PREN selgitatud: roostevabade teraste sortide järjestamine nende kloori põhjustatud augu tekke vastu resistentsuse järgi

Põhjustatud kloriidi sügavuskaevanduse vastu taluvuse ekvivalentne arv ehk PREN järjestab roostevabade teraste sortisid nende kloriidi sügavuskaevanduse vastu taluvuse järgi kasutades valemit PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N. Selle skaala järgi asub standardteras 304 umbes 18 juures, 316L umbes 24 juures, dupleks 2205 umbes 35 juures ja superdupleks 2507 umbes 43 juures. Kõrgem PREN tähendab, et sulam talub soojemaid ja kloriidi rikkamaid keskkondi enne kohaliku sügavuskaevanduse algust. Esimese taseme indeksina erinevate sortide võrdlemiseks on see üheks kasulikumaks arvuks, kui teate selle piiranguid.

Mida valem tegelikult kaalub
Iga termin PREN-võrrandis näitab, kuidas element takistab passiivkihi lagunemist. Kroom on roostevabade teraste alus; kaitsev kroomoksiidikiht tekib vähemalt umbes 10,5-protsendilise kroomisisalduse korral ja iga lisaprotsent seda tugevdab. Molübdeenil on kaalutegur 3,3, sest ühiku kohta on see kroomist palju tõhusam pärast kloriidide rünnakut augu taaspassiivimise ja stabiilsuse tagamisel. Vesinikul on suurim kordaja, 16, sest isegi väikesed lisandid suurendavad oluliselt augumisresistentsust ning samal ajal tugevdavad terast; seepärast on kaasaegsed kõrgtehnoloogilised sortid teadlikult lähtestatud vesinikuga. Variandi valem, mida nimetatakse mõnikord PREN16-ks või PREW-ks, sisaldab lisaks ka volframitermi, kuid kolme elemendiga valem on tööstuses levinud standard. Mõned viited kasutavad väga kõrgliitsete sortide puhul vesiniku kordajana 30 asemel 16, seega tuleb enne järelduste tegemist kontrollida, millist kordajat avaldatud PREN-väärtus kasutab.

Tavaliste sortide järgi järjestamine
Rakenda valemit tüüpilistele keskmise ulatusega keemilistele koostistele ja selgub selge hierarhia. Sort 304, milles on umbes 18–20 protsenti kroomi ja mille koostises ei ole tahtlikult lisatud molübdeeni, saavutab väärtuse umbes 18–20. Sort 316L, milles on umbes 16–18 protsenti kroomi ja 2–3 protsenti molübdeeni, jõuab umbes 24–26-ni; just see molübdeen teeb 316L-st vaikse mere- ja paljude keemiliste rakenduste põhivaliku. Duplex 2205, milles on umbes 22 protsenti kroomi, 3 protsenti molübdeeni ja 0,17 protsenti lämmastikku, jõuab umbes 35-ni. Superduplex 2507, milles on umbes 25 protsenti kroomi, 4 protsenti molübdeeni ja 0,28 protsenti lämmastikku, jõuab umbes 43-ni ja määrab superduplexi PREN-i piiri 40 üle.

Tabel: Keemiline koostis ja ligikaudne PREN

Siis, kui PREN tegelikult oluline on
PREN muutub otsustavaks seal, kus kloriidid ja kohalik korrosioon põhjustavad katkestusi pigem kui ühtlane metallikaotus. Soola- ja segavee, tootmisvesi, teelt sulatamiseks kasutatavad soolad, valgev vesi ja klorineeritud töötlusvedelikud ning rannikualade atmosfäär rünnakuvad passiivset kile kohaselt, avades augud, mis võivad läbida seina, samas kui ümbritsev pind näeb endiselt sääravana välja. Kahte seotud mõtet kasutatakse PRENi teeninduspiiride määramiseks. Kriitiline augumistemperatuur (CPT) on madalaim temperatuur, mille juures stabiilsed augud tekivad kindlaksmääratud kloriidilahuses, ja see jälgib PRENi väga täpselt: 316L puhul võib standardsetes testides CPT olla umbes 15–25 kraadi Celsiuse järgi, 2205 puhul umbes 35–45 ja 2507 puhul üle 55–70. Kui projekteerija teab töötemperatuuri ja kloriidisisaldust, siis PRENi ja CPT-d erinevate materjalide puhul võrdlemine aitab kiiresti valikut kitsendada ja hoiab joonistuselt eemal sellise sulamise, mis tegelikus kasutuses auguks. Risk on tõeline: ükski augumiskatkestus rõhuga töötavas torus võib protsessi peatada, saastada toodet ja maksma palju rohkem kui erinevate sulamite hindade vahe, mistõttu käsitatakse PRENi põhjal tehtud valikut riskihaldusena, mitte ostutäpsustusena.

