Corrosiebeheersing in sprinklerinstallaties

1. Corrosie

1.1 Definitie corrosie

Corrosie is de ongewenste aantasting van een materiaal als gevolg van chemische of elektrochemische reacties met componenten uit de omgeving. Elektrochemische corrosie is corrosie als gevolg van reacties tussen een metaaloppervlak en een ionengeleidend milieu. In onderstaande afbeelding zijn verschillende corrosievormen weergegeven. Deze indeling is conform de indeling van NACE (www.nace.org).

1.2 Corrosie in sprinklersystemen

Sprinklersystemen zijn waterdragende – geen watervoerende – systemen met doodlopende leidingen, beperkte suppletie en water dat stilstaat. De meest voorkomende vormen van corrosie in sprinklersystemen zijn (in willekeurige volgorde):

1. Zuurstofcorrosie
2. Zuurcorrosie
3. Corrosie door chloride
4. Galvanische corrosie
5. Microbiologische corrosie (MIC – Microbiologically Influenced Corrosion)

Voor meer informatie over deze corrosievormen wordt verwezen naar bijlage 1 in de Whitepaper Corrosiebeheersing in Sprinklerinstallaties [zie bron a].

2. Advies aanschaf en inspectie sprinklerinstallaties

Alle test- en onderhoudswerkzaamheden zijn erop gericht dat de installatie bij een brandcalamiteit functioneert en de brand minimaal onder controle houdt. Preventief onderhoud is bedoeld om de installatie in nominale staat te houden en wordt uitgevoerd door gecertificeerde installateurs op basis van de voorschriften, ervaring en kenmerken van de specifieke installatie.

Ook sprinklerinstallaties hebben een eindige levensduur. Bij de aanschaf van een installatie wordt expliciet gekozen voor de uitvoering en het kwaliteitsniveau van de verschillende onderdelen van de sprinklerinstallatie. Die keuzes zijn van belang voor de vastgestelde levensduur en de onderhoudskosten van de installatie tijdens de gehele gebruiksperiode.

Tijdens het voorontwerp en het aanbestedingstraject is er vaak onvoldoende aandacht voor corrosie-risicoanalyses. Wanneer er vanuit de Total Cost of-Ownership (TCO) systematiek en met aandacht voor de gewenste en verwachte levensduur van installaties (duurzaamheid) ontwerpen wordt, zouden de opdrachtgevers en aanbiedende partijen meer voor elkaar kunnen betekenen. Keuzes die tijdens de bouw gemaakt worden, kunnen cruciaal zijn voor de te verwachten levensduur van de installatie.

De leden van de VSI vinden het belangrijk dat gebouweigenaren op de hoogte zijn van de conditie van hun sprinklerinstallatie. Het is van belang om zo snel mogelijk te weten wanneer er sprake is van corrosie, zodat passende maatregelen getroffen kunnen worden. De leden van de VSI adviseren om sprinklerinstallaties op basis van de corrosierisico’s tijdig inwendig te controleren, dus de frequentie af te stemmen op de specifieke situatie. Indicaties die aanleiding kunnen zijn voor onderzoek zijn opgenomen in paragraaf 3.4.2 en bijlage 5 van de Whitepaper ‘Corrosiebeheersing in sprinklerinstallaties’ [zie bron a].

Ook dienen maatregelen overwogen te vooral voorkomen dat er ‘vers’ water in de installatie komt. Veel experts zijn van mening dat het ongemoeid laten van installaties voorkomt dat er kans op corrosie onstaat. Een voorbeeld van zo’n maatregel is boven een alarmklep een afsluiter aanbrengen, zodat niet alle bluswater afgetapt moet worden bij onderhoud.

3. Advies corrosiepreventie

Sprinklerinstallaties kunnen in twee groepen worden ingedeeld: de droge en natte installaties. De meest voorkomende, de natte installaties, zijn altijd gevuld met water. Parameters die invloed kunnen hebben op het ontstaan van corrosie zijn uitgewerkt in paragrafen 2.3 en 3.1 en bijlage 1 van de Whitepaper  ‘Corrosiebeheersing in sprinklerinstallaties’ [zie bron a]. Drie belangrijke genoemde aspecten zijn:
3.1 Voorkom gebruik van inwendig verzinkte leidingen
3.2. Reduceer zuurstof (lucht) in installaties
3.3. Voorkom slecht ‘bluswater’ in de installatie

3.1. Voorkom gebruik van inwendig verzinkte leidingen
Over de toepassing van inwendig verzinkte leidingen bestaat discussie. Zink beschermt de buitenzijde van leidingen meestal prima, maar aan de binnenzijde blijkt, in aanwezigheid van water, een niet beschermende zinkoxide te ontstaan dat het onderliggende staal niet (goed) tegen corrosie beschermt. Verder kunnen zakstukken verstopt raken wat microbiologische groei/corrosie kan bevorderen.

