De mythe van milieuvriendelijk beitsen ontrafeld

Robbert Vermeule (Sir John) neemt ammoniumbifluoride onder de loep

Beitsen van roestvaststaal gebeurt van oudsher met producten op basis van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur (HF). De laatste tijd verschijnen er echter alternatieven op de markt waarvan de leveranciers beweren dat ze geen HF bevatten. Ze worden om die reden als 'niet-giftig' en 'milieuvriendelijk' bestempeld. Is dat terecht? Robbert Vermeule, eigenaar van Sir John, vindt alvast van niet. In dit interview legt hij uit waarom.

Fris ons geheugen nog eens op: wat is beitsen precies?

Robbert Vermeule (eigenaar Sir John): "Beitsen van roestvaststaal is een chemisch proces dat onzuiverheden effectief verwijdert en de vorming van een uniforme passieve laag mogelijk maakt. Om de corrosiebestendigheid van roestvaststaal te garanderen, is namelijk een onberispelijk oppervlak essentieel. Dat moet vrij zijn van aanloopkleuren – bijvoorbeeld als gevolg van lasprocessen –, boor- en emulsieresten, vliegroest of zelfs ferritische beschadigingen na een gietproces."

"Tijdens het beitsen wordt een paar tiende mu van de oppervlakte gehaald. Afhankelijk van de vereisten, het ontwerp en de grootte van het oppervlak, worden in de praktijk verschillende beitsproducten en -toepassingen gebruikt, telkens met salpeterzuur en fluorwaterstofzuur als basis. Fluorwaterstofzuur is immers het enige zuur dat de aanloopkleuren die door het lassen zijn ontstaan, kan losweken, waardoor ze vervolgens te verwijderen zijn."

Vandaag wordt fluorwaterstofzuur door sommigen nochtans vervangen door producten met een basis van ammoniumbifluoride. Waarom?

Vermeule: "Dat klopt, hoewel een beitsproces zonder het gebruik van fluorwaterstofzuur volgens de ASTM A380-A967M en/of de DIN EN 16048-normen strikt genomen niet eens is toegestaan. In de ASTM worden fluoridezouten wel als alternatief genoemd, en ammoniumbifluoride is het meestgebruikte fluoridezout."

En dat is niet-giftig en beter voor het milieu?

Vermeule: "Ammoniumbifluoride is een zout van fluorwaterstofzuur met de formule NH₄HF₂. Als grondstof krijgt het de rating 'Acute Tox. 3' mee, wat betekent dat het giftig is bij inslikken (H301). Maar laten we even inzoomen op de chemische reactie: ammoniumbifluoride geeft fluorwaterstofzuur af in combinatie met zuren zoals salpeterzuur, fosforzuur of zwavelzuur."

(NH₄)(HF)₂ + HNO₃ → NH₄NO₃ + H₂O + 2HF

"Bij deze reactie komen gevaarlijke ontledingsproducten vrij, zoals nitreuze gassen, stikstofoxiden (NO_x), ammoniak en, bij een overmaat aan minerale zuren, ook fluorwaterstofzuur. Voor zover wij weten moet het fluorwaterstofzuur dat vrijkomt bij de reactie als een product in het veiligheidsinformatieblad worden vermeld."

Robbert Vermeule (eigenaar Sir John):
"Beitsproducten op basis van ammoniumbifluoride zijn niet minder gevaarlijk dan producten op basis van fluorwaterstofzuur. Onvolledige of foutieve etikettering leidt tot onderschatting van het gevarenpotentieel."

GEWIJZIGDE CPL-VERORDENING

Op 10 december 2024 is een wijziging van de CLP-verordening voor de hele EU van kracht geworden. Deze wijziging heeft met name betrekking op de indeling en verklaring van gevaarlijke mengsels. De verordening definieert specifieke concentratiegrenzen die de classificatie van een stof of mengsel als gevaarlijk bepalen. Een mengsel wordt als 'gevaarlijk' geclassificeerd zodra een stof boven een bepaalde concentratie voorkomt.

