पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (PREN): चयन में इसका सही उपयोग कैसे करें

परिचय

प्रत्येक इंजीनियर जिसने क्लोराइड {{0}समृद्ध वातावरण के लिए सही स्टेनलेस स्टील या निकल मिश्र धातु की खोज की है, उसे PREN - पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या शब्द का सामना करना पड़ा है। यह तकनीकी डेटाशीट, सामग्री चयन रिपोर्ट, संक्षारण इंजीनियरिंग पाठ्यपुस्तकों और उद्योग मानकों में दिखाई देता है। इसे व्यापक रूप से उद्धृत किया जाता है, बार-बार गलत तरीके से उद्धृत किया जाता है, और कभी-कभी इस तरह से दुरुपयोग किया जाता है कि या तो विनिर्देश से अधिक हो जाता है (प्रीमियम मिश्र धातु के लिए बहुत अधिक भुगतान करना) या विनिर्देश से कम हो जाता है (ऐसे ग्रेड का चयन करना जो सेवा में समय से पहले विफल हो जाता है।

PREN कोई जादुई संख्या नहीं है. यह एक संरचनात्मक सूचकांक - है जो एक मिश्र धातु में क्रोमियम, मोलिब्डेनम, नाइट्रोजन और (कुछ वेरिएंट में) टंगस्टन की सांद्रता का एक भारित योग है। इसे क्लोराइड पिटिंग संक्षारण के सापेक्ष प्रतिरोध के आधार पर स्टेनलेस स्टील और निकल मिश्र धातुओं को रैंक करने के लिए एक व्यावहारिक स्क्रीनिंग टूल के रूप में विकसित किया गया था, जो गर्मी संरचना रिपोर्ट से एक सरल गणना के साथ समय लेने वाली और महंगी प्रयोगशाला परीक्षण को प्रतिस्थापित करता है।

यह मार्गदर्शिका उन प्रश्नों का उत्तर देती है जो इंजीनियर और खरीद पेशेवर वास्तव में PREN के बारे में पूछते हैं: संख्या का वास्तव में क्या मतलब है? विभिन्न फ़ॉर्मूला वेरिएंट क्या हैं और प्रत्येक का उपयोग कब किया जाना चाहिए? विशिष्ट सेवा परिवेशों के लिए सही सीमाएँ क्या हैं? PREN लागू करते समय सबसे अधिक कौन सी गलतियाँ की जाती हैं? और PREN, NACE MR0175 और ISO 15156 जैसे खट्टे-मीठे सेवा योग्यता मानकों के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है? प्रत्येक अनुभाग शीर्षक + निष्कर्ष + तर्क संरचना का अनुसरण करता है: निष्कर्ष पहले आता है, जिससे इसे पढ़ना और उद्धृत करना आसान हो जाता है।

PREN क्या है?

पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (PREN) स्टेनलेस स्टील या निकल मिश्र धातु की रासायनिक संरचना से प्राप्त एक एकल संख्यात्मक मान है। यह जलीय क्लोराइड वातावरण में जंग के सबसे आम और खतरनाक रूपों में से एक क्लोराइड पिटिंग - की शुरुआत का विरोध करने के लिए मिश्र धातु की सापेक्ष क्षमता की मात्रा निर्धारित करता है।

PREN एक संरचनागत स्क्रीनिंग सूचकांक है, न कि मापा गया प्रदर्शन मान। यह आपको अकेले उनके रसायन शास्त्र के आधार पर पिटिंग प्रतिरोध द्वारा मिश्र धातुओं की सापेक्ष रैंकिंग बताता है - यह आपको वास्तविक पिटिंग तापमान, संक्षारण दर, या मिश्र धातु एक विशिष्ट सेवा वातावरण के लिए योग्य है या नहीं, यह नहीं बताता है।

PREN को विकसित किया गया था क्योंकि ASTM G48 (फेरिक क्लोराइड विसर्जन) या इलेक्ट्रोकेमिकल क्रिटिकल पिटिंग तापमान (CPT) परीक्षण जैसे प्रयोगशाला परीक्षणों के माध्यम से पिटिंग प्रतिरोध - का प्रत्यक्ष माप महंगा है, इसमें समय लगता है, और विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है। एक संरचनागत सूचकांक जो पिटिंग प्रतिरोध से संबंधित है, इंजीनियरों को मिल से गर्मी संरचना रिपोर्ट के अलावा और कुछ नहीं का उपयोग करके मिश्र धातुओं को जल्दी से रैंक करने की अनुमति देता है।

क्रोमियम, मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन क्यों मायने रखते हैं?

