Corrosie is de scheikundige aantasting van materialen doordat hun omgeving op ze inwerkt, in het bijzonder de aantasting van metalen door elektrochemische reacties. Het is een begrip waar de industrie niet graag mee te maken heeft. Het leidt tot sterkteverlies, het zorgt voor afbrokkeling, metalen onderdelen worden dunner met soms zelfs gaten in metalen objecten tot gevolg.

‘Kademuren en steigers bestaan vaak grotendeels uit stalen constructies zoals buizen en damwandprofielen en zijn bijgevolg ook onderhevig aan corrosie. Bescherm je deze staalobjecten niet, dan lossen ze op door een potentiaalverschil. De wanden worden dunner en diverse soorten corrosie worden gevormd. Denk bijvoorbeeld aan spleetcorrosie, corrosie optredend in spleten en kieren die gevuld raken met water; of putcorrosie waarbij deeltjes (vaak chloride-ionen) de beschermende laag van materialen die zich tegen corrosie beschermen met een oxidelaag, doordringen’, stelt Max Schellenbach, Ports & Downstream Manager bij Boskalis. ‘Om corrosie tegen te gaan kun je kathodische bescherming aanbrengen, bijvoorbeeld met opgedrukte stroom of met aluminium anodeblokken. De corrosie staat dan nagenoeg stil.’
Stroomopdruksystemen worden ook vaak gebruikt voor pijpleidingen. Een stroomopdruksysteem maakt gebruik van een gelijkrichter en inerte titanium anoden die zijn voorzien van edelmetalen met een zeer lange levensduur zoals iridium of platina. ‘Bij kademuren worden vaak anodes gebruikt’, geeft Schellenbach aan. ‘Je kunt kademuren natuurlijk ook beschermen door middel van een coating, maar dan moet je een kademuur op het droge zetten en dat gebeurt niet, terwijl een coating eveneens op lange termijn zijn werking zal verliezen, net als een anode. Een onderhoudsvrije kademuur bestaat daarom in wezen (nog) niet.’

Oorzaken

In de jaren zestig en zeventig was de corrosieproblematiek bij de bouw van kademuren nog niet bekend in de havens. Offshore werden al maatregelen genomen om corrosie tegen te gaan, maar in de Nederlandse havens werd hier nog niet de grootste aandacht aan besteed. Piet Louwen, manager asset management Constructions Havenbedrijf Rotterdam geeft uitleg over de situatie in de haven van Rotterdam: ‘Rond 1998 waren we bezig met werkzaamheden aan een kademuur waarbij de duiker aangaf dat hij een aantal kleine gaatjes had ontdekt in de damwand. Dit was de aanleiding om nader onderzoek te doen in de Rotterdamse haven.’ Een grootschalig onderzoek startte meteen in 1999. ‘We zijn begonnen met het maken van risicoanalyses. Wat waren de oorzaken van corrosie en versnelde corrosie? De temperatuur van het water, het zuurstofgehalte in het water, bacteriën, zoutgehalte, het intensieve gebruik als aanlegsteiger en dergelijke, bleken enkele boosdoeners.’

Data

Tussen 1999 en 2010 werd de kwaliteit van kademuren in heel de Rotterdamse haven inzichtelijk gemaakt. ‘We hebben wanddiktemetingen laten uitvoeren en hebben deze metingen ook gebruikt om herberekeningen uit te voeren of de kademuren nog stevig genoeg waren. Gelukkig was dit het geval. Gelijktijdig zijn we begonnen met het aanbrengen van kathodische bescherming op kademuren. Boskalis is één van de partijen die daaraan heeft bijgedragen’, aldus Louwen.
In 2010 had het Havenbedrijf een database van ongeveer een miljoen wanddiktemetingen. Louwen: ‘Het zou zonde zijn om deze niet te gebruiken om bijvoorbeeld degradatieprofielen op te stellen. Daar gingen we mee aan de slag en zo ontstond het KMS, wat staat voor Kademuur Modellering Systeem.’ Het KMS is een asset management systeem dat enerzijds inzicht biedt in de effecten van gebruik en onderhoud op de levensduur van een kademuur en anderzijds geeft het inzicht in de technische risico’s en economische waarde van de constructies. De software stelt vast wanneer en welk soort onderhoud nodig is en geeft een kostenraming. Daarnaast toont het de risico’s en gevolgen van het uitstellen van onderhoud en welke kademuren de hoogste prioriteit behoeven. Om het overzicht te bewaren, is het KMS opgedeeld in voorspelling, simulering, (risico)analyse, prioritering, budgettering en planning. (zie kader). Louwen: ‘Echter nog een belangrijk onderdeel van de kademuur is beton. Dat moet sterk genoeg zijn en een lange levensduur hebben. Na enig speurwerk kwamen we bij Simco terecht, een bedrijf, gevestigd Canada, die dezelfde methodiek voor betonnen constructies in Amerika hadden toegepast zoals wij voor de damwanden. We zijn een samenwerking aangegaan en dit aspect is aan KMS toegevoegd. Op deze manier hebben we een volledig beeld van de staat en het benodigde onderhoud wat betreft de kademuren.’

Kennis delen

Het Havenbedrijf Rotterdam begon de beschermende maatregelen aan de kademuren met de hoogste prioriteit, dit waren met name de kades in het zoutwatergedeelte. Louwen: ‘Momenteel zijn we in de afrondende fase bezig in de binnenstad. 99 procent van de wanden in het Rotterdamse havengebied zijn nu beschermd. Wel blijven we monitoren of de kathodische bescherming goed werkt. We hebben de afgelopen jaren veel kennis opgedaan en daardoor werden we koploper wat betreft corrosiekennis en aanpak van kademuur en steigerconstructies.’ Havenbedrijf Rotterdam heeft ook zijn kennis rond asset management, risicoberekening en dergelijke gedeeld. Louwen: ‘Er zijn bedrijven in het havengebied met eigen assets die hun eigen kademuren in stand moeten houden. Toen wij in 1999 corrosie vaststelden, hebben we alle bedrijven aangeschreven en voorlichtingsavonden gegeven. Op sommige plekken hebben we ook geadviseerd en kennis gedeeld hoe we dit hebben aangepakt. Anderen hebben het zelf opgepakt.’
De kennis wordt ook gedeeld met andere havens. ‘BHI, Beheer Haven Infrastructuur is een samenwerkingsorganisatie waar alle Nederlandse en Vlaamse zeehavens onder vallen. Ook hier hebben we de problematiek besproken. In de andere havens worden de kademuren nu op een gelijkaardige manier aangepakt, indien het corrosieprobleem er ook speelt.’

Auteur: Evi Husson

De zes functionaliteiten van het Kademuur Modellering Systeem

Het Kademuur Modellering Systeem van het Havenbedrijf Rotterdam bestaat uit zes functionaliteiten:

1)      Voorspellen
De levensduur van een kademuur wordt bepaald door de kwaliteit van de bovenbouw die bestaat uit beton en de onderbouw, bestaande uit staal. Door degratadiemodellen van Simco kan de software de levensduur bepalen. Een grafiek bepaalt wat de jaarlijkse kwaliteitsafname is en wanneer een nieuwe inspectie is vereist.

2)      Simuleren
Meerdere onderhoudsstrategieën kunnen worden gesimuleerd. Het systeem geeft de effecten van onderhoud op de kwaliteit van de kademuur aan en laat zien wat de meest efficiënte en rendabele onderhoudscenario’s zijn voor iedere specifieke kademuur.

3)      (Risico) analyse
Om onderhoud te kunnen inplannen (jaarlijks is er een bepaalde tijd en budget beschikbaar) is het belangrijk te weten welk onderhoud de hoogste prioriteit heeft en welk onderhoud kan worden uitgesteld. Prioriteiten zijn gekoppeld aan de risico’s die de functionaliteit van de kademuur bedreigen. Het systeem berekent de risico’s en welke onderhoudstaken de risico’s verkleinen. Dit zorgt ervoor dat het systeem een risicofactor vóór en na onderhoud kan berekenen.

4)      Prioriteit
De prioriteit van een onderhoudstaak is afhankelijk van de risicofactor, maar ook van het gebruik van de kademuur. Aan iedere kademuur wordt een kwaliteitsscore gekoppeld die is gebaseerd op onder andere het commerciële belang en de beschikbaarheidseisen van de kademuur. Een hoge kwaliteitsscore en een hoge risicofactor zorgen voor een hoge prioriteit.

5)      Budgettering
Het KMS stelt een totaalbudget op voor het onderhoudswerk met hoge prioritering voor de komende jaren. Dit bedrag is gebaseerd op het totaal van de afzonderlijke onderhoudstaken. Door een eindig budget geeft het systeem aan welke taken binnen het jaarbudget kunnen worden gedaan. Als noodzakelijk geacht onderhoudswerk voor het komende jaar wordt uitgesteld, zal het systeem de gevolgen hiervan doorberekenen in het onderhoudsbudget voor korte en lange termijn. Dit zorgt voor transparantie.

6)      Planning
Wanneer de definitieve onderhoudstaken zijn vastgesteld, is het systeem in staat de onderhoudswerkzaamheden efficiënt en effectief in te plannen, bijvoorbeeld door werkpakketen samen te stellen voor meerdere constructies met soortgelijke taken. Het resultaat is een lijst met geprioriteerde taken voor de komende jaren, inclusief kosten.

Bron: Kademuur Modellering Systeem – Port of Rotterdam

Kademuren Haven van Antwerpen

Eric de Deckere, Technical Manager Environment van de haven van Antwerpen geeft toelichting over de staat van de kademuren in Antwerpen: ‘Als je kijkt naar corrosie van kademuren in de Antwerpse haven, dan is dat geen groot probleem aangezien het grootste deel van de kademuren uit betonconstructies bestaat. De kademuren die wel uit stalen elementen zijn opgebouwd, hebben gezamenlijk ongeveer een lengte van 7,4 kilometer. Daarnaast zijn deze kademuren tot ongeveer één meter onder het waterniveau (de meest gevoelige zone) beschermd door een betonnen kesp. Problemen met corrosie zijn hier tot op heden eigenlijk verwaarloosbaar.’