Filiforme corrosie op aluminium

Filiforme corrosie op aluminium was in het verleden een groot probleem. Inmiddels is dit probleem door adequaat handelen van de gevelindustrie een zeldzaamheid geworden. Door het verbod op Chroom-6 zijn echter nieuwe voorbehandelingsmethoden noodzakelijk. Chroomvrije voorbehandelingen bieden een goed alternatief, maar er heerst onduidelijkheid over de kwaliteit van dit soort behandelingen, specifiek met betrekking tot het voorkomen van filiforme corrosie. Hierdoor is pre-anodiseren een regelmatig gehoord advies. Deze methode brengt echter een latent risico met zich mee: putcorrosie.

Filiforme corrosie (FFC) is een draadvormige corrosie die begint op plaatsen waar geen of onvoldoende lak zit. Bijvoorbeeld zaag- en knipkanten, niet afgesloten profielverbindingen en onvoldoende laklaagdikte als gevolg van te scherpe afrondingen aan profielen en beschadigingen. Een belangrijke elektrolyt (een element dat de actie/reactie in gang zet) voor initiatie van FFC is chloride, maar ook metalen zoals lood, zink en ijzer.

Ware plaag

Eind jaren 80, begin jaren 90 van de vorige eeuw ontwikkelde FFC zich tot een ware plaag in de gevelindustrie. Niet dat de kwaliteit van de aluminium constructies er op achteruit gingen, maar esthetisch gaf het wel bezwaren. Het probleem met FFC nam zulke vormen aan dat sommige architecten en onroerendgoedeigenaren besloten om geen gelakt aluminium meer toe te passen in nieuw te bouwen projecten. Iedereen gaf elkaar de schuld ervan, omdat eigenlijk niemand wist wat hier precies aan de hand was. Niet geheel terecht kregen de coatingbedrijven de zwarte piet toegeschoven en werden zij opgezadeld met claims die hun omzet op de projecten vele malen te boven ging.

Twee soorten corrosie

Uit allerlei onderzoeken die in gang werden gezet, kwam vrij snel de conclusie dat er sprake was van twee verschillende soorten corrosie: filiforme corrosie en corrosie door onthechting. Een belangrijk verschil tussen de twee is de vorm; het eerstgenoemde is draadvorming, terwijl het laatstgenoemde blaasvormig is. Een ander fundamenteel verschil tussen beide fenomenen is dat door het ontstaan van FFC de laklaag van het substraat losgedrukt wordt, terwijl bij blaasvorming en onthechting eerst de laklaag los raakt, waarna zich de corrosie vormt. Precies omgekeerd dus.

Oorzaken FFC

Een belangrijke oorzaak van FFC was de legering. Veel toegepast aluminium bevatte zo veel elementen, zoals koper en lood, dat deze niet meer binnen de norm van 6060 en 6063 pasten. (Dit zijn Amerikaanse waarin de samenstelling van de aluminium legeringen worden voorgeschreven.) Beide elementen, koper voorop, waren aanstichters van corrosieproblemen. Ook de constructie speelde een rol. Bijvoorbeeld te scherpe afgeronde hoeken, waardoor er niet of nauwelijks dekking van de coatinglaag op de scherpe kanten verkregen werd; profielverbindingen die niet waterdicht afgekit werden; of bevestigingsmaterialen van verzinkt staal of RVS met zo veel koper in de legering, dat contactcorrosie de eerste aanzet was tot de vorming van FFC.

Praktijkaanbeveling

Toen deze kennis langzaam aan de oppervlakte kwam, werd er op initiatief van een toonaangevend coatingbedrijf in Nederland een Nederlands-Belgische werkgroep gevormd, die midden jaren 90 via het Aluminium Centrum de “Praktijkaanbeveling ter vermindering van de kans op filiforme corrosie” introduceerde. De werkgroep bestond uit vertegenwoordigers van de aluminiumindustrie, gevelindustrie en coatingbedrijven uit beide landen. In 2011 zijn de aanbevelingen herzien en opnieuw uitgegeven door het Aluminium Centrum. Deze aanbevelingen werden door de hele industrie goed opgepikt en de corrosieproblemen reduceerden tot ongeveer 15% van wat het was. FFC was geen probleem meer, maar een fenomeen dat zich zo nu en dan nog eens voor deed.

