Pasywacja i PREN
Dlaczego stal nierdzewna nie rdzewieje — i jak obliczyć odporność na wżery
AI generated Stal nierdzewna nie rdzewieje, ponieważ na jej powierzchni tworzy się cienka, samonaprawiająca się z tlenku chromu. Jak dobrze ta warstwa chroni przed wżerami, można oszacować wzorem PREN: , i azot robią różnicę. To wzór stojący za każdym wyborem stali nierdzewnej.
Cała tajemnica stali nierdzewnej to niewidzialna warstwa: . Gdy stal zawiera co najmniej około 10,5 % , na powierzchni spontanicznie tworzy się warstwa tlenku chromu o grubości zaledwie kilku nanometrów. Jest szczelna, dobrze przylega i — co najważniejsze — samonaprawialna: po zarysowaniu na powietrzu natychmiast powstaje nowy tlenek chromu.
Ten proces nazywa się . Bez niego stal nierdzewna byłaby niczym innym jak droższą stalą konstrukcyjną. jest powodem, dla którego stal nierdzewna pozostaje błyszcząca tam, gdzie stal konstrukcyjna rdzewieje.
Ale nie jest niezniszczalna. Jej wróg numer jeden to chlorki (woda morska, sól drogowa, woda basenowa). Przebijają warstwę punktowo — i wtedy powstaje . Jak dobrze stal nierdzewna jest przed tym chroniona, można oszacować za pomocą prostego wzoru: (Pitting Resistance Equivalent Number, zwany też sumą efektywną).
PREN = %Cr + 3,3·%Mo + 16·%N
Wzór mówi: liczy się nie tylko , ale przede wszystkim (współczynnik 3,3) i (współczynnik 16). Kilka przykładów:
• (304): PREN ≈ 18 + 3,3·0 + 16·0,05 ≈ 19 — wystarczająca do normalnej atmosfery, nieodpowiednia do chlorków.
• (316): PREN ≈ 17 + 3,3·2,2 + 16·0,05 ≈ 25 — znacznie lepsza przeciw chlorkom.
• (duplex 2205): PREN ≈ 22,5 + 3,3·3,1 + 16·0,17 ≈ 35 — bardzo odporna, do wody morskiej.
• Superduplex: PREN > 40 — do najbardziej agresywnych środowisk chlorkowych.
Zasada kciuka: PREN poniżej 24 = tylko niewielka zawartość chlorków, 24–32 = strefa przybrzeżna/słabe chlorki, powyżej 32 = woda morska i agresywne media.
Dla ciebie jako spawacza wzór PREN jest podwójnie przydatny:
1. Wybór materiału: Możesz ocenić, czy stal nierdzewna sprosta środowisku — zamiast liczyć na kartę danych.
2. Wybór dodatku spawalniczego: Dodatek musi mieć co najmniej tak wysokie PREN jak . Jeśli spawasz 316 (PREN 25) dodatkiem 308L (PREN ~19), spoina jest słabym punktem i rdzewieje pierwsza. Dlatego: zawierający Mo → dodatek zawierający Mo.
A po : naloty przy spoinie to osłabione . Trzeba je usunąć (wytrawić, zeszlifować) i ponownie pasywować — inaczej właśnie tam powstanie rdza.