Số tương đương điện trở rỗ (PREN): Cách sử dụng chính xác trong tuyển chọn

Giới thiệu

Mọi kỹ sư tìm kiếm loại thép không gỉ hoặc hợp kim niken phù hợp cho môi trường- giàu clorua đều gặp phải thuật ngữ PREN - Số tương đương khả năng chống rỗ. Nó xuất hiện trong bảng dữ liệu kỹ thuật, báo cáo lựa chọn vật liệu, sách giáo khoa kỹ thuật ăn mòn và tiêu chuẩn ngành. Nó được trích dẫn rộng rãi, thường xuyên bị trích dẫn sai và đôi khi bị sử dụng sai theo cách dẫn đến thông số kỹ thuật vượt quá-(trả quá nhiều cho một hợp kim cao cấp) hoặc dưới-thông số kỹ thuật (chọn loại không sớm được đưa vào sử dụng.

PREN không phải là một con số kỳ diệu. Nó là chỉ số thành phần - tổng có trọng số của nồng độ crom, molypden, nitơ và (trong một số biến thể) vonfram trong hợp kim. Nó được phát triển như một công cụ sàng lọc thực tế để xếp hạng thép không gỉ và hợp kim niken theo khả năng chống ăn mòn tương đối của chúng đối với sự ăn mòn rỗ clorua, thay thế việc thử nghiệm tốn kém và tốn thời gian- trong phòng thí nghiệm bằng một phép tính đơn giản từ báo cáo thành phần nhiệt.

Hướng dẫn này trả lời các câu hỏi mà các kỹ sư và chuyên gia mua sắm thực sự hỏi về PREN: Chính xác thì con số này có ý nghĩa gì? Các biến thể công thức khác nhau là gì và khi nào nên sử dụng mỗi biến thể? Ngưỡng chính xác cho môi trường dịch vụ cụ thể là gì? Những sai lầm nào thường mắc phải nhất khi áp dụng PREN? Và PREN tương tác như thế nào với các tiêu chuẩn-chứng chỉ dịch vụ chua chát như NACE MR0175 và ISO 15156? Mỗi phần đều tuân theo cấu trúc Heading + Kết luận + Cơ sở lý luận: kết luận đặt trước, dễ đọc và dễ trích dẫn.

PREN là gì?

Số tương đương khả năng chống rỗ (PREN) là một giá trị số duy nhất bắt nguồn từ thành phần hóa học của thép không gỉ hoặc hợp kim niken. Nó định lượng khả năng tương đối của hợp kim trong việc chống lại sự hình thành rỗ clorua -, một trong những dạng ăn mòn phổ biến và nguy hiểm nhất trong môi trường clorua nước.

PREN là chỉ số sàng lọc thành phần, không phải là giá trị hiệu suất được đo. Nó cho bạn biết thứ hạng tương đối của các hợp kim theo khả năng chống rỗ chỉ dựa trên tính chất hóa học của chúng - nó không cho bạn biết nhiệt độ rỗ thực tế, tốc độ ăn mòn hoặc liệu hợp kim có đủ tiêu chuẩn cho một môi trường sử dụng cụ thể hay không.

PREN được phát triển vì phép đo trực tiếp khả năng chống rỗ - thông qua các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm như ASTM G48 (ngâm clorua sắt) hoặc thử nghiệm nhiệt độ rỗ tới hạn điện hóa (CPT) - rất tốn kém, tốn thời gian- và cần có thiết bị chuyên dụng. Chỉ số thành phần tương quan với khả năng chống rỗ cho phép các kỹ sư xếp hạng hợp kim một cách nhanh chóng chỉ bằng cách sử dụng báo cáo thành phần nhiệt từ nhà máy.

