Ruostumattoman teräksen käytöstä veneissä

Vanhaa venettä korjatessa tulee usein vastaan tarve korvata jokin vanha osa uudella, uusista materiaaleista tehdyllä. Pronssiruuvit ovat kiven alla, messinkiruuvien laadusta ei voi koskaan olla varma ja kauppias tarjoaa vain ruostumattomia levyruuveja veneenkunnostukseen. Mitä tehdä?

Moni on kuullut sanonnan "ei tule metsurista kirvesmiestä eikä kirvesmiehestä puuseppää". Huolellisuudella oppii hoitamaan venettään hyvin, mutta maalla hankittu hyväkin timpurin taito voi johtaa pahasti harhaan kun siirrytään kuivalta maalta veneeseen. Meri vaatii materiaaleilta ja rakenteilta asioita, joita ei rannan puolella tule edes ajatelleeksi.

Eräänä hyvänä esimerkkinä on ruostumattoman teräksen käyttö veneessä. Vaikka monella on kuva ruostumattomasta veneenrakennuksen perusmateriaalina, niin sen käytössä on myös useita huomattavia vaaranpaikkoja, jotka huomataan usein vasta liian myöhään.

Ruostumattoman teräksen käytössä on (ainakin) kolme ongelmaa: Rakokorroosio, galvaaninen korroosio ja oikeanlaisten ruuvien vaikea saatavuus.

Rakokorroosio

Ruostumattoman materiaalin pahin ongelma on ns. rakokorroosio (crevice corrosion). Rosterin hyvä korroosionkestävyys perustuu siihen, että mukana on runsaasti kromia, joka muodostaa esineen pinnalle tiiviin suojaavan kromioksidikalvon. Oksidikalvon muodostuminen edellyttää, että saatavilla on happea. Erityisesti puun sisään upotetuissa ruuveissa kromin oksidoituminen kuluttaa nopeasti hapen ympäriltään. Kosteaan puuhun ruuvin ympärille muodostuu hapeton alue. Oksidikalvon kuluessa veneen tärinässä  ympärillä ei enää olekaan vapaata happea suojaavan kalvon muodostamiseksi.

Rakokorroosion mekanismi on lyhyesti se, että kun jalo oksidikalvo vaurioituu paikallisesti ja metalliin itseensä syntyy sähköpari jalomman ja vähemmän jalon alueen välille.  Suolavedessä on vielä se ongelma, että hapettuessa syntyvät vetyionit yhtyvät hanakkaasti suolaveden klooriin, jolloin syntyy vetykloridia - suolahappoa siis - jolloin korroosio nopeutuu huomattavasti.

Rakokorroosiossa ongelmallista on juuri sen arvaamattomuus. Messingit, pronssit, kupari ja rauta hapettuvat hitaasti "säädyllisessä järjestyksessä" ja melko ennustettavasti. Ruostumaton osa sen sijaan saattaa syöpyä aivan arvaamattomasti, vaikka hetki sitten näytti että se oli täydellisessä kunnossa. Aika moni purjehtija on kironnut vaihtaessaan takilaan kaikki rosterivaijerit "varmuuden vuoksi", vaikka päälle ei välttämättä näy mitään vaaran merkkejä.

Galvaaninen korroosio

Galvaanisen korroosion periaatehan on veneilijälle yleensä selvä. Mitä jalompaa materiaali on, sitä vähemmän se syöpyy. Jos kaksi erilaista materiaalia laitetaan vierekkäin, niiden välille syntyy sähkövirta, joka syövyttää epäjalompaa metallia usein hämmästyttävän nopeasti.

Ruostumattoman ja tavallisen raudan potentiaaliero on miltei sama kuin tavallisen raudan ja sinkin. Se tarkoittaa, että ruostumattomien osien lähellä "patarauta" syöpyy nopeasti aivan niinkuin sinkki syöpyy tavallisen raudan uhrianodina. Ero rosterin ja raudan välillä ei ole yhtä dramaattinen kuin raudan ja sinkin koska rauta jo itsessään on jalompaa ja siis vähemmän korroosiolle altista kuin sinkki. Tilannetta helpottaa vielä se, että ruostumattoman oksidikalvo passivoi pinnan niin että potentiaaliero rautaan pienenee.

Ruostumattoman ja ruostuvan raudan kosketus on pahimmillaan kun osat pääsevät liikkumaan toisiinsa nähden ja kromioksidikalvo kuluu rosterin päältä pois. Ilman oksidikalvoa rosteri on paljon aktiivisempaa ja syövyttää sitä vasten hankautuvaa rautaosaa pahasti.

Galvaaninen korroosio on sitä pahempi juttu mitä lähempänä "eriparin" metallit ovat toisiaan ja mitä enemmän jalompaa metallia on. Esimerkiksi purjeveneen peräsimen saranoiden vaihtaminen ruostumattomiin voi tuoda dramaattisia seurauksia jos saranasta vaihdetaan vain toinen puoli ja toinen on vanhaa rautaa. Rauta syöpyy suorassa kosketuksessa hyvin nopeasti. Syöpyminen nopeutuu normaalista huomattavasti vaikka eri metallit eivät edes koskisi toisiaan. Nyrkkisääntönä voidaan pitää, että erilaisista metalleista tehtyjä ruuveja tms. ei pitäisi laittaa vaaksaa (n. 15 cm) lähemmäs toisiaan. Mitä isompi osa, sitä kauemmas sen vaikutus ulottuu.