PREN फॉर्मूला तीन तत्वों को महत्व देता है क्योंकि प्रत्येक एक अलग भौतिक तंत्र के माध्यम से प्रतिरोध को बढ़ाने में योगदान देता है:

क्रोमियम (Cr):निष्क्रिय क्रोमियम -ऑक्साइड (Cr2O3) सतह फिल्म बनाता है जो क्लोराइड हमले के खिलाफ प्राथमिक सुरक्षा है। अधिक क्रोमियम का अर्थ है अधिक मोटी, अधिक स्थिर, अधिक स्वयं को ठीक करने वाली निष्क्रिय फिल्म। PREN में वजन कारक: 1.0 (आधार रेखा)।

मोलिब्डेनम (मो):निष्क्रिय फिल्म में मोलिब्डेनम -ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड (MoO(OH)2) के रूप में शामिल होता है, जो स्थानीय अम्लीकरण को दबाता है जो गड्ढे की शुरुआत और वृद्धि को बढ़ाता है। मो प्रति वजन प्रतिशत सीआर से लगभग 3.3 गुना अधिक प्रभावी है। PREN में वजन कारक: 3.3.

नाइट्रोजन (एन):गड्ढे की सतह पर अमोनियम आयन (NH4+) बनाता है जो स्थानीय एसिड को बफर करता है और गड्ढे के प्रसार को रोकता है। एन ऑस्टेनाइट चरण का भी विस्तार करता है और इसे संवेदीकरण के विरुद्ध स्थिर करता है। एन प्रति वजन प्रतिशत सीआर से लगभग 16 गुना अधिक प्रभावी है। PREN में वजन कारक: 16।

टंगस्टन (W) - W-वेरिएंट फ़ॉर्मूले में:पिटिंग को दबाने में मो के समान व्यवहार करता है, लेकिन प्रति वजन प्रतिशत लगभग आधी दक्षता पर। W-वेरिएंट PREN में वजन कारक: 1.65 (3.3 x 0.5)।

PREN संरचना के आधार पर पिटिंग की शुरुआत के लिए एक रैंकिंग सूचकांक है। इसका कोई हिसाब नहीं है: (1) माइक्रोस्ट्रक्चर - फेराइट/ऑस्टेनाइट संतुलन, सिग्मा -चरण, समावेशन; (2) सतही परिष्करण - मशीनीकृत, पिसी हुई, मसालेदार सतहें अलग-अलग व्यवहार करती हैं; (3) वेल्ड हीट-प्रभावित क्षेत्र - PREN केवल मूल धातु पर लागू होता है; (4) विशिष्ट क्लोराइड रसायन शास्त्र - समुद्री जल बनाम सांद्र नमकीन पानी में भिन्नता है; (5) क्लोराइड से परे तापमान, पीएच और समाधान रसायन। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए PREN को हमेशा ASTM G48 के अनुसार CPT/CCT परीक्षण द्वारा मान्य किया जाना चाहिए।

मानक PREN फॉर्मूला और इसके तीन प्रकार

कोई एक सार्वभौमिक PREN फॉर्मूला नहीं है। तीन प्रकार मौजूद हैं, प्रत्येक विभिन्न मिश्र धातु परिवारों के लिए उपयुक्त है। गलत वैरिएंट का उपयोग करने से अर्थहीन संख्याएँ उत्पन्न होती हैं।

मानक PREN फॉर्मूला (बेस फॉर्मूला)

सूत्र:PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %Nलागू: मानक ऑस्टेनिटिक और डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (उदाहरण के लिए, 304एल, 316एल, 904एल, 2205, 2507) जहां मो<= 7% and W is absent or negligible.

मानक PREN फॉर्मूला सामान्य ऑस्टेनिटिक और डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के लिए विकसित किया गया था जहां मोलिब्डेनम सामग्री लगभग 7% से कम है और टंगस्टन को जानबूझकर नहीं जोड़ा गया है। इस श्रेणी में, 3.3x मो वजन कारक और 16x एन वजन कारक प्रयोगशाला में मापे गए सीपीटी मूल्यों के साथ एक अच्छा सहसंबंध प्रदान करते हैं। यह सबसे व्यापक रूप से उद्धृत सूत्र है और जब सूत्र निर्दिष्ट नहीं होता है तो यह डिफ़ॉल्ट होता है।

टंगस्टन-संशोधित PREN फॉर्मूला (W-PREN)

सूत्र:PRENw=%Cr {{1}इन पर लागू: टंगस्टन {{0}मिश्र धातु युक्त - जीरोन 100 (एस32760), फेरालियम 255, हास्टेलॉय सी-276, और समान ग्रेड जहां डब्ल्यू एक जानबूझकर मिश्रधातु है।