Tại sao có chất Crom, Molypden và Nitơ

Công thức PREN có ba yếu tố quan trọng vì mỗi yếu tố góp phần tạo nên khả năng chống rỗ thông qua một cơ chế vật lý riêng biệt:

Crom (Cr):Tạo thành lớp màng bề mặt crom-oxit thụ động (Cr2O3) có tác dụng bảo vệ chính chống lại sự tấn công của clorua. Nhiều crom hơn có nghĩa là màng thụ động dày hơn, ổn định hơn,-tự phục hồi hơn. Hệ số trọng lượng trong PREN: 1,0 (đường cơ sở).

Molypden (Mo):Kết hợp vào màng thụ động dưới dạng molypden-oxyhydroxide (MoO(OH)2), giúp ngăn chặn quá trình axit hóa cục bộ thúc đẩy sự hình thành và phát triển của hố. Mo hiệu quả hơn khoảng 3,3 lần so với Cr tính theo phần trăm trọng lượng. Hệ số trọng số trong PREN: 3.3.

Nitơ (N):Hình thành các ion amoni (NH4+) ở bề mặt hố để đệm axit cục bộ và ngăn chặn sự lan truyền của hố. N cũng làm giãn pha austenite và ổn định nó để chống lại sự nhạy cảm. N có hiệu quả gấp khoảng 16 lần so với Cr tính theo phần trăm trọng lượng. Hệ số trọng lượng trong PREN: 16.

Vonfram (W) - trong công thức biến thể W{1}}:Hoạt động tương tự như Mo trong việc ngăn chặn hiện tượng rỗ, nhưng hiệu suất chỉ bằng một nửa phần trăm trọng lượng. Hệ số trọng số trong biến thể W{1}}PREN: 1,65 (3,3 x 0,5).

PREN là chỉ số xếp hạng cho việc bắt đầu rỗ dựa trên thành phần. Nó KHÔNG tính đến: (1) cấu trúc vi mô - cân bằng ferrite/austenite, pha sigma-, tạp chất; (2) bề mặt hoàn thiện - được gia công, mài, ngâm bề mặt hoạt động khác nhau; (3) nhiệt hàn-vùng bị ảnh hưởng - PREN chỉ áp dụng cho kim loại cơ bản; (4) thành phần hóa học cụ thể của clorua - nước biển so với nước muối đậm đặc khác nhau; (5) nhiệt độ, độ pH và dung dịch hóa học ngoài clorua. PREN phải luôn được xác nhận bằng thử nghiệm CPT/CCT theo tiêu chuẩn ASTM G48 cho các ứng dụng quan trọng.

Công thức PREN tiêu chuẩn và ba biến thể của nó

Không có công thức PREN phổ quát duy nhất. Có ba biến thể, mỗi biến thể phù hợp với các họ hợp kim khác nhau. Sử dụng biến thể sai sẽ tạo ra những con số vô nghĩa.

Công thức PREN tiêu chuẩn (Công thức cơ bản)

CÔNG THỨC:PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %NÁp dụng cho: thép không gỉ austenit và song công tiêu chuẩn (ví dụ: 304L, 316L, 904L, 2205, 2507) trong đó Mo<= 7% and W is absent or negligible.

Công thức PREN tiêu chuẩn được phát triển cho thép không gỉ austenit và thép không gỉ song công thông thường có hàm lượng molypden dưới khoảng 7% và vonfram không được thêm vào một cách có chủ ý. Trong phạm vi này, hệ số trọng lượng 3,3x Mo và hệ số trọng lượng 16x N mang lại mối tương quan tốt với các giá trị CPT-đo được trong phòng thí nghiệm. Đây là công thức được trích dẫn rộng rãi nhất và là mặc định khi công thức không được chỉ định.

Vonfram-Công thức PREN đã sửa (W-PREN)

CÔNG THỨC:PRENw=%Cr + 3.3 x (%Mo + 0.5 x %W) + 16 x %NÁp dụng cho: hợp kim chứa vonfram-có chứa - Zeron 100 (S32760), Ferralium 255, Hastelloy C-276 và các loại tương tự trong đó W là sự bổ sung hợp kim có chủ ý.

