En godt utformet aluminiumpontong i saltvann er en ressurs som varer i flere tiår, og det som til slutt fører til at den går i stykker, er nesten aldri den langsomme, jevne nedbrytningen som folk forestiller seg når de tenker på korrosjon. Konstruksjoner av denne typen svikter lokalt, på en håndfull forutsigbare steder, og hvert av disse stedene bestemmes på tegningen, ikke av havet.
Det er et nyttig svar for en kunde som sammenligner tilbud. Å spørre om hvor lenge metallet holder, gir et markedsføringstall. Å spørre om hvordan festene er isolert og hvor vannet renner av, gir et svar som faktisk gir en indikasjon på levetiden.
Hvorfor aluminium i det hele tatt overlever i havet
Aluminium er et reaktivt metall som beskytter seg selv. Når det utsettes for luft, danner det et tynt, tettbundet oksidlag, og dette laget gjenoppbygges nesten umiddelbart der det oppstår riper. I et marint miljø er det dette passive laget som står mellom metallet og vannet, og det er dette lagets oppførsel – snarere enn legeringens generelle egenskaper – som forklarer det meste av det som skjer i løpet av tretti år.
Filmen har visse betingelser. Den trenger oksygen for å gjenoppbygges, den er stabil innenfor et bredt, men ikke ubegrenset, spekter av vannkjemiske forhold, og den kan brytes ned lokalt av klorider. Hver av de vanlige feilmekanismene nedenfor er et tilfelle der filmen hindres i å utføre sin funksjon i et lite område, mens resten av konstruksjonen fortsetter uberørt.
Hvilke legeringer hører hjemme i vannet?
Konstruksjonsaluminium er ikke ett enkelt materiale, og de marine kvalitetene utgjør en egen familie. 5xxx-serien, legert med magnesium, er det tradisjonelle valget for plater som kommer i kontakt med sjøvann: 5083 inneholder rundt 4,5 prosent magnesium og har den høyeste styrken blant de marine kvalitetene som ikke kan varmebehandles, mens 5086 ligger i et lignende område. Begge beholder sin styrke godt etter sveising, noe som er viktig fordi en flottør er et sveiset, trykktett volum.
6xxx-serien, som er legert med magnesium og silisium, kan varmebehandles og egner seg godt til ekstrudering, noe som gjør den til det naturlige valget for rammer, bjelker og dekkprofiler. En typisk pontong er derfor en blandet konstruksjon: 5xxx-plater der metallet utsettes for fuktighet, og 6xxx-ekstruderte profiler der det er bærende. En spesifikasjon som angir én legering for hele enheten, er vanligvis hentet fra en katalog.
Hva er det egentlig som går galt?
Fire mekanismer står for nesten hele fenomenet, og de er alle lokale.
Pitting. Klorider bryter ned oksidfilmen på isolerte steder, og angrepet fortsetter inn i metallet mens den omkringliggende overflaten forblir blank. Gropkorrosjon er visuelt alarmerende og strukturelt langsom, men det er denne mekanismen som til slutt fører til gjennomhull i en flytevegg. Rapporterte eksponeringsstudier på 5083 viste at de dypeste gropene oppstod i den atmosfæriske sonen snarere enn i tidevannssonen, noe som er motsatt av hva de fleste intuitivt antar, og en god grunn til ikke å anse delene over vannlinjen som de enkleste.
Spaltkorrosjon. Der to overflater ligger tett inntil hverandre uten å være tett forbundet, trenger vann inn, oksygenet blir ikke etterfylt, og filmen kan ikke danne seg på nytt. Overlappende skjøter, skiver, undersiden av boltebeslag og spalten bak en klampe er de typiske stedene. Dette er snarere en feil i utformingen enn i materialet, og det er det eneste punktet på listen som lettest kan unngås.
Galvanisk kontakt. Kobler man aluminium direkte til rustfritt stål eller til galvaniserte komponenter i en elektrolytt, blir aluminiumet den del som ofres. Dette skjer ved beslag, festemidler, hengsler og landforbindelsen, og prosessen går raskt nok til å få betydning i løpet av en enkelt sesong dersom kontaktflaten er ugunstig.
