Niet schrikken: over de wereldzeeën varen honderden passagiersschepen met barstjes in hun huid. Het enige wat erop zit is om de schepen heel anders te lassen, leert Delfts onderzoek.
De elektronenmicroscoop vergroot alles, ook emoties. “Ik krijg echt medelijden met dat aluminium”, zegt materiaalkundige ir. Saskia Benedictus, wijzend op een microscoopfoto. “Je vóélt wat er met dat aluminium gebeurt. Mijn god, het scheurt echt!”
Het materiaal op de foto is niet zomaar het eerste het beste aluminium . het is de lievelingslegering van scheepsbouwers. De watertaxi op het IJsselmeer, de catamarans van Stena Line en van tal van andere ferrydiensten, ze zijn allemaal gemaakt van het wondermateriaal dat ‘AA5083’ heet. Dat is al zo sinds de jaren zestig, toen men AA5083 bij toeval ontdekte als ideale legering voor de scheepsbouw: sterk, corrosiebestendig en makkelijk te lassen. “Het ging in feite zoals bij de oude Grieken”, vertelt Benedictus. “Het werkte, dus men was tevreden. En heel lang ging het ook goed. Totdat men de legering halverwege de jaren negentig ging gebruiken in hogesnelheidsschepen. En men bij die schepen haarscheurtjes ontdekte.”
Wees gerust: uit elkaar scheuren en zinken, dat doen schepen gemaakt van AA5083 heus niet. Eerder is er sprake van een vervelend ongemak. “Ik heb vernomen dat er schepen zijn, waarbij men ieder jaar de achterkant moet vervangen.” Wat er loos was, wist niemand. Het moest te maken hebben met zeewater. Met het feit dat snelle schepen meer trillingen voor de kiezen krijgen dan gewone schepen. En met de lassen: de scheurtjes zaten altijd op of rond de naden van scheepswand. Eind deze maand hoopt Benedictus te promoveren op een studie die het mysterie ontrafelt.
Koning Neptunus
Eerste, bevrijdende conclusie: het wonderaluminium is niet de boosdoener. “Ik denk eerlijk gezegd dat je met een andere legering hetzelfde probleem zou krijgen”, zegt Benedictus. Nee, de lasser heeft het gedaan. Door de warmte van het lassen wordt het aluminium naast de naad sowieso slapper. En dan is er de afwerking. Op een net gelast stuk scheepswand zitten allemaal knobbels overtollig smeltmateriaal. Die slijpt men weg. Maar wat overblijft, is geen glad huidje: in de lassen zitten minuscule luchtbelletjes, vaak niet groter dan een kwart millimeter. Door het gladslijpen komen die poriën aan de oppervlakte.
Dan is daar Koning Neptunus, met zijn zilte zeewater. De luchtbelletjes aan en vlak onder de oppervlakte kunnen vollopen. Daar blijft het zeewater stilstaan, en vormt het een venijnig, chemisch reactievaatje. Het water vreet aluminium weg, en daarbij ontstaan afvalproducten zoals hydroxides en vrije waterstofionen. De zuurgraad in de poriën schiet omhoog, tot een pH-waarde van maar liefst 2 . zuurder dan azijn. Rondom de poriën groeien ronde slijtplekken, als de blaadjes van een bloem. En uiteindelijk begint de las te scheuren. Langzaam begint zich een barst een weg door de scheepswand te vreten.
Een simpele oplossing is er niet, constateert Benedictus. Ja, je zou het schip eigenlijk niet meer met de hand aan elkaar moeten lassen, maar het werk overlaten aan een computergestuurd lasapparaat. De computer last immers veel secuurder, met minder klodders, minder poriën en minder verhitting van het omliggende materiaal. Maar helaas, schepen lassen is maatwerk. Daarvoor heb je mannen met lasapparaten nodig.
Misschien zou je een hogesnelheidsboot nog kunnen besmeren met een of andere coating, weet Benedictus. Probleempje: zo’n coating bestaat niet, althans niet bij weten van Benedictus. “Zo’n coating moet elastisch zijn. En hechten aan aluminium. En tegen zeewater kunnen. Dat zijn nogal wat eisen.”
Benedictus weet best: dik kans dat alles voorlopig bij het oude blijft. Met hogesnelheidsschepen die rondvaren met barstende bubbels in hun voegen, en scheepsbouwers die geërgerd de ene na de andere achterkant vervangen. “Ik ben bang dat we aan symptoombestrijding blijven doen.”
