Wat is corrosie? Wat is roest?

een bruine spijker in een gereedschapskist of groen uitgeslagen koperen munten, roest is er in vele vormen. In dit artikel vind je een uiteenzetting over het verschil tussen corrosie en roest. Maar hiervoor eerst een woordje over het metaalrooster.

Metaalbinding kan worden gedefinieerd als de elektrostatische aantrekkingskracht tussen metaalionen en vrij bewegende elektronen waarbij deze aantrekkingskracht zo groot is, dat de hele structuur bijeengehouden wordt.

Met andere woorden een vorm van “binding” tussen atomen, de aantrekkingskracht tussen de positieve (+) metaalionen en de negatieve (-) vrije elektronen in een regelmatig patroon van deeltjes. De negatieve (-) vrije elektronen mag je dus beschouwen als een soort lijm die de atoomrompen nl. de metaalionen, bij elkaar houden in het rooster.

Beide, plus en min, hebben hun vaste plek in het rooster, ze zijn keurig geordend en daarom noemen we dit het “metaalrooster”.

Het feit dat metaalbindingen niet permanent zijn, maar voortdurend breken en hervormen, zorgt ervoor dat de lagen metaalionen over elkaar heen glijden. In bovenstaand schema is dit weergegeven, dit laat zien dat er een duwkracht wordt uitgeoefend op de bovenste twee lagen ionen in een metalen structuur. De metaalbindingen in deze lagen breken onmiddellijk en de ionenlagen glijden mee, maar zodra ze stoppen met bewegen, hervormen de metaalbindingen zich onmiddellijk. Dit is waarom metalen kneedbaar zijn (kan in vorm worden gehamerd of geslagen) en ductiel (kan tot metaaldraden worden getrokken omdat metaalbinding trekspanning toelaat).

Corrosie is het proces waarbij een materiaal (dit kan ook kunststof zijn) degradeert onder invloed van zuurstof en vocht in de lucht. Roest is de algemene benaming voor corrosie bij staal.

Roest is één van de meest bekende vormen van corrosie. Roest is aantasting van metaal doordat het reageert op een combinatie van water en zuurstof. In het geval van ijzer ontstaat er dan ijzeroxide. Daarom wordt roesten ook vaak oxideren genoemd. Roest wordt doorgaans als negatief effect op metaal ervaren, omdat het de sterkte en het volume van metaal beïnvloed. Daarnaast ontstaat er door de verbinding met zuurstof een ongewenste verkleuring van het metaal.

De meeste materialen, maar vooral metalen, degraderen onder invloed van zuurstof (lucht). Dat kan voor de verschillende metalen (onedele of edele) een ander proces zijn, maar het is allemaal corrosie. Het materiaaloppervlak en soms eronder, wordt minder van kwaliteit, brokkelt af en verpulvert helemaal.

• Rode roest onder invloed van vocht.
• Rode roest onder invloed van zuurstof (lucht).
• Grijze roest bij droge lucht.

In alle gevallen wordt ijzer, van bijvoorbeeld een spijker, omgezet in ijzeroxide door het contact met zuurstof (de omgevingslucht).  En omdat het rooster van ijzeroxide niet past op het ijzerrooster, zal de roest er van af schilferen. Het staal verdwijnt dus langzaam en verandert in ijzeroxide en eventueel andere verbindingen met stoffen uit de lucht.

RVS (roestvast staal) is elke staal met meer dan 12% chroom erin. Hierbij past het oxiderooster wel goed op het staalrooster en er ontstaat een grijze oxidehuid die het staal verder tegen invloed van de lucht beschermd. Er is dus ‘roest’ maar dat zie je niet en het zit er heel stevig op.

Bij aluminium geldt eigenlijk hetzelfde. Aluminiumoxide (een van de hardste materialen) heeft een stevig rooster dat precies op het aluminiumrooster past. Dus ook aluminium ‘roest’ wel, maar ook deze oxidehuid zie je niet en die beschermt het aluminium tegen verder roesten.

In het algemeen is wat wij roesten noemen bij gewoon onbehandeld staal, immers het staal lost op en wordt zwakker. Daarnaast zijn er bijzondere vormen van corrosie bij staal, zoals putcorrosie, waarbij de corrosie dieper het staal in gaat en een stalen onderdeel veel sneller kapot gaat dan verwacht. Normale roest is te berekenen, putcorrosie vrijwel niet.

