TN-46-73.pdf (434.2Kb)

(1)

NILU

Teknisk notat nr 46/73 Referanse: IO 00672 Dato: Februar 1973

FORSLAG TIL LANGTIDSPRØVNING ATMOSFÆRISK KORROSJON

av

Svein E Haagenrud

NORSK INSTITUTT FOR LUFTFORSKNING POSTBOKS 15, 2007 KJELLER

NORGE

(2)

NORSK INSTITU TT FOR LUFT FORSKNING

FORSLAG TIL LANGTIDSPRØVNING - ATMOSFÆRISK KORROSJON KORROSJONSPARAMETRE

Korrosjonshastigheten avhenger av luftens fuktighet, temperatur, forurensning og st¢vinnhold.

En vannfase er n¢dvendig for at korrosjon skal skje. Den relative luftfuktigheten må således overstige en viss verdi f¢r korrosjonen starter, vanligvis angis ca 70% relativ fuktighet. Korrosjonen

¢ker også med temperaturen (fordobling for hver 10°c temperatur-

¢kning under ellers like forhold).

Korrosjonen er sterkt influert av overflatens beskaffenhet med hensy-n til partikler og korrosjonsprodukter. Dette skyldes flere forhold

a) partiklene ¢delegger den beskyttende oksydfilmen og hindrer O₂-tilgang og reparering av filmen b) kjemisk nedbrytning av oksydfilmen (Cl-, pH) c) galvanisk korrosjon mellom edle partikler og

metallet (eks C (sot) - Al)

d) partiklene og korrosjonsproduktene er hygroskopiske og holder på den n¢dvendige fuktigheten.

For stål er det således vist at blant annet sot- og NH4SO4-

partikler har stor korrosjonsmessig betydning. Lokaliteter

ved sementindustri (mye

so~-)

og ammoniakkindustri vil derfor være interessante unders¢kelsesområder. Slike finnes i

Brevik-Porsgrunn området (Norcem - Hydro).

Fuktighetsfilmens pH har stor betydning, særlig for Al, Zn og Pb.

Ved h¢y eller lav pH 1¢ses oksydfilmen. Det vil derfor igjen være av stor interesse med unders¢kelser i Brevik, hvor målinger av st¢vfallet fra Norcem viser pH i området 8.1 - 11.9.

(3)

NORSK INSTITUTT FOR LUFT FORSKNING

- 2 -

Ellers er det i litteraturen enighet om en n¢ye sammenheng mellom korrosjon og luftens SO₂-innhold. For stål angis det gJerne at korrosjonshastigheten ¢ker lineært med SO2-innholdet.

VALG AV LOKALITETER FOR PRØVESTASJONER

Av ovennevnte f¢lger at noe grovt kan atmosfæren etter korrosivitet deles i referanseatmosfærene LAND, SJØ, BY og INDUSTRI.

Tabell 1 er et forslag til langtidspr¢vestasjoner for atmosfærisk korrosjon. Stasjonenes lokalitet er valgt ut fra ovennevnte

referanseatmosfærer, men også slik at stativene plasseres der hvor målinger av ovennevnte parametre i st¢rst mulig grad allerede pågår.

Det er lagt vekt på at den valgte lokaliteten skal gi et

representativt bilde av et st¢rst mulig område og ikke plasseres ved helt lokale forurensningskilder. Siden stasjonene vil være i drift minst 5 år, er det også av betydning at det eksisterende måleprogram på stedet har en videst mulig tidsramme.

En vil foreslå å vente med igangsettelsen av de to stasjonene på Lista til neste år. Dette har flere årsaker. Måleprogrammet ved Al-verket er relativt lite klarlagt, samtidig som også analyse- metodene for fluor er lite detaljerte. Fordi man også har liten erfaring med driften av korrosjonsstasjoner og behandlingen av dataene fra disse, finner en det dessuten riktigst å redusere det planlagte programmet noe i f¢rste omgang. Det er da naturlig å vente med stasjonene på Lista, som også ligger lengst fra NILU.