Chroomvrije voorbehandeling

Ten tijde van de introductie van de eerder genoemde praktijkaanbevelingen kwamen de chroomvrije voorbehandelingen in opkomst. Dit had te maken met de milieu- en gezondheidsrisico’s die het gebruik van Chroom-6 met zich meebracht. Een verbod op het gebruik van Chroom-6 was dan ook aanstaande, en is dit jaar definitief van kracht geworden. Deze chroomvrije systemen zijn gebaseerd op titaan, zirkoon of een combinatie van die twee, gecombineerd met een polymeer.

Gelijkwaardige kwaliteit

Er bestaan publicaties van adviserende instanties waarin word aangegeven dat deze voorbehandelingsmethoden, door het zogenaamd ontbreken van corrosiewerende eigenschappen, een aderlating in kwaliteit zouden zijn, specifiek als het gaat om het voorkomen van FFC. Dit is alleen niet waar. Chroomvrije voorbehandelingsystemen krijgen pas een Qualicoat goedkeuring (kwaliteitslabel voor de coating van aluminium producten) als aangetoond is dat deze tenminste gelijkwaardig zijn aan voorbehandelingen op basis van Chroom-6. Dit geldt voor zowel laboratoriumtesten, waaronder de zure zoutsproeitest en de FFC-test, alsook twee jaar buitenexpositie onder zware maritieme omstandigheden.

FFC-test

De FFC-test, ook wel Lockheed-test genoemd naar de uitvinder ervan, geeft een betrouwbare indicatie over de bestendigheid van een coatingsysteem, inclusief voorbehandeling, tegen FFC. Aan elke nieuwe proefserie chroomvrije systemen worden ter vergelijking proefstukken toegevoegd die voorbehandeld zijn met een Chroom-6-systeem. Een goedkeuring wordt afgegeven indien na laboratoriumtesten en twee jaar buitenexpositie onder zware maritieme omstandigheden, gebleken is dat het chroomvrije voorbehandelingssysteem qua bescherming tegen corrosie tenminste gelijkwaardig is aan voorbehandelen met Chroom-6. De goedkeuring geldt voor een periode van drie jaar, waarna de gehele testprocedure herhaald moet worden voor goedkeuring van opnieuw een periode van drie jaar.

Testresultaten Qualicoat

Bij Qualicoat worden de FFC-testresultaten van bedrijven met een Qualicoat-Seaside-certificaat nauwkeurig bijgehouden. Hieruit blijkt dat meer dan 95% van alle monsters, zowel voorbehandeld met Chroom-6 als chroomvrij, zonder problemen door de FFC-test komen. Het verschil tussen de resultaten de twee behandelmethodes is verwaarloosbaar klein.

Voorbarige conclusie

De eerder genoemde publicaties over de vermeende achteruitgang in kwaliteit, zouden alleen gebaseerd zijn op corrosieproblemen uit de praktijk. Op de vraag waar deze publicaties op gebaseerd waren, is nooit antwoord gekomen. Zo ook niet op de vraag waarnaar precies gekeken is, zoals de legeringsamenstelling, of de constructie aan de praktijkaanbevelingen voldeed, onder welke omstandigheden werd voorbehandeld en hoe zat het met de beitsafname. Ook na herhaald aandringen kwam er geen antwoord op de vragen. Hier lijkt de conclusie gerechtvaardigd dat er nooit onderzoek gedaan is naar de bovengenoemde punten. De gedane bewering over de kwaliteit van chroomvrije behandeling is op zijn zachtst uitgedrukt erg voorbarig.