Vonfram góp phần chống rỗ nhưng chỉ bằng một nửa hiệu suất của molypden trên mỗi phần trăm trọng lượng. Biến thể W-thay thế thuật ngữ Mo thô bằng Mo-tương đương (Mo + 0.5W) hiệu quả, tạo ra giá trị PREN có thể so sánh trực tiếp với công thức tiêu chuẩn. Đối với các hợp kim như Zeron 100 (chứa cả Mo và W), việc sử dụng công thức tiêu chuẩn không có hiệu chỉnh W-sẽ đánh giá thấp đáng kể khả năng chống rỗ của nó.

Nitơ-Chiếm ưu thế / Cao-Nitơ PREN

CÔNG THỨC:PRENn=%Cr + 0.5 x %Mo + 30 x %NÁp dụng cho: một số loại thép không gỉ siêu austenit hợp kim cao và hợp kim niken đặc biệt có hàm lượng nitơ vượt quá 0,40% và công thức tiêu chuẩn đánh giá quá cao điện trở.

Some researchers have proposed alternative weightings for very high-nitrogen alloys (>0,40% N), trong đó sự đóng góp biên của nitơ bổ sung giảm dần và hệ số 16x tiêu chuẩn trở nên không chính xác. Trong thực tế, công thức tiêu chuẩn vẫn được sử dụng và chấp nhận rộng rãi nhất trong tất cả các họ hợp kim trong thông số kỹ thuật. Biến thể W-là công thức duy nhất còn lại được ngành công nghiệp chấp nhận rộng rãi (đặc biệt là ở khu vực ngoài khơi và dưới biển).

Biến thể công thức nhanh-Tham khảo nhanh

Bảng 1: Các biến thể của công thức PREN - khi nào nên sử dụng từng biến thể và đâu là tiêu chuẩn ngành

Giá trị PREN cho thép không gỉ và hợp kim niken

Bảng sau đây cung cấp các giá trị PREN cho các loại được chỉ định rộng rãi nhấtthép không gỉ và hợp kim nikentrong dịch vụ clorua và nước biển. Các giá trị được tính toán từ các thành phần-tầm trung điển hình và mang tính biểu thị - luôn được xác minh dựa trên phản ứng hóa học nhiệt thực tế.

Giá trị PREN - Thép không gỉ Austenitic và Duplex

Bảng 2: Giá trị PREN cho thép không gỉ austenit và thép không gỉ song công (được tính từ các thành phần-trung bình điển hình; xác minh dựa trên hóa học nhiệt thực tế)

Giá trị PREN - Hợp kim Niken

Bảng 3: Giá trị PREN cho hợp kim niken (được tính từ các thành phần tầm trung-điển hình; xác minh dựa trên hóa học nhiệt thực tế; titan không có PREN - nó hoạt động theo cơ chế miễn nhiễm khác về cơ bản)

Ngành-Ngưỡng PREN tiêu chuẩn cho dịch vụ nước biển và ngoài khơi

Một trong những câu hỏi thực tế phổ biến nhất về PREN là: "Tôi cần PREN tối thiểu bao nhiêu cho dịch vụ nước biển?" Câu trả lời phụ thuộc vào môi trường dịch vụ cụ thể và thực tiễn trong ngành đã hội tụ một số ngưỡng được chấp nhận rộng rãi.

