sunnuntai 10. tammikuuta 2010

Kupari, kaksi tai monta

Kupari on varmasti kaikille tuttu kemian tunneilta, mutta ainakin minulla kaksi yleisintä kuparipohjaista metalliseosta, messinki ja pronssi, ovat aina menneet iloisesti sekaisin. Kisenin kunnostamisen rinnalla tämäkin teema on tullut tutuksi. Kaikessa yksinkertaisuudessaan messinki on kuparin ja sinkin ja pronssi kuparin ja tinan metalliseos. Tarkemmin tarkasteltuna erot ovat paljon monimutkaisempia ja esimerkiksi korroosionkestävyyden kannalta messinki ja pronssi ovat aivan eri aineita.

Tämä asia nousi akuutisti pinnalle kun olin hankkimassa kiinnitystarvikkeita Kisenin kansikaaren kannattimien kiinnittämiseen. Sanomattakin on selvää, että kiinnitystarvikkeet ovat välttämättömän tärkeä rakenteellinen osa venettä, joten niiden hankintaan kannattaa jonkin verran käyttää harkintaa. Eri tuotteissa käytetyistä metalliseoksista on yleensä ottaen vaikea saada tietoa ja esimerkiksi ruuveissa sitä ei juuri koskaan ilmoiteta. Tiedustellessani hankkimiemme kiinnitystarvikkeiden raaka-ainetta sain myyjältä vastaukseksi vain, että seos on todennäköisesti viiskasia. Lyhyen etsinnän jälkeen selvisi että viiskasi on todennäköisesti MS 58 = Cu 58 Zn 39 Pb3, eli lyijymessinkiä.


Messinkisiä ruuveja ja pultteja kansikaaren kannatinta varten

Kotona huomasin kuitenkin, että ruuvit ja pultit ovat selvästi eri materiaalia. Ruuvit ovat tummia ja patinoituneen oloisia. Pultit taas väriltään lähellä rautakaupan tavallisia messinkisiä koristeruuveja. Pulttien väri ei herätä vankkaa luottamusta niiden kestävyyttä kohtaan. Kiiltävä on harvoin kestävä, kun esteettiset tekijät ovat menneet muiden ominaisuuksien edelle. Silti, kaikki kiinnitystarvikkeet tilattiin nimenomaan venekäyttöön, joten luotan että kauppias tiesi asiansa.

On hyvin mahdollista että joko ruuvit tai pultit ovat juuri myyjän mainitsemaa viiskasia. Onko se hyvä vai paha käyttökohteen kannalta onkin sitten toinen kysymys. Viiskasi sisältää melko paljon sinkkiä ja varsin tyhjentävässä korroosio-oppaassa Boatowner's Guide to Corrosion, kriittiseksi rajaksi sinkin määrässä on mainittu 15 %. Jos sinkkiä on sitä enemmän on messinkiseos altista korroosiolle merivedessä. Viiskasi ei siis ole erityisesti venekäyttöön tarkoitettu, mutta ei siihen täysin soveltumatonkaan. Viiskasi on ilmeisesti sama kuin englanninkielisessä kirjallisuudessa mainittu Muntzin metalli.

Metal Reference -sivuston kuparimetalliseosten tunnistusoppaasta saa hyvän kuvan kupariseosten monipuolisuudesta ja sen avulla voi yrittää tunnistaa käytettyä seosta. Kuvien perusteella näyttää siltä että pultit voisivat olla Muntzin metallia ja ruuvit ehkä mangaanipronssia (joka ei siis ole pronssia lainkaan, vaan Cu 60 Zn 38 Mn 2 -messinkiä). Tälläisen karvahattuanalyysin tarkkuus tosin jättää kokolailla toivomisen varaa.

Vaikka pronssi olisi messinkiä parempaa venekäyttöön, useimmissa tapauksissa päädytään kuitenkin messinkiin. Tärkein vaikuttava tekijä tässä on hinta. Sinkki on piin ohella maankuoren yleisimpiä mineraaleja ja siksi messinki on pronssia edullisempaa. Sinkki on kuitenkin galvaanisen sarjan pohjalla ja reagoi voimakkaasti itseään jalompien metallien kanssa luovuttaen auliisti elektroninsa niille. Tämä suojaa jalompaa metallia, mutta syövyttää itse sinkkiä. Käyttö uhrianodina kertoo paljon sinkin ominaisuuksista.

Messingissä on vaarana sinkinkato, jossa sinkki muodostaa galvaanisen parin metalliseoksen toisen osapuolen, kuparin, kanssa ja syöpyy pois. Tämän estämiseksi messinkiin voidaan lisätä tinaa, jolloin saadaan venekäyttöön paremmin sopivia messinkilejeerinkejä. Englanniksi tinaa sisältäviä messinkiseoksia kutsutaan nimillä admiralty brass ja naval brass.

Metalliseokset ja niiden korroosionkestävyys ovat monimutkainen kokonaisuus, johon vaikuttavat myös monet ulkopuoliset tekijät. Silti runsaampi tieto käytetyistä materiaaleista antaisi edes mahdollisuuden tehdä omat johtopäätökset kiinnitystarvikkeiden sopivuudesta suunniteltuun käyttöön.

Eri metalliseosten kestävyydestä kiinnitystarvikkeissa on keskusteltu vilkkaasti Puuvene-lehden keskustelupalstalla ja Suomi24:ssä. Aihetta on alustanut esimerkillisesti myös Pekka Huhta omalla askartelu ja rakentelu -sivustollaan.

Tarkempaan tutustumiseen metalliseoksiin ja korroosioon suositellaan yleensä Nigel Warrenin kirjaa "Metal Corrosion in Boats" tai, jo aikaisemmin mainittua, Everett Collierin "Boatowner's Guide to Corrosion". Erinomaisen tarkkaa tietoa monien eri kuparilejeerinkien ominaisuuksista saa kuparialan etujärjestön Copper Development Associationin -sivuilta.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti