Teknologidagene, 23. september, 2015 Materialvalg og korrosjonsbeskyttelse i tunneler Ole Øystein Knudsen SINTEF 1
Innhold Miljøet i tunneler korrosivitet Korrosjonsegenskaper til aktuelle materialer Erfaringer og anbefalinger vedrørende materialvalg for: Bergsikringsbolter og forankring/festedetaljer Kabelgater og lysarmatur Vifter Nødkiosker, skiltbokser og skiltrammer Sjøvannspumper 2
Opplæring i korrosjon og korrosjonsbeskyttelse Samle erfaringer med korrosjon i Norske tunneler Gi anbefalinger med hensyn på materialvalg for ulike komponenter i tunneler 3
Innhold Miljøet i tunneler korrosivitet Korrosjonsegenskaper til aktuelle materialer Erfaringer og anbefalinger vedrørende materialvalg for: Bergsikringsbolter og forankring/festedetaljer Kabelgater og lysarmatur Vifter Nødkiosker, skiltbokser og skiltrammer Sjøvannspumper 4
Miljø i tunneler korrosivitet Tørt trafikkrom Fuktig trafikkrom Landtunneler Sjøtunneler Tunneler i alunskifer og andre kis-holdige bergarter Innkjøringssonen Bak vann- og frostsikring Landtunneler Sjøtunneler Tunneler i alunskifer og andre kis-holdige bergarter Konstant vått miljø eller neddykket Gysemørtel 5
Faktorer som bidrar til økt korrosivitet Fuktighet jo mer vann, jo mer korrosivt Salt jo mer salt, jo mer korrosivt Sjøtunneler er mer korrosive enn landtunneler Salting av veien Trafikk jo mer trafikk, jo mer korrosivt SOx og NOx fra eksos gir forsuring Veistøv som binder forurensninger og vann Bergart sure bergarter (kis) øker korrosiviteten 6
Gysemørtel Korrosjonsbeskyttende for stål Oksygenfritt Høy ph 7
Gysemørtel Aggressivt mot sink Sinkbelegget kan korrodere, men siden stålet ikke korroderer behøver det ikke ha noen betydning 8
Innhold Bakgrunn og målsetning Miljøet i tunneler korrosivitet Korrosjonsmotstand til aktuelle materialer Erfaringer og anbefalinger vedrørende materialvalg for: Bergsikringsbolter og forankring/festedetaljer Kabelgater og lysarmatur Vifter Nødkiosker, skiltbokser og skiltrammer Sjøvannspumper 9
Varmforsinket og pulverlakkert stål Gyste bolter står alltid bra Sink vil korrodere, men siden stålet ikke korroderer vil bolten stå bra Kvalsundtunnelen Foto: Norconsult 10
Varmforsinket og pulverlakkert stål Atmosfærisk eksponering er mer krevende Kvaliteten på pulverlakken er avgjørende Oslofjordtunnelen Foto: Norconsult 11
Varmforsinket stål Sinkbelegget har god korrosjonsmotstand i moderat korrosiv atmosfære Korroderer hurtig i vann Kondensvann: Levetid 1-5 år Sjøvann: Levetid 5-10 år 12
Rustfrie stål EN 1.4404 (316, syrefast) Tåler ikke sjøvann! Korroderer i saltholdig miljø >5 C Bestandige i sjøvann: EN 1.4462 (Duplx) EN 1.4547 (254SMO) Spaltkorrosjon på EN1.4404 13
Aluminium Utsatt for galvanisk korrosjon i kobling mot stål 14
Aluminium Filiformkorrosjon er ikke en trussel mot materialets funksjon kun utseende 15
Innhold Bakgrunn og målsetning Miljøet i tunneler korrosivitet Korrosjonegenskaper til aktuelle materialer Erfaringer og anbefalinger vedrørende materialvalg for: Bergsikringsbolter og og forankring/festedetaljer Kabelgater og lysarmatur Vifter Nødkiosker, skiltbokser og skiltrammer Sjøvannspumper 16
Bergsikringsbolter og forankring/festedetaljer Varmforsinka og pulverlakkert stål Hovedsakelig gode erfaringer Sjøtunneler: Gyste bolter: ingen problemer Forankring/feste: noe korrosjon Kvalitetskontroll Inspeksjon Foto: Norconsult 17
Kabelgater og lysarmatur Rustfritt stål EN 1.4404 Varmforsinket og pulverlakkert stål Foto: Knut Opeide 18
Vifter Ulike varianter av materialer og korrosjonsbeskyttelse er prøvd Varmforsinking og maling/pulverlakk vil være en robust løsning Foto: Carl Lewin 19
Nødkiosker, skiltbokser og skiltrammer Ofte levert i aluminium Noe blandede erfaringer Korrosjonsproblemer: Galvanisk korrosjon i kobling til stål Filiformkorrosjon Unngå direkte kontakt mellom stål og aluminium Anodisering vil gi godt resultat Foto: Arild Petter Søvik 20
Sjøvannspumper Rapportert om flere havari på grunn av korrosjon i EN 1.4404 Ikke overraskende tåler ikke sjøvann Sjøvannsbestandige stål: EN 1.4462 (Duplx) EN 1.4547 (254SMO) Kompositt 21
Bergsikringsbolter Komponent Miljø Anbefalt materiale/belegg Bergsikringsbolt, gyst Bergsikringsbolt, limt Alle Alle Varmforsinket og pulverlakkert. Skader i pulverlakken behøver ikke repareres. Varmforsinket og pulverlakkert. Skader i pulverlakken bør repareres. I undersjøiske tunneler og landtunneler der det kommer mye vann ut av fjellet bør alle sikringsbolter gyses. 22
Beslag/bolter for vann- og frostsikring Komponent Miljø Anbefalt materiale/belegg Beslag/bolter for vann- og frostsikring Alle, bortsett fra rennende vann eller neddykket Varmforsinket og pulverlakkert. I undersjøiske tunneler må de inspiseres eller ha ekstra korrosjonsmonn. Skader i pulverlakken bør repareres. Rennende vann eller neddykket Varmforsinket og pulverlakkert kan gi korrosjonsproblemer. I landtunneler er EN 1.4404 et godt alternativ. Varmforsinket og pulverlakkert gods kan benyttes i sjøtunneler, men pulverlakken bør ha høy kvalitet. Inspeksjon anbefales 23
Lysarmatur og kabelbruer Komponent Miljø Anbefalt materiale/belegg Lysarmatur og kabelbruer Landtunneler og trafikkrom i undersjøiske tunneler Bak vann- og frostsikring i undersjøiske tunneler Varmforsinket og pulverlakkert stål eller EN 1.4404. Vær oppmerksom på at koblinger mellom EN 1.4404 varmforsinket og pulverlakkert gods må utføres slik at galvanisk korrosjon unngås Varmforsinket og pulverlakkert 24
Nødkiosker, skiltbokser og skiltrammer Komponent Miljø Anbefalt materiale/belegg Nødkiosker, skiltbokser og skiltrammer Alle Aluminium, helst anodisert (20 µm), men ubehandlet eller lakkert kan også fungere. Vær oppmerksom på at koblinger mot stål må utføres slik at galvanisk korrosjon unngås. 25
Pumpehus for sjøvannspumper Komponent Miljø Anbefalt materiale/belegg Pumpehus for sjøvannspumper EN 1.4547, EN 1.4410 Titan EN 1.4404 vil korrodere og må skiftes regelmessig. 26
27