Bảng xếp hạng mác inox theo khả năng chống ăn mòn (chuẩn PREN)

Inox không giống nhau về khả năng chống ăn mòn. Bài viết này lập bảng xếp hạng mác inox theo chống rỗ/kẽ hở, ăn mòn ứng suất và liên tinh, dựa trên chỉ số PREN, thành phần hóa học và kinh nghiệm ứng dụng tại Việt Nam. Đây là mảnh ghép quan trọng trong bức tranh “Phân tích chuyên sâu về các mác inox phổ biến”, nhưng bạn có thể dùng tài liệu này độc lập để ra quyết định vật liệu.

Cơ sở xếp hạng: các dạng ăn mòn và chỉ số PREN

Các cơ chế ăn mòn quan trọng cần đánh giá

– Ăn mòn rỗ và kẽ hở (pitting/crevice): thường do ion Cl−; là nguyên nhân thất bại phổ biến ở ven biển, bể bơi, RO, công nghiệp thực phẩm khi vệ sinh bằng clo.
– Ăn mòn ứng suất do clorua (SCC): austenit (304/316/201) nhạy hơn; ferrit và duplex kháng tốt hơn.
– Ăn mòn liên tinh (IGC) sau hàn: xảy ra khi bị “sensitize” do C kết tủa Cr-carbide. Mác L (C thấp) hoặc ổn định hoá Ti/Nb (321/347, 439/444) kháng tốt hơn.
– Ăn mòn điện hoá (galvanic): chênh thế khi ghép với thép carbon, nhôm, đồng trong môi trường ẩm/mặn.

PREN là gì và vì sao quan trọng?

– PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) ước tính khả năng kháng rỗ/kẽ hở từ thành phần: PREN ≈ %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N.
– Quy tắc ngón tay cái:
– PREN < 20: chỉ dùng môi trường khô/ít clorua. - 20–26: môi trường ẩm, đôi lúc có clorua, cách xa biển. - 26–36: nước mặn nhẹ/ven biển/tiếp xúc clorua thường xuyên. - >36: nước biển ấm, bám bẩn sinh học, kẽ hở nhiều.

Lưu ý: PREN không phản ánh SCC/IGC, bề mặt gia công, mối hàn, nhiệt độ; những yếu tố này cũng quyết định tuổi thọ thực tế.

Thứ hạng tổng hợp theo khả năng chống ăn mòn

Dưới đây là xếp hạng “tổng hợp” dựa trên PREN, SCC, IGC và hiệu quả thực địa tại VN. Từng nhóm kèm ứng dụng khuyến nghị và cảnh báo.

– Hạng 1 – Siêu chống ăn mòn (PREN > 40)
– 2507 (UNS S32750), Super Duplex; 254SMO (UNS S31254 – 6Mo); Zeron 100 (S32760).
– Dùng cho: nước biển ấm, vùng táp sóng/màn sương mặn, hệ RO/high-ppm Cl−, kẽ hở nhiều, nhiệt độ cao hơn môi trường.
– Ưu: kháng rỗ/kẽ hở và SCC xuất sắc. Nhược: giá rất cao, yêu cầu hàn/kiểm soát nhiệt nghiêm ngặt.

– Hạng 2 – Rất cao (PREN ~34–36)
– 2205 Duplex (S32205/S31803), 904L (N08904).
– Dùng cho: ven biển, máng xối/lan can/coastal facade, bồn/ống hóa chất nhẹ, axit sulfuric loãng (904L nhờ Cu).
– Ưu: kháng SCC tốt (2205 > 904L); chi phí thấp hơn super duplex. Nhược: gia công/hàn cần thợ có kinh nghiệm (đặc biệt với 2205).

– Hạng 3 – Cao (PREN ~23–26)
– 316/316L (S31600/S31603), 316Ti, 444 (S44400 – ferrit Mo, ổn định Nb/Ti).
– Dùng cho: ngoài trời ẩm ướt, cách biển >5–10 km; thiết bị thực phẩm; khu công nghiệp có SO2/NOx; bể bơi nước ngọt (kiểm soát clo).
– Ưu: 316/316L phổ biến, dễ mua; 444 kháng SCC tốt hơn 316. Nhược: 316 vẫn bị rỗ khi Cl− cao/nhiệt độ cao/kẽ hở.

– Hạng 4 – Trung bình (PREN ~17–20)
– 304/304L (S30400/S30403), 321 (S32100 – ổn định Ti), 430 (S43000), 439 (S43035).
– Dùng cho: nội thất khô, bếp, thiết bị trong nhà; ngoài trời xa biển, thoáng khô; tấm trang trí.
– Ưu: kinh tế, dễ gia công; 321/439/444 giảm rủi ro IGC sau hàn. Nhược: 304/430 dễ rỗ ở không khí biển/đọng muối.

