Når Aker BP skal male sitt nye landstrøm-anlegg i Fitjar på Bømlo vil de forsikre seg om at det tåler mye dårlig vær: vind, regn og sjøsprøyt. Derfor hyrte de NILU for å finne ut hva malingen på bygget ville tåle i Fitjar-været.
I Fitjar, 250 meter fra kysten og 35 meter over havet, skal Aker BP bygge landstrømanlegg til felter i Nordsjøen. Ved å velge rett maling og riktige vedlikeholds-intervaller i den utsatte beliggenheten kan Aker BP spare mye penger.
Hva er korrosjonsklasse?
Det er da viktig for dem å vite riktig korrosjonsklasse for anlegget, som NILU-forskere har beregnet. Korrosjon er nedbryting eller svekkelse av et materiale, som f.eks. rust på jern.
For å bestemme ISO[a]-korrosjonsklasse er det nødvendig å undersøke flere ting: Hvor vått det er, hvor mye salt som blir blåst inn fra havet, og om det er andre «ting» i lufta (f.eks. forurensning) som kan skade det malte bygget.
Når forskere skal bestemme korrosjonsklasse kan de måle belastningen på materialet i ett år. En ulempe er at korrosjonsklassifiseringen da vil gjelde for dette året, og si mindre om senere år.
Derfor bruker vi på NILU gjerne miljødata om været og lufta. Det er raskere, rimeligere, og miljødataene er samlet inn over mange år.
Korrosjonsklassene går fra C1, veldig lav, til C5, veldig høy. I tillegg kommer CX, ekstrem. Klassene angir massetapet på grunn av korrosjonen av stål, sink (galvanisering) og andre metaller som er montert et eller annet sted, og levetiden for ulike malings-systemer (fra 5 til over 25 år) på stedet.
Hva er miljøklassifisering?
Miljøklassifiseringen skjer ved å kombinere flere ulike faktorer som kan tære på bygninger og gjenstander:
- våt-tiden på overflater (på grunn av nedbør)
- konsentrasjonen av svoveldioksid (SO2) i lufta
- avsetning av sjøsaltpartikler, og eventuelt også fra saltet vei eller liknende, som skjer med vinden (såkalt tørravsetning og altså ikke med nedbør)
Slike miljødata kan en få fra åpne nettsteder[1]. For Aker BPs anlegg brukte vi data fra Meteorologisk institutts stasjon på Slåtterøy fyr, ca. 15 km vest for Fitjar.
Mer om miljøets korrosjon av bygg
Våt-tiden er antall timer i løpet av et år med relativ fuktighet over 80% og temperatur høyere enn 0°C. Figur 2 viser sammenhengen mellom våt-tiden i Fitjar de siste 15 årene og korrosjonsklasse.
Så må en bestemme hvor mye svoveldioksid det er i lufta. I Norge (og de fleste steder i Europa) har SO2-konsentrasjonene sunket til lave verdier de siste 20-30 årene [2]. I Norge er det i dag vanligvis mindre enn 5 mikrogram SO2 per kubikkmeter luft (µg/m3). Det gir den laveste korrosjonsklassen i så og si hele landet. De eneste unntakene er enkelte industristeder, som ved Sarpsborg, Lillesand og fram til nylig grenseområdene mot Russland.
Andre luftforurensninger, som partikler, nitrogenoksider (NOx) og bakkenært ozon (O3), kan også øke korrosjon, men i mindre grad enn SO2. Effekten varierer også mer mellom materialer. De er derfor ikke inkludert i standardene, men særlig i byer er de med på å øke korrosjonen. Det betyr høyere vedlikeholdskostnad for bygninger[3].
Den tredje faktoren som må beregnes er sjøsaltavsetningen, og det kan være vanskelig. Sjøsalt, løst opp i vanndråper eller som saltkrystaller, virvles opp fra havet og brenningene og fraktes med vinden . Jo høyere vindhastigheten er, og jo lengre havstrekning[4], desto større blir oppvirvlingen og konsentrasjonen av sjøsaltet i lufta. Så avtar mengden inn over land etter hvert som saltet avsettes. Vinder som blåser rett på land bringer saltet lenger inn enn de som blåser på skrå.
Sammenhengen mellom korrosjon og tørravsatt salt er klarere enn med avsetning fra salt i regn, fordi regnet også kan vaske av saltet.
Hvordan måles sjøsaltavsetning?
NILU brukte måledata fra Haugsneset i Tysvær[5]. De viste at avsetningen på land økte proporsjonalt (eksponentielt) med økningen i vindhastigheten, men i mindre grad lengre fra kysten (fra 100 til 450 m). Dette stemmer overens med det mange andre forskere har funnet[6].
Når forskere skal måle sjøsaltavsetning avhenger mye av målemetoden. Korrosjonsklassen bestemmes ut fra en standard målemetode, den såkalte «wet candle». (Det finnes ikke et alminnelig brukt norsk navn på denne metoden.) «Wet candle»-metoden fanger sjøsaltet på et gasbind-stoff fuktet med glyserol og viklet rundt en sylinder som står skjermet fra regn. Målingene på Haugsneset ble gjort med en annen slags aerosolsamler laget på NILU, og så sammenlignet med standardmetoden «wet candle»[7].