En vil imidlertid understreke at det finnes få data for korrosjonshastigheten omkring Al-verk og at unders¢kelsen derfor vil ha

stor interesse.

Se for¢vrig anmerkninger 1 tabellen.

(4)

NORSK INSTIT UTT FOR LUFT FORSKNING

- 3 -

INSTRUMENTERING OG ANALYSER

Aktuelle måleinstrumenter er termohygrografer, kommunekasser (SO_2,st¢v, sot) og st¢vfallsmåler (se KORROSJONSPARAMETRE).

I korrosjonssammenheng er det tilstrekkelig med månedsverdier for parametrene nevnt innledningsvis. Svevest¢vsanalyser skjer

reflektometrisk. Aktiveringsanalyse blir for dyrt, men enkelte stikkpr¢ver kan være aktuelle. St¢vfallsanalyser omfatter mengde, uoppl¢st, oppl¢st, sammensetning (SO~-, Cl-, Ca² , NH! ), pH.

KOSTNADER

Stativene leveres av Bergen Materialpr¢veanstalt. Det er flere alternative leveringsmåter, forel¢pig er det ingen avgj¢relse om dette.

Alternativ_I: __ Stativ_fås_for-selvkos1~_ing~ni@r_fr~

Bergen_MateEial2r@veansta!t_monte~er Stativer kr 1.000,- x 5

Ingeni¢r (gjennomsnittlig 24 timer på hver av de 3 stedene, Porsgrunn,

Sarpsborg, Nittedal) 3 x 24t x kr 65,-

Frakt + reiseutgifter ingeni¢r kr 800,- x 3

= kr 5.000,-

="

^4.680,-

= " ^3.200,-

Sum kr 12.880,-

Alternativ II: Stativene leveres for noe h¢yere pris enn selv- kost, ingeni¢r fra Bergen Materialpr¢veanstalt monterer en stasjon, NILU de resterend~; Stativene sendes direkte til NILU. Dette må antas å bli noe billigere enn alternativ I, selv om direkt¢r Atteraas for tiden er forhindret fra å gi noen detaljerte tilbud.

(5)

NORSK INSTIT UTT FOR LUFT FORSKNING - 4 -

Alternativ II er vel det mest aktuelle, men vi regner videre med det dyrere alternativ I.

Alternativ I, monteringsutgifter Instrumentering (tabell 1)

2 termohygrografer 1 kommunekasse 3 st¢vmålere

Igangsettelse av 5 stasjoner

stativer kr 12.880,- kr 3.000,-

" 2.000,-

"

---5.000 - kr 17.880,-

Årlige driftsutgifter:

Leie, ulempetillegg (if¢lge Berg) kr 500,- x 5 Analyser (En regner bare de ekstra analysene som

kommer i tillegg til allerede

eksisterende. Det kan kanskje være aktuelt med en viss avregning av eksisterende analyser på korrosjons- prosjekt).

3 st¢vfallsanalyser (mengde (kr 25,- + ca 5 elementer (a kr 20,-))

3 x 12 x kr 125,-

3 svevest¢vsanalyser (reflektometrisk) 3 x 30 dager x 12 mnd x kr 2,-

Tilsvarende aktiveringsanalyse vil bli for ·dyrt, men noen stikkpr¢ver kan bli aktuelle.

1 S0₂ analyse: 1 x 30 dager x x 12 mnd x kr 10,-

kr 2.500,-

II 4.500,- 2.160,-

II 3,600,- kr 12.760,-

Stasjonene er lovt levert august i år. Driftsutgifter for 1972 (september, oktober, november, desember) vil da bli:

12.760

3 = kr 4.250,"'"' ---

--

Utgifter til 5 stasjoner 1972:

Igangsettelse Drift

Sum

kr 17.880,-

JI 4,250 , - kr 22.130,-

---

(6)

H QJ bO C

·ri

~ C H QJ

=

<t; C +-'

[J)

