Materiaalwetenschap en -techniek

IJzerhoudende materialen vormen nog steeds het grootste deel van de metalen die vandaag de dag in de wereld worden gebruikt. Vanwege hun hoge sterkte, veelzijdigheid en lage kosten zijn staal en ijzerproducten overal om ons heen. Rimkus heeft uitgebreide ervaring en testmogelijkheden van ferrometalen en helpt klanten in diverse industrieën zoals de bouw, olie en gas, auto-industrie, machinebouw en commerciële en residentiële gebouwen.

Van het falen van constructiedelen in het gebouw, explosies van drukvaten, gebroken aandrijfassen en kraanstoringen tot waterlekken in leidingen en slangen, Rimkus kunnen metallurgisch onderzoek uitvoeren, de oorzaak van het falen vaststellen, de klant helpen bij de materiaalselectie en de juiste sanering voorstellen.

Corrosie vormt de grootste uitdaging voor ferrometalen. Corrosieschade leidt vaak tot schade aan eigendommen en omgeving, verlies van apparatuur, bedrijfsvertraging en zelfs persoonlijk letsel. Rimkus kunnen het type en de oorsprong van de corrosie onderzoeken, bepalen of het incident werd veroorzaakt door andere factoren en preventie-/bestrijdingsmethoden bieden.

2 Praktijkvoorbeelden

1. Speldenprik in een gelaste stalen waterleiding

Achtergrond: In een recent geïnstalleerd koelwatersysteem ontstond een gaatje in de stalen leiding. Het lek veroorzaakte grote bezorgdheid over de duurzaamheid van het systeem.

Geleverde diensten: Rimkus werd ingeschakeld om de oorzaak van het lek vast te stellen en de integriteit van de rest van het leidingsysteem te evalueren. Tijdens ons onderzoek werden verschillende problemen met betrekking tot corrosie, fabricage en werkzaamheden ontdekt. We voerden de volgende analyse uit.

• Op locatie een inspectie van de verbindingen van het leidingsysteem uitgevoerd.
• Bestudeerde toepasselijke codes en normen en andere deskundigenrapporten.
• Voerde metallurgische tests uit en stelde de oorzaak van het incident vast.
• Evalueerde de conditie van het systeem op basis van de testresultaten van de materialen.
• Voorgestelde aanbevelingen voor vervanging en gebruik.

2. Falen baggerschip

Achtergrond: Een baggerschip zonk tijdens werkzaamheden op een bouwplaats. De stalen pontons raakten beschadigd en het baggerschip sloeg om, waardoor de apparatuur op het baggerschip volledig verloren ging. Het schip werd later geborgen en gedemonteerd voor onderzoek.

Geleverde diensten: Rimkus werd ingeschakeld om de aak te onderzoeken en de oorsprong en oorzaak van het incident te onderzoeken. Tijdens ons onderzoek en analyse onderzocht Rimkus de morfologie van de breuk, de volgorde van het incident en de toestand van het binnenvaartschip.

Rimkus concludeerde:

• Het baggerschip zonk door de impactschade aan het ponton.
• Verschillende lassen scheurden en gingen kapot door de overbelasting tijdens het kapseizen of ophalen van het schip, in plaats van door fabricagefouten.
• De balans en de beladingstoestand van het binnenvaartschip en de corrosie en algemene toestand van het stalen ponton werden geëvalueerd en er werd vastgesteld dat deze geen rol speelden bij het incident.

Metalen producten die niet van ijzer zijn gemaakt, vormen een steeds groter segment van de materialenwereld. Koper (en koperlegeringen) en aluminium zijn al eeuwenlang trouwe metgezellen van ijzerlegeringen en worden zowel structureel en decoratief gebruikt als voor hun unieke eigenschappen zoals geleidbaarheid, lage dichtheid en corrosiebestendigheid.

Andere non-ferrometalen zoals superlegeringen op basis van nikkel, kobaltlegeringen, zinklegeringen, titaanlegeringen en magnesiumlegeringen zijn ontwikkeld voor speciale markten en nichetoepassingen.

