Chrom und Nickel. Mehr Chrom, höherer PREN. Die Chloride sind geschlagen.

PREN steht für die Wirksumme gegen Lochfraß und errechnet sich als %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N. Je höher, desto besser widersteht der Werkstoff dem Lochfraß durch Chloride. Die Mindestwerte im strengen Dienst: 32 in der Spritzwasserzone, 40 bei ständiger Seewasserlage und 50 in heißer, stark chloridhaltiger Sole. 2205 mit einem PREN von 35 taugt für mäßige Chloridbelastung, 2507 mit 42 für starke und Hastelloy C-276 mit 65 für die äußersten Fälle. Der PREN ist eine erste Vorauswahl – prüfen Sie stets für die konkreten Einsatzbedingungen nach.

Stickstoff stabilisiert den Austenit kräftig und verbessert die Lochfraßbeständigkeit ganz erheblich. Superduplex 2507 enthält 0,3 % Stickstoff gegenüber 0,17 % beim 2205, und der Faktor 16, mit dem der Stickstoff in die PREN-Formel eingeht, zeigt, wie stark er wirkt. Darüber hinaus stabilisiert er die austenitische Phase beim Abkühlen, hebt die Streckgrenze und verbessert die Schwingfestigkeit. Dem Stickstoff verdankt der Superduplex seinen höheren PREN, ohne dass Chrom und Molybdän im gleichen Maß steigen müssten.

Duplexstahl verlangt eigene Schweißanweisungen, damit das Verhältnis von halb Austenit zu halb Ferrit erhalten bleibt. Wird falsch geschweißt, wird die Wärmeeinflusszone ganz ferritisch und damit spröde oder ganz austenitisch und büßt ihre Eigenschaften ein. Unerlässlich sind eine geregelte Streckenenergie, ein passender Zusatzwerkstoff mit erhöhtem Nickelgehalt, der die Phasen wieder ins Gleichgewicht bringt, und Formiergas mit Stickstoff. Der Superduplex ist dabei noch empfindlicher als der gewöhnliche. Und für NACE-qualifiziertes Schweißen braucht es eigene Verfahren. Bei Baugruppen aus Duplexstahl stimmen wir das Schweißen mit qualifizierten Betrieben ab.

Superduplex kostet 40 bis 60 % mehr als Duplex 2205 und rechtfertigt sich dort, wo 2205 versagen würde: auf Offshore-Plattformen, wo der Austausch teuer kommt; in tiefen Sauergasbohrungen mit hohem H2S-Gehalt; in Kreisläufen mit heißem Seewasser; oder beim Bleichen in Zellstoffwerken. Bei mäßiger Beanspruchung liefert 2205 ausreichende Korrosionsbeständigkeit zum kleineren Preis. Überspezifizieren Sie nicht – 2205 deckt 80 % aller Duplexanwendungen ab.

316L ist ein austenitischer Edelstahl, zäh und schweißbar, doch anfällig für Spannungsrisskorrosion durch Chloride, mit einem PREN um 26. Duplex 2205 ist fester, widersteht Chloriden besser und kommt auf einen PREN um 35, kostet dafür aber das Zwei- bis Dreifache. Für den gewöhnlichen Edelstahleinsatz – Lebensmittel, Chemie im Innenraum – genügt 316L und ist billiger. Wo Seewasser, Chloride oder Druck ins Spiel kommen, ist Duplex 2205 oder besser den Aufpreis wert. Und treffen starke Chloride, Druck und Temperatur zusammen, greift man zum Superduplex 2507.

Duplex 2205 ist nach NACE MR0175 qualifiziert, sofern die Härte begrenzt bleibt – an benetzten Flächen üblicherweise unter 31 HRC – und gilt als Standard für Förderausrüstung in Öl und Gas bei mäßig saurem Dienst unter 3 % H2S-Partialdruck. Superduplex 2507 ist ebenfalls mit Härtebegrenzung qualifiziert, deckt aber ein weiteres Feld ab: höheren H2S-Partialdruck und höhere Chloridgehalte. Für tiefen Sauergasdienst und stark chloridhaltige Sole wird häufig Superduplex verlangt.