Blog Ko Buijs - Tiger Striping
De laatste tijd gaat het in de praktijk steeds meer opvallen dat er een merkwaardige oppervlaktemorfologie kan ontstaan op vooral ruwere oppervlakken van roestvast staal. Vooral in de buurt van laszones manifesteert zich dit fenomeen in een extra grote mate. Dat betekent dat met name de doorlassingen van RVS-tanks daar extra gevoelig voor zijn. Hierbij wordt primair gedacht aan de RVS-typen AISI 304(L) en 316(L), hoewel dit fenomeen ook al is geconstateerd bij duplexkwaliteiten. Dit blijkt het gevolg te zijn van microbieel geïnduceerde corrosie dat kortweg MIC wordt genoemd. Zie desgewenst ook het blog - Microbieel geïnduceerde corrosie (MIC) in procesinstallaties
Door: Ko Buijs - Innomet Consultancy BV
MIC is een biologische corrosievorm, dat steeds meer en heviger om zich heen grijpt, met zeer grote nadelige gevolgen van dien. Nieuw gebouwde tanks van roestvast staal, die hydrostatisch beproefd worden aan de hand van de ‘full of water test’, kunnen al na zeer korte tijd door MIC aangetast worden. Daarom is het van groot belang dat het testwater van tevoren is gecontroleerd op de aanwezigheid van schadelijke bacteriën die verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van MIC. Ook kunnen speciale additieven aan dit water worden toegevoegd om dit probleem een halt toe te roepen. Een van de gevolgen van MIC is het ontstaan van zogenaamde ‘tiger striping’, zoals dat te zien is op afbeelding 1. In dit specifieke geval is deze MIC-aantasting ontstaan op een ruw beschadigde plek. Dit fenomeen kan in zeer korte tijd ontstaan.
Uit microbiologisch onderzoek van L.H. Boulton van het ‘Nickel Institute’ is gebleken dat er een verband is tussen de aanwezigheid van ijzer-oxiderende bacteriën en het ontstaan van ‘tiger striping’. Voorbeelden hiervan zijn de Gallionella en Siderocapsa bacteriën in besmet oppervlaktewater alsmede grondwater e.d. Omdat oppervlaktewater steeds schoner wordt, krijgen dergelijke bacteriën steeds minder vijanden, waardoor zij zich steeds sneller en in hoge mate kunnen manifesteren. Daarnaast muteren deze bacteriën, zodat de bestrijding ervan er ook niet gemakkelijker op wordt. Als een dergelijk watertype een bepaalde tijd stilstaat in RVS-tanks, dan kan al snel deze ‘tiger striping’ ontstaan. 
Afbeelding 2: ‘tiger striping’ ontstaan op een kras in een RVS-tank.
Ook bleek uit een microbiologisch onderzoek dat er in sommige situaties oxiderende ijzerbacteriën aanwezig zijn (IOB) i.p.v. ijzer reducerende (IRB). Deze oxiderende micro-organismen nestelen zich vooral op ruwere delen zoals op en rond de doorlassing of op beschadigingen. Vooral de horizontale lasverbindingen zijn daar extra gevoelig voor waardoor er regenboogachtige strepen ontstaan net boven en onder de las. Dit effect wordt extra versterkt als het water stilstaat. Soms ontstaan er op het RVS-oppervlak vlamachtige patronen zoals dat te zien is op afbeelding 3.
Afbeelding 3: vlamachtige kleurpatronen in één richting als gevolg van IOB-bacteriën.
Het ontstaan van de ‘tiger striping’, ofwel regenboogtinten, is nagenoeg zeker te wijten aan interferentie van het invallende licht. Een gezonde oxidehuid is transparant en kleurloos. Bij een toenemende dikte van deze huid, komt er een andere brekingsindex waardoor verschillende kleuren ontstaan. Feitelijk is dit het prisma- of regenboogeffect. Vanwege reflectie van dit invallende licht op het RVS-oppervlak in de toplaag van de corrosieproducten, ontstaat er interferentie met verkleuringen als gevolg. De corrosieproducten worden gecreëerd door de oxiderende ijzerbacteriën. De dikte van de chroomoxidehuid beïnvloedt de uiteindelijke verkleuring van het oppervlak. De oorzaak van de verticaal gerichte ‘tiger striping’, zoals te zien is in afbeelding 1, is het gevolg van het stilstaande verontreinigde water dat convectiestromen ontwikkelt. Dit komt door kleine temperatuurschommelingen van het verontreinigde water. Omdat het water midden in het vat veelal wat koeler is dan aan de wand, zullen convectiestromen de corrosieproducten mee omhoog laten bewegen.
Ook zijn neerwaartse patronen mogelijk en dat wordt veroorzaakt door ijzerhoudende corrosieproducten, die door de zwaartekracht naar beneden worden getrokken. Gebieden met ‘tiger striping’ moeten verwijderd worden om het roestvast staal in optimale conditie te houden. Dat verwijderen is van extra groot belang als dergelijke apparatuur wordt gebruikt in de voedsel gerelateerde bedrijven. Hygiëne speelt daar uiteraard een zeer belangrijke rol. Gebieden met ‘tiger striping’ zijn nagenoeg zeker voorzien van een biofilm die schadelijk kan zijn voor de voedingsproducten die men bereidt. Veelal wordt dan gebruik gemaakt van beitsen en passiveren, maar het beste is om ‘tiger striping’ te voorkomen hetgeen in de praktijk met enige ingrepen mogelijk is.
Met dank aan de heer L.H. Boulton van het ‘Nickel Institute’ die baanbrekend onderzoek heeft verricht om het fenomeen ‘tiger striping’ te verklaren.