Expertblog: Een reactie om stress van te krijgen

Heb je in Frankrijk bij de benzinepomp ook weleens voor het dilemma gestaan of je nou E95 of SP95-E10 moet tanken? De E10 slaat op het bijmengen van 10 procent bio-ethanol in normale benzine. Toen dit jaren geleden werd geïntroduceerd waarschuwde de ANWB om voorzichtig te zijn met dat laatste. Niet alle auto’s (althans bepaalde motoronderdelen) bleken bestand tegen deze nieuwe vorm van brandstof.

Ethanol zou verschillende materialen, zoals pakkingen en aluminium onderdelen, kunnen aantasten met lekkages tot gevolg. Inmiddels blijkt dat 90 procent van de auto’s wel met deze brandstof om kan gaan en zie je dat deze brandstof ook in Duitsland, België en Nederland beschikbaar komt. Ethanol als bio-brandstofbron is een van de maatregelen die nodig zijn om de CO2-emissie door gemotoriseerd vervoer te verlagen. Zijn wij al huiverig voor het bijmengen van maximaal 10 procent ethanol in benzine, in landen als de VS, Brazilië en Zweden schroomt men niet om het om te draaien: 85 procent Ethanol in 15 procent benzine. Uiteraard zijn de motoren daar specifiek voor ontwikkeld. Het grootste deel van de automotoren is dus geschikt om met Ethanol om te gaan, maar hoe zit dat met de industrie waar het gemaakt wordt, de procesindustrie?

Soorten corrosie

Corrosie is een fenomeen dat overal om ons heen optreedt en een behoorlijke schade aanricht, zo’n 17,5 miljard is de schatting. Er zijn verschillende soorten corrosiemechanismen. Het roesten van ijzer is waarschijnlijk de bekendste: het heel langzaam verbranden van ijzer oftewel het reageren van de ijzeratomen met zuurstof uit de lucht in de aanwezigheid van water tot ijzeroxide. Een groot probleem in de procesindustrie is het roesten op plaatsen waar je het niet ziet. Berucht is ‘corrosion under insulation’ (CUI), waar door het inregenen van isolatie op leidingen en apparatuur roest ontstaat met kans op (gevaarlijke) lekkages.

Minder bekend is corrosie die ontstaat door een combinatie van een corrosieve stof en spanningen die in de materialen kunnen optreden: spannings- of stress corrosie. Ook wel ‘stress corrosion cracking’ (SCC) genoemd. Een berucht voorbeeld is chlorides op bepaalde soorten roestvaststaal (RVS). Dit is als oorzaak gevonden bij een dodelijk ongeluk in een zwembad in 2011 waarbij een luidspreker naar beneden is gevallen. De chloorhoudende waterdamp uit het zwembad heeft de RVS bevestiging van de luidsprekers aangetast en door het gewicht (de spanning op de bevestiging) is de bevestiging bezweken met alle gevolgen van dien.

Verband met bio-ethanol?

Ethanol is ook zo’n materiaal dat corrosie in staal kan veroorzaken op plaatsen waar spanningen in het materiaal aanwezig zijn, zoals in bochten en naast lassen. Door het verhitten tijdens het lassen ontstaan er net naast de lassen spanningen in het materiaal. Als dit vervolgens in aanraking komt met ethanol ontstaan er vroeg of laat (meestal onverwacht en ongepland) scheuren in het materiaal in het kristalrooster met lekkages tot gevolg. Dit fenomeen is niet eens zo heel lang geleden ontdekt en uit ervaring weet ik dat nog niet iedereen hiervan op de hoogte is of het verschijnsel toedicht aan spanningscorrosie. Pas in 2008 is er een industriële standaard uitgegeven waarin wordt beschreven welk materiaal toegepast kan worden of hoe bestaande apparatuur en leidingwerk behandeld moeten worden om (brandstof) ethanol te kunnen verwerken.

Met de komst van steeds meer bio-ethanol als basis of toevoeging voor brandstof zal de industrie die het maakt zich bewust moeten zijn van het effect van ethanol op bepaalde materialen en de juiste maatregelen moeten treffen om lekkages te voorkomen.

Bron afbeelding: API Bulletin 939 E, 2008