Để ngâm nước biển liên tục, PREN ít nhất là 40 là mức tối thiểu được chấp nhận rộng rãi. Đối với môi trường clorua vừa phải (ví dụ: nước được sản xuất có clorua dưới 5.000 ppm), PREN 34-40 có thể được chấp nhận. Đối với-nước biển, môi trường có hàm lượng clorua thấp, PREN 24 trở lên có thể đủ.Các ngưỡng này được rút ra từ kinh nghiệm dịch vụ hàng hải và ngoài khơi trong nhiều thập kỷ, dữ liệu thử nghiệm CPT và mối tương quan thực nghiệm giữa PREN và nhiệt độ rỗ tới hạn (CPT). Chúng là các giá trị sàng lọc chứ không phải đảm bảo tuyệt đối - việc thử nghiệm CPT/CCT theo tiêu chuẩn ASTM G48 là bắt buộc đối với các ứng dụng quan trọng dưới biển ngoài khơi.

Ngưỡng PREN

Bảng 4: Ngành-ngưỡng PREN được chấp nhận theo môi trường dịch vụ (dựa trên kinh nghiệm ở nước ngoài, dữ liệu thử nghiệm CPT và hướng dẫn NORSOK / DNV / NACE; yêu cầu thử nghiệm CPT/CCT ASTM G48 cho các ứng dụng quan trọng)

PREN so với CPT và CCT: Mức kháng cự được đo lường và tính toán

PREN là giá trị được tính toán từ thành phần. Nhiệt độ rỗ tới hạn (CPT) và Nhiệt độ kẽ hở tới hạn (CCT) là các giá trị đo được thu được từ các thử nghiệm tiêu chuẩn hóa trong phòng thí nghiệm. Cả hai đều được sử dụng trong việc lựa chọn hợp kim - hiểu được mối quan hệ của chúng là điều cần thiết.

Nhiệt độ rỗ tới hạn (CPT)

CPT là nhiệt độ cao nhất mà hợp kim có thể chịu được dung dịch clorua sắt 6% (theo ASTM G48 Phương pháp A) mà không bị rỗ. Đây là giá trị hiệu suất được đo trực tiếp - chứ không phải phép tính.CPT cung cấp chuẩn mực hiệu suất tuyệt đối mà PREN không thể cung cấp. Hai hợp kim có cùng PREN có thể có giá trị CPT khác nhau nếu cấu trúc vi mô, độ hoàn thiện bề mặt hoặc hàm lượng tạp chất của chúng khác nhau. CPT là thông số ưu tiên để chỉ định hợp kim trong các ứng dụng nước biển quan trọng.

Nhiệt độ kẽ hở tới hạn (CCT)

CCT là nhiệt độ cao nhất mà tại đó hợp kim chống lại sự ăn mòn kẽ hở dưới kẽ hở của vòng đệm PTFE trước đây trong clorua sắt 6% (theo Phương pháp B của ASTM G48). CCT luôn thấp hơn CPT đối với cùng một hợp kim vì hình dạng kẽ hở tạo ra phản ứng hóa học cục bộ mạnh mẽ nhất.Đối với các mối nối mặt bích, mối nối ren và phụ kiện kẹp dưới biển, CCT - chứ không phải CPT - là thông số liên quan để lựa chọn vật liệu. CCT thường thấp hơn 10-30 độ C so với CPT đối với hợp kim song công và siêu song công.

Mối quan hệ và tương quan giữa PREN, CPT và CCT -

Bảng 5: Giá trị CPT và CCT gần đúng cho các hợp kim thông thường (theo ASTM G48; các giá trị mang tính biểu thị và thay đổi theo độ hoàn thiện bề mặt và nhiệt độ; CPT luôn vượt quá CCT đối với cùng một hợp kim)

PREN cho thép không gỉ song công và siêu song công

Thép không gỉ song công chiếm một vị trí quan trọng trong kỹ thuật hàng hải và ngoài khơi vì chúng mang lại-độ bền gần như song công và khả năng chống rỗ tốt hơn đáng kể so với austenit tiêu chuẩn - với chi phí chỉ bằng một nửa so với hợp kim niken. Hiểu cách PREN hoạt động trong hợp kim song công đòi hỏi phải chú ý đến cấu trúc vi mô.

