Materiał na zbiornik z solanką
Jaką stal należy dobrać na zbiornik z solanką o stężeniu 10% w temperaturze 25°C pod ciśnieniem atmosferycznym?
Solanka, czyli wodny roztwór soli jest dla stali nierdzewnych bardzo agresywnym środowiskiem ze względu na wysokie stężenie jonów Cl-, które niszczą warstwę pasywną stali i powodują korozję wżerową. Dobór materiału do pracy w kontakcie z solanka powinien odbywać się na podstawie odporności stali na ten typ korozji. Do szybkiej, ale przybliżonej oceny odporności stali nierdzewnych na korozję wżerową służy współczynnik PREN = % Cr + 3,3 % Mo + k % N; k = 10 do 30, gdzie k najczęściej wynosi 16, czyli (PREN=% Cr + 3,3 % Mo + 16 % N). Im większa jest wartość współczynnika PREN tym stal ma większą odporność na korozję wżerową. Z tego względu, że dla każdego gatunku dopuszcza się pewien zakres stężenia każdego z pierwiastków wartość PREN też jest wartością w pewnym zakresie. W tablicy 1 podano wartość minimalną PREN dla wybranych gatunków stali nierdzewnych.
W podanych warunkach stosuje się minimum gatunek austenitycznej stali Cr-Ni-Mo typu 1.4401/1.4404. Jeszcze większą pewność i dłuższą bezawaryjną eksploatację w takich warunkach zapewni stal dwufazowa ferrytyczno-austenityczna typu duplex, ale jej zastosowanie musi być ekonomicznie opłacalne ze względu na wyższy koszt materiału w porównaniu do klasycznej stali austenitycznej. Z powodzeniem można zastosować stal duplex EN 1.4462, która oprócz zdecydowanie wyższej odporności na korozję w tych warunkach wykazuje podwyższone własności mechaniczne, co w efekcie końcowym może umożliwić zmniejszenie grubości ścianek zbiornia i dać oszczędność materiału.
Tablica 1. Wartość PREN dla wybranych gatunków stali nierdzewnych
Struktura stali nierdzewnej | Gatunek EN / AISI | PREN |
Ferrytyczna | EN 1.4016 (430) | 16 |
Austenityczna | EN 1.4301 (304) | 17 |
Ferrytyczna | EN 1.4521 (444) | 23 |
Austenityczna | EN 1.4401 (316) | 24 |
Duplex | EN 1.4462 (2205) | 31 |
Austenityczna | EN 1.4539 (904L) | 32 |
Ferrytyczna | EN 1.4575 (S44660) | 36 |
Duplex | EN 1.4410 (2507) | >40 |
Austenityczna | EN 1.4547 (254SMO) | 42 |
Duplex | UNS S32707 | >45 |