Roest verwijderen
Roestvast staal is niet roestvrij. Roestvrij zijn is voorbehouden aan edele metalen zoals goud en platina; die kunnen niet roesten of beter gezegd niet corroderen. Roestvast staal daarentegen gedraagt zich edel dankzij een gesloten oxidehuid maar als die bezwijkt, dan is corrosie meestal onontkoombaar. Daarom dient men het 'roestvast staal' te noemen en geen roestvrijstaal. Wel mag gesteld worden dat roestvast staal onderhoudsarm is, echter, dat houdt wel in dat er een bepaald beleid gevoerd moet worden om corrosie te voorkomen.
Chroomoxidehuid
Roestvast staal geniet een zeer goede weerstand tegen corrosie mits men aan de voorwaarden voldoet. Dat houdt dan gelijk in dat dit materiaal niet onderhoudsvrij is maar wel onderhoudsarm. M.a.w. het materiaal vereist toch het nodige onderhoud wil het optimaal blijven presteren. Roestvast staal bestaat bij gratie van de aanwezigheid van zuurstof dat in de atmosfeer voldoende aanwezig is. Zuurstof zal met het aanwezige chroom, dat in het metaal in voldoende mate aanwezig is, een dichte chroomoxidehuid vormen die voor de vereiste passiviteit ofwel corrosiebestendigheid moet zorgen. Deze huid is uitzonderlijk dun maar het is wel in staat om waterige milieus niet in contact te laten komen met het onderliggende metaal. Dit is in feite het geheim dat roestvast staal in principe niet roest c.q. corrodeert. Maar dit houdt tegelijkertijd in dat zuurstof uit de lucht het roestvast staaloppervlak moet kunnen bereiken. Zo blijkt dat roestvast staal wel een mensenleven mee kan indien je de regels eerbiedigt die daarvoor gelden. De uitdrukking ‘roestvast staal kan niet roesten’ die men nog wel eens hoort, is dus een aanvechtbare stelling die op zich wel klopt indien het materiaal op een juiste wijze wordt gebruikt en behandeld.
Under deposit corrosion
Roestvast staal moet a.h.w. kunnen ademen om zijn passieve chroomoxidehuid in goede conditie te houden. Dat betekent dat bepaalde vuilafzettingen en slakresten, die aanwezig zijn op het oppervlak, grondig verwijderd moeten worden. Een bekend probleem is dat corrosie een aanvang neemt onder dergelijke depositiën en dat wordt ook wel ‘under deposit attack’ genoemd. Vooral in diepere poriën zet zich gemakkelijk vuil af en zodra er chloriden in het spel zijn, kruipen deze agressieve ionen diep onder dit vuil door om zo het oppervlak aan te tasten. Dit is vooral het geval indien het oppervlak geschuurd of geslepen is want zo’n oppervlak biedt volop ruimte voor vuilafzettingen.
Chloor behoort tot de halogenen en dat zijn zoutvormers hetgeen betekent dat zij metaalchloriden willen vormen en dat zijn corrosieproducten. Zuurstof, afkomstig uit de lucht, zorgt ervoor dat de oxidehuid in goede conditie blijft. De zuurstofmoleculen zijn echter qua volume vele malen groter dan de chloriden waardoor er onder de vuilafzetting verhoudingsgewijs te weinig zuurstof kan komen om voor voldoende passiviteit te zorgen. Chloriden kunnen daar dankzij hun geringe omvang wel komen waardoor het materiaal wordt aangetast en dat noemt men dus per definitie ‘under deposit attack’ of ‘under deposit corrosion’. Schematisch is dat in deze afbeelding te zien. De corrosieproducten die ontstaan, hebben meer ruimte nodig waardoor deze gaan uitbloeden. Op deze wijze zal er op het oppervlak vliegroest ontstaan. Dat betekent contaminatie c.q. besmetting van het oppervlak en dat moet grondig verwijderd worden om erger te voorkomen.