टंगस्टन पिटिंग प्रतिरोध में योगदान देता है लेकिन प्रति वजन प्रतिशत मोलिब्डेनम की लगभग आधी दक्षता पर। W{{1}वेरिएंट कच्चे Mo शब्द को एक प्रभावी Mo{2}}समतुल्य (Mo + 0.5W) से प्रतिस्थापित करता है, जिससे एक PREN मान उत्पन्न होता है जो सीधे मानक सूत्र से तुलनीय होता है। ज़ेरॉन 100 (जिसमें मो और डब्ल्यू दोनों शामिल हैं) जैसे मिश्र धातुओं के लिए, डब्ल्यू सुधार के बिना मानक सूत्र का उपयोग करने से इसके पिटिंग प्रतिरोध को काफी कम आंका जाएगा।

नाइट्रोजन-प्रमुख / उच्च-नाइट्रोजन PREN

सूत्र:PRENn=%Cr + 0.5 x %Mo + 30 x %Nइन पर लागू: कुछ अत्यधिक मिश्रित सुपरऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील और विशेष निकल मिश्र धातु जहां नाइट्रोजन सामग्री 0.40% से अधिक है और मानक सूत्र प्रतिरोध को अधिक महत्व देता है।

Some researchers have proposed alternative weightings for very high-nitrogen alloys (>0.40% एन), जहां अतिरिक्त नाइट्रोजन का सीमांत योगदान कम हो जाता है और मानक 16x कारक गलत हो जाता है। व्यवहार में, इंजीनियरिंग विशिष्टताओं में सभी मिश्र धातु परिवारों में मानक सूत्र सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और स्वीकार किया जाता है। W-वेरिएंट व्यापक उद्योग स्वीकृति वाला एकमात्र अन्य फॉर्मूला है (विशेषकर अपतटीय और उपसमुद्री क्षेत्र में)।

फ़ॉर्मूला वैरिएंट त्वरित-संदर्भ

तालिका 1: PREN फॉर्मूला वेरिएंट - प्रत्येक का उपयोग कब करना है और कौन सा उद्योग मानक है

स्टेनलेस स्टील और निकल मिश्र धातु के लिए PREN मान

निम्न तालिका सबसे व्यापक रूप से निर्दिष्ट के लिए PREN मान प्रदान करती हैस्टेनलेस स्टील और निकल मिश्र धातुक्लोराइड और समुद्री जल सेवा में। मानों की गणना सामान्य मध्य श्रेणी की रचनाओं से की जाती है और ये संकेतक हमेशा वास्तविक ताप रसायन विज्ञान के विरुद्ध सत्यापित होते हैं।

PREN मान - ऑस्टेनिटिक और डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील

तालिका 2: ऑस्टेनिटिक और डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के लिए PREN मान (सामान्य मध्य श्रेणी की रचनाओं से गणना; वास्तविक ताप रसायन विज्ञान के विरुद्ध सत्यापित करें)

PREN मान - निकल मिश्र

तालिका 3: निकल मिश्र धातुओं के लिए PREN मान (सामान्य मध्य श्रेणी की रचनाओं से गणना की गई; वास्तविक ताप रसायन विज्ञान के विरुद्ध सत्यापित करें; टाइटेनियम में कोई PREN नहीं है - यह मौलिक रूप से भिन्न प्रतिरक्षा तंत्र द्वारा संचालित होता है)

उद्योग-अपतटीय और समुद्री जल सेवा के लिए मानक PREN सीमाएँ

पीआरईएन के बारे में सबसे आम व्यावहारिक प्रश्नों में से एक है: "समुद्री जल सेवा के लिए मुझे न्यूनतम कितनी पीआरईएन की आवश्यकता होगी?" उत्तर विशिष्ट सेवा परिवेश पर निर्भर करता है, और उद्योग अभ्यास कुछ व्यापक रूप से स्वीकृत सीमाओं पर केंद्रित हो गया है।

निरंतर समुद्री जल विसर्जन के लिए, कम से कम 40 का PREN व्यापक रूप से स्वीकृत न्यूनतम है। मध्यम क्लोराइड वातावरण के लिए (उदाहरण के लिए, 5,000 पीपीएम से नीचे क्लोराइड के साथ उत्पादित पानी), PREN 34 - 40 स्वीकार्य हो सकता है। गैर -समुद्री जल, कम क्लोराइड वाले वातावरण के लिए, PREN 24 या इससे ऊपर पर्याप्त हो सकता है।ये सीमाएं दशकों के अपतटीय और समुद्री सेवा अनुभव, सीपीटी परीक्षण डेटा और पीआरईएन और क्रिटिकल पिटिंग तापमान (सीपीटी) के बीच अनुभवजन्य सहसंबंध से ली गई हैं। वे मूल्यों की स्क्रीनिंग कर रहे हैं, पूर्ण गारंटी नहीं - महत्वपूर्ण अपतटीय उप-समुद्र अनुप्रयोगों के लिए प्रति एएसटीएम जी48 सीपीटी/सीसीटी परीक्षण आवश्यक है।