Ühe numbri piirid
PREN on määratlemisvahend, mitte täielik korrosiooniprognostika, ja selle kasutamine garantiina viib ebaõnnestumiseni. Seda arvutatakse nimimallise või pudelkemikaali põhjal ning see ignoreerib tegelikult saadud mikrostruktuuri. Duplexklassi korral võib isegi õige PREN väärtus olla vale, kui lahustamise soojendamine oli ebapiisav ja tekkinud sigmafaas, sest intermetallid eemaldavad kroomi ja molübdeeni ümbritsevast maatriksist sõltumata keskmisest koostisest. Keerdkohad on veel üks nõrgakoht: soojamõju tsoonid ja segumata keevitusmetall võivad omada kohalikke keemilisi koostiseid ja struktuure, mis põhjustavad sügavdumist enne vanemat metalli, mistõttu viiakse korrosioonitestid ASTM A923 või G48 standardi järgi läbi valmistatud tootel. PREN ei anna mingit teavet soonkoroosiooni kohta, mis algab madalamal temperatuuril kui avapinna sügavdumine, ega pingekorrosiooni, üldise happeattaki ega erosiooni kohta. See ei arvesta ka pinnakujundust, sisalduvat rauatuhka ega sademeteid, mis kontsentreerivad kloriide skaala all.

PREN-i vastutustundlik kasutamine valikus
Praktiline töövoog on kasutada esimeseks valikuks PREN-i, seejärel kinnitada otsus teenuste andmete ja testimisega. Alustage PREN-i sobitamisega keskkonnaga: madala kloriidi sisaldusega sisekasutuse korral on 304 majanduslik; mõõduka mere- ja üldkeemilise kasutuse korral on 316L peamiseks materjaliks; soojemates või konsentreeritumates kloriidsisaldustes tuleb kasutada 2205; merevee või mere ääres esinevate kloriidi ekstreemsete tingimuste korral tuleb valida 2507. Seejärel kontrollige, et tarnitud materjalil oleks õige mikrostruktuur, kasutades metallurgilist analüüsi ja ferriitide mõõtmist; kinnitage keemiline koostis positiivse materjali identifitseerimisega ja niiskete keemiliste analüüsidega; kui rakendus on kriitiline, nõutakse laboris tegeliku soojustusrežiimi ja keevitusprotseduuri puhul augus- või soonikorrosiooni testi. On kasulik dokumenteerida spetsifikatsioonis eeldatud kloriidi kontsentratsioon ja maksimaalne metalli temperatuur, sest materjal, mis on stabiilne kogukloriidi tasemel, võib ikkagi läbi põhjustada kohalikku kloriidi kogunemist aurustumise, settivate ainete või soonikute tõttu. Sellisel viisil kasutatuna on PREN tõhus, füüsikapõhine filtreerimisvahend, mis suunab ostjaid õige materjaliklassi poole, samas kui testimise tulemused kinnitavad, et konkreetne toru talub ettenähtud kasutustingimusi.

Tavaliselt esinevad küsimused
K: Kas kõrgem PREN on alati parem?
V: Jah, kui tegu on kloriidi põhjustatud augusoojaga, kuid kõrgema PREN-ga materjalid on kallimad ja keerulisemad töödelda, seega tuleb PREN sobitada tegelikule kloriidi- ja temperatuurikoormusele, mitte liialdada spetsifikatsioonis.
K: Kas PREN arvestab ka õõnsuskorrosiooni või pingekorrosioonilahustumist?
V: Ei. PREN hindab ainult avatud pinnale mõjuvat augusooja; õõnsuskorrosiooni, pingekorrosioonilahustumise ja üldise happelise rünnaku puhul on vajalik eraldi hindamine ja katsetamine.

Ei tea, milline PREN-klass sobib teie kloriidi keskkonnas? Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. annab nõu ja tarnib materjale 304-st kuni 2507-ni. Tel +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/