듀플렉스와 오스테나이트계 스테인리스강: 부식성 환경에서 어느 것이 더 나은 성능을 발휘합니까?

316L(18Cr–8–12Ni)과 같은 오스테나이트계 스테인리스강은 우수한 일반 내식성, 인성 및 용접 용이성으로 평가되는 단상, 면{5}}면심 입방체(FCC) 합금입니다. 결과적으로 식품, 제약, 석유화학 공장에서 널리 사용됩니다.²

2205와 같은 이중 등급은 페라이트와 오스테나이트 함량이 대략 동일한 이중-상 미세 구조를 가지며, 국부 부식 및 응력 부식 균열(SCC)에 대한 향상된 저항성과 더 높은 강도를 결합합니다.³

^{슈퍼 오스테나이트(예: 904L, 254 SMO) 및 슈퍼 듀플렉스(예: 2507) 등급은 크롬, 몰리브덴 및 질소를 더욱 증가시켜 해수 및 강산을 비롯한 매우 공격적인 매체에서 성능을 확장합니다.4}

석유 및 가스, 화학 처리, 담수화, 펄프 및 제지 분야의 설계자들이 직면하는 실질적인 질문은 어떤 유형이 주어진 환경에서 더 안전하고 경제적인 솔루션을 제공하느냐 하는 것입니다.

PREN 및 피팅 지수 사용: 검정력 및 한계

이 질문에 답하기 위한 일반적인 선별 도구 중 하나는 공식 저항 등가수(PREN) 또는 공식 지수(PI)이며, PREN=Cr + 3.3Mo + 16N 또는 PI=Cr + 3.3Mo + 13N으로 표시됩니다.

이러한 실험식은 염화물 구멍에 대한 크롬, 특히 몰리브덴의 유익한 효과를 반영합니다. 니켈은 SCC 저항에는 도움이 되지만 공식 저항에는 거의 기여하지 않으므로 일반적으로 생략됩니다.⁵

일반적인 값은 기존 오스테나이트 등급이 듀플렉스 등급에 비해 바닷물에서 어려움을 겪는 이유를 보여줍니다.

316L(17Cr–2.5Mo–12Ni): PI/PREN ≒ 25.

2205(22Cr–3Mo–N): PREN ≒ 34-35.

904L(20Cr–4Mo–25Ni): PREN ≒ 34-35.

254 SMO / 6Mo(20Cr–6Mo–N): PREN ≒ 42-43.

2507 슈퍼 듀플렉스(25Cr–4Mo–N): PREN ≒ 40-41.

PREN이 높을수록 염화물 용액의 임계 공식 및 틈새 온도가 높아지는 것과 관련이 있습니다. 이것이 바로 NORSOK와 같은 표준이 해수에 노출된 스테인리스강에 대해 40 이상의 PREN을 요구하는 이유입니다-. 그러나 2021년 검토에서는궤조그러한 지수는 온도, 금속학적 조건(예: 시그마 단계), 용접 품질, 틈새 형상 또는 침전물을 포착하지 못하므로 성능 보장이 아닌 순위 도구로 취급되어야 한다고 강조했습니다.