PREN सीमाएँ

तालिका 4: सेवा परिवेश द्वारा उद्योग द्वारा स्वीकृत PREN सीमाएँ (अपतटीय अनुभव, CPT परीक्षण डेटा और NORSOK / DNV / NACE मार्गदर्शन से प्राप्त; महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक CPT/CCT ASTM G48 परीक्षण)

पीआरईएन बनाम सीपीटी और सीसीटी: मापा गया बनाम परिकलित प्रतिरोध

PREN संरचना से प्राप्त एक परिकलित मान है। क्रिटिकल पिटिंग टेम्परेचर (सीपीटी) और क्रिटिकल क्रेविस टेम्परेचर (सीसीटी) मानकीकृत प्रयोगशाला परीक्षणों से प्राप्त मापे गए मान हैं। दोनों का उपयोग मिश्रधातु चयन में किया जाता है - उनके संबंध को समझना आवश्यक है।

क्रिटिकल पिटिंग तापमान (सीपीटी)

सीपीटी उच्चतम तापमान है जिस पर एक मिश्र धातु 6% फेरिक क्लोराइड समाधान (एएसटीएम जी 48 विधि ए के अनुसार) को बिना गड्ढे के झेल सकती है। यह सीधे तौर पर मापा गया प्रदर्शन मान है - कोई गणना नहीं है।सीपीटी एक पूर्ण प्रदर्शन बेंचमार्क प्रदान करता है जो पीआरईएन प्रदान नहीं कर सकता है। एक ही PREN वाले दो मिश्रधातुओं में अलग-अलग CPT मान हो सकते हैं यदि उनकी सूक्ष्म संरचना, सतह खत्म, या समावेशन सामग्री भिन्न हो। महत्वपूर्ण समुद्री जल अनुप्रयोगों में मिश्रधातुओं को निर्दिष्ट करने के लिए सीपीटी पसंदीदा पैरामीटर है।

क्रिटिकल क्रेविस तापमान (सीसीटी)

सीसीटी उच्चतम तापमान है जिस पर एक मिश्र धातु 6% फेरिक क्लोराइड (एएसटीएम जी48 विधि बी के अनुसार) में पीटीएफई वॉशर दरार के तहत दरार के क्षरण का प्रतिरोध करता है। एक ही मिश्र धातु के लिए सीसीटी हमेशा सीपीटी से कम होता है क्योंकि दरार ज्यामिति सबसे आक्रामक स्थानीय रसायन शास्त्र बनाती है।फ़्लैंग्ड जोड़ों, थ्रेडेड कनेक्शन और सबसी क्लैंप फिटिंग के लिए, सामग्री चयन के लिए सीसीटी - नहीं सीपीटी - प्रासंगिक पैरामीटर है। डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स मिश्र धातुओं के लिए सीसीटी आमतौर पर सीपीटी से 10-30 डिग्री सेल्सियस कम है।

पीआरईएन, सीपीटी, और सीसीटी - संबंध और सहसंबंध

तालिका 5: सामान्य मिश्र धातुओं के लिए अनुमानित सीपीटी और सीसीटी मान (एएसटीएम जी48 के अनुसार; मान सांकेतिक हैं और सतह खत्म और गर्मी के साथ भिन्न होते हैं; सीपीटी हमेशा एक ही मिश्र धातु के लिए सीसीटी से अधिक होता है)

डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के लिए PREN

डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स अपतटीय और समुद्री इंजीनियरिंग में एक महत्वपूर्ण स्थान रखते हैं क्योंकि वे निकेल मिश्र धातुओं की लगभग आधी कीमत पर मानक ऑस्टेनिटिक्स - की तुलना में डुप्लेक्स ताकत और काफी बेहतर पिटिंग प्रतिरोध प्रदान करते हैं। यह समझने के लिए कि डुप्लेक्स मिश्र धातुओं में PREN कैसे व्यवहार करता है, माइक्रोस्ट्रक्चर पर ध्यान देने की आवश्यकता है।