Materiaalien lisäksi galvaaniseen korroosioon vaikuttavat myös niiden määrät. Mitä vähemmän epäjaloa materiaalia suhteessa on, sitä nopeammin se syöpyy. Varsin hyvä esimerkki löytyi, kun laitoin kalarautaa veneeseen kiinni haponkestävillä pulteilla ja yksi niistä katkesi. Korvasin sen tavallisella pultilla ajatellen, että kyllähän se yhden kauden kestää. Kävi niin, että tavallinen M 8x150 lukkopultti syöpyi molemmista päistään poikki vähän alle kolmessa kuukaudessa. Pultin päät olivat lähteneet irti jo elokuun alussa.

Jos galvaaninen pari olisi ollut toisinpäin, esim. jokin suojapelti olisi naulattu kiinni kuparinauloilla niin syöpyminen olisi kestänyt paljon kauemmin, koska epäjaloa materiaalia olisi ollut suhteessa paljon enemmän syötävänä. Lopulta kuparinaula olisi syönyt ympärilleen peltiin reiän.

Galvaanisesta korroosiosta ei tietysti ole haittaa uutta venettä rakentaessa jos kaikki osat ovat samaa metallia. Vanhaa korjatessa ruostumattoman käyttöä kannattaa harkita erittäin tarkasti.

"Väärät ruuvit"

Yksi syy vierastaa ruostumattomia ruuveja on se, että hyvin harvoin on saatavilla DIN 97- tai 7997-standardin mukaisia ruostumattomia ruuveja, vaan yleensä kaupan on vain levyruuvityyppisiä. Yleisesti ollaan sitä mieltä että DIN 97 on "se oikea" veneenrakennusruuvi, joka pitää hyvin ja tiivistää ruuvinreiän niin ettei se ala vuotamaan.

Valitettavasti valtaosa rautakaupoista ja venetarvikeliikkeistä myy vain ruostumattomia levyruuveja, joilla ei pitäisi olla mitään tekemistä puuveneiden rakentamisen tai korjaamisen kanssa.

Täysikierteiset levyruuvit eivät vedä ruuvattavia osia yhteen, vaan osien väliin voi jäädä rako kun päällimmäinen osa ei pääse luistamaan ruuvin vartta pitkin alempaa vasten. Jos täyskierteisellä yrittää vedättää osat yhteen väkisin, päällimmäisen osan kierteet repivät reiän puussa väljäksi eikä liitos ole tukeva. Pahimmassa tapauksessa väljä reikä jää vielä vuotamaan vettä veneeseen.

Oikeanmallisia ruostumattomia puuruuveja löytyy mm. Seppälän venetarvikkeesta.

Miksi rosteria sitten käytetään?

Ruostumattomia ruuveja ja osia käytetään hyvin yleisesti. Se ei kuitenkaan tarkoita, että ne olisivat paras vaihtoehto kaikkiin kohteisiin, vaikka usein niin näkee väitettävän. Muista vaihtoehdoista on pulaa:  pronssiruuvit ovat kalliita ja vaikeasti saatavia ja messinkiruuveja ostaessa ei voi koskaan olla varma saako kiinalaista halpismessinkiä, jossa on puolet sinkkiä. Kuumasinkittyjä rautaisia puuruuveja ei löydy helposti (Seppälässä niitä tosin on), ja usein vaihtoehdoksi jää vain rautakaupan ruostumaton levyruuvi.

Jos päätyy käyttämään ruostumatonta, pitää valita ns. haponkestävää eli merkinnällä A-4 varustettua tavaraa. Se vastaa amerikkalaisten AISI 316:ta, ja molempia merkintöjä käytetään iloisesti ristiin. Vielä hiukan edellisiä parempi olisi AISI 316L, joka on vähähiilinen versio 316:sta. Tavallinen "ruostumaton" eli A-2 on paljon alttiimpaa rakokorroosiolle. Sitä vastaava standardi on AISI 304.

Uutta rakentaessa voi käyttää ruostumatonta läpi koko veneen. Rakokorroosio-ongelma on vielä olemassa, mutta kestävimpiä laatuja käytettäessä (316L) sen riski voidaan minimoida. Rauta ruostuu ja pronssi hapettuu, joten on hyväksyttävä ettei ruostumatonkaan ole ikuista. Vanhaa korjatessa on syytä käyttää alkuperäisiä materiaaleja ja aineita jos ei ole selkeää aihetta olettaa että alkuperäinen materiaalivalinta on aivan selvästi ollut väärä.

Kalliiden pronssiruuvien käyttö kannattaa jättää niihin tapauksiin, joissa se on todella tarpeellista. Esimerkiksi itse rakennettu vanerivene on hyvin harvoin niin pitkäikäinen että pronssiruuvien "tuhlaaminen" siihen olisi perusteltua, ruuvi kun ei kuitenkaan ole tällaisessa veneessä ensimmäinen pilaantuva paikka. Tarkoitushan on mitoittaa kaikkien tarveaineiden ikä suurinpiirtein samaksi ettei yksi osa hajoa aivan ennen aikojaan vaikka kaikki muu olisi vielä kunnossa. Asia olisi ihan toinen jos on korjaamassa vanhaa klassikkoa joka on alunperin kasattu pronssiruuveilla tai rakentamassa uutta isompaa umpipuusta.

Asiasta saa paljon lisätietoa Nigel Warrenin kirjasta "Metal Corrosion in Boats". Siinä on runsaasti hyvää tietoa sekä metallien käyttötarkoituksista että niiden korroosiomekanismeista nimenomaan merivesikäytössä.