Verzinkte leidingen worden voornamelijk toegepast in droge en pre-action systemen. In de praktijk blijkt dat in droge systemen vaak water achterblijft. Ondanks dat de normen voorzorgsmaatregelen voorschrijven (voldoende afschot), blijkt het praktisch lastig om het systeem geheel droog te krijgen. De leden van de sectie Sprinklertechniek raden daarom af om (inwendig) verzinkte leidingen toe te passen. Sterker, in de komende revisie 2 van de EN 12845 sprinklernorm zijn inwendig verzonken leidingen verboden. In de woningsprinklernorm EN 16925 zijn inwendig verzonken leidingen al langer niet toegestaan. Zie voor meer informatie paragraaf 2.5 in de Whitepaper ‘Corrosiebeheersing in sprinklerinstallaties’ [zie bron a].

3.2. Reduceer zuurstof (lucht) in installaties
De belangrijkste maatregel om een sprinklerinstallatie te beschermen tegen corrosie is zorgen dat het zuurstofniveau in de leidingen minimaal is. Zuurstof, aanwezig in lucht en in water, kan tot pitting (zuurstofcorrosie) bij koolstofstaal leiden en microbiologische corrosie bevorderen.

In natte systemen verzamelt lucht zich in de hoger gelegen delen van de installatie. Juist op die plaatsen waar ‘trapped air’ aanwezig is kan corrosie optreden. Tijdens de bouw kunnen constructieve maatregelen getroffen worden om het aantal ‘trapped air’-locaties te beperken. In paragraaf 3.1.6 van de Whitepaper ‘Corrosiebeheersing in sprinklerinstallaties’ [zie bron a] staan een aantal mogelijke voorzorgsmaatregelen:

• ontluchters toepassen, zoals in de NFPA 13 editie 2016 ‘Standard for the Installation of Sprinkler Systems’ is voorgeschreven
• stikstof gebruiken, zoals bij het afpersen en met stikstofsuppletiesystemen bij ‘droge’ systemen.
• specifieke inwendige beschermingscoatings gebruiken, bijvoorbeeld inbrandcoatings
• additieven (corrosie-inhibitoren) gebruiken om te voorkomen dat microbiologische corrosie kan ontstaan. FM is echter terughoudend met het gebruik [zie bron c].

3.3. Voorkom lage kwaliteit bluswater
Er dient rekening gehouden te worden met de kwaliteit van het bluswater. Gebruik van bijvoorbeeld oppervlaktewater kan leiden tot extra vervuiling in het systeem of tot groei van organismen. Belangrijk is na te gaan wat de kwaliteit is van het water, waarmee het systeem wordt gevuld. Het uitgangspunt die de sprinklerindustrie gebruikt is dat leidingen uitsluitend met (zoet) leidingwater mogen worden gevuld. In hoofdstuk 3 van de Whitepaper ‘Corrosiebeheersing in sprinklerinstallaties’ [zie bron a] wordt een opzet voor een risicoanalyse beschreven.
Nieuwe inzichten leren dat ook systemen met bronpompen gevuld moeten worden met leidingwater. Eerder werd bij gebruik van grondwater geadviseerd eerst vast te stellen wat de waterkwaliteit is, voordat besloten wordt het systeem ermee te vullen.

4. Tegenstrijdigheden voorschriften en praktijk

In de praktijk blijkt dat voortschrijdend inzicht (tijdelijk) leidt tot tegenstrijdigheden in de richtlijnen en voorschriften. Om de adviezen te onderbouwen zijn in deze paragraaf een aantal voorbeelden van tegenstrijdigheden toegelicht.

4.1. Termijn inwendig leidingonderzoek
De Nederlandse sprinklernorm NEN-EN 12845 + NEN 1073 schrijft iedere 25 jaar een inwendige leidingcontrole voor. De Amerikaanse NFPA 25 stelt dat iedere 5 jaar steekproefsgewijs onderzoek uitgevoerd dient te worden, om na te gaan of het systeem aan vervuiling onderhevig is terwijl de FM datasheet 2.81 voorschrijft dat alarmkleppen elke 5 jaar inwendig moeten worden gecontroleerd op corrosie en het leidingwerk jaarlijks op doorstroming. De CEA 4001 eist dat droge sprinklersystemen ieder 12,5 jaar moeten worden onderzocht en natte systemen iedere 25 jaar.

In Technisch Bulletin 80 ‘beheer en onderhoud van sprinklerinstallaties’ is in Nederland gekozen voor één maximumtermijn van 15 jaar voor inwendig leidingonderzoek. TB80 is een universeel onderhoudsvoorschrift en geschikt voor de sprinklernormen zoals NFPA, NEN-EN 12845 +1073 en de FM-datasheets.