क्यों फेराइट सामग्री डुप्लेक्स मिश्र धातु में PREN अर्थ को प्रभावित करती है

गणना के अनुसार PREN डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स में ऑस्टेनाइट चरण पर लागू होता है, बल्क मिश्र धातु पर नहीं। 50% ऑस्टेनाइट और 50% फेराइट के साथ एक डुप्लेक्स मिश्र धातु में ऑस्टेनाइट चरण संरचना का एक PREN प्रतिनिधि होता है, लेकिन फेराइट चरण में सीआर और मो काफी कम होता है और यह गड्ढे के लिए पसंदीदा आरंभ स्थल है। व्यवहार में, डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स में फेराइट में ऑस्टेनाइट की तुलना में कम PREN होता है, यही कारण है कि फेराइट चरण को फेरिक क्लोराइड परीक्षण में प्राथमिकता दी जाती है। समग्र मिश्र धातु सीपीटी फेराइट चरण व्यवहार को दर्शाता है, परिकलित PREN को नहीं। डुप्लेक्स मिश्र धातुओं के लिए, सीपीटी परीक्षण विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि पीआरईएन से - सीपीटी सहसंबंध ऑस्टेनिटिक ग्रेड की तुलना में कम प्रत्यक्ष है।

डुप्लेक्स मिश्र धातुओं में नाइट्रोजन सामग्री महत्वपूर्ण है क्योंकि नाइट्रोजन को ऑस्टेनाइट चरण (लगभग 2-3x थोक एन सामग्री) में समृद्ध किया जाता है, और ऑस्टेनाइट में उच्च सीआर और मो घुलनशीलता होती है। इस विभाजन का मतलब है कि डुप्लेक्स मिश्र धातु में ऑस्टेनाइट चरण PREN थोक संरचना से अधिक है, जबकि फेराइट चरण PREN कम है। फेराइट चरण, ऑस्टेनाइट के साथ गैल्वेनिक जोड़े में एनोड होने के कारण, वह जगह है जहां पिटिंग शुरू होती है।

समुद्री जल सेवा में डुप्लेक्स मिश्र धातुओं के लिए PREN सीमाएँ

डुप्लेक्स 2205 (पीआरईएन ~34-36):एएसटीएम जी48 में सीपीटी ~25 डिग्री सेल्सियस। लगभग 30-40 डिग्री सेल्सियस समुद्री जल तापमान से ऊपर निरंतर समुद्री जल विसर्जन के लिए अनुशंसित नहीं है। निरंतर एक्सपोज़र के बजाय आवधिक तापमान वाले समुद्री जल में फ्लोलाइन और राइजर के लिए उपयोग किया जाता है।

सुपर डुप्लेक्स 2507 (पीआरईएन ~41-43):सीपीटी ~75 डिग्री सेल्सियस। निरंतर समुद्री जल में डूबी हुई उपसमुद्री सेवा के लिए उद्योग का घोड़ा। 40 से ऊपर PREN उत्तरी सागर, पश्चिम अफ्रीका और मैक्सिको की खाड़ी के तापमान (5-35 डिग्री सेल्सियस) पर पूर्ण समुद्री जल विसर्जन क्षमता से संबंधित है। अधिकांश अपतटीय परियोजना विशिष्टताओं के लिए बिना दफन उपसमुद्र प्रवाह लाइनों के लिए आवश्यक।

ज़ेरॉन 100 / एस32760 (PRENw ~44):सीपीटी ~80 डिग्री सेल्सियस। 2507 से अधिक W{2}संशोधित PREN लाभ PREN के संदर्भ में मामूली है, लेकिन ~5 डिग्री सेल्सियस अधिक CPT में तब्दील हो जाता है, जो ज़ेरॉन 100 को सबसे आक्रामक समुद्री जल और स्पलैश क्षेत्र अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा ग्रेड बनाता है।

निकल मिश्र धातु के लिए PREN: संख्याएँ भिन्न क्यों दिखती हैं

निकेल मिश्र धातुओं में आमतौर पर स्टेनलेस स्टील्स की तुलना में बहुत अधिक PREN मान होते हैं, और यह मिश्र धातु परिवारों में PREN को लागू करने में भ्रम के स्रोतों में से एक है। PREN ~74 के साथ एक हास्टेलॉय C-276, PREN ~23 - के साथ 316L की तुलना में "दोगुना अच्छा" नहीं है, स्केल रैखिक नहीं है।