Daarnaast is artikel 14 verder uitgebreid: ook reactieproducten worden nu mee opgenomen in de indeling, zodra hun vorming duidelijk is: "Wanneer een mengsel een stof bevat die uitsluitend vanwege de aanwezigheid van een geïdentificeerd bestanddeel, additief of afzonderlijk bestanddeel als gevaarlijk is ingedeeld, zijn de in lid 1, tweede en derde alinea, vastgestelde concentratiegrenzen van toepassing."

Dat is bijzonder relevant in deze context. Immers, wanneer ammoniumbifluoride reageert met een sterk zuur zoals salpeterzuur, wordt er onmiddellijk fluorwaterstofzuur gevormd. Omdat deze reactie bekend én zelfs gewenst is bij het beitsen van roestvast staal, moet fluorwaterstofzuur volgens ons worden beschouwd als reactieproduct en dus mee worden opgenomen in de gevarenclassificatie.

Wat zegt de wetgeving in dit verband?

Vermeule: "De pas gewijzigde CLP-verordening heeft concentratiegrenzen vastgelegd voor de indeling van een stof of mengsel als gevaarlijk [zie ook kaderstuk]. Fluorwaterstofzuur moet vanaf een gehalte van meer dan 0,1% in het product worden vermeld in rubriek 3 van het veiligheidsinformatieblad. Vanaf een gehalte van meer dan 0,5% fluorwaterstofzuur moet het beitsproduct worden geëtiketteerd als 'acuut giftig'."

Hoeveel bedraagt het gehalte fluorwaterstofzuur van de producten in kwestie?

Vermeule: "Onafhankelijke labanalyses tonen aan dat deze producten meer dan 23% salpeterzuur en meer dan 3,5% fluorwaterstofzuur bevatten – bij sommige producten zelfs meer. Deze analyses laten weinig ruimte voor dedain: er MOET een etiket 6.1 op de verpakking, én de juiste melding in rubriek 10.6 van het veiligheidsinformatieblad is noodzakelijk."

Mogen we ammoniumbifluoride dan op zijn minst als 'minder gevaarlijk' beschouwen?

Vermeule: "Zelfs tegenover die bewering moeten we kritisch staan. Verschillende instanties zoals de stofdatabank GESTIS van de Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e.V. (DGUV), dat is de Duitse sociale ongevallenverzekering, of het Duitse instituut voor sociale ongevallenverzekering voor de grondstoffen- en chemische industrie, wijzen nadrukkelijk op de gevaren van ammoniumbifluoride, die gelijkaardig zouden zijn aan die van fluorwaterstofzuur."

"Bijvoorbeeld: volgens de GESTIS-database laat ammoniumbifluoride in waterige oplossingen het zure hydrogendifluoride-ion vrij, en dat heeft een sterk gelijkend corrosief effect als fluorwaterstofzuur. In combinatie met vocht kunnen diepe, slecht genezende wonden ontstaan door ammoniumbifluoride. Bovendien heeft het per ongeluk inslikken van producten die NH₄HF₂ bevatten al geleid tot ernstige vergiftiging, met de symptomen die over het algemeen typisch zijn voor fluoriden. In sommige gevallen is sprake van vergiftigingssymptomen die doen denken aan gevallen uit de goelags: hardnekkig, onderbelicht en vaak onderschat. In dat opzicht is de analogie niet helemaal vergezocht."

Concluderend, hoe schat u deze producten in?

Vermeule: "Ze zijn niet minder gevaarlijk dan producten op basis van fluorwaterstofzuur. Naar onze mening moet fluorwaterstofzuur worden geëtiketteerd als een splitsingsproduct. Aangenomen kan worden dat het fluorwaterstofzuurgehalte in de meeste gevallen hoger is dan 0,49% en daarom ook moet worden aangegeven als 'Acute Tox. 3', dat wil zeggen 'giftig'."

"Onvolledige of foutieve etikettering leidt tot onderschatting van het gevarenpotentieel – en dat is in een industriële context ronduit ontluisterend. De schijn van milieuvriendelijkheid mag het inzicht niet vertroebelen; het zou een vorm van technisch reactionisme zijn om hierover te blijven bakkeleien zonder feitelijke onderbouwing."