De risico’s van pre-anodiseren

Uit genoemde publicaties, maar ook uit andere segmenten uit de markt, vooral Duitsland, komt het advies te pre-anodiseren als voorbehandeling. Pre-anodiseren is het aanbrengen van een dun anodiseerlaagje van 5-7 micron als voorbehandeling voor het coaten in plaats van de traditionele voorbehandelingen.

Pre-anodiseren kan inderdaad een probaat middel zijn tegen FFC. Maar dit systeem is niet zonder risico’s. De beheersing van het productieproces steekt namelijk erg nauw. Cruciaal daarbij is de eindspoeling na de behandeling. Bij welke temperatuur en hoe lang moet er gespoeld worden? Wanneer ben je er zeker van dat al het zwavelzuur (nodig voor het anodiseerproces) van het anodiseerproces uit de anodiseerlaag gespoeld is? Zo niet, dan kan dit leiden tot ernstige onthechtingproblemen, hetgeen ook kan ontstaan wanneer de luchtvochtigheid in de productiehal te hoog is en er vocht uit de lucht door de anodiseerlaag geabsorbeerd wordt.

Putcorrosie een nieuw probleem?

Een ander belangrijk aandachtspunten bij pre-anodiseren is de bescherming van randen aan de profielen. Bij een afrondingsstraal van 0,5 mm, dit is standaard bij profielen in de architectuur, is de laagdikte maximaal 25% ten opzichte van de laagdikte op de vlakke delen. Dus bij een laagdikte van 60-80 micron op de vlakken is de laagdikte op de randen niet meer dan 15-20 micron. Is dit echt voldoende onder maritieme omstandigheden, of kunnen we na de doorbraak van pre-anodiseren wachten op problemen met putcorrosie op de randen? Als de beschermlaag namelijk niet voldoende dik is, kunnen chloriden uit zeezout inwerken en corrosie veroorzaken. Technisch gezien is putcorrosie een veel groter probleem dan FFC. In tegenstelling tot FFC leidt putcorrosie tot meer dan esthetische schade; het blijft niet slechts aan de oppervlakte, maar gaat de diepte in. Let op dat het ene probleem niet in de plaats komt van het andere, hier schiet niemand iets mee op.

Vraag het een expert

Moraal van het verhaal: ga voor problemen op het gebied van constructies naar adviseurs die verstand van hebben van constructies en ga met oppervlaktebehandingsproblematiek naar experts op gebied van oppervlaktebehandeling. Zo kan worden voorkomen dat onjuiste informatie leidt tot onnodige problemen.

Tekst: Frank Viester, VIAS

3 reacties

  1. Frank Viester zegt:

    Geachte heer Hanen,

    Dank voor uw reactie. Ik wil beginnen met het erkennen dat voorbehandeling op basis van chroom6 een uitstekende en beproefde voorbehandeling was en is. Daar tegenover staat dat alle projecten tijdens de “hausse” aan filiforme corrosie problemen, eind jaren 80 en begin jaren 90, gechromateerd waren. Voor het overgrote deel op basis van Chroom6, een enkel coatingbedrijf behandelde voor in chroomaat/fosfaat oplossing, chroom3. Overigens niet te verwarren met de huidige chroom3 generatie.

    Dit betekende niet dat het chromateersysteem als conversie niet deugde. Er vonden gebrekkige stappen plaats in het productieproces door de hele keten, d.w.z. aluminiumindustrie, oppervlaktebehandeling en assemblage van aluminium raamcostructies. Enkele voorbeelden, te beginnen bij de eerste stap in de keten. Als coatingbedrijf zijn we meerdere malen geconfronteerd geweest met filiforme corrosie. Bij nader onderzoek bleek meer dan eens dat het kopergehalte in de legering veel hoger was dan toegestaan in de AA 6060 legering. Ik herinner me één geval met een factor 15.
    In de coatingindustrie was er niemand die zich bekommerde om de beitsafdracht en de voorschriften voor het laaggewicht van minimaal 600 mg/m2 bleken aan de lage kant. In de ramenindustrie werd soms gewerkt met profielen met een afrondingsstraal van 0,2 mm waardoor voldoende laagdikte op de scherpe randen niet mogelijk was. Profielverbindingen werden vaak niet waterdicht afgekit. Zie hier de belangrijkste oorzaken van filiforme corrosie destijds.