क्यों निकल मिश्र धातु PREN मान सीधे स्टेनलेस PREN से तुलनीय नहीं हैं

PREN स्केल नॉनलाइनरिटी: PREN एक मिश्र धातु परिवार (स्टेनलेस स्टील्स या निकल मिश्र धातु) के भीतर एक रैंकिंग सूचकांक है, न कि एक सार्वभौमिक रैखिक पैमाना। एक हेस्टेलॉय सी-276 (पीआरईएन ~74) में 316एल के पिटिंग प्रतिरोध का 74/23=3.2 गुना नहीं है। यह अनिवार्य रूप से प्राकृतिक समुद्री जल में जमाव के प्रति प्रतिरक्षित है, जबकि 316L नहीं है। एक ही परिवार में मिश्रधातुओं को रैंक करने के लिए PREN का उपयोग करें; विभिन्न परिवारों में तुलना करने के लिए इसका उपयोग न करें। PREN फॉर्मूला स्टेनलेस स्टील डेटा पर कैलिब्रेट किया गया था। जब बहुत अधिक Mo और W सामग्री के साथ निकल मिश्र धातुओं पर लागू किया जाता है, तो रैखिक सूत्र बहुत अधिक संख्या उत्पन्न करता है जो सीधे स्टेनलेस स्टील PREN पैमाने पर मैप नहीं होता है। दोनों अपने परिवार के भीतर रैंकिंग के लिए मान्य हैं, लेकिन पूर्ण मूल्य विनिमेय नहीं हैं।

निकल मिश्र: परिवार के भीतर PREN रैंकिंग

मिश्र धातु 825 (PREN ~31):खट्टा सेवा के लिए डिज़ाइन किया गया है, अधिकतम पिटिंग प्रतिरोध के लिए नहीं। PREN ~31 904L के समान है; मिश्रधातु का मूल्य H2S वातावरण में SCC प्रतिरोध के लिए इसकी Ni{3}}Cr-Mo{5}}Ti संरचना में निहित है।

मिश्र धातु 625 (PREN ~52):The benchmark for severe offshore and sour-service applications. PREN >50 और ~650 डिग्री सेल्सियस तापमान सीमा इसे समुद्र के नीचे कूदने वालों, रासायनिक इंजेक्शन और गंभीर खट्टी सर्विस पाइपलाइनों के लिए पसंदीदा विकल्प बनाती है।

हास्टेलॉय सी-276 (पीआरईएन ~74):निकल {{0}मिश्र धातु परिवार में अधिकतम गड्ढा और दरार प्रतिरोध। PREN ~74 और प्राकृतिक समुद्री जल में लगभग -प्रतिरक्षा। सबसे आक्रामक एसिड, खट्टा और अति गहरे अनुप्रयोगों के लिए चुनिंदा रूप से निर्दिष्ट।

PREN और खट्टा-सेवा मानक: NACE MR0175 / ISO 15156

अपतटीय और तेल एवं गैस अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण प्रश्न यह है कि क्या H2S युक्त (खट्टा) सेवा में सामग्री चयन के लिए अकेले PREN पर्याप्त है। उत्तर निश्चित रूप से नहीं है।

सेवा चयन के लिए PREN अपर्याप्त क्यों है?

क्लोराइड पिटिंग प्रतिरोध के लिए PREN स्क्रीन; NACE MR0175 / ISO 15156 भाग 3 H2S वातावरण में सल्फाइड स्ट्रेस क्रैकिंग (SSC) प्रतिरोध को नियंत्रित करता है। दोनों को स्वतंत्र रूप से संतुष्ट होना चाहिए - PREN NACE योग्यता को प्रतिस्थापित नहीं करता है, और NACE योग्यता पर्याप्त पिटिंग प्रतिरोध की गारंटी नहीं देती है। संयुक्त क्लोराइड + H2S सेवा में अपतटीय पाइपलाइनों के लिए, सामग्री को एक साथ होना चाहिए: (1) क्लोराइड पर्यावरण के लिए पर्याप्त PREN होना चाहिए; (2) विशिष्ट एच2एस आंशिक दबाव और तापमान के लिए एनएसीई एमआर0175/आईएसओ 15156 के तहत योग्य होना; और (3) लागू यांत्रिक संपत्ति और कठोरता आवश्यकताओं को पूरा करें। ये तीन अलग-अलग, स्वतंत्र द्वार हैं।

PREN और NACE: कौन सी मिश्रधातु दोनों को संतुष्ट करती है?

तालिका 6: पीआरईएन और एनएसीई एमआर0175 / आईएसओ 15156-3 योग्यता स्थिति - अपतटीय खट्टा-सेवा पाइपलाइनों के लिए दोनों मानदंडों को स्वतंत्र रूप से पूरा किया जाना चाहिए

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

Q1: समुद्री जल में डूबी उपसमुद्र सेवा के लिए न्यूनतम PREN क्या है?

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 डिग्री सेल्सियस), कम से कम 50 के पीआरईएन की सिफारिश की जाती है।

Q2: PREN और क्रिटिकल पिटिंग तापमान (CPT) के बीच क्या अंतर है?

