ASME/ASTM A/SA 516 Grade 70 – Druckbehälterstahl

Einleitung & Positionierung

A/SA 516 Grade 70 ist der weltweit am häufigsten eingesetzte Druckbehälterstahl für moderate bis niedrige Temperaturbereiche. Gegenüber den Gr. 60/65‑Varianten bietet Grade 70 das höchste Festigkeitsniveau und gleichzeitig eine ausgezeichnete Kerbschlagzähigkeit, Feinkornstruktur, Vakuumentgasung sowie sehr gute Schweißeignung.

Die Güte ist der internationale Standardwerkstoff für Raffinerien, petrochemische Anlagen, chemische Industrie, Energie‑ und Kesselbau, API‑Tankbau, Wärmetauschergehäuse und Prozessbehälter.

Normen, Regelwerke & Zertifikate

ASTM A516/A516M & ASME SA‑516/SA‑516M – Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, for Moderate & Lower Temperature Service.
ASTM/ASME A20/A20M – General Requirements (UT‑Optionen A435/A577/A578, Toleranzen, Prüfkriterien).
Abnahme EN 10204 – 3.1 / 3.2 (Klassifizierungsgesellschaften, TÜV, DNV, BV, Lloyds etc.)
NACE MR0175/ISO 15156 (Upstream, H₂S‑nass) – sour‑service‑abhängig
NACE MR0103/ISO 17945 (Refining)

Pflichtanforderungen laut Spezifikation:

Stahl voll beruhigt (fully killed steel)
Feinkornnachweis gemäß ASTM/ASME A20/A20M

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Chemische Charakteristik & Feinkorn

Typische Analyse (dickenabhängig, projektspezifisch):

C ≤ 0,27–0,29 %
Mn 0,85–1,20 %
Si 0,15–0,40 %
P/S ≤ 0,025–0,035 %

Der Werkstoff wirdAl‑beruhigt (oder äquivalent) und erreicht damit ein feines Ferrit‑Perlit‑Gefüge mit homogener Zähigkeit und hoher Schweißsicherheit.

Mechanische Eigenschaften (Richtwerte gemäß Spezifikation)

Streckgrenze ReH: ≥ 260 MPa
Zugfestigkeit Rm: 485–620 MPa
Bruchdehnung: ≥ 17–21 % (dickenabhängig)
Kerbschlagzähigkeit (CVN): projektabhängig (z. B. −20/−29 °C), häufig Normalisierung erforderlich

Damit ist Gr. 70 die optimale Wahl für druck- und festigkeitskritische Bauteile.

Lieferzustände & Wärmebehandlung

AR – As Rolled: bis ca. 1.5″ (≈ 40 mm)
N – Normalized:
- Pflicht > 1.5″ (≈ 40 mm)
- empfohlen für KV‑Pflicht, Sour Service & kritische Behälterzonen
SR/PWHT – Spannungsarmglühen: projektspezifisch
UT‑Optionen: ASTM A578/A435/A577 (z. B. Level C für kritische Bereiche)

Schweißen, WPS & NACE‑Eignung

Schweißeignung: Sehr gut – aufgrund niedrigen CEV.

Typisch: Interpass ≤ 150–175 °C
Vorwärmung abhängig von Dicke & Umgebung
Wasserstoffmanagement: Trockene Elektroden, beheizte Lagerung, kontrollierte Zwischenzeiten

NACE Sour Service (H₂S‑haltig):

Härtebegrenzung Grundmaterial/Schweißgut/HAZ: ≤ 22 HRC (≈ 237 HBW)
Empfehlung: Normalisiert oder N+PWHT
Optional: HIC/SOHIC‑Prüfungen entsprechend NACE TM0284
Qualifizierte WPS/WPQR nach ASME IX mit Härtescans

Branchen & detaillierte Einsatzzwecke

Raffinerie & Petrochemie

Reformer, Hydrotreater, Hydrokonverter
Kolonnen, Abscheider, Flash‑Drums, Sphären
Druckfilter, Reaktionsbehälter

Chemische Industrie

Prozessbehälter, Scrubber, Absorber
Lagerbehälter für organische & anorganische Medien
Verdampfer, Reaktorgehäuse

Energie & Kesselbau

Dampfkessel, Speisewasserentgaser
Druckspeicher, Dampftrommeln
Wärmespeicher & thermische Ölsysteme

Öl, Gas & Mid/Downstream

API‑650/620 Tanks (Rohöl, Produkte, Chemikalien)
Kompressor‑Knockout‑Drums
Gas‑/Kondensat‑Kontaktoren

Apparate- & Wärmetauscherbau

Mantel‑Rohr‑Wärmetauscher
Kanaldeckel, Kammerböden
Verteiler, Kopfplatten

Warum Gr. 70? Maximale Festigkeit der 516‑Reihe → geringere Wandstärken möglich → wirtschaftlicher & leichter bei hohen Drücken.

Vorteile, Grenzen & Alternativen

Vorteile:

Höchstes Festigkeitsniveau der A/SA‑516‑Familie
Sehr gut schweißbar
Feinkorn & beruhigt (Standard)
Sehr hohe Verfügbarkeit & kosteneffizient

Grenzen:

Für erhöhte Betriebstemperaturen/Kriechbedingungen sind A/SA‑387 Cr‑Mo‑Güten überlegen
Bei sehr tiefen Kerbschlagtemperaturen: projektbezogene KV‑Optionen oder LT‑Varianten

Alternativen: