Degradatie van assets voorspellen via sensortechnologie

Jaap van Peperstraten

Hoewel coatings steeds beter worden, wordt het risico op degradatie en corrosie niet uitgeschakeld. Maar wanneer gaat dat risico optreden? Om daar uitspraken over te kunnen doen, heb je metingen nodig, het liefst veel metingen. En een systeem om de data daaruit om te zetten in betrouwbare degradatiemodellen om de levensduur te voorspellen. Een bedrijf dat hierin is gespecialiseerd, is C-Cube international. Tijd voor een kennismaking.

C-Cube beschikt over een indrukwekkende klantenkring wereldwijd die vaak veel of grote assets bezitten die aan uitzonderlijke milieus worden blootgesteld. Denk aan windmolens op zee, sluisdeuren, bruggen, hydraulische stangen, vliegtuigen, tankdaken en -bodems, onderdelen van de Oosterscheldekering enzovoorts. Vaak gaat het om objecten waarbij corrosie niet alleen gevaar kan opleveren, maar die ook hoge (maatschappelijke) kosten als gevolg van stilstand, stremmingen in vaarwegen of noodzakelijke conserveringswerkzaamheden met zich mee kunnen brengen. Tijdig en effectief onderhoud is gewenst en daarvoor is het noodzakelijk goed inzicht te hebben in de bescherming die een coating op een bepaald moment (nu en in de toekomst) biedt. Om corrosie of andere vormen van degradatie meetbaar en zichtbaar te maken, kan sensortechnologie van grote waarde zijn.

Voor de metingen zijn handheld en permanente sensoren ontwikkeld die in een totaalaanpak kunnen voorzien, bestaande uit drie fasen:

  1. Quick scan: om snel inzicht te krijgen in de huidige status van een grote hoeveelheid objecten;
  2. Full scan: om met meer detail de huidige status te bepalen, en om voldoende data te leveren voor een statistische prognose;
  3. Permanente sensoren die de degradatie volgen en zo de afwijking tussen prognose en praktijk bepalen.

Het resultaat van deze aanpak is een prognose met een bepaalde onzekerheidsmarge die gecorrigeerd wordt. De handheld sensoren meten op locatie binnen twee minuten de coating lokaal door. Hierdoor kunnen 250 metingen op een dag worden gedaan. De permanente sensoren zijn modulair opgebouwd, zodat het gemakkelijk aan de situatie kan worden aangepast. Bijvoorbeeld volledig autonoom, zodat er geen aparte ophangpunten, energievoorziening of communicatiemiddelen nodig zijn.

C-Cube heeft voor drie toepassingsgebieden sensoren ontwikkeld:

  • EPQ voor hydraulische cilindercoatings: om de aanvangskwaliteit te toetsen en de degradatie over de jaren te volgen
  • CQM-sensoren om conserveringssystemen te monitoren
  • IoT-sensoren om op strategische locaties degradatie te volgen in het heersende milieu, bijvoorbeeld elektronica in moeilijk toegankelijke schakelkasten, of corrosie in modder die ondanks kathodische bescherming toch plaatsvindt.

EPQ
Met EPQ-sensoren (Electrochemical Potential Qualifications) worden metallische of keramische coatings gemeten en de beschermkwaliteit gekwantificeerd. Deze worden gebruikt voor kwaliteitsbeheersing en verbetering van cladlagen (DOS-testen), of in gespoten of met laser aangebrachte deklagen. Het vroegtijdig detecteren van productiefouten is cruciaal voor de uiteindelijke levensduur. Ook wordt het toegepast voor conditiemonitoring van in gebruik zijnde coatings op bijvoorbeeld een baggerschip of jack-ups met kritische cilinderstangen. Met deze sensoren kan men jaren van tevoren blaasvorming onder de coating zien aankomen en daarmee onverwachte stilstand
voorkomen.

Sensortechnologie
Sensortechnologie

CQM
CQM (Coating Qualification Measurement) is een handzaam apparaat dat eenvoudig en snel metingen kan uitvoeren bij natlakcoatings. Het wordt veelal in de infra- en opslagindustrie gebruikt om de restlevensduur te bepalen en onderhoudsinterventies te onderbouwen. CQM kan tevens de uitharding goed bepalen en variaties in aanbrengkwaliteit differentiëren.

IOT-SENSOREN
De Internet of Things-sensoren vormen een nieuw ontwikkelingstraject met veel potentie. Door die sensoren strategisch op een object te plaatsen, kan de degradatiesnelheid worden bepaald en via een cloud-oplossing vroegtijdig worden gewaarschuwd. Bijvoorbeeld in situaties waar ondanks succesvolle luchtconditionering of kathodische bescherming toch corrosie optreedt als gevolg van onverwachte effecten, zoals vervuiling van de lucht of afscherming van het oppervlak door modder of aangroei.

Inspectie on the job
Inspectie on the job

RISICO OP FALEN
Vaste sensoren voor permanente dataverzameling via IoT zijn vooral geschikt voor moeilijk bereikbare plekken waarbij tevens een hoog risico op falen bestaat. Die sensoren fungeren als een early warning systeem. De handheld sensoren voor metingen op diverse plekken zijn geschikt voor veel metingen in korte tijd. De meetstrategie is gestandaardiseerd, maar extra metingen zijn mogelijk op basis van wat je meet. Deze methode is dus heel flexibel. Sensoren moeten echter niet gezien worden als vervanging van een visuele inspectie; ze zijn beide nodig.
Tje wei Hu, bij C-Cube belast met marketing en sales, legt uit dat handheld sensoren eenvoudige apparaten zijn die iedereen kan bedienen. “Deze apparaten sturen we naar klanten wereldwijd. Zij sturen die terug na de metingen en wij lezen de data uit, analyseren die en verzorgen de rapportage. Als er ter plekke heel veel metingen nodig zijn, kan men die data uploaden waarna wij de analyse doen. Je kunt dergelijke apparaten bijvoorbeeld heel goed gebruiken bij cilinderstangen, maar ook om te kijken hoe corrosief het werkelijk in een elektronicakast is. Met de sensor kun je een verhoogd risico vaststellen en dan gerichter inspecteren.”