PREN एक परिकलित सूचकांक है जो संरचना (%Cr + 3.3%Mo + 16%N) से प्राप्त होता है। सीपीटी एएसटीएम जी48 फेरिक क्लोराइड विसर्जन परीक्षण से प्राप्त एक मापा मूल्य है - यह उच्चतम तापमान है जिस पर एक मिश्र धातु फटने का प्रतिरोध करती है। PREN मिश्रधातुओं को संरचना के आधार पर रैंक करता है; सीपीटी उनके वास्तविक प्रदर्शन को मापता है। एक ही PREN वाली दो मिश्रधातुओं में माइक्रोस्ट्रक्चर, सतह फिनिश, या समावेशन सामग्री में अंतर के कारण अलग-अलग सीपीटी मान हो सकते हैं। महत्वपूर्ण समुद्री जल और उपसमुद्र अनुप्रयोगों में मिश्रधातु निर्दिष्ट करने के लिए सीपीटी पसंदीदा पैरामीटर है।

Q3: सुपर डुप्लेक्स 2507 में डुप्लेक्स 2205 की तुलना में अधिक PREN क्यों है?

सुपर डुप्लेक्स 2507 में डुप्लेक्स 2205 की तुलना में उच्च क्रोमियम (25% बनाम 22.5%), उच्च मोलिब्डेनम (4% बनाम 3.2%), और उच्च नाइट्रोजन (0.28% बनाम 0.17%) होता है। PREN गणना देता है: 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. 2507 में अतिरिक्त सीआर, एमओ, और एन भी इसे एक उच्च क्रिटिकल पिटिंग तापमान (सीपीटी ~75 डिग्री सेल्सियस बनाम 2205 के लिए ~25 डिग्री सेल्सियस) देते हैं, यही व्यावहारिक कारण है कि 2507 को निरंतर समुद्री जल विसर्जन के लिए निर्दिष्ट किया गया है।

Q4: क्या मैं स्टेनलेस स्टील के साथ हास्टेलॉय सी-276 की तुलना करने के लिए PREN का उपयोग कर सकता हूं?

नहीं, - PREN एक पारिवारिक रैंकिंग सूचकांक है, न कि एक सार्वभौमिक रैखिक पैमाना। हास्टेलॉय C-276 में PREN ~74 (मानक सूत्र का उपयोग करके) है और 316L में PREN ~23 है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि C-276 गड्ढों के प्रति 74/23=3.2 गुना अधिक प्रतिरोधी है। दोनों अनिवार्य रूप से प्राकृतिक समुद्री जल में जमाव के प्रति प्रतिरक्षित हैं, इसलिए अनुपात अर्थहीन है। स्टेनलेस स्टील के भीतर या निकल मिश्र धातु के भीतर मिश्र धातुओं को अलग से रैंक करने के लिए PREN का उपयोग करें; विभिन्न परिवारों में तुलना करने के लिए सीपीटी परीक्षण का उपयोग करें। जेएन अलॉय अपतटीय अनुप्रयोगों के लिए सुपर डुप्लेक्स 2507 और हास्टेलॉय सी-276 दोनों की आपूर्ति करता है।

Q5: क्या वेल्ड ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र में मूल धातु के समान PREN होता है?

नहीं, वेल्ड HAZ की सूक्ष्म संरचना और संरचना मूल धातु से भिन्न होती है। डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स मिश्र धातुओं में, वेल्ड थर्मल चक्र ऑस्टेनाइट/फेराइट संतुलन को बाधित करता है, और HAZ में मूल की तुलना में कम प्रभावी PREN हो सकता है। सुपर डुप्लेक्स के HAZ में (अत्यधिक ताप इनपुट से) सिग्मा - चरण वर्षा संक्षारण प्रतिरोध को और कम कर देती है। PREN वेल्ड धातु पर लागू नहीं होता है - वेल्ड प्रक्रिया योग्यता में HAZ कठोरता परीक्षण, फेराइट संख्या नियंत्रण और महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, HAZ CPT/CCT परीक्षण शामिल होना चाहिए।

Q6: टाइटेनियम का कोई PREN मान क्यों नहीं है?