    Bij de introductie van de chroomvrije sytstemen, halverwege de jaren 90 van de vorige eeuw, zijn er inderdaad ongelukken gebeurd. Niet eens zo zeer gerelateerd aan filiforme corrosie maar vooral met onthechting. De oorzaak hiervan was dat het werken met chroomvrije voorbehandelingen een veel nauwkeuriger procesbeheersing vereiste vergeleken met het chromateren, wat wel eens onderschat werd. Ook door de leveranciers van die systemen. Dit is waarschijnlijk de basis voor het soms rondzingende idee, geheel ten onrechte overigens, dat de hechting op een gechromateerde ondergrond beter zou zijn als hechting op een chroomvrij voorbehandelde ondergrond.

    Gedurende 35 jaar ben ik actief geweest in het lakken van aluminium. In 1994 werd in onze bedrijven de eerste chroomvrije voorbehandeling in gebruik genomen, enkele jaren later de tweede en in 2008 de derde. Samen twee dompellijnen en twee sproeistraten. Tot aan de dag van mijn pensioen zijn we nooit geconfronteerd geweest met filiforme corrosie. Hiermee heb ik overigens niet beweerd dat er nooit iets gebeurd zal zijn. In 2006 heb ik een globale inspectie gedaan op projecten, die binnen onze bedrijven gecoat waren, vooral in de C4 en C5 gebieden van de klimatologische kaart van de Benelux en ben geen filiforme corrosie tegen gekomen.

    Zeker zo belangrijk, naast de aard van de conversielaag, is het beitsen. Qualicoat schrijft voor 1 gram/m2 in landelijk gebied en 2 gram/m2 in maritiem gebied. Persoonlijk vind ik dat er altijd twee gram afgebeitst moet worden. Bij een dergelijke beitsafdracht ben je er nl. zeker van dat de gehele oxidehuid,ontstaan bij het extrusieproces, verwijderd is. Alleen op een geheel oxidevrij oppervlak is het mogelijk een optimaal functionerende conversielaag aan te brengen. Deze beitsafdracht geldt overigens alleen voor profielen. De oxidehuid op walsproductnen is hooguit één tiende t.o.v extrusies.

    In de gebieden C4 en C5 dient er altijd een twee-lagensysteem aangebracht te worden om zeker te zijn van voldoende laagdikte op de scherpe randen. Ook bij pre-anodiseren zou ik een twee-lagensysteem aanbevelen om de zelfde reden. Zo’n 20 micron, anodiseerlaag + poedercoating, houdt niet echt over aan bescherming op de randen.

    Kortom, de praktijk toont aan dat lakken van aluminium profielen en platen in een chroomvrije voorbehandeling niet onder hoeft te doen voor chromateren of pre-anodiseren. Bij het zoeken naar een coatingbedrijf, let dan op de nauwkeurige procesbeheersing van de coater, strikte controle op parameters door de gehele voorbehandeling en eis altijd een beitsafdracht van 2 gram/m2.

    Indien u verdere vragen heeft, aarzel dan niet dit te laten weten. Dit kan ook bilateraal, mijn e-mailadres en telefoonnummer zijn bij de redactie bekend.

  2. Ik voel me enigszins aangesproken door dit artikel als auteur van ‘publicaties door adviserende instanties’. Vandaar deze reactie.

