Erosie corrosie in een drinkwaterverdamper kan binnen enkele jaren centimeters materiaal wegvreten. Aan boord van een cruiseschip trof Cobra Consultancy precies dat beeld aan: de pijpplaten van een zesstaps flash-evaporator waren plaatselijk 14 mm diep uitgesleten. Daarom onderzochten wij de installatie op 3 en 4 juni ter plaatse. In dit artikel leest u wat wij vonden, waarom de schade zo snel ontstond en welke reparatie wel standhoudt.
De situatie aan boord
De opdrachtgever meldde lekkage aan een van de evaporatoren. De hoofdwerktuigkundige stuurde vooraf enkele foto’s door. Die beelden toonden meteen een schoolvoorbeeld van erosie corrosie. Vervolgens gingen wij twee dagen aan boord om de volledige installatie te beoordelen.
De zesstaps evaporator produceert 300 ton zoet water per dag. Bovendien draaide de installatie al ruim twintig jaar. Tijdens een onderhoudsbeurt reinigde men ooit de pijpen, maar de pakking verving men daarbij waarschijnlijk niet. Technische tekeningen en materiaalgegevens ontbraken helaas volledig. Volgens de hoofdwerktuigkundige bestond de evaporator uit cunifer, ook wel cupronikkel genoemd.
Inspectie: waar de erosie corrosie in een drinkwaterverdamper toesloeg
De eerste indruk was ronduit alarmerend. Vooral de middelste pijpplaten SB2 en BB2 waren zwaar aangetast. Rond de pijpuiteinden had het stromende water diepe geulen uitgeslepen. Daarnaast zat in een deel van de pijpen flink wat aanslag, terwijl enkele pijpen ronduit lek waren.
Met een liniaal maten wij de spleet tussen het meetvlak en de pijpplaat. Op sommige plaatsen liep die spleet op tot 5 a 6 mm. Verder bleken ook de baffle boxes zwaar aangetast, want op de afdichtvlakken schijnt het licht dwars door de spleet.
Meetresultaten per pijpplaat
Wij maten in de pijpplaten tientallen putten op. Zo lieten de gevolgen van erosie corrosie in een drinkwaterverdamper zich goed in cijfers vangen. De onderstaande tabel toont per pijpplaat de diepste meting.
| Pijpplaat | Diepste gemeten aantasting |
|---|---|
| SB1 | 4,1 mm |
| SB2 (midden) | 14,1 mm |
| SB3 | geen erosieschade |
| BB1 | 6,0 mm |
| BB2 (links) | 11,5 mm |
| BB3 | geen erosieschade |
Oorzaak 1: een pakking die niet werd vernieuwd
De schade begon bij de afdichting tussen de pakking en de pijpplaat. Na het reinigen van de pijpen kreeg de installatie namelijk geen nieuwe pakking. Bovendien maakte men het vlak onder de pakking waarschijnlijk niet goed schoon. Daardoor ontstond lekkage langs de pakking.
Zo een lekspleet werkt als een sluipweg voor het water. Het water schiet er met hoge snelheid doorheen en slijpt het materiaal weg. Vervolgens wordt de spleet groter, waardoor de stroomsnelheid verder toeneemt. Kortom: het proces versnelt zichzelf, en precies daarom liepen de middelste platen het hardst achteruit. Op die manier ontwikkelt erosie corrosie in een drinkwaterverdamper zich razendsnel.
Oorzaak 2: het materiaal was helemaal geen cunifer
Het grootste probleem kwam pas in het laboratorium aan het licht. Wij namen twee kleine monsters mee: een uit een pijp en een uit een baffle box. De analyse liet iets verrassends zien, want geen van beide onderdelen bestond uit cunifer.
| Element (%) | Pijp (C687 AlBs) | Baffle box |
|---|---|---|
| Cu | 76,40 | 85,93 |
| Zn | 21,11 | 2,07 |
| Al | 1,69 | 0,00 |
| Sn | 0,02 | 7,44 |
| Pb | 0,02 | 3,36 |
| Ni | 0,07 | 0,69 |
| Fe | 0,20 | 0,04 |
Echt cunifer bevat ongeveer tien procent nikkel. Deze pijpen bevatten daarentegen nauwelijks nikkel: 0,07 procent. In plaats daarvan gaat het om aluminiummessing van het type C687 AlBs. Dat materiaal verdraagt veel minder stromingssnelheid dan cupronikkel. Daardoor was de installatie van meet af aan extra gevoelig voor erosie corrosie in een drinkwaterverdamper.
