor een gegeven locatie.
Waarom wordt de test dan toch gevraagd? Enerzijds komt dit door de bekendheid van de testmethode. De voorloper van de ISO 9227 stamt al uit 1976 en een zoutnevelkast is een vrij standaard product die in veel materiaallabs beschikbaar is en de kosten voor de test vallen alleszins mee. In geval van continu verzinkte of elektrolytisch verzinkte seriematige producten (kortom producten met zeer dunne zinklagen) kan bijvoorbeeld worden beproefd of de verschillende toeleveranciers gelijkwaardige producten leveren op gebied van conservering. Ook is er een lineair verband tussen de laagdikte en de tijd tot vorming van 5% rode roest. Laagdikteverschillen op het oppervlak van het product kunnen vrij gemakkelijk door uitvoering van de test worden opgespoord. Daarnaast is het vaak in een opdrachtspecificatie opgenomen dat er een minimum aantal uren tot rode roest als voorwaarde geldt. Dit alles is dus niet bedoeld voor discontinu thermisch verzinkt staal.
EN ISO 1461
Door thermisch verzinken aangebrachte deklagen op ijzeren en stalen voorwerpen - Specificaties en beproevingsmethoden.
EN ISO 14713 deel 1
Zinken deklagen - Richtlijnen en aanbevelingen voor de bescherming van ijzer en staal in constructies tegen corrosie - Deel 1: Algemene ontwerpbeginselen en corrosieweerstand.
ISO 9227
Corrosiebeproeving in kunstmatige omgevingen – Zoutsproeibeproeving
ASTM B117
Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus
TECHNISCH INFOBLAD 10
Corrosieweerstand van thermisch verzinkt staal