PREN (Pitting Resistance Equivalent Number), paslanmaz çeliğin klorürlü ortamda çukurcuk korozyonuna direncini kimyasal bileşimden tahmin eden sayıdır. En yaygın formül PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N şeklindedir: 304 için 18–20, 316L için 23–26, dubleks 2205 için 32–35 civarındadır. Sayı kaliteleri sıralamak için güvenilirdir; mutlak ömür vermez ve yalnızca klorür kaynaklı yerel korozyonu kapsar.
Çukurcuk korozyonu nasıl başlar?
Paslanmaz çelik, yüzeyindeki krom oksit pasif filmle korunur. Klorür iyonu bu filmi noktasal olarak deler; açılan küçük bölge anot, çevresindeki geniş pasif yüzey katot olur. Küçük anot-büyük katot oranı, çukurun içinde yüksek akım yoğunluğu ve giderek asitleşen bir çözelti oluşturur. Çukur kendi kendini besler ve dıştan görünmeyen derin bir delik açılabilir.
Çukurcuk şu koşullarda hızlanır:
- Klorür derişimi ve sıcaklık arttıkça (her 10 °C kritik eşiği belirgin düşürür).
- Çözelti durgunsa (akış, çukur içi asitleşmeyi seyreltir).
- Yüzeyde sülfür kalıntısı, yabancı demir, kaynak renklenmesi veya çizik varsa.
- pH düştükçe.
Aralık korozyonu (crevice corrosion) aynı mekanizmanın conta altı, cıvata başı altı, bindirme kaynağı gibi dar boşluklarda tetiklenen hâlidir ve çukurcuktan daha düşük klorür seviyesinde başlar.
Formül ve varyantları
| Formül | Kullanım |
|---|---|
| PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N | Östenitik ve dubleks için yaygın |
| PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 30 × %N | Dubleks kaliteler için bazı kaynaklar azot katsayısını 30 alır |
| PREN = %Cr + 3,3 × (%Mo + 0,5 × %W) + 16 × %N | Tungsten içeren süper dubleks |
Azot katsayısı kaynaktan kaynağa değiştiği için aynı kalite için farklı PREN değerleri görülebilir; karşılaştırma yaparken aynı formülü kullanın. Hesaplamada sertifikadaki gerçek analiz, standardın orta değerinden daha anlamlıdır. Sertifika okuma için EN 10204 rehberine bakın.
Stok kalitelerin PREN değerleri
| Kalite | Cr | Mo | N (tipik) | PREN (tipik aralık) | Klorür ortamı için pratik yorum |
|---|---|---|---|---|---|
| 303 | 17–19 | — | 0,05 | 17–19 (sülfür nedeniyle fiilen daha düşük) | Yalnızca kuru/iç mekân |
| 304 / 304L | 17,5–19,5 | — | 0,05–0,10 | 18–20 | Tatlı su, düşük klorür |
| 316 / 316L | 16,5–18,5 | 2,0–2,5 | 0,05–0,10 | 23–26 | Deniz atmosferi, klorlu su, CIP |
| 316L (Mo 2,5–3,0, 1.4432) | 16,5–18,5 | 2,5–3,0 | 0,05–0,10 | 25–28 | Daha yüksek klorür |
| 310S | 24–26 | — | ≤0,10 | 24–27 | Yüksek Cr; ancak sıcak klorürde sınırlı |
| 420 | 12–14 | — | — | 12–14 | Atmosferik; klorürde zayıf |
| 431 | 15–17 | — | — | 15–17 | Hafif deniz atmosferi |
| 17-4 PH | 15–17,5 | — | — | 15–18 | 304'e yakın atmosferik davranış; H1025+ |
| PH 13-8 Mo | 12,25–13,25 | 2,0–2,5 | — | 19–21 | PH kaliteler içinde en yüksek |
| Dubleks 2205 (stokta yok) | 22–23 | 3,0–3,5 | 0,14–0,20 | 32–35 | Deniz suyu, yüksek klorür |
| Süper dubleks 2507 / 904L (stokta yok) | 24–26 | 3–4,5 | 0,24–0,32 | 38–43 | Sürekli deniz suyu, asit |
Martenzitik kalitelerde (420, 431, 440M) krom, karbürlere bağlandığı için matristeki serbest krom düşer; bu kalitelerin PREN'i kâğıt üstündeki değerden daha iyimserdir. 303'te ise mangan sülfür kalıntıları çukur başlangıç noktası oluşturur; PREN'i 304'e yakın olsa da gerçek davranışı belirgin ölçüde daha düşüktür.