4.2. Niet toepassen verzinkte leidingen
In voorschriften zoals NEN-EN12845 werd in het verleden het inwendig verzinken van leidingen voorgeschreven. FM data sheet 2.1 [zie bron c]. geeft restricties voor toepassing van verzinkte leidingen, zoals het vermijden van gegroefde verbindingen. Sprinklerinstallaties worden in de praktijk juist met gegroefde verbindingen toegepast. Deze verbindingstechniek heeft, naast de door FM genoemde nadelen, veel praktische voordelen. Het advies is dus praktisch niet uitvoerbaar. FM data sheet 2.1 [zie bron c]. is in oktober 2017 uitgebreid met: ‘recommendation not to use galvanized pipe with wet sprinkler system’.

In de komende revisie 2 van de EN 12845 sprinklernorm zijn inwendig verzinkte leidingen niet toegestaan in natte systemen en niet aanbevolen in droge systemen.

4.3. Onvoldoende afschot
De normen schrijven voor dat droge leidingen op groter afschot aangelegd moeten worden dan natte systemen. In de praktijk lukt het (vaak) niet om leidingen overal in de installatie op het minimaal geëiste afschot aan te brengen. Bij de bouw wordt door architecten geen rekening gehouden met de ontwerpeisen van een sprinklerinstallatie.

4.4. Nat testen droge installaties
Droge systemen zouden geen last hebben van corrosie als ze daadwerkelijk droog zouden zijn. Maar bij oplevering en eens in de 3 jaar wordt het systeem met water getest. De wijze van constructie en systeemopbouw is er niet op ingericht dat het systeem na het nat testen weer goed drooggemaakt kan worden. Dit conflicteert met de NFPA 25. In de Whitepaper ‘Corrosiebeheersing in sprinklerinstallaties’ [zie bron a] is al geadviseerd om na te gaan of de wijze van testen aangepast kan worden.

4.5. Controle zakstukjes
Wanneer sprinklerkoppen via zakstukjes aan de onderkant van een leiding zijn uitgefit, bestaat de mogelijkheid dat zich in deze zakstukjes vuil verzamelt. Er wordt voorgeschreven dat enkele sprinklerkoppen uitgenomen moeten worden voor controle op de goede werking. Er is in de regelgeving echter geen controle op de mogelijke verstopping van zakstukjes voorgeschreven. Bij verzinkte leidingen is er een vergrote kans op het ontstaan van loslatende zink(oxide)schilfers en op het ontstaan van drab en in het ergste geval op het ontstaan van verstopping. Het advies is dan ook om bij bestaande installaties ook steekproefsgewijs de zakstukjes te controleren door er een sprinkler uit te draaien.

5. Teksten UPD en bestek

De leden van de VSI adviseren om in het Uitgangspuntendocument (UPD) preventieve maatregelen op te nemen om installaties te beschermen tegen corrosie. Een aantal adviezen is in dit artikel opgenomen.

6a. Bronnen

Meer informatie is terug te vinden in de volgende bronnen.

a) Whitepaper ‘Corrosiebeheersing in Sprinklerinstallaties’ – 3 december 2015

Deze publicatie van de CCV Corrosiewerkgroep (2009 en 2015) is het resultaat van het onderzoek en bevat achtergrondinformatie over bijvoorbeeld de oorzaken van corrosie.

b) Data sheet 2.1 ‘corrosion in automatic sprinkler systems’ – FM Global – april 2018

Deze data sheet bevat aanbevelingen die bedoeld zijn voor de preventie en bestrijding van corrosie in automatische sprinklerinstallaties.

c) Technisch Bulletin 80: ‘Beheer en onderhoud van sprinklerinstallaties’– september 2017

6b. Overige bronnen

d) Technical Report ‘Corrosion Mitigation in FPS’ – FM Global – juli 2014

Noot:
De leden van VSI, onderdeel van Federatie Veilig Nederland, vinden het van belang dat relevante kennis over alle aspecten van corrosie in sprinklerinstallaties beschikbaar is. Voor alle eigenaren en gebruikers van gebouwen en voor alle andere stakeholders zoals leveranciers, brandweer en verzekeraars. De leden beschikken over en werken aan het uitbreiden van die kennis over corrosie. Daarnaast bieden ze opdrachtgevers ondersteuning bij het herkennen van de vele soorten corrosie, bij het voorkomen van corrosie en bij het vinden van oplossingen om de mogelijk negatieve gevolgen van corrosie te bestrijden. Corrosie is inherent aan sprinklerinstallaties en kan niet geheel worden voorkomen of uitgesloten. De VSI wil maatregelen aanreiken die schades zoveel mogelijk voorkomen of beperken met als einddoel een betrouwbare installatie die functioneert bij een brand.

Ontwikkelingen

De VSI heeft een werkgroep ingesteld om nieuwe inzichten te delen, maar ook om kennisontwikkeling te stimuleren. U kunt de sector helpen door uw ervaringen met de VSI te delen. Heeft u suggesties of verbetervoorstellen? Stuur een mail aan john.van.lierop@federatieveilignederland.nl.

update 7 april 2021