Organische zuren
De ontstane corrosie is basisch van aard en daarom gebruikt men gewoonlijk een oplossing van het anorganische fosforzuur om dit te verwijderen. Men baseert zich dan op de scheikundige wet ‘zuur + base → zout + water’. Toch blijken hieraan risico’s te zijn verbonden omdat dit zuur ook dusdanig corrosief kan zijn. Bij verkeerd gebruik kan zelfs het roestvast staal aangetast worden. Daarom pleit ik voor organische zuren die in principe niet agressief zijn voor roestvast staal. Dit is de kracht van het product Innosoft B570® wat een organisch zuur bevat dat roest snel doet oplossen. Bovendien zijn er tensiden in dit product aanwezig die de oppervlaktespanning sterk laat dalen waardoor het middel ook nog eens diep in de poriën kan ‘afdalen’ om daar het vuil en eventuele corrosieproducten op te lossen. M.a.w. dergelijke poriënbodems kunnen weer in contact komen met zuurstof die de passiviteit ter plaatse kan herstellen.
Vliegroest
Een bekend begrip is vliegroest en dat is in feite besmettingscorrosie ofwel contaminatie veroorzaakt door minuscule kleine ijzerdeeltjes. Deze deeltjes komen in de lucht door bepaalde industriële processen of in de buurt van spoorwegen. Vooral in de buurt van hoogovens is dit een bekend probleem. Deze ijzerdeeltjes blijven ‘plakken’ wanneer condens ontstaat op roestvast staal. Door hun anodisch gedrag gaan deze deeltjes snel in oplossing. Dat geeft hinderlijke bruine plekjes die bovendien ter plaatse het roestvast staal oppervlak activeren.
Maritiem milieu
Vooral in maritieme milieus heeft men behoorlijk last van ‘under deposit corrosion’ en dat komt omdat men daar van doen heeft met aerosolen. Dit zijn uiterst kleine druppeltjes zeewater die tijdens hun vlucht snel indampen vanwege een ongunstige V/O verhouding. M.a.w. een groot oppervlak t.o.v. een klein volume laat het aanwezige water in dit druppeltje relatief snel verdampen. Het gevolg is dat deze druppeltjes in korte tijd een hoger chloriden- en zoutgehalte krijgen waardoor zij steeds corrosiever worden. Deze druppeltjes landen ook op het roestvast staal en daar drogen ze verder in. Na het indrogen laten ze kleine zoutafzettingen achter op het oppervlak. Vooral gedurende de nacht ontstaat condensatie waardoor dit zout weer in oplossing gaat zodat zo’n plekje weer opnieuw corrosief wordt belast. Op de afbeelding ziet men een AISI316 schakelkast in de buurt van de kustlijn die na twee jaar gebruik ernstig was aangetast door aerosolen.
Hier ziet men hoe betrekkelijk de weerstand is van roestvast staal in maritieme milieus. Vaak hoort men dat roestvast staal AISI316 een zeewaterbestendige kwaliteit is maar dat blijkt dus behoorlijk aanvechtbaar. Roestvast staal AIS316 presteert goed in zeewater mits het ondergedompeld is in koel, schoon en belucht zeewater. Vooral boven de waterlijn dreigen de gevaren.
Het RVS oppervlak
Ook het oppervlak speelt een grote rol want hoe gladder het oppervlak hoe minder men last heeft van aantasting door aerosolen. Vooral geslepen en geschuurde oppervlakken hebben last van ‘under deposit corrosion’ omdat in de fijne groeven vuil gaat zitten waar chloriden zich onder kunnen gaan nestelen. Dat verklaart ook dat gepolijste componenten op een jacht veel langer mooi blijven.
Een eigenaar van een zeewaardig cruiseschip had besloten al zijn railingwerk van gepolijste RVS 316 buizen te vervangen door geslepen buizen met korrelgrootte 320 omdat de gepolijste buizen zo hinderlijk schitterden in de zon. Zowel de bemanning als de klanten hadden daar behoorlijk veel last van. Na enkele maanden zag men dat de buizen allemaal bruin werden waardoor de bemanning met schuursponsjes het railingwerk weer moest reconditioneren. Maar zodra men aan het eind kwam kon men weer van voren af aan beginnen. De eigenaar van het schip was er overtuigd dat de leverancier hem stiekem had benadeeld door roestvast staal AISI304 te leveren i.p.v. 316 maar na controle bleek dat echter niet het geval te zijn. De enige oplossing was het geheel weer vervan- gen door gepolijste buizen. Hieruit blijkt wat een grote rol de oppervlaktegesteldheid heeft t.a.v. de uiteindelijke corrosiebestendigheid.
Reinigen van de poriën
Het zal inmiddels duidelijk zijn dat het van groot belang is dat de poriën ontdaan worden van vuilafzetting om zo zuurstof de kans te geven het roestvast staal afdoende passief te houden. Dit blijkt echter in de praktijk lastiger dan men veelal denkt. De oppervlaktespanning van reinigingsproducten is veelal te hoog om diep in de poriën af te kunnen dalen. Het medium hangt a.h.w. over de toppen heen van de microscopisch kleine onregelmatigheden en in de afbeelding is dit schematisch weergegeven. M.a.w. de vuilafzettingen blijven gewoon aanwezig in de poriën en daarmee ook het gevaar van ‘under deposit corrosion’.
Daarom moeten stoffen in het reinigingsmiddel worden toegevoegd om deze oppervlaktespanning c.q. contractie dusdanig te verlagen dat dit middel het aanwezige vuil kan bevochtigen teneinde het op te lossen. Dergelijke middelen noemt men tensiden; op deze afbeelding ziet men een schematische voorstelling van dit fenomeen.
Het gevolg is duidelijk want het roestvast staal kan a.h.w. op die plaatsen weer ademen om een afdoende passiviteit op te bouwen van de oxidehuid. Daarom zijn professionele reinigingsproducten voorzien van dergelijke tensiden. Toch blijft er een probleem bestaan en dat is de moeilijke verwijderbaarheid van roestproducten. Dat vraagt namelijk een andere aanpak.
Verwijderen van roest
De chemische samenstelling van roest is veelal ijzerhydroxide en dat betekent een basische substantie. In de scheikunde is een bekende wet die luidt: base + zuur → zout + water. M.a.w. men dient een zure substantie te gebruiken om het roest in oplossing te laten gaan. Dan komt men al snel in de verleiding om bijvoorbeeld een anorganisch zuur te gebruiken zoals fosforzuur en op zich werkt dat goed. Het nadeel kan echter zijn dat het roestvast staal ook aangetast wordt vanwege de etsende werking van dit zuur. Dit gevaar is extra groot bij het ontdoen van roest op ferritisch en martensitisch chroomstaal of zodra men dit zuur te lang op het oppervlak laat zitten.
Dat is de reden dat men beter organische zuren kan gebruiken die ook wel natuurlijke zuren worden genoemd. Het reinigingsmiddel van INNOMET waarin deze zuren zijn verwerkt, betreft Innosoft B570® dat reeds jaren op de markt verkrijgbaar is. Het is zeer mild (soft) voor het roestvast staal maar hard tegen vuil en roest. Dat effect wordt verder versterkt door de aanwezigheid van krachtige tensiden die gemakkelijk de bodem van de poriën bereiken. Op deze afbeelding ziet men een gecontamineerd roestvast staaloppervlak voor en na de behandeling met dit product. Meerdere bedrijven hebben al aangegeven erg enthousiast te zijn over de resultaten.
Foto's van voor en na de behandeling met Innosoft B570® en Innoprotect B580®
Extra bescherming
INNOMET heeft een middel dat het materiaal na het reinigen extra beschermt tegen nieuwe corrosie nadat het oppervlak grondig gereinigd is zoals hierboven is beschreven: Innoprotect B580®. Dit middel laat een uiterst dun beschermlaagje achter tegen nieuwe corrosie.
De eerlijkheid gebied te stellen dat maritieme invloeden toch veelal erg corrosief zijn zodat ook dit middel zijn beperkingen heeft. Daar zijn alternatieve materialen zoals titanium dan weer echt tegen gewapend.