टाइटेनियम ग्रेड 2 एक मौलिक रूप से अलग तंत्र के माध्यम से संक्षारण प्रतिरोध प्राप्त करता है - एक स्थिर, स्व-उपचारात्मक टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) सतह फिल्म का सहज गठन जो लगभग 130 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर समुद्री जल में क्लोराइड जमा होने से प्रतिरक्षा है। PREN फॉर्मूला लौह {{6}क्रोमियम-मोलिब्डेनम-नाइट्रोजन निष्क्रिय फिल्मों के प्रतिरोध को मापने के लिए तैयार किया गया था, जो टाइटेनियम पर मौजूद नहीं है। टाइटेनियम अनिवार्य रूप से अपतटीय अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक संपूर्ण तापमान सीमा में समुद्री जल में जमाव के प्रति प्रतिरक्षित है, जिससे PREN अप्रासंगिक और अनुपयुक्त दोनों हो जाता है। समुद्री जल इंजेक्शन पाइपलाइनों के लिए, टाइटेनियम अक्सर इस कारण से पसंद की सामग्री होती है।

Q7: क्या PREN तेल और गैस पाइपलाइनों में खट्टे -सेवा सामग्री चयन के लिए पर्याप्त है?

नहीं, PREN केवल क्लोराइड पिटिंग प्रतिरोध को संबोधित करता है। H2S युक्त (खट्टा) सेवा के लिए, NACE MR0175 / ISO 15156 भाग 3 सल्फाइड स्ट्रेस क्रैकिंग (SSC) प्रतिरोध - को पूरी तरह से अलग क्षरण तंत्र को नियंत्रित करता है। एक सामग्री को एक साथ आवश्यकताओं के दोनों सेटों को पूरा करना चाहिए: (1) क्लोराइड पर्यावरण के लिए पर्याप्त PREN; और (2) H2S आंशिक दबाव, pH, क्लोराइड और विशिष्ट क्षेत्र के तापमान के लिए NACE MR0175 योग्यता। PREN NACE योग्यता का स्थान नहीं लेता। अपतटीय खट्टा -सेवा पाइपलाइनों के लिए, मिश्र धातु 625 (पीआरईएन ~52, एनएसीई-योग्य) बेंचमार्क है; मिश्र धातु 825 और सुपर डुप्लेक्स 2507 भी परिभाषित पर्यावरणीय सीमाओं के भीतर NACE - योग्य हैं।

Q8: प्रोजेक्ट सामग्री विनिर्देश में PREN को कैसे निर्दिष्ट किया जाना चाहिए?

एक अच्छी तरह से लिखित PREN विनिर्देशन खंड में यह बताया जाना चाहिए: (1) सूत्र संस्करण (मानक या W-सही किया गया); (2) न्यूनतम पीआरईएन मूल्य और इसका पर्यावरणीय आधार; (3) कि PREN की गणना मिल परीक्षण प्रमाणपत्र पर वास्तविक ताप रसायन विज्ञान से की जाती है, न कि विशिष्ट संरचना से; (4) कि एएसटीएम जी48 विधि ए और बी के अनुसार सीपीटी/सीसीटी परीक्षण, उपसमुद्र/अपतटीय अनुप्रयोगों के लिए स्वीकृति परीक्षण के रूप में आवश्यक है; (5) वेल्ड HAZ PREN और फेराइट संतुलन को वेल्डिंग प्रक्रिया योग्यता द्वारा सत्यापित किया जाता है। इस आलेख की धारा 10.2 में एक उदाहरण विनिर्देश खंड प्रदान किया गया है। जेएन अलॉय विशिष्ट अपतटीय परियोजनाओं के लिए PREN विनिर्देशन पर सलाह दे सकता है।

Q9: क्या PREN दरारों के क्षरण के साथ-साथ खुले गड्ढों पर भी लागू होता है?

केवल लगभग - PREN मोटे तौर पर दरार संक्षारण प्रतिरोध से संबंधित है, लेकिन क्रिटिकल दरार तापमान (सीसीटी) सही मापा पैरामीटर है। सीसीटी हमेशा एक ही मिश्र धातु के लिए सीपीटी से कम होता है (आमतौर पर डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स मिश्र धातुओं के लिए 10 - 30 डिग्री सेल्सियस) क्योंकि दरार ज्यामिति अत्यधिक अम्लीय स्थानीय रसायन बनाती है जो खुली सतह के वातावरण की तुलना में अधिक आक्रामक होती है। फ़्लैंग्ड जोड़ों, थ्रेडेड कनेक्शन और सबसी क्लैंप फिटिंग के लिए - जहां दरार ज्यामिति अपरिहार्य है - एएसटीएम जी48 विधि बी के अनुसार सीसीटी परीक्षण आवश्यक है। दरार-प्रवण ज्यामिति के लिए सीसीटी डेटा के बिना अकेले PREN का उपयोग करना एक सामान्य त्रुटि है जिसके कारण अपतटीय सेवा में समय से पहले निकला हुआ किनारा और फिटिंग विफलताएं हुई हैं।