Tại sao hàm lượng Ferrite ảnh hưởng đến ý nghĩa PREN trong hợp kim song công

PREN theo tính toán áp dụng cho pha austenite trong thép không gỉ song công, không áp dụng cho hợp kim khối. Hợp kim song công với 50% austenite và 50% ferrite có đại diện PREN trong thành phần pha austenite, nhưng pha ferit có Cr và Mo thấp hơn đáng kể và là vị trí bắt đầu ưa thích để rỗ. Trong thực tế, ferrite trong thép không gỉ song công có PREN thấp hơn austenite, đó là lý do tại sao pha ferrite ưu tiên có các hố trong thử nghiệm clorua sắt. CPT hợp kim tổng thể phản ánh đặc tính của pha ferit chứ không phải PREN được tính toán. Đối với hợp kim song công, việc kiểm tra CPT đặc biệt quan trọng vì mối tương quan PREN-với-CPT ít trực tiếp hơn so với các loại austenit.

Hàm lượng nitơ rất quan trọng trong hợp kim song công vì nitơ được ưu tiên làm giàu trong pha austenite (khoảng 2-3 lần hàm lượng N trong khối) và austenite có độ hòa tan Cr và Mo cao hơn. Sự phân chia này có nghĩa là PREN pha austenite trong hợp kim song công cao hơn thành phần khối gợi ý, trong khi PREN pha ferit thấp hơn. Pha ferrite, là cực dương trong cặp điện với austenite, là nơi bắt đầu rỗ.

Ngưỡng PREN cho hợp kim song công trong dịch vụ nước biển

Song công 2205 (PREN ~34-36):CPT ~25 độ C theo tiêu chuẩn ASTM G48. Không nên dùng khi ngâm liên tục trong nước biển có nhiệt độ nước biển trên khoảng 30-40 độC. Được sử dụng cho đường dòng và ống đứng trong nước biển có nhiệt độ vừa phải với sự tiếp xúc định kỳ thay vì liên tục.

Siêu song công 2507 (PREN ~41-43):CPT ~75 độ C. Công cụ chính của ngành dành cho dịch vụ ngâm dưới nước-trong nước biển liên tục. PREN trên 40 tương quan với khả năng ngâm hoàn toàn trong nước biển ở nhiệt độ Biển Bắc, Tây Phi và Vịnh Mexico (5-35 độ C). Được yêu cầu bởi hầu hết các thông số kỹ thuật của dự án ngoài khơi đối với các dòng chảy ngầm không bị chôn lấp.

Zeron 100 / S32760 (PRENw ~44):CPT ~80 độ C. Lợi thế PREN đã điều chỉnh W{2}}so với 2507 là khiêm tốn về mặt PREN nhưng chuyển thành CPT cao hơn ~5 độC, khiến Zeron 100 trở thành loại được ưu tiên cho các ứng dụng vùng nước biển và vùng bắn nước-có tính xâm lấn cao nhất.

PREN cho hợp kim niken: Tại sao các con số trông khác nhau

Hợp kim niken thường có giá trị PREN cao hơn nhiều so với thép không gỉ và đây là một trong những nguyên nhân gây nhầm lẫn khi áp dụng PREN trên các họ hợp kim. Hastelloy C-276 có PREN ~74 không "tốt gấp đôi" so với 316L có PREN ~23 - tỷ lệ không tuyến tính.

Tại sao giá trị PREN của hợp kim niken không thể so sánh trực tiếp với PREN không gỉ

ĐỘ PHI TUYẾN TUYẾN CỦA QUY MÔ PREN: PREN là chỉ số xếp hạng trong họ hợp kim (thép không gỉ hoặc hợp kim niken), không phải là thang đo tuyến tính phổ quát. Hastelloy C-276 (PREN ~74) không có khả năng chống rỗ gấp 74/23=3.2 lần so với 316L. Về cơ bản, nó không bị rỗ trong nước biển tự nhiên, trong khi 316L thì không. Sử dụng PREN để xếp hạng các hợp kim trong cùng một họ; không sử dụng nó để so sánh giữa các gia đình. Công thức PREN đã được hiệu chỉnh trên dữ liệu thép không gỉ. Khi áp dụng cho hợp kim niken có hàm lượng Mo và W rất cao, công thức tuyến tính tạo ra các số rất cao không ánh xạ trực tiếp đến thang đo PREN của thép không gỉ. Cả hai đều hợp lệ để xếp hạng trong họ của chúng, nhưng các giá trị tuyệt đối không thể thay thế cho nhau.