De materiaalexperts bij Rimkus hebben uitgebreide ervaring met een breed scala aan systemen die non-ferrometalen bevatten en hoe deze metalen presteren in specifieke omgevingen. Met zijn uitgebreide ervaring kan het Rimkus werken met elk non-ferrometaal in elke omgeving, zoals:

• Koperen buizen en messing fittingen in drinkwatersystemen
• Koperen buizen in HVAC-systemen (verwarming, ventilatie en airconditioning)
• Structurele aluminium onderdelen in meerdere toepassingen
• Fietsonderdelen van aluminiumlegering
• Gegoten zinken fittingen en onderdelen
• Titanium biomedische implantaten
• Hamers met titanium kop
• Kobalt gelegeerde schuifafsluiters
• Behuizingen van magnesium

Polymeren/kunststoffen komen we elke dag tegen in onze auto's, huishoudens, gebouwen, elektronica, textiel, kleefstoffen, verpakking, verf, coatings, enz. Wanneer u wordt geconfronteerd met een probleem met polymeer materiaal, wendt u zich tot de expertise van Rimkusvoor het identificeren van de hoofdoorzaak en oorsprong van de storing, het karakteriseren van kritische eigenschappen of het bepalen van interacties tussen het polymeer en andere stoffen. Door polymere faalmechanismen zorgvuldig te onderzoeken, kunnen Rimkus overbelasting door stress, milieu- en chemische degradatie, fabricage- (vorm-)problemen, onjuiste serviceomstandigheden of verkeerd gebruik identificeren. Afhankelijk van de situatie kunnen onze experts zoeken naar holten, blaren, vormfouten, verontreiniging, geabsorbeerde oplosmiddelen, oxidatie, verwering, slechte hechting, mechanisch falen, verkleuring en brosse of taaie breuk.

Keramiek en glas zijn vaak de beste of enige materiaalkeuze voor een toepassing. Door hun combinatie van hoge sterkte, temperatuurbestendigheid, oppervlaktehardheid en transparantie door ontwerp worden ze vaker gebruikt dan je zou verwachten.

Rimkus gebruikt optimale methoden om faalwijzen te identificeren of deze materialen te karakteriseren voor hun samenstelling en fysische eigenschappen. Met gespecialiseerde expertise in vensterglas en e-glas kunnen we de bron en oorsprong van krassen, verkleuring of permanente chemische etsing identificeren.

Rimkus heeft de analytische competentie om uitgassing, bindmiddelverlies of geabsorbeerde vloeistoffen in keramiek en glas te meten. Wij bieden beeldvorming van breukoppervlakken, vlekken en oppervlaktechemie; doorsneden om scheuren, holten en interkristallijne fasen te evalueren; karakterisering van dunne laag coatings; identificatie van organische verontreinigingen geabsorbeerd tijdens bedrijf; en meting van afbraak door zuurstof, fluor en chloor.

2 Praktijkvoorbeelden

1. Permanent geëtst vensterglas

Achtergrond: Kort nadat een schoonmaakbedrijf de gevel van een huis met grote, op maat gemaakte ramen had gewassen, bleek het vensterglas ondoorzichtig te zijn met patronen die leken op spatten. Het schoonmaken van de ramen bracht geen verbetering.

Geleverde diensten: Rimkus werd ingeschakeld om de ramen te onderzoeken en te bepalen of er permanente schade was en hoe omvangrijk de schade aan de ramen was in termen van kosten. Rimkus inspecteerde ongeveer 25 aangepaste ramen aan de binnen- en buitenzijde in overeenstemming met ASTM-normen (American Society for Testing and Materials).

Verschillende ramen waren permanent geëtst door chemicaliën. Er werd een onderzoek uitgevoerd om vast te stellen hoeveel ramen vervangen moesten worden. Er werden acetaatreplica's van de ramen genomen om de diepte van de schade vast te stellen en chemische resten te verwijderen voor analyse.

