Sprinklersystemen

Casestudies Endures 'sprinklersystemen'

Casestudie: Put corrosie in brandblus systeem

Klantvraag/probleem:

Is de aangetroffen putcorrosie veroorzaakt door MIC?

Aanpak:

Tijdens de on-site inspectie zijn swabs en corrosieproduct monsters van de tuberkels in de waterkelder genomen voor onderzoek in het laboratorium op aanwezigheid van MIC-gerelateerde microorganismen. Verder zijn er op verschillende punten in het brandblussysteem watermonsters genomen.
Tijdens de inspectie in de installatiekelder zijn aan de binnenzijde van de flens, waar de pomp gemonteerd is, enkele tuberkels aangetroffen. Vergelijkbare tuberkels waren aanwezig aan de binnenzijde van de leiding. Na het verwijderen van de tuberkels kwam, net zoals in de waterkelder, de onderliggende putcorrosie bloot te liggen. Deze plekken zijn ook bemonstert voor verder onderzoek.
Afgenomen monsters zijn vervolgens in het laboratorium geanalyseerd op indicatoren die duiden op de aanwezigheid van MIC. Hiervoor is een uitgebreid analysepakket uitgevoerd:

·        Case documentatie
·        DNA- en groei gerelateerde kwantificatie van MIC-gerelateerde
micro-organismen
·        SEM-EDX onderzoek corrosie producten
·        Water analyse (chemisch-fysisch, biologisch)
·        In-line camera inspectie en destructief onderzoek was op dit moment niet mogelijk.

Resultaten:

Alle corrosieproduct monsters en watermonsters zijn positief getest op verschillende MIC gerelateerde groepen; onder andere SRB, IRB en APB. De aantallen MIC gerelateerde micro‑organismen, in het bijzonder SRB, zijn in de onderzochte watermonsters lager dan in het corrosieproduct. Dit is een indicatie dat deze organismen lokaal een biofilm vormen, op het metaaloppervlak accumuleren en actief in het systeem groeien. De SEM-EDS resultaten van de corrosieproducten laten verder een hoge zwavel piek zien. Als SRB actief zijn, worden zwavelverbindingen geproduceerd die samen met ijzer tot de vorming van zwart ijzersulfide kan leiden. Verder wordt duidelijk, dat in vergelijking met het inkomende (oppervlakte)water, het systeemwater hogere aantallen MIC-gerelateerde organismen bevat. Met name in het deel van het systeem waar niet gespoeld wordt, zijn hoge aantallen MIC-gerelateerde organismen te vinden. Kennelijk zijn dit omstandigheden die de vorming van een biofilm mogelijk maken, waaronder versnelde corrosie plaats kan vinden die tot putvorming leidt, zoals gevonden bij de pomp en op de leiding in de waterkelder.

De chemisch-fysische resultaten van de watermonster-analyses en de SEM-EDS analyse van de corrosie producten geven aan dat er metaal in het systeem in oplossing gaat. Naast ijzer, zijn zink, koper, aluminium en nikkel in hogere hoeveelheden gevonden. Zink is zowel in watermonsters als in monsters van corrosieproduct gevonden: dit wijst erop dat er actieve oplossing van zink plaatsvindt in het systeem. Zink kan afkomstig zijn van gegalvaniseerde leidingen in het systeem. Het kan echter ook indicatief zijn voor selectieve corrosie van messing-legeringen met een hoog zink-gehalte (>15%), waarbij uitloging van zink optreedt. De elementen koper en zink vormen samen messing wat een veel gebruikt materiaal is voor o.a. de kranen en afsluiters in dit systeem. Ook de legeringselementen nikkel en aluminium kunnen herleid worden tot dit materiaal. Daarnaast kunnen de relatief hoge concentraties nikkel in de wateranalyse ook afkomstig zijn van koper-nikkel legeringen (Cupronickel), een materiaal vaak gebruikt in blussystemen. 