Hợp kim niken: Xếp hạng PREN trong họ

Hợp kim 825 (PREN ~31):Được thiết kế cho dịch vụ chua, không có khả năng chống rỗ tối đa. PREN ~31 tương tự như 904L; giá trị của hợp kim nằm ở thành phần Ni-Cr-Mo-Ti của nó đối với khả năng kháng SCC trong môi trường H2S.

Hợp kim 625 (PREN ~52):The benchmark for severe offshore and sour-service applications. PREN >Giới hạn nhiệt độ 50 và ~650 độ C khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho các đường ống ngầm dưới biển, phun hóa chất và các đường ống dịch vụ có độ chua khắc nghiệt-.

Hastelloy C-276 (PREN ~74):Khả năng chống rỗ và kẽ hở tối đa trong dòng hợp kim niken-. PREN ~74 và gần-miễn dịch trong nước biển tự nhiên. Được chỉ định có chọn lọc cho các ứng dụng có tính axit, axit mạnh và cực-sâu nhất.

PREN và chua-Tiêu chuẩn dịch vụ: NACE MR0175 / ISO 15156

Một câu hỏi quan trọng trong các ứng dụng ngoài khơi và dầu khí là liệu chỉ riêng PREN có đủ để lựa chọn vật liệu trong dịch vụ chứa H2S-có chứa (chua) hay không. Câu trả lời chắc chắn là không.

Tại sao PREN không đủ để lựa chọn dịch vụ-có tính chua chát

Màn hình PREN để chống rỗ clorua; NACE MR0175 / ISO 15156 Phần 3 quy định khả năng chống nứt ứng suất sunfua (SSC) trong môi trường H2S. Cả hai đều phải được thỏa mãn một cách độc lập - PREN không thay thế tiêu chuẩn NACE và tiêu chuẩn NACE không đảm bảo đủ khả năng chống rỗ. Đối với các đường ống ngoài khơi sử dụng dịch vụ kết hợp clorua + H2S, vật liệu phải đồng thời: (1) có đủ PREN cho môi trường clorua; (2) đủ tiêu chuẩn theo NACE MR0175 / ISO 15156 về áp suất và nhiệt độ riêng phần H2S cụ thể; và (3) đáp ứng các yêu cầu về độ cứng và đặc tính cơ học hiện hành. Đây là ba cổng riêng biệt, độc lập.

PREN và NACE: Hợp kim nào đáp ứng cả hai?

Bảng 6: Trạng thái đủ điều kiện PREN và NACE MR0175 / ISO 15156-3 - cả hai tiêu chí phải được đáp ứng độc lập đối với các đường ống dịch vụ chua ngoài khơi

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: PREN tối thiểu cho dịch vụ ngâm dưới biển-trong nước biển là bao nhiêu?

A minimum PREN of 40 is the widely accepted industry threshold for continuous seawater immersion in offshore subsea applications. This is based on decades of offshore service experience and CPT correlation data from ASTM G48 testing. Super duplex 2507 (PREN ~43) and Zeron 100 (PRENw ~44) are the two grades that most consistently meet this threshold with margin. PREN compliance should always be supplemented by CPT/CCT ASTM G48 testing for critical offshore applications. For high-temperature seawater (>60 độ C), PREN được khuyến nghị ít nhất là 50.