Erosjon. Motstanden i stille vann er svært god, og den avtar når vannhastigheten øker. På de fleste brygger er dette uten betydning; ved siden av en propellstrøm eller i en rask elv er det imidlertid ikke det, og det er lurt å gjøre prosjektereren oppmerksom på dette i stedet for å anta at det generelle tilfellet gjelder.
Detaljene som avgjør svaret
Isoler ulike metaller med ikke-ledende gjennomføringer og skiver overalt der et festemiddel går gjennom, og velg materialer til festemidler bevisst, i stedet for å ta det som finnes på hyllen. Unngå sprekker ved å sveise kontinuerlig i stedet for med avbrudd, og ved å tette skjøter som ikke kan fjernes. Sørg for at alle overflater har avløp, fordi stillestående vann er den tilstanden alle de fire mekanismene ovenfor foretrekker, og stillestående ferskvann som blir fanget i en seksjon er mer skadelig for aluminium enn bevegelig sjøvann utenfor den.
Der hvor isolering virkelig er umulig, tar offeranoder over belastningen, og de er et forbruksmateriale som må inngå i vedlikeholdsplanen, snarere enn noe man bare monterer og glemmer. Slike beslutninger hører hjemme i prosjekteringsgjennomgangen, sammen med fribordet og oppdriftsverdiene som brukes til å dimensjonere flytekroppene, fordi de gjøres opp samtidig og på grunnlag av de samme tegningene.
Hva vedlikehold egentlig innebærer
Svært lite, og det er jo poenget, men ikke ingenting. Vask med ferskvann fjerner kloridavleiringer som forårsaker gropkorrosjon over vannlinjen. En årlig inspeksjon til fots sjekker festene, isolasjonsdetaljene og anodforbruket, og en dykker eller en heis som sjekker flottørene med lengre mellomrom bekrefter at ingenting har blitt skadet. Arbeidet måles i timer snarere enn dager, og det utgjør forskjellen mellom en konstruksjon som når sin beregnede levetid og en som må få flottørene skiftet ut allerede etter femten år.
Ingenting av dette gjelder spesielt for aluminium. Det er verdt å sammenligne med hva et tilsvarende program koster for en stålkonstruksjon i samme vannmiljø, der det er overflatebehandlingssystemet – og ikke metallet – som bestemmer vedlikeholdsintervallet, og hvor ommalingen til slutt utgjør den største delen av kostnadene over hele levetiden.
Hva som skal kreves i anbudet
Be om opplysninger om legering og hardhetsgrad for hver enkelt hovedkomponent, i stedet for å nøye deg med én enkelt kvalitet for hele konstruksjonen. Spør om hvilket materiale som er brukt til festemidler, og hvordan isolering er ivaretatt ved hvert grensesnitt mellom aluminium og andre metaller. Spør om det er montert anoder, hvor disse er plassert, og med hvilket forventet utskiftningsintervall. Be om at dreneringsanordningen vises på oversiktstegningen.
Disse fire spørsmålene fyller et avsnitt, og de skiller leverandører som har bygget for saltvann fra leverandører som har bygget et dekk. De kan også besvares allerede i anbudsfasen, noe som betyr at sammenligningen skjer før tildelingen, ikke først ved den første inspeksjonen.
Før konstruksjonen bestilles
Levetiden i sjøvann er et resultat av konstruksjonen, ikke en egenskap som står på innkjøpslisten. Metallet har potensial til å holde i tretti år eller mer; om det faktisk når så langt, avhenger av om tegningene sikrer god vanngjennomstrømning, holder ulike metaller adskilt og ikke gir klorider noe sted å samle seg.
Vår flytende konstruksjoner i aluminium er utformet med tanke på disse fire mekanismene og leveres sammen med et vedlikeholdsprogram som angir hvilke kontroller som skal utføres og med hvilke intervaller, slik at kunden vet hva som ligger til grunn for levetidsanslaget, i stedet for bare å få oppgitt et tall.