Auswahl von Kesselblech für Druckbehälter: Kohlenstoffstahl, P355GH und Cr-Mo-Güten

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Die Auswahl von Druckbehälterblech wird bestimmt durch Auslegungstemperaturbereich, Druck und Fluidchemie, nach Regelwerken wie ASME Section VIII oder EN 13445. Drei Blechfamilien decken die meisten Aufgaben ab.

Kohlenstoffstahl: A516 Grade 70

Das Arbeitspferd. A516 Gr.70 (Zugfestigkeit 485–620 MPa) ist feinkörnig, wird für dickere oder tieftemperaturige Arbeiten in der Regel normalgeglüht geliefert und deckt Umgebungs- und mäßige Temperaturen ab. Tieftemperaturzähigkeit ist nicht automatisch gegeben: Die Kerbschlagprüfung ist eine ergänzende Anforderung, die bestellt werden muss — Behälter für Kaltdienst werden üblicherweise mit Charpy-Prüfungen deutlich unter 0 °C spezifiziert (oft bei etwa −46 °C in der LPG-Praxis). HIC-geprüfte Varianten werden für nassen H₂S- (sauer) Dienst spezifiziert.

Erhöhte Temperatur: P355GH

Die Güte P355GH nach EN 10028-2 ist ein normalgeglühter Kohlenstoff-Mangan-Stahl mit spezifizierter Warmstreckgrenze, vorgesehen für Kessel und Behälter, die heißer laufen, als es die Praxis mit reinem Kohlenstoffstahl erlaubt. Er füllt das Band zwischen gewöhnlicher A516-artiger Beanspruchung und dem Gebiet der legierten Stähle, ungefähr den Bereich von wenigen hundert °C, in dem Kriechdaten beginnen, die Auslegung zu bestimmen.

Hohe Temperatur und Wasserstoff: A387 Cr-Mo

Chrom-Molybdän-Bleche — A387 Grade 11 (1.25Cr-0.5Mo) und Grade 22 (2.25Cr-1Mo) — dienen dort, wo Kohlenstoffstahl an Festigkeit verliert oder angegriffen wird:

• Kriechdienst in Raffinerie- und Kraftwerksausrüstung bei Temperaturen jenseits der Fähigkeit von C-Mn.
• Wasserstoffdienst, wo Chrom Kohlenstoff bindet und Hochtemperatur-Wasserstoffangriff widersteht (die Auswahl folgt der Logik der Nelson-Kurve/API RP 941).

Cr-Mo-Blech wird normalgeglüht und angelassen geliefert, und geschweißte Fertigungen erhalten fast immer eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) — auch bei dicken Behältern aus Kohlenstoffstahl üblich, um Spannungen abzubauen und die Zähigkeit wiederherzustellen.

Übergreifende Anforderungen

Unabhängig von der Familie: Bestätigen Sie die Temperatur der Kerbschlagprüfung gegenüber der minimalen Auslegungs-Metalltemperatur, prüfen Sie, ob PWHT im Werkstoffplan enthalten ist (sie kann Eigenschaften verschieben), und behandeln Sie Blechspezifikation, Lieferzustand und Prüfzusätze als ein Paket — der Gütename allein kauft keines davon.

Zähigkeit, Dicke und MDMT

Die maßgebende Tieftemperaturgröße ist die minimale Auslegungs-Metalltemperatur (MDMT), und Regelwerke verknüpfen zulässige Werkstoffe über Zähigkeitskurven und Dicke mit ihr: Dickeres Blech benötigt bei gleicher Temperatur eine besser nachgewiesene Zähigkeit, weil dicke Querschnitte unter dreiachsigem Spannungszwang stehen und Schweißnähte langsamer abkühlen. Deshalb können zwei Behälter aus „A516 Gr.70“ legitimerweise unterschiedliche Temperaturen für die Kerbschlagprüfung auf ihren Datenblättern tragen — die Prüftemperatur ist eine konstruktive Wahl, dokumentiert auf dem Werkszeugnis, keine in den Gütenamen eingebackene Eigenschaft.

Eine praktische Bestell-Checkliste

1. Güte und Lieferzustand (wie gewalzt, normalgeglüht oder normalgeglüht und angelassen).
2. Temperatur der Kerbschlagprüfung sowie Kriterien für Mittelwert/Einzelwert, falls der Dienst sie benötigt.
3. Proben mit simulierter PWHT, wo der Behälter einer Wärmebehandlung nach dem Schweißen unterzogen wird, damit die bescheinigten Eigenschaften den fertigen Behälter widerspiegeln, nicht das Blech im Versandzustand.
4. Klasse der Ultraschallprüfung für dicke oder kritische Bleche sowie HIC/SSC-Prüfung für sauren Dienst.
5. Die Ausgabe des Bauregelwerks, auf die sich die Zeugnisse beziehen müssen — ASME- und EN-Papiere sind nicht austauschbar, selbst bei nahezu äquivalenten Güten.