– Hạng 5 – Thấp (PREN ≤ ~18 và/hoặc nhạy SCC)
– 201 (S20100 – austenit “thay Ni bằng Mn/N”), 409/410/420 (martensit/ferrit Cr thấp), 17-4PH (S17400).
– Dùng cho: chi tiết trong nhà khô, không hóa chất; đồ gia dụng kinh tế; nhiệt cao khô (409/410).
– Cảnh báo: 201, 410, 420 kỵ môi trường clorua ẩm; 17-4PH bền cơ tính nhưng kháng rỗ kém hơn 316.

Xếp hạng theo môi trường sử dụng cụ thể

Khí quyển đô thị/nông thôn (xa biển)

– Tốt: 304/304L, 321, 430/439 cho kiến trúc nội-ngoại thất ít đọng muối.
– Tốt hơn khi có mưa axit/ô nhiễm: 316/316L, 444.
– Lưu ý: hoàn thiện bề mặt càng nhẵn càng bền (No.2B/BA/#8 > No.4 > hairline > bead-blast).

Ven biển, sương mặn, đảo

– Tối thiểu: 316L hoặc 444 cho kết cấu ngoài trời cách bờ 1–5 km, phải vệ sinh định kỳ.
– Tốt: 2205 hoặc 904L cho khu vực sát biển, lan can, ốc vít, mái che, khu nghỉ dưỡng.
– Khắc nghiệt (táp sóng, cầu cảng, môi trường ấm ẩm): 2507/254SMO.

Nước chứa clo: bể bơi, RO, vệ sinh CIP

– 304: chỉ phù hợp clo rất thấp, tránh tiếp xúc trực tiếp với NaOCl/HCl.
– 316/444: an toàn hơn với nước bể bơi trong nhà/nước ngọt, tránh kẽ hở và nhiệt >30°C.
– 2205/904L: đường ống RO, bồn chứa có Clo cao.
– 2507/254SMO: vùng high-ppm Cl−, nước biển, RO brine, nhiệt độ cao.

Công nghiệp thực phẩm & đồ uống

– 304/304L: tank, đường ống, bàn thao tác; tránh muối đọng lâu.
– 316/316L: sữa, nước mắm, nước muối, đồ uống có muối/acid hữu cơ.
– 2205/904L: nước muối đậm, sốt mặn, vệ sinh clo thường xuyên.

Hóa chất nhẹ/axit

– Acid sulfuric loãng/axit phosphoric: 904L thường trội hơn 316 (nhờ Cu).
– Clo và halide hữu cơ: ưu tiên 2205/2507/254SMO.
– Kiềm: hầu hết inox austenit tốt; tránh kẽ hở.

Nhiệt độ cao, hàn và ăn mòn liên tinh

– Sau hàn: chọn 304L/316L hoặc 321/347; với ferrit dùng 439/444 để chống IGC.
– Oxy hoá ở nhiệt cao khô: 309/310 (không bàn sâu ở đây); 409/410 dùng khí thải ô tô nhưng kém chống rỗ.

PREN điển hình và thành phần – các mác phổ biến tại VN

(Giá trị mang tính điển hình; nhà sản xuất cụ thể có thể khác.)
– 201 (S20100): Cr 16–17, Ni 3.5–5.5, Mo ~0, N 0.15–0.25 → PREN ~16–18.
– 304 (S30400)/304L (S30403): Cr 18–19, Ni 8–10.5, Mo ~0, N ≤0.1 → PREN ~18–20.
– 321 (S32100): tương đương 304 + Ti ổn định → PREN ~18–19 (IGC tốt hơn 304).
– 430 (S43000): Cr 16–17, Mo ~0 → PREN ~16–18.
– 439 (S43035): Cr ~17.5, Nb/Ti ổn định → PREN ~17–19.
– 444 (S44400): Cr ~18, Mo 1.8–2.5, Ti/Nb → PREN ~24–26.
– 316 (S31600)/316L (S31603)/316Ti: Cr 16.5–18, Ni 10–13, Mo 2–2.5, N 0–0.1 → PREN ~23–25.
– 2205 Duplex (S32205): Cr ~22, Ni ~5.5, Mo ~3.2, N ~0.17–0.22 → PREN ~34–36.
– 904L (N08904): Cr ~20, Ni ~24–26, Mo ~4.3–5, Cu ~1.2, N ~0.02 → PREN ~34–36.
– 2507 Super Duplex (S32750): Cr ~25, Ni ~7, Mo ~4, N ~0.27 → PREN ~41–45.
– 254SMO (S31254 – 6Mo): Cr ~20, Ni ~18, Mo ~6, N ~0.2 → PREN ~42–46.
– 410/420 (martensit): Cr 12–13 (410), 12–14 (420), Mo ~0 → PREN ~12–14.
– 17-4PH (S17400): Cr ~15–17, Mo ~0 → PREN ~16–17.