LABORATORIUMTESTEN
Naast de toepassing van verschillende sensoren, voert C-Cube ook inspecties ter plekke en coatingtesten in het laboratorium uit, bijvoorbeeld volgens de ISO-12944 voor conserveringssystemen en NBD10300 voor keramische en metallische coatings. NBD is een norm van Rijkswaterstaat voor hydraulische cilinders. Tje wei Hu: “We doen onder meer elektrochemische metingen om de degradatie van coatings te kwantificeren. Ook doen we versnelde verouderingstesten door middel van cyclische testen. Dat betekent dat de testplaten twee dagen aan zoutsproei worden blootgesteld, dan drie dagen aan een temperatuur van min 20°C en vervolgens een UV-test van twee dagen. En dan begint de cyclus opnieuw. Ook hebben we een getijzone-simulatiekast, waarin de coating steeds weer nat wordt en opdroogt. We monitoren hierin het gedrag van de coatings in de getijzone en de splashzone. In de kast plaatsen we drie verschillende coatings waarvan we de degradatie in de loop der tijd volgen.”

Een deel van het team van C-cube, links Tje Wei Hu
Een deel van het team van C-Cube, links Tje Wei Hu

JUISTE MOMENT
Hiermee zijn we aangekomen bij de algemene zorg van veel eigenaren van grote kunstwerken: corrosie lijkt onvoorspelbaar, dus hoe zorg je ervoor dat het onderhoud niet te laat wordt uitgevoerd, maar ook niet te vroeg (verspilling van kapitaal, arbeid en grondstoffen). Tje wei Hu: “Met behulp van sensortechnologie kan degradatie worden gemeten en kunnen we ook aangeven hoe de afname van de coatingkwaliteit de komende jaren zal gaan. Iedereen kan deze hulpmiddelen voor metingen in de praktijk gebruiken. Ze leveren veel data op en het is onze rol om die te verzamelen, te analyseren en op basis daarvan een prognose te geven over de restlevensduur van de coating. De metingen zijn onafhankelijk en objectief. Met ons rapport kan een opdrachtgever meer onderbouwd bepalen wanneer onderhoud noodzakelijk is.”
Hiermee kom je op het vlak van kwaliteitsmanagement van coatings waarbij de in het rapport vastgestelde barrièrewerking van een coating het uitgangspunt is. Dit is bijvoorbeeld voor Rijkswaterstaat toegepast bij de renovatie van de Oosterscheldekering. Je kunt niet alle 62 schuiven tegelijk aanpakken. Op basis van metingen, data en modellering is een rangschikking gemaakt van de kwaliteit van de conservering per schuif. Ook bij sluisdeuren kun je met behulp met deze methode bepalen welke deur en welke zijde daarvan het eerst aangepakt moet worden. Modelberekeningen laten zien wanneer onderhoudskosten exponentieel gaan stijgen, doordat je dan niet meer kunt volstaan met het aanbrengen van een nieuwe coating, maar moet gaan stralen en dergelijke.

DYNAMIEK MET DE KLANT
Een ander toepassing kan behulpzaam zijn bij het aanbrengen van een deklaag op bijvoorbeeld cilinderstangen. Een dergelijk aanbrengproces is heel parametergevoelig, wat tot onevenwichtigheden kan leiden in de gewenste kwaliteit. Ook in de productie van het door de leverancier geleverde poeder kan iets fout zijn gegaan. De ene batch poeder kan enigszins afwijken van de andere batch, maar dat is met het blote oog niet vast te stellen en is ook niet met de vingers te voelen. Maar in de gehele order van bijvoorbeeld tien stangen moet de kwaliteit gelijk zijn. Met een zeer gevoelige sensor zijn de verschillen in het poeder wel te achterhalen en wordt direct het effect op de levensduur bepaald. Daarnaast kan sensortechnologie van grote meerwaarde zijn, omdat je daarmee een bibliotheek van parameters opbouwt om het productieproces te verbeteren. Ook kun je daarmee langzaam verlopende effecten volgen om problemen voor te zijn.
Tje wei Hu: “Als eigenaar of beheerder weet je op basis van de conditiemeting exact welk type onderhoud moet worden gedaan. Daardoor is de uitvraag bij aanbestedingen veel concreter en kunnen aanbiedingen veel beter worden vergeleken; het voorkomt veel discussies achteraf. Een applicateur kan met behulp van sensortechnologie op een andere voet een dialoog met de klant aangaan. Via die technologie krijg je over de aangebrachte coating data met voorspellende waarde. Je zou dan misschien de garantieperiode kunnen verlengen of met een goed serviceverhaal kunnen komen. Tegen de klant zou je kunnen zeggen: ‘Wij kunnen via metingen de gezondheid van jullie assets bewaken.’ Tijdens de metingen heb je weer klantcontact waarbij je de service kunt verbeteren. Onderhoudsmanagers kunnen proactief met de klant omgaan en aangeven dat ze bij een bepaalde constructie over een onderbouwd aantal jaar de overschrijding van de contracteis verwachten. Dan kan op basis van de financiële modellen een optimale keuze worden gemaakt voor de strategie en planning. Met dat inzicht verandert de dynamiek met de klant.”

Meer informatie:
www.c-cube-international.com

Sensortechologie

 

Reacties