QJ

>

ri ro

QJ H l\l +-' 4-; QJ

[J) ,.c:

0 bO

=

^·ri

+-' +-'

ro [J) [J) ro

'Cl ,.c:

C 1/l nJ h ri0

h·n C 1/l

•ri 0 C H H QJ 0

~~

QJ I h QJ

ri h '1J~

QJQJ QJ~

'1J •ri•nJ > ·ri '1J P. o H H H ..C: ,Q

QJ0QJC nJ

H +-' > C •ri 4--<

l\l 1/l I QJ I

> IN ~ N

h O QJ QJ C/l

•nJ QJ C/l H bOU QJ bO

Ul H > ·ri ro

QJ0 •nJriH

•ri 4-; >,ri 4-;

[J) _>,Q

=

H O C

•nJ •ri bO QJ 1/l QJ E:+-'HbO bO

nJ0h •C N +-' ,Q nJ (Y) •ri

CUJbO h

h QJ P. h +-' 0UJH.::t0QJ

·n QJ nJ I •nH

[J) H(/)N UJ'C)

<OP. nJh

+-' QJ > H +-' •ri CllHnJGJUJ>

+-' > I

•ri bON +-'·rir-i nJ ri I +-' OD

h ,Q ri QJ

[J) 1/) :i::

QJ - P.

H~ P.·ri H QJ > QJ H QJ 1/l H"ri

[J) '11 >

QJ QJ > ri

[J) ro r-- h m nJ ri ri

•ro '1J QJ ro

=

_H^+-'_nJ

+-' 00 QJ +-' '1J [J)

QJ H +-' C QJ

[J) QJ '1J QJ •nJ

MHH ,ro o s

1":E: 4--< 0

) §

H

• bO +-' [J)

4-< H ::i 0 rill-,

I 0 H H 0 '1J4-;

>, :i:: QJ

H~ ~

0•ri Cl--<

+-' QJ h

>

=

•ri +-' • nJ ~ +-' +-' .;4-;

QJ ::i UJri QJ I

H M

p..:,::

QJ :z:

~~

QJ ri bO

nJ 0 C

•ri 0

~ .... 1 •n en QJQJQJUJHQJ +.'hrinJ•nJh

nJQJ•nJ+-' QJ E:hE:Ul+-'h 1/l 0 QJ +-' 0 bO·n Q) r-1 QJ •r.

h Ul H'nJ 1/l

•ri ro GJ

=

^1/l^ro

H +-' '1J •ro +-' (lj {/) ·ri {/) r-1 (f)

4-; QJ > - [J)

H> :::,QJQJ QJ'E).+-'...:IHl/l HGJH0UJ H P.'d :Z: 4-< ·ri

QJ '1J

E:>>H • nJ nJ 0 +-' >

> 4-;QJnj

<OhbO ~ QJ C +-' H QJ QJ +-' •ri QJ QJ [J)

+-'4-<bOE:>ri h •ri bO E: I QJ QJ H QJ nJ ri+-'

>'Dr-i H<t:+-'

•nJ H bO QJ P.nJnJ0'1Jl/l

H ri H QJ +-' H4--<~ P.> ::l

+-' H QJ QJ ,,.c: bO bO C

•r--1 ·rl +-'ri

~ onj ::i=

H 4--<

QJ

[J)

>, ri nJ h nJ

ro I +-' 0 nJ

QJ

•'1J H h ::i QJ +-' H

nJ QJ N

H ..-,r-- QJ 1/) O") P,•ri ri

=

^1/)

,QJ~ +-' E---< µ.1 ::i

>

'E).

'1/) • +-' QJ :i::

> P.

QJ > •

1/) +-'

[J)

• 'E).

NM 0 P.

(/) P.

0 QJ I

> •

QJ +-'

> 1/) 1/) 'E).

~ P. ri

:'_Jga

N • 0 QJ ~ (/) 'Cl ::r:

bO P.

+-' QJ • • h QJ E:+.,.

