Wskaźniki odporności na korozję wżerową (PREN) to teoretyczny sposób porównywania odporności korozyjnej różnych gatunków stali nierdzewnych na korozję wżerową, w oparciu o skład ich chemiczny.

Wskaźniki PREN (Pitting resistance equivalent numer) lub PRE jest przydatny do klasyfikowania i porównywania różnych gatunków stali nierdzewnych. Ogólnie im wyższa wartość tego wskaźnika tym można się spodziewać wyższej odporności na korozję. Należy pamiętać, że jest to wskaźnik teoretyczny, wyznaczony jedynie na podstawie udziału pierwiastków stopowych w materiale, który nie uwzględnia historii cieplnej materiału, obróbki wykańczającej powierzchni, czy też dokładnego charakteru pracy danego elementu. Z powodzeniem jest stosowany do wstępnego wyboru materiału dla danego zastosowania, ale nie może być zastosowany jako jedyny wskaźniki do pełnej oceny, czy dany gatunek będzie odpowiedni dla danych warunków pracy, w którym może wystąpić zagrożenie korozyjne.

W obliczeniach można stosować rzeczywisty lub podany w normie zakres udziału pierwiastków stopowych, gdzie kluczowe z analizowanych pierwiastków obejmują chrom, molibden i azot. W niektórych wersjach obliczeń pojawia się również wolfram.

W niektórych branżach (np. w sektorze naftowym i gazowym) wymagania projektowe mogą wymagać zastosowania stali o wskazanej wartości równoważnika PREN. Wymagana wartość PREN może mieć bardziej rygorystyczną wartość niż ta wynikająca z minimalnego składu chemicznego gatunku określonego w danej normie EN lub ASTM.

Kluczowe pierwiastki odpowiedzialne za wzrost odporności na korozję wżerową to chrom, molibden i azot. Ogólna postać wskaźnika PREN to: PREN = Cr + m Mo + n N, gdzie „m” i „n” są współczynnikami dla molibdenu i azotu.

Najczęściej stosowaną wersją wzoru na wskaźnik PREN to: PREN = Cr + 3,3Mo + 16N

W niektórych wersjach tego wzoru uwzględnia się większą wagę dla azotu, stosując współczynniki 27 lub 30 (np. dla stali typu duplex, wysokostopowych stali austenitycznych), ale ze względu na dość niski udział tego pierwiastka w większości stali nierdzewnych, nie ma to znaczącego wpływu na ranking porównując różne gatunki między sobą. Wolfram jest również uwzględniony we współczynniku PREN w stalach, które zawierają ten pierwiastek, zwłaszcza gatunkach superduplex typu 1.4501. W takim przypadku stosuje się zmodyfikowany wzór na PREN:

PREN = Cr + 3,3(Mo +0,5W) + 16N

Obliczanie wartości PREN

Dostępne są kalkulatory, publikowane przez organizacje branżowe i producentów stali nierdzewnych:

• https://bssa.org.uk/bssa_articles/pren-calculator/
• https://www.sverdrupsteel.com/tools/pren-calculator/

Dostępne są także tablice porównawcze dla różnych gatunków, na podstawie BSSA

Poniższa tablica przedstawia zakres wartości PREN obliczony dla minimalnego i maksymalnego stężenia pierwiastków dla danego gatunku. Wartości PREN dla gatunków dostępnych w handlu będzie mieścić się gdzieś pomiędzy tymi wartościami uwzględniając dokładny skład chemiczny z certyfikatu materiałowego.

Tablica. Wartości wskaźnika PREN dla wybranych gatunków stali nierdzewnych

Numer EN	Oznaczenie AISI, handlowe	Cr	Mo	N	PREN
Stale ferrytyczne
1.4003	K03	10.5-12.5	–	0.030 max	10.5-12.5
1.4016	430	16.0-18.0	–	–	16.0-18.0
1.4113	434	16.0-18.0	0.9-1.4	–	19.0-22.6
1.4509	441	17.5-18.5	–	–	17.5-18.5
1.4521	444	17.0-20.0	1.8-2.5	0.030 max	23.0-28.7
Stale austenityczne
1.4301	304	17.5-19.5	–	0.11 max	17.5-20.8
1.4311	304LN	17.5-19.5	–	0.12-0.22	19.4-23.0
1.4401/4	316/316L	16.5-18.5	2.0-2.5	0.11 max	23.1-28.5
1.4435	316L (2.5% min Mo)	17.0-19.0	2.5-3.0	0.11 max	25.3-30.7
1.4406	316LN	16.5-18.5	2.0-2.5	0.12-0.22	25.0-30.3
1.4539	904L	19.0-21.0	4.0-5.0	0.15 max	32.2-39.9
1.4563	Sanicro 28	24.0-26.0	3.0-4.0	0.11 max	35.9-43.0
1.4547	254SMO	19.5-20.5	6.0-7.0	0.18-0.25	42.2-47.6
1.4529	1925hMo	19.0-21.0	6.0-7.0	0.15-0.25	41.2-48.1
1.4565	4565S	24.0-26.0	4.0-5.0	0.30-0.60	42.0-52.1
Stale duplex
1.40621	2202	22.0	0.4	0.20	26.5
1.4162	2101LDX	21.0-22.0	0.1-0.8	0.20-0.25	24.5-28.6
1.4362	SAF 2304	22.0-24.0	0.1-0.6	0.05-0.20	23.1-29.2
1.4462	SAF 2205	21.0-23.0	2.5-3.5	0.10-0.22	30.8-38.1
1.4410	SAF 2507	24.0-26.0	3.0-4.0	0.24-0.35	> 40
1.4501	Zeron 100	24.0-26.0	3.0-4.0	0.20-0.30	> 40
1.4507	Ferrinox 255	24.0-26.0	3.0-4.0	0.20-0.30	> 40

Literatura

[1]. BSSA, Calculation of pitting resistance equivalent numbers (PREN), https://bssa.org.uk/

[2]. Sverdrupsteel, PREN Calculator, https://www.sverdrupsteel.com/tools/pren-calculator/