Omdat het materiaal tegen verder roesten is beschermd. Wel is het dan zo dat als deze materialen aan slijtage onderhevig zijn, zij veel sneller slijten dan verwacht.

Door de juiste wijze van produceren kan corrosie aanzienlijk worden verminderd of zelfs worden voorkomen. Bij het ontwerp van stellingen is het van groot belang dat rekening wordt gehouden met een optimale uitvoerbare lasbaarheid. Lassen heeft veelal de voorkeur boven bout- en klinknagelverbindingen, vooropgesteld dat de lasverbindingen “correct” zijn uitgevoerd. Indien het optreden van “spleetcorrosie” is te verwachten, dient een spleetvrije ‘full-penetration’ las te worden uitgevoerd.

• Zorg dat water niet lang op de constructie kan blijven staan.
• Zorg dat zich geen vuil kan verzamelen.
• Vermijd spleten. Deze kunnen zich vullen met vocht.
• Voorkom nauwe openingen. Hierdoor is het moeilijk een beschermlaag aan te brengen of onderhoud te doen.
• Voorkom scherpe randen. Deze kunnen gemakkelijk beschadigen. Een eventuele beschermlaag zal op randen veel dunner zijn.
• Zorg voor strakke lasnaden of bewerk ze na.
• Voorkom contactcorrosie. Isoleer ongelijksoortige metalen van elkaar.
• Zorg voor een onderhoudsvriendelijk ontwerp.

Het ene materiaal is gevoeliger voor corrosie dan het andere. De eerste methode van corrosiepreventie is het kiezen van een corrosiebestendig materiaal. Er moet 12-18 procent Chroom in staal aanwezig zijn opdat het corrosie vast zou zijn.

De volgende methoden schermen het kwetsbare materiaal af van het corrosiemedium (bijvoorbeeld de buitenlucht):

• Coatings (verven of lakken)
• Bekleden met rubber of harsen
• Verzinken, bijvoorbeeld door galvaniseren
• Emailleren, het aanbrengen van een glasachtige laag op bijvoorbeeld kookgerei en kleinere chemische reactoren
• Anodiseren van aluminium, hierbij wordt elektrochemisch een aluminiumoxide laag gevormd op het materiaal, die verdere corrosie belemmert
• Bruneren, het dompelen van staal in een hete alkalisch-oxiderende oplossing, waardoor op het oppervlak van het te behandelen product een dun laagje zwart ijzeroxide (Fe3O4) wordt gecreëerd

Bij sommige materialen (aluminium, roestvast staal) is dit niet nodig: het oxide vormt een hechte, aansluitende en beschermende laag rond het metaal. Dit in tegenstelling tot ijzer, waarvan het oxide een poreus laagje is. In het eerste geval wordt het oxideren van de dieperliggende delen belet, in het tweede geval niet.

Het gebruik van eersteklas materialen is bijzonder belangrijk voor de vervaardiging van hoogwaardige industriële stellingen zoals palletstellingen, legbordstellingen enz. Voor industriële stellingen wordt meestal staal gebruikt. Terwijl metalen zoals ijzer in de natuur voorkomen, is staal een door de mens gemaakte legering van ijzer en koolstof (tot 2%) en andere elementen. Het koolstofgehalte en andere legeringselementen zorgen voor bepaalde mechanische eigenschappen in staal.

Staal is één van de meest gebruikte metaalsoorten. Het is een veelgebruikt constructiemateriaal en bestaat voornamelijk uit koolstof en ijzer. Er zijn minstens drie staalsoorten te onderscheiden: constructiestaal, machinestaal en gereedschapstaal.

Roestvrij staal is bijvoorbeeld zeer corrosiebestendig. EN 10027-1 en 10027-2 definiëren de benamingen voor staalsoorten in Europa. Voorbeelden zijn ongelegeerd, micro-gelegeerd, laag gelegeerd en hoog gelegeerd staal en afhankelijk van het beoogde gebruik, staal voor de staalbouw, machinebouw.

Uiteraard selecteert BITO voor haar stellingsystemen alleen staalsoorten van de hoogste kwaliteit voor de meest extreme eisen.

Hier begint het kwaliteitsmanagement van de DIN ISO 9001 gecertificeerde magazijntechniekexpert!