Ngưỡng clorua khuyến nghị theo nhiệt độ (tham khảo thiết kế)

Ở 20–25°C, trong điều kiện bề mặt nhẵn, thoáng và vệ sinh định kỳ:
– 304/321: <200 ppm Cl−. - 316/316L/444: <1,000 ppm Cl−. - 2205/904L: ~1,000–3,500 ppm Cl−. - 2507/254SMO: ~3,500–20,000+ ppm Cl−. Lưu ý quan trọng: - Nhiệt độ tăng 10°C có thể giảm ngưỡng chịu Cl− đi 30–50%. - Kẽ hở, bề mặt thô, bám bẩn sinh học, thời gian đọng nước kéo dài đều làm giảm đáng kể khả năng kháng rỗ. - Thiết kế thoát nước tốt, vệ sinh nước ngọt định kỳ và chọn bề mặt bóng là “phụ gia” gia tăng tuổi thọ.

Hướng dẫn chọn nhanh theo dự án

– Môi trường: trong nhà khô → 304/430/201; ngoài trời đô thị → 304/316; ven biển → 316/444 trở lên; sát biển/biển ấm → 2205/904L; táp sóng → 2507/254SMO.
– Nhiệt độ: >50°C hoặc hơi nước nóng có Clo → tăng một cấp vật liệu.
– Hàn nhiều/IGC lo ngại: ưu tiên 304L/316L/321/439/444.
– SCC cần kiểm soát: 444 hoặc duplex (2205/2507) tốt hơn 304/316.
– Ngân sách: 316 thường +20–40% so với 304; 2205 +60–100%; 904L ~+100–150%; 2507/254SMO cao hơn nữa (tùy thị trường).
– Kiểm soát chất lượng: yêu cầu MTC (Mill Test Certificate), PMI; kiểm tra Mo (thuốc thử Moly) khi phân biệt 304/316; yêu cầu tiêu chuẩn ASTM/JIS/EN phù hợp (tấm A240, ống A312, thanh A276; JIS SUS; UNS/EN).

Thực tế Việt Nam: lỗi thường gặp và cách tránh

– Dùng 201 ngoài trời/ven biển: dễ rỗ nâu chỉ sau vài tháng. Tránh hoặc che chắn, vệ sinh thường xuyên; tốt nhất nâng cấp lên 316/444.
– Nhầm 201/430 với 304: dùng nam châm chỉ là gợi ý (201 có thể nhiễm từ sau gia công). Nên test Mo, PMI và xem MTC.
– Bề mặt No.4/hairline ở biển: vết xước giữ muối → rỗ nhanh. Chọn BA/2B đánh bóng, hàn sạch, pickling & passivation sau hàn.
– Mối ghép dị kim: cách điện khi ghép với thép carbon/nhôm/đồng; dùng long đen nylon, sơn cách điện, tránh nước đọng.
– Tẩy rửa: tránh HCl/NaOCl đậm đặc; dùng chất tẩy pH trung tính, rửa nước ngọt kỹ và lau khô.

Kết luận

– Xếp hạng chống ăn mòn theo PREN và môi trường cho thấy khoảng cách rõ rệt giữa 201/430/304, nhóm 316/444, nhóm 2205/904L và siêu vật liệu 2507/254SMO.
– Lựa chọn đúng phụ thuộc vào Cl−, nhiệt độ, thiết kế kẽ hở, chế độ vệ sinh và yêu cầu hàn. Quy tắc an toàn: nếu gần biển, dùng tối thiểu 316/444; nếu trực diện sương mặn/nước mặn ấm, chuyển sang 2205/904L hoặc cao hơn.
– Kiểm soát bề mặt, mối hàn và bảo trì quyết định sự bền bỉ không kém gì lựa chọn mác. Áp dụng các ngưỡng clorua nêu trên, kèm kiểm định vật liệu và thi công chuẩn, bạn sẽ tối ưu chi phí vòng đời và tránh sự cố ăn mòn đột ngột.