Holtes in gelast AA5083. De gaatjes hebben in het echt een doorsnede van amper een tiende millimeter groot. Als ze zich vullen met zeewater, zijn de gevolgen soms catastrofaal. (Foto’s: Saskia Benedictus)
img:porierechts.jpg
De elektronenmicroscoop vergroot alles, ook emoties. “Ik krijg echt medelijden met dat aluminium”, zegt materiaalkundige ir. Saskia Benedictus, wijzend op een microscoopfoto. “Je vóélt wat er met dat aluminium gebeurt. Mijn god, het scheurt echt!”
Het materiaal op de foto is niet zomaar het eerste het beste aluminium . het is de lievelingslegering van scheepsbouwers. De watertaxi op het IJsselmeer, de catamarans van Stena Line en van tal van andere ferrydiensten, ze zijn allemaal gemaakt van het wondermateriaal dat ‘AA5083’ heet. Dat is al zo sinds de jaren zestig, toen men AA5083 bij toeval ontdekte als ideale legering voor de scheepsbouw: sterk, corrosiebestendig en makkelijk te lassen. “Het ging in feite zoals bij de oude Grieken”, vertelt Benedictus. “Het werkte, dus men was tevreden. En heel lang ging het ook goed. Totdat men de legering halverwege de jaren negentig ging gebruiken in hogesnelheidsschepen. En men bij die schepen haarscheurtjes ontdekte.”
Wees gerust: uit elkaar scheuren en zinken, dat doen schepen gemaakt van AA5083 heus niet. Eerder is er sprake van een vervelend ongemak. “Ik heb vernomen dat er schepen zijn, waarbij men ieder jaar de achterkant moet vervangen.” Wat er loos was, wist niemand. Het moest te maken hebben met zeewater. Met het feit dat snelle schepen meer trillingen voor de kiezen krijgen dan gewone schepen. En met de lassen: de scheurtjes zaten altijd op of rond de naden van scheepswand. Eind deze maand hoopt Benedictus te promoveren op een studie die het mysterie ontrafelt.
Koning Neptunus
Eerste, bevrijdende conclusie: het wonderaluminium is niet de boosdoener. “Ik denk eerlijk gezegd dat je met een andere legering hetzelfde probleem zou krijgen”, zegt Benedictus. Nee, de lasser heeft het gedaan. Door de warmte van het lassen wordt het aluminium naast de naad sowieso slapper. En dan is er de afwerking. Op een net gelast stuk scheepswand zitten allemaal knobbels overtollig smeltmateriaal. Die slijpt men weg. Maar wat overblijft, is geen glad huidje: in de lassen zitten minuscule luchtbelletjes, vaak niet groter dan een kwart millimeter. Door het gladslijpen komen die poriën aan de oppervlakte.
Dan is daar Koning Neptunus, met zijn zilte zeewater. De luchtbelletjes aan en vlak onder de oppervlakte kunnen vollopen. Daar blijft het zeewater stilstaan, en vormt het een venijnig, chemisch reactievaatje. Het water vreet aluminium weg, en daarbij ontstaan afvalproducten zoals hydroxides en vrije waterstofionen. De zuurgraad in de poriën schiet omhoog, tot een pH-waarde van maar liefst 2 . zuurder dan azijn. Rondom de poriën groeien ronde slijtplekken, als de blaadjes van een bloem. En uiteindelijk begint de las te scheuren. Langzaam begint zich een barst een weg door de scheepswand te vreten.
Een simpele oplossing is er niet, constateert Benedictus. Ja, je zou het schip eigenlijk niet meer met de hand aan elkaar moeten lassen, maar het werk overlaten aan een computergestuurd lasapparaat. De computer last immers veel secuurder, met minder klodders, minder poriën en minder verhitting van het omliggende materiaal. Maar helaas, schepen lassen is maatwerk. Daarvoor heb je mannen met lasapparaten nodig.
Misschien zou je een hogesnelheidsboot nog kunnen besmeren met een of andere coating, weet Benedictus. Probleempje: zo’n coating bestaat niet, althans niet bij weten van Benedictus. “Zo’n coating moet elastisch zijn. En hechten aan aluminium. En tegen zeewater kunnen. Dat zijn nogal wat eisen.”
Benedictus weet best: dik kans dat alles voorlopig bij het oude blijft. Met hogesnelheidsschepen die rondvaren met barstende bubbels in hun voegen, en scheepsbouwers die geërgerd de ene na de andere achterkant vervangen. “Ik ben bang dat we aan symptoombestrijding blijven doen.”
Holtes in gelast AA5083. De gaatjes hebben in het echt een doorsnede van amper een tiende millimeter groot. Als ze zich vullen met zeewater, zijn de gevolgen soms catastrofaal. (Foto’s: Saskia Benedictus)
img:porierechts.jpg
Comments are closed.