Roest gelegeerd staal in water?
Het hangt ervan af welke legering. Het woord legering betekent eenvoudigweg een metaal dat uit twee of meer elementen bestaat. Het omvat dus zowel koolstofstaal, laaggelegeerd staal, roestvrij staal als koperlegeringen, en hun gedrag in water is heel verschillend. Koolstofstaal en laaggelegeerd staal, zoals Q235B of A106 klasse B dat wordt gebruikt voor gelaste buizen, zijn meestal ijzer en zullen in water roesten, omdat ijzer reageert met opgeloste zuurstof om gehydrateerd ijzeroxide te vormen. Roestvrij staal bevat minimaal ongeveer 10,5% chroom en vormt een dunne passieve chroomoxidefilm die bestand is tegen roest zolang de film intact blijft. De beslissende factoren zijn het legeringsgehalte van het staal en de agressiviteit van het water, niet het woord legering op het etiket.
Waarom sommige legeringen waterbestendig zijn en andere niet
Corrosie in water is een elektrochemisch proces. Het staaloppervlak laat ijzerionen vrij op anodische plaatsen, zuurstof verbruikt elektronen op kathodische plaatsen en het resulterende oxide is roest. Alles wat een van beide reacties vertraagt, vertraagt de corrosie.
Chroom: boven ongeveer 10,5% in vaste oplossing vormt het een passieve film en neemt de corrosiesnelheid scherp af. Dit is de basis van elk roestvrij staal.
Molybdeen: verbetert de weerstand tegen putjes in water dat chloriden bevat. Daarom presteert 316L beter dan 304 in gechloreerd of brak water.
Nikkel: stabiliseert de austenitische structuur en verbetert de taaiheid en algemene corrosieweerstand.
Zink- of aluminiumcoatings: fungeren als barrière en als opofferingsanode, zodat het staal beschermd wordt, zelfs als de coating bekrast is.
Koolstof: verhoogt de sterkte en hardheid maar geeft geen corrosievoordeel, en een hoger koolstofgehalte vermindert de lasbaarheid en taaiheid.
Leidingmaterialen in de watervoorziening
| Materiaal | Typische standaard | Gedrag in water |
|---|---|---|
| Koolstofstaal zoals Q235B, A106 klasse B en A53 | GB/T 3091, ASTM A106, ASTM A53 | Roest in water; vereist galvaniseren, coaten of kathodische bescherming |
| Laaggelegeerd staal zoals 16Mo3 en 13CrMo4-5 | EN 10216-2 | Corrosiebestendigheid vergelijkbaar met koolstofstaal; de legering is bedoeld voor sterkte bij hoge temperaturen, niet voor water |
| Gegalvaniseerd koolstofstaal | GB/T 13912, ASTM A153 | Goede bescherming voor jaren, maar het zink wordt na verloop van tijd sneller verbruikt in zacht of zuur water |
| Austenitisch roestvrije typen 304 en 316 | ASTM A312, EN 10216-5 kwaliteiten 1.4301 en 1.4404 | Bestand in zoet water; risico op putvorming bij chloriden, daarom heeft het molybdeenhoudende type de voorkeur in gechloreerd of brak water |
| Duplex roestvrij | ASTM A790 | Hoge weerstand tegen chloride-putvorming en spanningscorrosie in agressief water |
| Koperlegering | ASTM B88, ASTM B111 | Bestand tegen zoet water, maar kan in bepaalde wateren last hebben van putjes en kost meer |
Waterchemie, temperatuur en stroming
Hetzelfde staal kan tientallen jaren meegaan in het ene water en binnen enkele maanden bezwijken in het andere. Het chloridegehalte veroorzaakt putvorming in roestvrij staal. Opgeloste zuurstof veroorzaakt corrosie van koolstofstaal, dus ontlucht water is veel minder agressief dan belucht water. De temperatuur verhoogt de meeste reactiesnelheden en vermindert de zuurstofoplosbaarheid. Daarom zijn warmwatercircuits vaak agressiever dan koude. Een lage pH en opgeloste kooldioxide tasten gegalvaniseerde coatings aan en verbruiken het zink. Stagnerende omstandigheden bevorderen spleetcorrosie en aantasting onder afzettingen, terwijl een hoge stroomsnelheid erosiecorrosie veroorzaakt, vooral in koperlegeringen en in gecoate buizen. Een zeer lage snelheid is even schadelijk, omdat hierdoor afzettingen in de muur kunnen ontstaan.
Selectie- en beschermingsbegeleiding
Voor gewoon gemeentelijk koud en warm water wordt gegalvaniseerd of gecoat koolstofstaal, koper of een goedgekeurd kunststofsysteem gebruikt, en de keuze volgt de lokale waterkwaliteit- en loodgietersvoorschriften.
Voor industriële koelwater- en bluswaterleidingen zijn gecoate koolstofstalen buizen met beschermde verbindingen normaal gesproken de economische oplossing.
Voor gedemineraliseerd en zeer zuiver water verdient roestvrij of duplex roestvrij water de voorkeur, omdat zeer zacht, zuiver water verrassend agressief kan zijn voor koolstofstaal.
Voor elk systeem dat nat en ongeverfd blijft, selecteert u het materiaal op chloridegehalte, temperatuur en zuurstofniveau in plaats van op het woord legering.
Bescherm altijd afgesneden uiteinden, schroefdraad en lasnaden, omdat dit de plaatsen zijn waar corrosie begint.
Veelgestelde vragen
Vraag: Roest gelegeerd staal in water?
Ja. Laaggelegeerde staalsoorten zoals 16Mo3 of 13CrMo4-5 zijn gelegeerd voor sterkte bij hoge temperaturen, niet voor waterbestendigheid, en ze roesten in water, net als koolstofstaal. Alleen legeringen met voldoende chroom, zoals roestvrij staal, zijn bestand tegen roest in water.
Vraag: Waarom roest roestvrij staal niet in water?
Roestvrij staal bevat minimaal ongeveer 10,5% chroom, dat een passieve chroomoxidefilm op het oppervlak vormt. De film herstelt zich als er krassen op komen, zodat het staal helder blijft zolang de film niet wordt afgebroken door chloriden of oppervlakteverontreiniging.
Vraag: Zijn roestvrijstalen buizen altijd de beste keuze in water?
Nee. Austenitische soorten kunnen last krijgen van putvorming in gechloreerd of brak water, en duplex of hogere legeringen zijn nodig in agressieve omstandigheden. Gecoat koolstofstaal is vaak de betere economische keuze in behandeld water.
Vraag: Kan gegalvaniseerde buis in water roesten?
Ja, maar langzamer. De zinklaag offert zichzelf op om het staal te beschermen en wordt geleidelijk verbruikt. In zacht, zuur water of water met een hoog chloridegehalte wordt het sneller verbruikt en begint de buis te roesten zodra de coating verdwenen is.
Vraag: Welk metaal is het beste voor drinkwaterleidingen?
De keuze hangt af van de lokale waterkwaliteit en sanitaire voorschriften, en gebruikelijke oplossingen zijn onder meer gegalvaniseerd staal, roestvrij staal, koper en goedgekeurde kunststoffen. Waar het om gaat is dat het materiaal is goedgekeurd voor drinkbaar gebruik en dat verbindingen en snijpunten worden beschermd.
Vraag: Maakt meer koolstof staal corrosiebestendiger?
Nee. Koolstof verhoogt de sterkte en hardheid, maar biedt geen bescherming tegen corrosie. Corrosiebestendigheid in staal komt van chroom en andere legeringselementen, of van een coating zoals zink.