Pratik eşikler
Yayınlanmış deneyim ve üretici kılavuzlarına dayanan kaba kurallar şunlardır; kesin karar için ortam sıcaklığı, pH ve akış hızı birlikte değerlendirilir:
| Ortam | Yaklaşık klorür (ppm) | Önerilen PREN | Kalite |
|---|---|---|---|
| İçme suyu, kuru gıda | < 200 | ≥ 18 | 304 |
| Klorlu yıkama, tuzlu gıda, deniz atmosferi | 200 – 1.000 | ≥ 24 | 316L |
| Sıcak klorürlü proses suyu, soğutma kulesi | 1.000 – 5.000 | ≥ 30 | Dubleks 2205 |
| Deniz suyu (yaklaşık 19.000 ppm Cl), sürekli daldırma | > 10.000 | ≥ 40 | Süper dubleks, süper östenitik |
Kritik çukurcuk sıcaklığı (CPT) testi (ASTM G48, G150) PREN'den daha doğrudan bir ölçüdür; şartname bu testi istiyorsa sertifikaya eklenir.
PREN'in söylemediği şeyler
- Genel korozyon: Sülfürik, hidroklorik ve fosforik asitte direnç nikel, bakır ve molibdenle ilgilidir; PREN sıralaması burada bozulur.
- Gerilmeli korozyon çatlaması (SCC): 304 ve 316, 60 °C üzeri klorürlü ortamda çekme gerilmesi altında çatlar; PREN bunu öngörmez. Dubleks ve ferritik kaliteler SCC'ye daha dirençlidir.
- Yüksek sıcaklık oksidasyonu: 310 ve tufallenme ayrı bir konudur.
- Yüzey durumu: Kaynak renklenmesi, yabancı demir bulaşması ve kaba yüzey, yüksek PREN'li kaliteyi bile çukurcuğa açar. Bkz. pasivasyon rehberi.
- Galvanik etki: Karbon çelik veya alüminyumla temas, paslanmazı değil karşı metali bozar; bakır ve grafit ise paslanmazı zorlayabilir.
Adım adım kullanım
- Ortamın klorür derişimini, sıcaklığını ve pH'ını yazın.
- Durgun bölge, conta altı veya bindirme var mı? Varsa bir üst PREN sınıfına çıkın.
- Tablodan hedef PREN'i seçin ve stok kalitelerle eşleştirin.
- Sertifikadaki gerçek analizle PREN'i hesaplayın; alt sınırda kalıyorsa molibden alt limitini teklifte belirtin.
- SCC riski (sıcak klorür + gerilme) varsa PREN'den bağımsız olarak dubleks veya PH alternatifini değerlendirin.
- Yüzey hazırlığını (pasivasyon, kaynak renklenmesi giderme) şartnameye yazın.
304 ile 316 arasındaki kararın ayrıntısı için 304 vs 316 karşılaştırması ve karşılaştırma sayfası. Teklif: form.
Özet
PREN, krom, molibden ve azotun çukurcuk direncine katkısını tek sayıda toplar ve kaliteleri klorürlü ortam için güvenilir biçimde sıralar: 304 (18–20) < 316L (23–26) < dubleks (32+). Sayı mutlak ömür vermez; sıcaklık, aralık geometrisi, yüzey durumu ve SCC riski ayrıca değerlendirilir. Doğru kullanım, sertifikadaki gerçek analizle hesaplamak ve eşik tablosunu ortamın sıcaklığıyla birlikte okumaktır.
Sık Sorulan Sorular
PREN nedir ve nasıl hesaplanır?
PREN, paslanmaz çeliğin klorürlü ortamda çukurcuk korozyonuna direncini bileşimden tahmin eden sayıdır. En yaygın formül PREN = yüzde Cr + 3,3 × yüzde Mo + 16 × yüzde N şeklindedir; değer yükseldikçe çukurcuk direnci artar.
304 ve 316 paslanmaz çeliğin PREN değeri kaçtır?
304 için tipik PREN 18–20, 316 ve 316L için 23–26, dubleks 2205 için 32–35, süper dubleks 2507 için 40 üzerindir. Değer, sertifikadaki gerçek analizle hesaplanır.
PREN yüksekse her ortamda korozyon olmaz mı?
Hayır. PREN yalnızca klorür kaynaklı çukurcuk ve aralık korozyonunu sıralar. Genel asit korozyonu, gerilmeli korozyon çatlaması, yüksek sıcaklık oksidasyonu ve galvanik korozyon ayrı değerlendirilir.
Standartlar ve kaynaklar
- EN 10088-1/-2/-3: Paslanmaz çelikler — kalite listesi, levha ve uzun ürünler için teknik teslim şartları (CEN)
- EN 10204: Metalik ürünler — muayene belgelerinin tipleri (2.2, 3.1, 3.2)
- ASTM A276 / A240 / A564: Paslanmaz çubuk, levha ve çökelme sertleşmeli çelikler için standart şartnameler (ASTM International)
- AMS 5643 / 5659 / 5629: 17-4 PH, 15-5 PH ve PH 13-8 Mo havacılık malzeme şartnameleri (SAE International)
- Değerler EN 10088 ve ASTM tipik değerleridir; bağlayıcı değerler malzeme sertifikasında (EN 10204 3.1) yer alır. Editoryal ilke: Hakkımızda.