Câu hỏi 2: Sự khác biệt giữa PREN và nhiệt độ rỗ tới hạn (CPT) là gì?

PREN là chỉ số TÍNH TOÁN bắt nguồn từ thành phần (%Cr + 3.3%Mo + 16%N). CPT là giá trị ĐO LƯỜNG thu được từ thử nghiệm ngâm clorua sắt ASTM G48 -, đây là nhiệt độ cao nhất mà tại đó hợp kim có khả năng chống rỗ. PREN xếp hạng hợp kim theo thành phần; CPT định lượng hiệu suất thực tế của họ. Hai hợp kim có cùng PREN có thể có giá trị CPT khác nhau do sự khác biệt về cấu trúc vi mô, độ hoàn thiện bề mặt hoặc hàm lượng tạp chất. CPT là thông số ưu tiên để chỉ định hợp kim trong các ứng dụng quan trọng trong nước biển và dưới biển.

Câu 3: Tại sao super duplex 2507 có PREN cao hơn duplex 2205?

Super duplex 2507 chứa crom cao hơn (25% so với 22,5%), molypden cao hơn (4% so với 3,2%) và lượng nitơ cao hơn (0,28% so với 0,17%) so với duplex 2205. Tính toán PREN cho: 2507: 25 + 3.3x4 + 16x0.28=25 + 13.2 + 4.5=~43. 2205: 22.5 + 3.3x3.2 + 16x0.17=22.5 + 10.6 + 2.7=~36. Cr, Mo và N bổ sung trong 2507 cũng mang lại cho nó nhiệt độ rỗ tới hạn cao hơn (CPT ~ 75 độ C so với ~ 25 độ C đối với 2205), đó là lý do thực tế tại sao 2507 được chỉ định để ngâm trong nước biển liên tục.

Câu hỏi 4: Tôi có thể sử dụng PREN để so sánh Hastelloy C-276 với thép không gỉ không?

Không có - PREN là chỉ số xếp hạng trong-nhóm chứ không phải thang đo tuyến tính phổ quát. Hastelloy C-276 có PREN ~74 (sử dụng công thức tiêu chuẩn) và 316L có PREN ~23, nhưng điều này không có nghĩa là C-276 có khả năng chống rỗ cao hơn 74/23=3.2 lần. Về cơ bản, cả hai đều không bị rỗ trong nước biển tự nhiên nên tỷ lệ này là vô nghĩa. Sử dụng PREN để xếp hạng các hợp kim trong thép không gỉ HOẶC trong các hợp kim niken riêng biệt; sử dụng thử nghiệm CPT để so sánh giữa các gia đình. JN Alloy cung cấp cả super duplex 2507 và Hastelloy C-276 cho các ứng dụng ngoài khơi.

Câu hỏi 5: Vùng chịu ảnh hưởng nhiệt-của mối hàn có PREN giống như kim loại gốc không?

Không. Mối hàn HAZ có vi cấu trúc và thành phần khác với kim loại cơ bản. Trong các hợp kim song công và siêu song công, chu trình nhiệt hàn phá vỡ sự cân bằng austenite/ferite và HAZ có thể có PREN hiệu quả thấp hơn so với hợp kim gốc. Kết tủa pha Sigma-trong HAZ của siêu song công (do đầu vào nhiệt quá mức) làm giảm thêm khả năng chống ăn mòn. PREN không áp dụng cho việc thẩm định quy trình hàn kim loại hàn - phải bao gồm kiểm tra độ cứng HAZ, kiểm soát số ferit và đối với các ứng dụng quan trọng, kiểm tra HAZ CPT/CCT.

Q6: Tại sao titan không có giá trị PREN?

