Passivierung & PREN
Warum Edelstahl nicht rostet — und wie man die Lochfraßbeständigkeit berechnet
AI generated Edelstahl rostet nicht, weil sich auf seiner Oberfläche eine hauchdünne, selbstheilende Passivschicht aus Chromoxid bildet. Wie gut diese Schicht gegen Lochfraß schützt, lässt sich mit der PREN-Formel abschätzen: Chrom, Molybdän und Stickstoff machen den Unterschied. Das ist die Formel hinter jeder Edelstahl-Wahl.
Das ganze Geheimnis des nichtrostenden Stahls ist eine unsichtbare Schicht: die . Sobald der Stahl mindestens etwa 10,5 % enthält, bildet sich an der Oberfläche spontan eine nur wenige Nanometer dünne Schicht aus Chromoxid. Sie ist dicht, haftfest und — das Entscheidende — selbstheilend: Wird sie zerkratzt, bildet sich an der Luft sofort neues Chromoxid nach.
Dieser Vorgang heißt . Ohne ihn wäre Edelstahl nichts anderes als teurer Baustahl. Die Passivschicht ist der Grund, warum Edelstahl blank bleibt, wo Baustahl rostet.
Aber die Passivschicht ist nicht unverwundbar. Ihr Feind Nummer eins sind Chloride (Salzwasser, Streusalz, Schwimmbadwasser). Sie durchschlagen die Schicht punktuell — und dann entsteht . Wie gut ein Edelstahl dagegen gewappnet ist, lässt sich mit einer einfachen Formel abschätzen: der (Pitting Resistance Equivalent Number, auch Wirksumme genannt).
PREN = %Cr + 3,3·%Mo + 16·%N
Die Formel sagt: Nicht nur Chrom zählt, sondern vor allem (Faktor 3,3) und (Faktor 16). Ein paar Beispiele:
• (304): PREN ≈ 18 + 3,3·0 + 16·0,05 ≈ 19 — für normale Atmosphäre okay, für Chlorid ungeeignet.
• (316): PREN ≈ 17 + 3,3·2,2 + 16·0,05 ≈ 25 — deutlich besser gegen Chlorid.
• (Duplex 2205): PREN ≈ 22,5 + 3,3·3,1 + 16·0,17 ≈ 35 — sehr widerstandsfähig, für Meerwasser.
• Superduplex: PREN > 40 — für aggressivste Chloridumgebungen.
Die Faustregel: PREN unter 24 = nur wenig Chlorid, 24–32 = Küsten-/Schwachchlorid, über 32 = Meerwasser und aggressive Medien.
Für dich als Schweißer ist die PREN-Formel doppelt nützlich:
1. Werkstoffwahl: Du kannst abschätzen, ob ein Edelstahl der Umgebung gewachsen ist — statt aufs Datenblatt zu hoffen.
2. Zusatzwahl: Der Zusatz muss eine mindestens so hohe PREN haben wie der Grundwerkstoff. Schweißt du 316 (PREN 25) mit einem 308L-Zusatz (PREN ~19), ist die Naht die Schwachstelle und rostet zuerst. Deshalb: Mo-haltiger Grundwerkstoff → Mo-haltiger Zusatz.
Und nach dem Schweißen: Die Anlauffarben neben der Naht sind geschwächte Passivschichten. Sie müssen entfernt (beizen, schleifen) und neu passiviert werden — sonst rostet genau dort.