ASME/ASTM A/SA 387 Grade 5 Class 2 – Hochtemperatur‑Druckbehälterstahl

Typische Analysebereiche:

• Cr: 4.0–6.0 %
• Mo: 0.45–0.65 %
• C: 0.05–0.15 %
• Mn: 0.30–0.60 %
• Si: 0.20–0.50 %
• P/S: ≤ 0.025 % (low P/S begünstigt Zähigkeit & Prozesssicherheit)

Metallurgische Wirkung:

• 5 % Cr: deutlich erhöhte Oxidations- & Sulfidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen; stabilisiert das Gefüge gegen Kornwachstum.
• 0.5 % Mo: Kriechfestigkeit und Warmfestigkeit; reduziert Risiko von Wasserstoffangriff (HTHA) gegenüber unlegierten Stählen.
• Wärmebehandlung (vergütet, N+T) liefert ein bainitisch/perlitisches Feinkorngefüge mit hoher Warmfestigkeit.
• Temper‑Embrittlement‑Sensitivität: Wie bei höher legierten Cr‑Mo‑Stählen üblich sind geeignete Anlasstemperaturen und kontrollierte Abkühlbedingungen wichtig; projektabhängig ggf. Step‑Cooling‑Bewertung gefordert.

• Streckgrenze ReH: ca. 310–380 MPa
• Zugfestigkeit Rm: ca. 515–690 MPa
• Bruchdehnung: ≥ 18–20 %
• Kerbschlagzähigkeit (KV): projektspezifisch; üblich RT / −20 °C / +20 °C Prüfbedingungen

Interpretation: Gegenüber Gr. 11/12/22 bietet Gr. 5 Cl. 2 ein höheres Festigkeitsniveau bei hoher Temperatur und Reservensicherheit für oxidierende/korrosive Heißgasumgebungen.

N + T – Normalized & Tempered (Standardzustand):

• Normalisieren: Kornfeinung & Homogenisierung
• Anlassen: typ. 700–760 °C (projektspezifisch), zur Einstellung von Zähigkeit und Spannungsabbau
• Auswahl der Anlasstemperatur unter Berücksichtigung von Temper‑Embrittlement‑Risiken und Codes

Q + T – Quenched & Tempered:

• Anwendbar bei großen Dicken/hohen Anforderungen; projektspezifische Freigabe

PWHT – Post Weld Heat Treatment:

• Bei Cr‑Mo‑Stählen in der Regel zwingend (ASME‑Code/Projektvorgabe)
• Typisch ≈ 700–745 °C (abhängig von Dicke, Haltedauer, Code)

UT‑Optionen (gem. ASTM A20):

• A435 / A577 / A578 – häufigLevel C bei sicherheitskritischen Apparaten

Schweißeignung:

Gut, jedoch wärmetechnisch anspruchsvoller als niedrigere Cr‑Mo‑Güten; streng kontrollierte Wärmeeinbringung erforderlich.

Vorwärmung / Interpass (Richtwerte):

• Vorwärmung: 200–300 °C (dicken‑ & wasserstoffrisikoabhängig)
• Interpass: typ. ≤ 200–250 °C

Schweißzusätze (abgestimmt auf 5Cr‑0.5Mo):

• SMAW: E8018‑B6 / E9018‑B6
• GTAW: ER80S‑B6 / ER90S‑B6
• SAW/FCAW: B6‑klassifizierte Drähte/Flux‑Kombinationen (low‑H₂)

PWHT nach dem Schweißen:

• Pflicht für Härtereduktion (HAZ/Naht), Spannungsabbau und Stabilisierung
• Härteprüfung (BM/WG/HAZ) gemäß WPS/WPQR

NACE‑/Sour‑Hinweise:

• Härtebegrenzung i. d. R. ≤ ~22 HRC (~ 237 HBW)
• Optional HIC/SOHIC nach NACE TM0284 je nach Medium
• WPS/WPQR mit dokumentiertem Härteverlauf und Wärmeeinbringung

Raffinerie & Petrochemie:

• Hot‑gas‑Service, Ofennahbereich, Heißöl/Heißgas‑Leitungen
• Hochtemperatur‑Druckbehälter, Reaktoren, Kolonnensektionen im Heißbereich

Chemische Industrie:

• Spalt‑/Crackreaktoren, erhitzte Prozessbehälter, Hochtemperatur‑Wärmetauscher

Energie & Industrieöfen:

• Komponenten in Heißdampfsystemen (soweit Code‑konform)
• Ausrüstung mit hoher Oxidations-/Sulfidationsbelastung

Vorteile:

• Sehr gute Oxidations- und Sulfidationsbeständigkeit durch 5 % Cr
• Hohe Warm- & Kriechfestigkeit für Service bis ~ 600 °C
• Class 2 ermöglicht geringere Wandstärken bzw. höhere zulässige Lasten

Grenzen:

• Schweißen erfordert höhere Vorwärm‑/PWHT‑Sorgfalt als Gr. 11/22
• Temper‑Embrittlement: geeignete HT‑Parameter & Abkühlführung beachten
• Für noch höhere Temp./Kriechlasten → höher legierte Alternativen

Alternativen:

• A/SA 387 Gr. 22 (2.25Cr‑1Mo) – sehr verbreitet, bis ~ 540–560 °C
• A/SA 387 Gr. 9 (9Cr‑1Mo) oder Gr. 91 (9Cr‑1Mo‑V‑Nb) – für höchste Temperaturen/Kriechlasten
• A/SA 516 Gr. 70 – wenn keine Cr‑Mo‑Legierung erforderlich ist (niedrigere Temperaturen)

Dicken: 6–100 mm, Breiten: bis 3.000 mm, Längen: bis 12.000 mm. 

Auch in Zwischendicken verfügbar. Sonderabmessungen auf Anfrage.