Drie opties tegen erosie corrosie in een drinkwaterverdamper
Optie 1: repareren met koper-epoxy
Een pasta op basis van koper-epoxy, zoals Devcon, vult de geulen op. Toch blijft dit een tijdelijke oplossing, omdat de baffle boxes extreem zijn uitgesleten. Bovendien krijgt u het oppervlak van de pijpplaat nooit helemaal vlak. Daarnaast zijn inserts nodig, want sommige pijpen zijn ter plaatse van de pijpplaat voor meer dan vijftig procent weggesleten.
Optie 2: pijpplaten en baffle boxes vlakken
U kunt de zes baffle boxes en de pijpplaten op een kotterbank laten vlakken. Bij de middelste pijpplaat verdwijnt daarbij echter meer dan 10 mm materiaal. Na herberekening blijft de sterkte dan onvoldoende, waardoor deze route niet langer verantwoord is.
Het materiaal werkt bovendien tegen. Aluminiummessing zoals C687 AlBs wordt in de loop der jaren hard en bros. Daardoor ontstaan scheuren zodra u de pijpen opnieuw inwalst. Sterker nog, dit materiaal laat zich ook niet lassen. Kortom, optie 2 valt af.
Optie 3: pijpplaten en pijpen vernieuwen
De beste en meest betrouwbare oplossing is vernieuwing. Nieuwe pijpplaten en nieuwe pijpen herstellen de oorspronkelijke capaciteit van de evaporator. Laat in die pijpplaten bovendien sleufgroeven maken, zodat de pakking ook onder extreme omstandigheden op zijn plaats blijft. Zo voorkomt u dat dezelfde lekspleet opnieuw ontstaat.
Zo voorkomt u erosie corrosie in een drinkwaterverdamper
Deze casus is goed te vertalen naar andere installaties. Let daarom op de volgende punten:
- Vernieuw de pakking na elke reiniging, en maak het afdichtvlak eerst volledig schoon.
- Controleer het materiaal voordat u aannames doet, want een analyse kost weinig en voorkomt verrassingen.
- Houd de stroomsnelheid in de gaten, omdat koperlegeringen daar gevoelig voor zijn.
- Inspecteer regelmatig, zodat u beginnende schade ziet voordat een pijp lek raakt.
Endoscopie is daarbij een uitstekend hulpmiddel. Via een kleine inspectieopening beoordeelt u de baffle boxes, de marine box en de pijpplaten. Daardoor ontdekt u problemen in een vroeg stadium en houdt u de schade beheersbaar.
Wat deze casus leert over erosie corrosie in een drinkwaterverdamper
Twee fouten versterkten elkaar aan boord. Ten eerste ontstond een lekspleet doordat de pakking niet werd vernieuwd. Ten tweede bleek de evaporator niet uit cunifer opgebouwd, maar uit een veel erosiegevoeliger aluminiummessing. Samen kostten die twee fouten centimeters materiaal en uiteindelijk een dure stilstand.
De les is eenvoudig. Documenteer het materiaal van uw installatie, neem afdichtingen serieus en inspecteer op vaste momenten. Op die manier blijft een reparatie een geplande klus in plaats van een noodgeval midden op zee.
Meer weten over corrosieonderzoek?
Lees ook ons artikel over bacteriele corrosie van stalen en roestvast stalen infrastructuren. Wilt u de volledige casus nalezen? Bekijk dan het originele inspectierapport 1-2416 (pdf).
Heeft u zelf te maken met erosie, lekkage of corrosie aan boord of in een installatie? Neem gerust contact met ons op. Wij onderzoeken dan de oorzaak en adviseren over een oplossing die wel standhoudt.