Conclusie en aanbeveling:

 Uit de resultaten van de verschillende laboratoriumtesten blijkt dat MIC vanaf de waterkelder tot de laatste locatie die in het systeem bemonsterd is in het systeem aanwezig is. Het MIC‑probleem is zeer waarschijnlijk te herleiden naar het spoelproces, waarbij water uit de omliggende rivier wordt gebruikt waarbij MIC-gerelateerde organismen reeds in dit oppervlaktewater aanwezig zijn. Via deze route komen de organismen in het systeem, krijgen de kans om te groeien op favoriete plekken en verdelen zich verder in het systeem. Stilstaand water, dus de tijd tussen de spoelprocessen, geeft de organismen vervolgens de kans om een eigen micro-milieu te vormen waarin ze zich kunnen vestigen en uitgroeien, om zo tot (versnelde) corrosie te leiden.

MIC  is meestal in combinatie met andere corrosie-mechanismen aanwezig, zoals zuurstofcorrosie in brandblussystemen. Het is daarom aanbevolen het systeem verder te inspecteren door een in-line camera‑inspectie en/of destructief onderzoek om zodoende een overzicht van de gebruikte materialen te maken, om te onderzoeken of enkel MIC verantwoordelijk is voor de aanwezige schade en om de totale omvang van de schade te bepalen. 

Casestudie: sprinklerleidingen in een parkeergarage

Klantvraag/probleem:

Twee lekkages in verschillende segmenten van het sprinklersysteem

Extra informatie:
Type van het systeem: droog systeem.
Materiaal: thermisch verzinkt staal (tweezijdig)

Onderzoek:

Twee leidingmonsters zijn uitgenomen en in het laboratorium nader onderzocht met behulp van:

  • Visuele inspectie
  • Microscopisch onderzoek
  • Analyse van materiaal en corrosieproducten m.b.v. SEM-EDS
  • Diktemetingen aan de zinklaag

De resultaten:

  • Komvormige putten met verschillende putdieptes
  • lichtbruine afzettingen en laagjes corrosieproducten ter plaatse van de beide lekken; goed zichtbaar dat de leiding (langdurig) nat is geweest
  • SEM-EDS: vooral ijzeroxide en zink gevonden; daarnaast kleine hoeveelheden aangetroffen van zouten en mineralen als calcium, magnesium, chloor, zwavel en silicium die normaal ook in leidingwater voorkomen.
  • Zinklaagdikte:
    1) op het onbeschadigde leidingdeel: 80 – 100 µm
    2) op het beschadigde leidingdeel: geen zinklaag aanwezig
    3) Volgens NEN-EN-ISO 1461(1999) dient een leiding met wanddikte tussen 1.5 en 3 mm, een zinklaag te bezitten van gemiddeld 55 µm dik en nergens dunner dan 45 µm.
 

Eindconclusie:

De aantasting en lekkage is veroorzaakt door zuurstofcorrosie: dat kon plaatsvinden door de permanente aanwezigheid van water tezamen met lucht in de verzinkte stalen sprinklerleiding. Aangezien het hier om een droog sprinklersysteem gaat, had het beluchte water niet (permanent) aanwezig mogen zijn.

Aanbeveling

Door langdurige aanwezigheid van water in de leidingen is er een zeer groot aantal corrosieputten ontstaan verspreid over een groot oppervlak. Al deze corrosieputten zullen op termijn tot lekkage (kunnen) leiden. Zelfs het onmiddellijk droogzetten van de installatie zal niet veel helpen om aantasting tegen te gaan omdat het proces al lang gaande is en er water aanwezig zal blijven in de laag met tuberkels en corrosieproducten. Bovendien is het staal ter plaatse van de putten niet meer beschermd door een zinklaag. Eventueel gevormde condens zal daar dus tot voortgaande corrosie leiden. Hierdoor resteert als enige oplossing van het probleem slechts vervanging van de delen van het leidingnet die putvormig zijn aangetast.