Titan Lớp 2 đạt được khả năng chống ăn mòn thông qua một cơ chế khác biệt về cơ bản - sự hình thành tự phát của lớp màng bề mặt titan dioxit (TiO2) ổn định, tự phục hồi, không bị ảnh hưởng bởi vết rỗ clorua trong nước biển ở nhiệt độ lên tới khoảng 130 độ C. Công thức PREN được tạo ra để định lượng điện trở của màng thụ động nitơ sắt-crom-molybdenum-không tồn tại trên titan. Về cơ bản, titan không bị rỗ trong nước biển trong toàn bộ phạm vi nhiệt độ liên quan đến các ứng dụng ngoài khơi, khiến PREN không phù hợp và không thể áp dụng được. Đối với đường ống phun nước biển, titan thường là vật liệu được lựa chọn vì lý do này.

Câu hỏi 7: PREN có đủ để lựa chọn-vật liệu dịch vụ chua trong đường ống dẫn dầu và khí đốt không?

Không. PREN chỉ đề cập đến khả năng chống rỗ clorua. Đối với dịch vụ chứa H2S-chứa (chua), NACE MR0175 / ISO 15156 Phần 3 quy định khả năng chống nứt do ứng suất sunfua (SSC) - một cơ chế phân hủy hoàn toàn riêng biệt. Vật liệu phải đồng thời đáp ứng cả hai bộ yêu cầu: (1) PREN phù hợp với môi trường clorua; và (2) Chứng nhận NACE MR0175 về áp suất riêng phần H2S, độ pH, clorua và nhiệt độ của trường cụ thể. PREN không thay thế bằng cấp NACE. Đối với các đường ống dịch vụ chua{15}}ngoài khơi, Hợp kim 625 (đủ tiêu chuẩn PREN ~52, NACE{18}}) là điểm chuẩn; Hợp kim 825 và siêu song công 2507 cũng đủ điều kiện NACE{21}}trong giới hạn môi trường đã xác định.

Câu hỏi 8: PREN nên được chỉ định như thế nào trong đặc tả vật liệu dự án?

Mệnh đề đặc tả PREN được viết tốt-phải nêu rõ: (1) biến thể công thức (tiêu chuẩn hoặc W{2}}đã được sửa); (2) giá trị PREN tối thiểu và cơ sở môi trường của nó; (3) PREN được tính toán từ nhiệt hóa học thực tế trên giấy chứng nhận kiểm tra nhà máy, không phải thành phần điển hình; (4) việc thử nghiệm CPT/CCT theo Phương pháp A và B của ASTM G48 là bắt buộc như thử nghiệm chấp nhận-lô cho các ứng dụng dưới biển/ngoài khơi; (5) mối hàn HAZ PREN và cân bằng ferit được kiểm tra bằng việc thẩm định quy trình hàn. Một điều khoản đặc tả ví dụ được cung cấp trong Phần 10.2 của bài viết này. JN Alloy có thể tư vấn về đặc điểm kỹ thuật PREN cho các dự án ngoài khơi cụ thể.

Câu hỏi 9: PREN có áp dụng cho ăn mòn kẽ hở cũng như rỗ hở không?

Chỉ có khoảng - PREN tương quan rộng rãi với khả năng chống ăn mòn kẽ hở nhưng Nhiệt độ kẽ hở tới hạn (CCT) là thông số đo chính xác. CCT luôn thấp hơn CPT đối với cùng một hợp kim (thường là 10-30 độ C đối với hợp kim song công và siêu song công) vì hình dạng kẽ hở tạo ra hóa học cục bộ có tính axit cao mạnh hơn môi trường bề mặt mở. Đối với các mối nối mặt bích, mối nối ren và phụ kiện kẹp dưới biển - trong đó hình dạng kẽ hở là không thể tránh khỏi - cần phải thử nghiệm CCT theo ASTM G48 Phương pháp B. Chỉ sử dụng PREN mà không có dữ liệu CCT cho các dạng hình học dễ có kẽ hở là một lỗi phổ biến dẫn đến hỏng mặt bích và khớp nối sớm khi hoạt động ngoài khơi.