Påverkar avrinningen från SSAB Weathering-stål vattenkvaliteten?

SSAB Weathering-stål utvecklar en skyddande patina som förbättrar korrosionsbeständigheten och möjliggör lång livslängd med minimalt underhåll. Under den första tiden utomhus kan dock regnvattnet som rinner av från stålets yta få en karakteristisk brun färg. Det brunaktiga avrinningsvattnet uppstår främst i början av patinabildningen och minskar i takt med att det skyddande patinskiktet växer fram. Detta synliga fenomen väcker ofta frågor om avrinningen kan påverka vattenkvaliteten.

En studie av forskare från Kungliga Tekniska högskolan (KTH) och SSAB undersökte frågeställningen genom både ettåriga fältexponeringstester i Stockholm och kontrollerade laboratorieexperiment.

Forskarna undersökte frisättningen av järn och legeringselement som är vanliga i SSAB Weathering-stål, däribland krom (Cr), koppar (Cu), mangan (Mn) och nickel (Ni).

Studien visade att avrinningen av legeringselement var mycket begränsad. Alla mätbara utsläpp inträffade främst under den initiala exponeringsfasen och var kopplade till patinans yttersta skikt. När patinan mognade och stabiliserades minskade mängden metaller som frigjordes.

Dessa resultat visar att den synliga färgen på avrinningsvattnet under stålets första tid i utomhusmiljö inte betyder att det handlar om signifikanta nivåer av frigjorda legeringsmetaller.

Även om avrinningen från SSAB Weathering-stål initialt kan ha en synlig brunaktig ton, visar studien från KTH och SSAB att avrinningen av legeringselement (Cr, Cu, Mn, Ni) är mycket begränsad. Bilden visar en bro av SSAB Weathering-stål i Tammerfors, Finland.

I takt med att patinan utvecklas blir interaktionen mellan stålytan och regnvattnet alltmer begränsad.

För att sätta resultaten i ett sammanhang jämfördes de uppmätta koncentrationerna med Världshälsoorganisationens (WHO) riktvärden för dricksvatten. Under hela studien låg de uppmätta halterna av frigjorda legeringselement långt under dessa WHO-riktvärden.

Detta innebär att även om brunaktig avrinning kan observeras under de första exponeringsåren, förblir de tillhörande koncentrationerna av krom, koppar, mangan och nickel låga.

Ur ett ingenjörsperspektiv är bildandet av en stabil patina en av de viktigaste egenskaperna hos SSAB Weathering-stål. Patinan har två viktiga funktioner:

• Den minskar stålets korrosionshastighet.
• Den fungerar som en barriär mellan stålytan och den omgivande miljön.

När patinan utvecklas blir interaktionen mellan stålytan och regnvattnet alltmer begränsad. Detta bidrar både till konstruktionens långsiktiga hållbarhet och till lägre metallavgivning.

Studien visar att metallavgivningen från SSAB Weathering-stål är som störst i början när patinan bildas, för att sedan minska i takt med att skyddsskiktet växer fram. Även om avrinningen kan vara synbart brun under de första exponeringsåren, ligger de uppmätta koncentrationerna av legeringselement långt under WHO:s riktvärden för dricksvatten.

Dessa resultat ger värdefullt underlag till ingenjörer, infrastrukturägare och konstruktörer som utvärderar SSAB Weathering-stål för tillämpningar i miljöer där vattenkvaliteten är viktig.

 
Källa
Herting, G. et al. Patina Formation and Diffuse Dispersion of Alloying Metals from Weathering Steels at Urban Atmospheric Conditions – A Combined Laboratory and Field Investigation. Materials and Corrosion (2024).

https://doi.org/10.1002/maco.202414430