11. Van het metallurgische roosten naar de hogetemperatuurisolatie

C. Isolatietechniek: hete onderdelen en isolatie

Het historische octrooischrift beschrijft een bewust geïntensiveerd metallurgisch roostproces. De betekenis ervan voor isolatiematerialen op chroomgelegeerde hete onderdelen ligt in de reactiechemie: de voor calcium- en natriumchromaat bepalende stofgroepen zijn identiek.

De Duitse wettelijke ongevallenverzekeraar BG ETEM beschrijft de huidige installatiegebonden bevinding dienovereenkomstig: door het contact van chroomgelegeerde staalsoorten met isolatiematerialen of montagepasta's die alkali- en aardalkalimetalen bevatten, kan bij staaltemperaturen van ongeveer 350 tot 800 °C de vorming van kankerverwekkende chromaten optreden. Als beïnvloedende grootheden noemt zij het chroomaandeel in het staal, calcium-, magnesium-, natrium- of kaliumverbindingen, zuurstof, luchtvochtigheid en vanaf ongeveer 550 °C ook waterdamp. Zichtbare gelige afzettingen aan turbines en stoomdrukleidingen wezen volgens de BG ETEM op calciumchromaat en werden vervolgens positief op chroom(VI)-verbindingen bemonsterd. [2]

De toepassingsrelevantie was vóór 2015 uitdrukkelijk gepubliceerd

De Japanse octrooiaanvraag JP2011232021A van Toshiba, gepubliceerd op 17 november 2011 met prioriteit van 8 april 2010, beschrijft precies dit grensvlak: chroomoxide op roestvast staal reageert met de calciumcomponent van een thermische isolatie onder zuurstof tot calciumchromaat. Het octrooischrift licht de overgang van asbest naar calciumsilicaat toe en stelt een keramische scheidingslaag voor om de Cr(VI)-vorming te onderdrukken. Het noemt daarnaast kalium-, magnesium- en natriumhoudende isolaties. Daarmee was ook de op de toepassing gerichte probleemstelling inclusief een preventieaanpak vóór de studie van 2015 openbaar toegankelijk. [26]

Als eerdere literatuur noemt het octrooi Corrosion Center News nr. 034 van 1 juni 2005. Deze verwijzing is een gericht archiefspoor; de oorspronkelijke uitgave is hier niet ingezien. De aangetoonde octrooifamilie is Japans. De openbare beschikbaarheid daarvan moet worden onderscheiden van de feitelijke kennis van afzonderlijke Europese fabrikanten. [26]

Onderzoek van beide Toshiba-octrooien en van de vermelding „handelsnaam Rockwool”

De vermelding „thermisch isolatiemateriaal (handelsnaam: Rockwool)” staat in beide voorgelegde vertalingen. De overeenkomstige productaanduiding staat ook in het Japanse origineel van JP2011232021A en in de Japanse verleende versie JP5774355B2 bij de tweede aanvraag JP2012220174A. De vermelding is daarmee niet pas door de machinevertaling ontstaan. Beide proefbeschrijvingen karakteriseren de isolatie als hoofdzakelijk op calciumoxide/siliciumoxide gebaseerd. [26, 38]

JP2011232021A onderzoekt SUS304 met en zonder keramische scheidingslagen bij 600 °C gedurende 500 uur in lucht. In de onbeklede vergelijking wordt aan het contactvlak met röntgendiffractie een calcium-chroom-complexoxide en in kleine hoeveelheid een magnesium-chroom-complexoxide beschreven. Het document licht de CaCrO₄-vormingsroute uitdrukkelijk toe met een reactievergelijking en onderzoekt verder natriumhoudende isolatie. De keramische laag moet het contact tussen de reactieve componenten onderbreken. [26]

JP2012220174A, gepubliceerd op 12 november 2012 met prioriteit van 14 april 2011, volgt een verdere preventieaanpak: een 200 µm dikke folie van zuiver nikkel scheidt SUS304 van de isolatie. Na 600 °C en 500 uur in lucht wordt bij het directe contact zonder folie een geel reactieproduct beschreven. Dit wordt met XRD geanalyseerd en door de auteurs als Cr(VI)-reactieproduct aangeduid. De vergelijkende proeven met natriumhoudend perliet respectievelijk calciumsilicaat beschrijven bovendien chroom-natrium- respectievelijk chroom-calcium-complexoxiden. Bij de opbouw met folie wordt geen overeenkomstige zichtbare reactie gemeld. Deze vergelijking toont een gerichte ingreep in de grensvlakreactie; uit het ontbreken van een kleurbevinding volgt op zichzelf geen kwantitatieve Cr(VI)-nulwaarde. [38]

De formulering „Rockwool” is gedocumenteerd; een fabrikant, een exacte productkwaliteit of een toewijzing aan ProRox wordt in deze proefpassages niet geïdentificeerd. In het Japans wordt de aanduiding ook voor steenwol gebruikt. Voor een concrete toewijzing aan een onderneming zouden product- en leveranciersgegevens moeten worden aangevuld. De technische bevinding staat daar los van: Toshiba onderzoekt calciumhoudende isolatie op chroomhoudend metaal en beschrijft concrete mogelijkheden om de reactie te onderbreken. [26, 38]

Beide documenten noemen uitdrukkelijk afvalverbrandingsinstallaties, biomassastookinstallaties, thermische energiecentrales en chemische installaties. Het verband met het verbrandingsgebied maakt daarmee al deel uit van de oorspronkelijke toepassingsbeschrijving. Daarbij moet de reactie tussen isolatie en metaal worden onderscheiden van een Cr(VI)-vorming in de asmatrix; beide kunnen in dezelfde installatie relevant zijn. [26, 38]