クロムとニッケル。クロムが増えればPRENも上がる。塩化物は退けられます。

PRENは孔食指数のことで、%Cr＋3.3×%Mo＋16×%Nで求めます。値が大きいほど、塩化物による孔食に強い。厳しい環境での下限は、海水の飛沫帯で32、海水への浸漬で40、塩化物の濃い高温塩水で50。2205はPREN 35で中程度の塩化物に、2507はPREN 42で厳しい塩化物に、ハステロイC-276はPREN 65で極限に耐えます。PRENはあくまで一次選別の道具です。実際の使用条件では必ず裏を取ってください。

窒素はオーステナイトを強く安定させ、孔食への強さを飛躍的に高めます。スーパー二相2507の窒素は0.3％、2205は0.17％。PRENの式で窒素に16という係数がかかることが、その効き目の大きさを物語ります。さらに窒素は、冷えていく途中でオーステナイト相をつなぎとめ、耐力を上げ、疲労への強さも増します。クロムやモリブデンを同じだけ増やさずともスーパー二相のPRENが高いのは、この窒素のおかげです。

二相ステンレスの溶接には、オーステナイトとフェライトを半々に保つための専用の手順が要ります。誤れば熱影響部がすべてフェライトになって脆くなるか、すべてオーステナイトになって性質を落とします。入熱の管理、相の釣り合いを取り戻すためのニッケル量の多い溶加材、そして窒素のバックシールドガスが欠かせません。スーパー二相は標準の二相よりさらに神経を使います。NACEの資格を要する溶接には、専用の手順が定められています。二相ステンレスの構造物では、資格を持つ工場と組んで溶接を進めます。

スーパー二相は二相2205より40から60％高くつきます。それが見合うのは、2205では持ちこたえられない厳しい場面です。たとえば取り替えに大金のかかる洋上プラットフォーム、硫化水素の濃い深部のサワー井戸、高温の海水が回る系統、パルプ工場の漂白工程。条件が中程度なら、2205が十分な耐食性を安く提供します。過剰に指定しないでください。二相鋼の用途の八割は2205で足ります。

316Lはオーステナイト系のステンレスで、粘りがあり溶接もできますが、塩化物による応力腐食割れに弱く、PRENは26ほど。二相の2205はより強く、塩化物にも強く、PRENは35ほどですが、値段は316Lの二倍から三倍します。食品や屋内の化学といった一般の用途なら316Lで十分で、しかも安い。海水、塩化物、圧力が絡むなら2205以上が割高に見合います。そして塩化物と圧力と温度が重なるなら、スーパー二相の2507です。

二相2205は、硬さを抑えれば——濡れ面でふつう31HRC未満——NACE MR0175の資格を得ます。硫化水素の分圧が3％未満という中程度のサワー環境では、石油・ガスの生産設備の標準です。スーパー二相2507も硬さを抑えれば同じ資格を得ますが、使える範囲が広い。硫化水素の分圧も塩化物濃度もより高いところまで許されます。深部のサワー環境や塩化物の濃い塩水では、スーパー二相が求められることが多い。