พาสซีเวชัน & PREN — วัสดุศาสตร์

ความลับทั้งหมดของเหล็กกล้าไร้สนิมคือชั้นที่มองไม่เห็น: ทันทีที่เหล็กกล้ามี อย่างน้อยประมาณ 10.5 % จะเกิดชั้นโครเมียมออกไซด์ที่บางเพียงไม่กี่นาโนเมตรขึ้นเองบนผิว มันแน่น เกาะติดดี และ — ที่สำคัญที่สุด — รักษาตัวเองได้: ถ้าถูกขีดข่วน จะเกิดโครเมียมออกไซด์ใหม่ทันทีในอากาศ

กระบวนการนี้เรียกว่า ถ้าไม่มีมัน เหล็กกล้าไร้สนิมก็ไม่ต่างจากเหล็กโครงสร้างราคาแพง คือเหตุผลที่เหล็กกล้าไร้สนิมยังเงางาม ในขณะที่เหล็กโครงสร้างเป็นสนิม

แต่ ไม่ใช่สิ่งที่ไม่สามารถทำลายได้ ศัตรูหมายเลขหนึ่งของมันคือคลอไรด์ (น้ำเค็ม เกลือถนน น้ำสระว่ายน้ำ) มันเจาะชั้นนี้เป็นจุดๆ — แล้วก็เกิด เหล็กกล้าไร้สนิมจะต้านทานได้ดีแค่ไหน สามารถประเมินได้ด้วยสูตรง่ายๆ: (Pitting Resistance Equivalent Number หรือเรียกอีกอย่างว่าค่าประสิทธิผล)

PREN = %Cr + 3.3·%Mo + 16·%N

สูตรนี้บอกว่า: ไม่ใช่แค่ ที่นับ แต่ที่สำคัญคือ (ตัวคูณ 3.3) และ (ตัวคูณ 16) ตัวอย่าง:

• (304): PREN ≈ 18 + 3.3·0 + 16·0.05 ≈ 19 — พอใช้ได้สำหรับบรรยากาศปกติ แต่ไม่เหมาะกับคลอไรด์

• (316): PREN ≈ 17 + 3.3·2.2 + 16·0.05 ≈ 25 — ดีขึ้นชัดเจนเมื่อเจอคลอไรด์

• (Duplex 2205): PREN ≈ 22.5 + 3.3·3.1 + 16·0.17 ≈ 35 — ทนทานมาก สำหรับน้ำทะเล

• Superduplex: PREN > 40 — สำหรับสภาพแวดล้อมคลอไรด์ที่รุนแรงที่สุด

กฎง่ายๆ: PREN ต่ำกว่า 24 = คลอไรด์น้อยเท่านั้น, 24–32 = ชายฝั่ง/คลอไรด์อ่อน, มากกว่า 32 = น้ำทะเลและตัวกลางที่รุนแรง

สำหรับคุณในฐานะช่างเชื่อม สูตร PREN มีประโยชน์สองเท่า:

1. การเลือกวัสดุ: คุณสามารถประเมินได้ว่าเหล็กกล้าไร้สนิมตัวไหนทนต่อสภาพแวดล้อมได้ — แทนที่จะหวังพึ่งใบข้อมูล

2. การเลือกวัสดุเติม: วัสดุเติมต้องมี PREN อย่างน้อยเท่ากับ ถ้าคุณเชื่อม 316 (PREN 25) ด้วยวัสดุเติม 308L (PREN ~19) แนวเชื่อมจะเป็นจุดอ่อนและเป็นสนิมก่อน ดังนั้น: ที่มี Mo → วัสดุเติมที่มี Mo

และหลัง : สีไหม้ข้างแนวเชื่อมคือ ที่อ่อนแอลง ต้องขจัดออก (กัดด้วยกรด ขัด) และทำให้เกิดพาสซีฟใหม่ — ไม่งั้นสนิมจะเกิดตรงนั้นเลย