    Filiforme corrosie was inderdaad grotendeels onder controle. De laatste jaren is er echter weer sprake van een toename. En in onze perceptie is dit probleem geen zeldzaamheid (meer). In het artikel wordt gesteld dat gevraagd zou zijn om onze mening met harde gegevens toe te lichten en dat daar nooit op is geantwoord. Wij hebben deze vraag echter nimmer ontvangen. Namen noemen lijkt me hier niet op zijn plaats maar wij hebben recent (afgelopen 2 jaar) o.a. schades gehad in Gouda, Assendelft, Haarlem, Alkmaar, Heerhugowaard, IJburg en IJmuiden. In al deze gevallen was er sprake van titaniseren en/of zyrkoniseren. Inderdaad zit de schade in één hoek van het land. Daarom schreven wij dat de chromaatvrije voorbehandelingen geschikt (kunnen) zijn, maar dat in chloridebelasting dat niet zo is (mede afhankelijk van andere invloeden als beitsafname en type legering). Indien gewenst kan ik dat ook met diverse internationale testen onderbouwen.

    Echter the proof is in the pudding. Niet een testmethode bewijst de geschiktheid van een product maar de realiteit. Als het product volgens testen wel voldoet maar in de praktijk faalt, dan bewijst dit niet dat het product toch wel goed is, maar dat de test niet representatief blijkt te zijn. Deze denkfout komen wij met regelmaat tegen.

    Wat wij ook met regelmaat tegenkomen zijn extreme reinigingsvoorschriften, waarbij als deze niet aantoonbaar zijn opgevolgd, men zijn handen van de schade aftrekt onder het motto: “had je maar volgens de garantievoorschriften moeten reinigen”. Men meent dan zo van iedere verantwoordelijkheid af te zijn.

    Natuurlijk is reiniging belangrijk en relevant, maar het is onjuist om een probleempunt of zo u wilt aandachtspunt op deze wijze op te lossen. Daar bewijst niemand de aluminiumbranche een dienst mee maar is wel de ‘dagelijkse’ praktijk.

  3. Peter Hanen zegt:

    Geachte heer Viester,

    Met belangstelling heb ik kennis genomen van uw artikel. Als gevelbouwer zijn wij zeer geïnteresseerd in deze materie aangezien de oppervlaktebehandeling van profielen en plaatwerk een relatief klein deel van het budget van een project bepaald maar grote gevolgkosten met zich mee kan brengen.

    We hebben in het verleden enkele behoorlijk grote schades opgelopen ten gevolge van de toepassing van alternatieve voorbehandelingen, ook Qualicoat gecertificeerde voorbehandelingen. Mede door deze schadegevallen hebben wij sinds enkele jaren er voor gekozen om onze profielen gelakt te bestellen bij onze profielsysteem leveranciers teneinde verzekerd te zijn van een ongedeelde systeemgarantie. Veelal, zeker voor onze projecten in het Westen van het land, bestaat die voorbehandeling uit pre-anodiseren.

    Niettemin blijven er naast de systeemprofielen nog vele andere niet systeem gebonden profielen en m.n. plaatwerken over die ook van een poedercoating moeten worden voorzien. Daarvoor stelden wij tot op heden als voorwaarde dat de voorbehandeling moest bestaan uit 6-waardig chromateren. Een perfecte voorbehandeling die zich gedurende tientallen jaren in de praktijk heeft bewezen.

    Nu 6-waardig chromateren, door het verbod daarop, niet meer mogelijk is, vragen wij ons af wat nu het juiste alternatief is. Verschillende poedercoaters promoten verschillende alternatieve voorbehandelingen. In ieder geval hebben die alternatieven allemaal gemeen dat ze geen bewezen trackrecord in de praktijk hebben.

    Wij vragen ons af waarom er geen eenduidig door de branche geaccepteerd alternatief op 6-waardig chromateren bestaat. Immers het verbod op 6-waardig chroom hangt al jaren boven de markt. Wellicht kunt u hierin enige opheldering verschaffen.

    In afwachting van uw berichten.

Geef een reactie

Regels voor reageren op Bouwwereld.nl

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Meer

Naar archief
x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven