Wat is filiforme corrosie?
Volgens VOM en Vereniging ION is de definitie: “Filiforme corrosie is een draadvormige vorm van corrosie dat zich hoofdzakelijk voordoet op gelakt aluminium. Het fenomeen begint vanuit plaatsen waar geen, dan wel onvoldoende, lak aanwezig is zoals zaagkanten, stansgaten, beschadigingen en vanuit scherpe randen met onvoldoende kantendekking. Door met grote nauwkeurigheid de verschillende processtappen, genoemd in onderstaande aandachtspunten, uit te voeren, kan men de kans op het ontstaan van filiforme corrosie tot een minimum beperken.” De wetenschappelijke definitie volgens Sciencedirect is: “The filament progresses from the cathodic site, which is the source of the oxygen to the anode, which is the head and where the surface dissolution of aluminium and the formation of corrosion products Al(OH)3 take place. The main parameters governing filiform corrosion are: alloy compositions, scalping of ingots and billets, heat treatments, condition of the metal surface layer, relative humidity (RH), temperature, grinding, etching and preliminary surface treatments.”
Ook Ludo Appels (directeur Compri Coating Service) geeft aan dat hij in een inventarisatie van schadegevallen van de afgelopen 25 jaren ziet dat corrosie altijd ontstaat uit “onbedekte” plaatsen: snijranden, verstekhoeken, watergaten, scherpe randen en boorgaten. Hij heeft in al zijn jaren nog nooit filiforme corrosie zien ontstaan vanuit het midden van een profiel of plaat. Verder ziet men filiforme corrosie in het algemeen meer terug op extrusielegering dan op plaatlegering. Zie tevens afbeelding 1: voorbeelden filiforme corrosie (bron: website Comham Holland). Ook is het belangrijk voor architecten om reeds in het ontwerp van de constructie rekening te houden met mogelijke bronnen voor corrosie. Een goed voorbeeld volgens Ludo Appels is een project voor balkonhekken waar een verticale balustrade van aluminium voorzien werd van een horizontale leuning. Hier ontstond corrosie enkel op de verticale onderdelen. Terwijl alles op dezelfde dag gecoat was en voorzien van een identieke voorbehandeling. De oorzaak zat onder andere op randen die niet waren afgehoekt en de leuning werd gemonteerd in een fries met schroef die niet was afgekit. Dit alles in een C5 corrosieomgeving nabij de kust met dus corrosie als gevolg. Zie ook ter illustratie afbeelding 2: Voorbeelden constructie ontwerpen met verhoogd corrosie risico.
Afbeelding 1: Voorbeelden filiforme corrosie (bron: website Comham Holland, 2023)
Afbeelding 2: Voorbeelden constructie ontwerpen met verhoogd corrosie risico
Toename gerecycleerd aluminium
Alle bedrijven in Europa staan voor dezelfde uitdaging. Er komt steeds meer gerecycleerd aluminium op de markt onder impuls van duurzaamheid, circulaire economie, ecologische voetafdruk etc. Kenmerkend voor dit type aluminium ten opzichte van primair aluminium is dat er vaak verhoogde waardes zink (Zn) en koper (Cu) aanwezig zijn, tot wel 5x, hoewel het dan nog steeds aan de legeringsnorm voldoet (zie tabel 1). Sinds de intrede van gerecycled aluminium constateert men bij de keuringlaboratoria (bijv. Qualicoat-keuringen) een toename van slechte corrosietesten (zoutsproeitest en FFC-test).
Tabel 1: Voorbeeld legeringselementen gerecycleerd aluminium versus primair aluminium
De chemische voorbehandeling van aluminium, volgens “seaside” specificaties, is destijds gebaseerd op het feit dat dieper beitsen (> 2g/m²) de storende legeringselementen zoals koper en zink zou verwijderen of toch minstens naar een aanvaardbaar niveau zou brengen. De corrosieweerstand van gecoat aluminium zou daarmee aanmerkelijk beter worden. Om te zien of met deze verandering in aluminium volstaan kan worden met een identiek chemisch voorbehandelproces, zoals dat sinds vele jaren voor primair aluminium wordt gevoerd, namen AD Chemicals en Compri Coating Service de proef op de som door een uitgebreid testtraject te starten. Dit waren de uitgangspunten:
- Primair en gerecycleerd aluminium tezamen voorbehandeld met dezelfde badparameters, concentraties, behandelingstijden, temperaturen
- Beiden met dezelfde beitsafdracht (seaside voorbehandeling > 2g/m²)
- Beiden gemoffeld in dezelfde oven volgens moffelcyclus van de poederfabrikant
- Alle stalen tegelijk in dezelfde zoutsproeikast
Afbeelding 3 geeft de resultaten na 1000 uur zoutsproeitest (AAST) weer, waarbij duidelijk te zien is dat gerecycleerd aluminium een minder resultaat geeft. Dit onderzoek toont aan dat niet uitsluitend de concentratie aan koper en zink van doorslaggevende aard is, maar eerder ook de verhouding tot elkaar. Wanneer deze beide elementen samen in verhouding van 1 : 1 aanwezig zijn in de legering blijft de corrosiewering goed. Wanneer deze verhouding uit verband is, dan zijn de resultaten van een zoutsproeitest aanmerkelijk minder. Dit wordt inmiddels ook bevestigd vanuit de wetenschap.
Afbeelding 3: Testresultaten 1000 uur AAST
Uit eerder onderzoek van AD Chemicals is reeds gebleken dat beitsen een belangrijk onderdeel is voor het verbeteren van de kwaliteit van voorbehandelen op gerecycleerd aluminium. Daarom zijn in de vervolgstap van het onderzoek testen uitgevoerd op gerecycleerd aluminium met één wijziging in het behandelingsproces, de beits. Daarvoor werden diverse stalen onderzocht, zie tabel 2, waarbij te zien is dat het testmateriaal de maximaal toegelaten hoeveelheid koper bevat. Daarnaast is de zinkwaarde zeker niet 1:1. Dit is een veel gebruikte manier vanuit extrudeurs om de effecten te compenseren.