..c:~:r::

bO :z:

"ri ri +-' ri •

~ ro+

;:l4-;N

"-"' > ro

'0.U

• +-' H Ul • ::l I

æ3~

QJ • p.. > I

E: '$.. N ..:t"

QJ +-' 0 ,I:-< [J)(/)

>

'E).

+-' • Ul+

Q)N

> nJ QJ u

>

[J) • I

•ri +-'U ,.c: • QJ bO I

•r-lN..:t"

+-'0

~(/)

::i

":3

_H~

::i +-'ri~

nj ri :,::

H nJ P.

QJ 4-<

P. > •

=

^'0.+.,.

QJ +-' :i::

E---< 1/l:Z:

nJ H 4-;

ri I

u

H ::i +-' nJ ~

H H QJ 'E).

P,,Q

=

QJ QJ ^'Cl E---< C

•

~ •I·

N 0 (/)

....

ri

•ri +-' ro

QJ 4-<

,.c: >

eo '0.

•ri+-' +-' [J)

~ _{::i •}

4-;~

•I•

H ::i >

+-' 'E).

nJ +-' H Ul QJ QJ P. >

=

_QJ^QJ_>

E---< [J)

I [J)

ri ri nJ 4--< H

> QJ '0. ri +-' ,ro (/) E:

•I• •I•

--

^Hr--^QJ^M^O")

+-'ri h QJ H

OJ F GJ

~ Q) +-'

~ri+-'

~

><

•I• .,.

~

N 0 (/)

><

N 0 (/)

><

>

•I·

><

.,.

4-<

nJ H

I bO

"•0 0 E: H

,H bO

Q) >, E---< ,.c:

i.---

[J) Q)

nJ h +-' nJ ri

ro H ro

~ >< ><

-

^'Cl^hro

Cr-i 0 ::i

I ·nH

+-' 1/)4-;

[J) nJ

=

>, +-' 0

~ Ult-:,

-

^>< ^•I· ^><

--2 0

t.! •n ^[J) +-' ro

QJ +-'

~

><

I QJ QJ Ul H h Ill ro "-"' H Ul

QJ 0 4-; QJ +-'

=

~ ro

0 :z:

<t;

...:i

:z: :z:

H

N 0 (/)

H ~

E---<

(/) I :::,

>-< 0 :z:

'1l H H ~

E---<

(/) I :::,

>-< 0 :z:

CO H

+-' ~

h M

QJ :i::

EH:Z:

Q) ~ [J) E---< QJ

(/) 0 I :::> h

>-< 0 :z: +

COH ~ H ~

E---<

I C/l

:::,

M 0

:i:: :z:

:z: H

&

>-:,

(/)

H ~

E---<

(/)

:::, + 0 :z:

H

& I

>-:, ri (/) <t;

h 0

•n 1/) +-' ro

ri Ul

ro +-' C 'Cl nJ

0 Q)

=

•n +-' 0 1/) +-' +-'

ro •ri ::i +-' :z: <t;

(/) ~

~

H l\l bO h H ·ri 0 H

,Q QJ

[J) +-' P. QJ

H >

ro »

(/) co

~

ri ri 0 bO >

H Ul 0 >

.n ro

1/l ri P. 0 H ro +-'

(/) (/)

N (Y)

O")

h h ::i

H ~

bO QJ [J) >

H »

0 ri c, ~

~

h 0

•n 1/) +-' ro ro 1/) +-'

[J) +-'

·ri QJ ...:i ::,::

co

.

5

H

Q) [J)

>, ri ro

h ro

bO 0 bO

·ri h H

Q)

+-' C

Q)

=

::i H +-' [J)

•ri C H

Q) [J)

>, ri ro

C ro

H

Q)

h 0

·n 1/)

ro

+-'

[J) Q) >

'E).

Il-. H

P.

QJ P.

'1J 0 h QJ [J)

H QJ Q) +-' +-' +-'

[J) QJ

·ri [J)

1/)

~ •nJ

Q)

=

II II

>< .,.