For å beregne sjøsaltavsetningen i Fitjar brukte vi en modell som var tilpasset måledataene fra Haugsneset. Den inkluderte periodene med forskjellig vindhastighet (vind-klasser) de siste 30 år. Vi summerte avsetningene fra de nærmeste sjøstrekningene som var lengre enn 10 km (fra vest til nord-nordøst). (Se fig. 4). Ved summeringen tok vi hensyn til den eksponentielle økningen av saltavsetningen med vindhastigheten.
Aker BP-anlegget er i korrosjonsklasse C3
Beregningene ga ISO-korrosjonsklasse fra C3 til C5 for Aker BPs anlegg i Fitjar. Det betyr at en fasade som regel vil være våt omtrent halvparten av tida (4500 timer) i året, og at 4-9 gram sjøsalt, målt som klorid (Cl-), vil bli avsatt på hver kvadratmeter av fasaden i løpet av året (10-25 mg Cl/m2 døgn). Nesten alt dette (97%) vil antakelig komme fra nordvest inn Fitjarvik når det er stiv kuling. Den lille resten (3%) vil komme når det er liten kuling og frisk bris. Da skjønner en hvor væravhengig denne avsetningen er.
Det viktigste for korrosjonsklassen er hvor vått det er. Mange steder langs norskekysten vil derfor være i korrosjonsklasse C3. Skjerming fra vegetasjon og/eller annen bebyggelse kan redusere saltavsetningen til 1-2 gram per m2 år ( ~5 mg Cl/m2 døgn)5, og gi mindre korrosjon.
[a] Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen
Forskningen bak teksten:
[1] Norsk klimaservicesenter. 2022. https://klimaservicesenter.no/ (Åpnet 6. Mai 2022). Luftkvalitet i Norge. Offentlig informasjon om lokal luftkvalitet. 2022. https://luftkvalitet.miljodirektoratet.no/ (Åpnet 6. Mai 2022).
[2] EEA. Air Quality Statistics. Available online: https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/dashboards/air-quality-statistics (Åpnet 6. Mai 2022).
[3] Grøntoft, T. 2020. Estimation of Damage Cost to Building Façades per kilo Emission of Air Pollution in Norway. Atmosphere, 11(7), 686; https://doi.org/10.3390/atmos11070686. Grøntoft, T. 2019. Recent Trends in Maintenance Costs for Façades Due to Air Pollution in the Oslo Quadrature, Norway. Atmosphere, 10(9), 529. DOI: https://doi.org/10.3390/atmos10090529
[4] Cole, I. S., Paterson, D. A., Ganther, W. D., Neufeld, A., Hinton, B., McAdam, G., McGeachie, M., Jeffery, R., Chotimongkol, L., Bhamornsut, C., Hue, N. V., Purwadaria, S. 2003. Holistic model for atmospheric corrosion: Part 3 – Effect of natural and man-made landforms on deposition of marine salts in Australia and south-east Asia. Corrosion Engineering, Science & Technology, Vol. 38, 4, 267-274. https://doi.org/10.1179/147842203225008921
[5] Henriksen J. 1989. Salt- og korrosjonsmålinger på Haugsneset i Tysvær. 31. Juli 1987 til 1. August 1988. Norwegian Institute for Air Research. Norwegian Institute for Air Research report: NILU OR: 21/89.
[6] For eksempel: Unsworth, M. H., Nelis, P. M., Brandford, D. 1994. A model of the transfer of radioactivity from sea to land in sea spray. Atm. Env. 28, 20, p. 3213-3223. Gustafsson, M. E. R., Franzen L. G. 1996. Dry deposition, and concentration of marine aerosols in a coastal area, SW Sweden. Atm. Env. 30, 6, p. 977-989. https://doi.org/10.1016/1352-2310(95)00355-X
[7] Anda, O., Haagenrud, S. E. 1984. Havsaltavsetninger målt med NILUs nedbørsamler og aerosolfelle. Avsetninger sett i sammenheng med metallers korrosjonshastighet. Norsk Institutt for Luftforskning, Teknisk rapport, 8/84.
[8] ISO 9223:2012. Korrosjon av metaller og legeringer – Atmosfærisk korrosivitet – Klassifisering, bestemmelse og vurdering. ISO 9225:2012. Korrosjon av metaller og legeringer – Atmosfærisk korrosivitet – Måling av miljøparametere som påvirker atmosfærisk korrosivitet. ISO 12944-2:2017. Maling og lakk – Korrosjonsbeskyttelse av stålkonstruksjoner med beskyttende malingssystemer – Del 2: Klassifisering av miljøet. ISO 12944-5:2018. Maling og lakk – Korrosjonsbeskyttelse av stålkonstruksjoner med beskyttende malingssystemer – Del 5: Beskyttende malingssystemer.