Rimkus concludeerde:

• Dezelfde chemicaliën die het schoonmaakbedrijf gebruikte, werden geïdentificeerd in de residuen die van de ramen werden gehaald.
• Als het schoonmaakbedrijf de ramen grondig had gespoeld op dezelfde dag dat ze de gevel hadden gewassen, zou er geen schade aan het glas zijn geweest. De ramen werden pas een week later gespoeld. Tegen die tijd waren de ramen permanent geëtst.
• Minder dan de helft van de ramen had genoeg schade om vervangen te moeten worden.

2. Explosief breken van badkuip van kunststeen

Achtergrond: Een oudere vrouw was bezig met het vullen van een pas geïnstalleerde badkuip, gemaakt van natuursteen. Ze was in de keuken toen ze hoorde wat ze dacht dat een explosie was. Toen ze de badkamer binnenkwam, had de badkuip een grote breuk, van boven naar beneden, en het water had de vloer overspoeld.

Geleverde diensten: Rimkus werd ingeschakeld om de badkuip te onderzoeken en de oorzaak en oorsprong van de breuk te bepalen. We gebruikten een flexibele scoop om achter en onder de badkuip rond de breuk te inspecteren. Een vierkant deel werd verwijderd met een cirkelzaag om een flexibele slang vanaf de achterkant mogelijk te maken. De breuk ontstond in de hoek van het vierkant.

Rimkus concludeerde:

• Engineered stone heeft een hoge mate van restspanning vanwege het fabricageproces. Steenpoeder wordt gemengd met een polymeer en in een mal gegoten. Als het polymeer uithardt en krimpt, ontstaat er spanning.
• De loodgieter had de installatie-instructies genegeerd die benadrukten dat er in geen geval in de technische steen mocht worden gesneden of geboord.
• De zaagsnede van de loodgieter veroorzaakte een spanningsconcentratie in de scherpe hoek van het vierkant. Toen de badkuip volliep met heet water, kwam de hoge restspanning bij de scherpe zaagsnede vrij en vormde een scheur die zich snel over de badkuip verspreidde en klonk als een explosie.

Composietmaterialen worden een steeds groter deel van ons leven, van sportuitrusting tot boten; ze zijn overal te vinden. Rimkus experts kunnen overal helpen waar versterkende middelen (glas- en koolstof- en houtvezels) worden toegevoegd aan een matrix zoals polymeren en rubber om composietmaterialen te produceren.

Onze onderzoeksexperts kunnen met de hulp van ons laboratorium fabricagefouten identificeren: delaminatie/poreusheid, slechte bevochtiging van de wapening door de hars, fouten in de layuporiëntatie of gewoon een verkeerde materiaalkeuze. Misbruik in het veld, gebruikersfouten en schade buiten normaal gebruik kunnen ook door onze experts worden onderzocht.

Moderne gebouwen zijn meer dan alleen hout en bakstenen en bevatten complexe materialen in hun constructie. Rimkus deskundigen kunnen antwoorden geven op veel vragen over hoe bepaalde bouwmaterialen functioneerden, presteerden of degradeerden. In samenwerking met onze vastgoed- en werktuigbouwkundige, elektrische en sanitair (MEP) praktijken kan Rimkus complexe zaken onderzoeken waarbij bouwmaterialen betrokken zijn van traditionele bouwmaterialen zoals hout, beton, baksteen en mortel tot technische oplossingen waarbij meerlaagse constructie met polymere membranen, metalen en zelfs composietmaterialen betrokken zijn.

Voorbeelden van projecten waarmee Rimkus kan helpen zijn bijvoorbeeld het identificeren van de hoofdoorzaak van verkleuring van dakbedekking, bevelsiding, zwembadfolies, bakstenen en straatstenen. Faalanalyse van beton en mortels kan worden uitgevoerd met behulp van onze laboratoriumfaciliteiten. Gipsplaten, pleisterwerk, mortels en andere cementgebonden verbindingen, evenals diverse samengestelde dekmaterialen zijn ook geanalyseerd door onze Rimkus experts en we kunnen helpen bij het analyseren van verontreiniging van grondstoffen die kan leiden tot wijdverspreide mislukkingen in het veld.