Bij het ontwerpen of monteren van constructies draait het vaak om sterkte en betrouwbaarheid van de bevestigingsmaterialen. Toch kan er een verborgen gevaar optreden dat niet direct zichtbaar is: waterstofbrosheid. Dit fenomeen kan ervoor zorgen dat zelfs de sterkste bouten onverwacht breken. In deze blog leggen we uit wat waterstofbrosheid is, hoe het ontstaat en wat je kunt doen om de risico’s te beperken.

Wat is waterstofbrosheid?

Waterstofbrosheid (ook wel waterstofembrittlement genoemd) is het verschijnsel waarbij staal bros en kwetsbaar wordt doordat waterstofatomen binnendringen in het metaalrooster. Hierdoor verliest het materiaal zijn taaiheid en kan het onverwacht en zonder waarschuwing afbreken.

Dit probleem doet zich vooral voor bij sterk geharde of hoogsterktebouten (klasse 10.9 en hoger), omdat deze materialen door hun microstructuur gevoeliger zijn voor waterstofopname.

Hoe ontstaat waterstofbrosheid?

Er zijn verschillende situaties waarin waterstof in het staal kan binnendringen:

1. Productieproces
   
   • Bij elektrolytische oppervlaktebehandelingen zoals galvanisch verzinken, fosfateren of beitsen kan waterstof vrijkomen dat in het metaal diffundeert.
2. Chemische blootstelling
   
   • Contact met zuren of bepaalde reinigingsmiddelen kan waterstofvorming veroorzaken.
3. Corrosieproces
   
   • Ook tijdens gebruik, bijvoorbeeld bij corrosie in vochtige of agressieve omgevingen, kan waterstof ontstaan.
4. Wanneer deze waterstof zich ophoopt in de bout, kan dit leiden tot scheurvorming en plotselinge breuk, vaak zonder zichtbare waarschuwing.

Wanneer is het risico het grootst?

• Bij hoogsterktebouten (10.9 en 12.9).
• Bij dunne draadverbindingen waar hoge trekspanning optreedt.
• Bij bouten die elektrolytisch verzinkt zijn.
• Bij toepassingen met hoge belasting in combinatie met een agressieve omgeving.

Gevolgen in de praktijk

Waterstofbrosheid kan desastreuze gevolgen hebben, omdat een verbinding ogenschijnlijk goed gemonteerd lijkt, maar onverwacht kan falen. Dit kan leiden tot:

• Losraken van constructies.
• Plotselinge breuk tijdens belasting.
• Veiligheidsrisico’s in sectoren zoals bouw, automotive, offshore of machinebouw.

Hoe voorkom je waterstofbrosheid?

1. Kies de juiste oppervlaktebehandeling

• Vermijd waar mogelijk elektrolytisch verzinken bij bouten van klasse 10.9 of hoger.
• Kies voor alternatieven zoals:
  
  • Thermisch verzinken (minder kans op waterstofinsluiting).
  • Zinklamellen-coatings die zonder elektrolyse worden aangebracht.

2. Gebruik warmtebehandeling

Na een galvanische behandeling kan een zogenaamde ontwaterstofbehandeling (bake-out) worden toegepast. Hierbij worden de bouten kort na het proces verwarmd, zodat waterstof kan ontsnappen.

3. Let op materiaalkeuze

• Overweeg bij toepassingen waar hoge sterkte niet absoluut nodig is om bouten in klasse 8.8 te gebruiken in plaats van 10.9 of 12.9. Deze zijn minder gevoelig voor waterstofbrosheid.

4. Vermijd agressieve chemicaliën

• Gebruik geen zure reinigingsmiddelen of beitsmiddelen op gemonteerde bouten.

5. Controleer leveringsvoorwaarden

• Vraag bij leveranciers altijd na welke oppervlaktebehandeling is toegepast en of er maatregelen tegen waterstofbrosheid zijn genomen.

Voorbeeld uit de praktijk

Stel je voor: in een offshore-constructie worden bouten van klasse 12.9 toegepast die elektrolytisch verzinkt zijn. Door de combinatie van hoge belasting, zoute lucht en een verkeerde oppervlaktebehandeling treedt waterstofbrosheid op. Na enkele weken breken meerdere bouten onverwacht, met hoge reparatiekosten en veiligheidsrisico’s tot gevolg.

Had men hier gekozen voor een zinklamellen-coating of thermisch verzinkte bouten, dan was dit risico grotendeels voorkomen.

Conclusie

Waterstofbrosheid is een onzichtbaar maar reëel gevaar bij hoogsterktebouten. Het ontstaat door opname van waterstof tijdens productieprocessen of blootstelling aan agressieve omgevingen en kan leiden tot plotselinge breuk.

Door de juiste materiaalkeuze, oppervlaktebehandeling en nazorg (zoals warmtebehandeling) kan het risico aanzienlijk worden beperkt.

Bij Bouten en Moeren Shop adviseren we je graag over de juiste bevestigingsmaterialen en behandelingen voor jouw toepassing, zodat jouw constructies veilig en betrouwbaar blijven – zonder verrassingen.