Was EN 10269 abdeckt
EN 10269 ist die europäische Norm, die Anforderungen an Stähle und Nickellegierungen für Verbindungselemente, einschließlich Bolzen, Schrauben, Bolzen und Muttern, mit spezifischen Eigenschaften bei erhöhten und niedrigen Temperaturen festlegt. Es handelt sich um die Norm, die hinter Hochtemperatur-Flanschverschraubungen, Turbinen- und Ventilbefestigungen sowie Tieftemperatur-Kryogen-Verschraubungen steht und sich mit einer Materialfamilie befasst, die weitaus größer ist als gewöhnliche Strukturschrauben.
Die abgedeckten Güten umfassen fünf Familien: vergütete Stähle, Einsatzstähle, ausscheidungshärtende Stähle, austenitische Edelstähle und Nickellegierungen. Allen gemeinsam ist, dass das Verbindungselement seine Klemmkraft über einen Betriebstemperaturbereich halten muss, der in den Umgebungstemperatur-Schraubnormen nicht abgedeckt ist, und dass die relevanten Eigenschaften durch Tests bei Temperatur überprüft werden müssen und nicht aus Raumtemperaturdaten extrapoliert werden müssen.
Sortenfamilien und typische Anwendungen
| Familien- und Beispielnote | Bezeichnung | Typischer Dienst |
|---|---|---|
| Vergüteter legierter Stahl | 42CrMo4, 1.7225 | Allgemeine hochfeste Schrauben für Flansche und Strukturen bei moderaten Temperaturen |
| Vergüteter Cr-Mo-V-Stahl | 21CrMoV5-7, 1.7709 | Hochtemperaturverschraubung für Dampf-, Prozess- und Stromleitungen |
| Ausscheidungshärtende austenitische Legierung | X6NiCrTiMoVB25-15-2, 1.4980 | Hochtemperatur-Schraubverbindungen, bei denen höchste Festigkeit erhalten bleiben muss |
| Austenitischer Edelstahl | X6CrNiMoTi17-12-2, 1.4571 | Korrosiver Einsatz bei Umgebungs- und mäßig erhöhter Temperatur sowie Einsatz bei niedrigen Temperaturen |
| Austenitischer Edelstahl | X5CrNiMo17-12-2, 1.4401 | Allgemeine korrosionsbeständige Schrauben in chloridhaltigen Umgebungen |
Die Chrom-Molybdän-Vanadium-Stähle sind die klassische Wahl für Schrauben im Heißbetrieb, da sie der Entspannung der Schraubenvorspannung besser widerstehen als reine Kohlenstoff- und niedriglegierte Stähle. Die ausscheidungshärtende austenitische Legierung wird dort ausgewählt, wo die Betriebstemperatur am höchsten ist, da sie die Kriechfestigkeit einer austenitischen Matrix mit einem ausscheidungsgehärteten Festigkeitsniveau kombiniert. Austenitische Edelstahlsorten werden dort eingesetzt, wo Korrosionsbeständigkeit oder Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen entscheidend sind, und sie sind auch die übliche Wahl für kryogene Anwendungen, da sie keinen Übergang von duktil zu spröde zeigen, wie dies bei ferritischen und martensitischen Stählen der Fall ist.
Eigenschaftenanforderungen und Prüfung
Die Norm listet die chemische Zusammensetzung, den Wärmebehandlungszustand und die mechanischen Eigenschaften für jede Sorte auf. Die mechanischen Anforderungen sind sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhter Temperatur gegeben, da die Auslegung einer Schraubverbindung auf der Dehngrenze bei Betriebstemperatur und dem Relaxationsverhalten über die Zeit basiert.
Zug- und Dehngrenze:geprüft nach EN ISO 6892-1 bei Raumtemperatur und EN ISO 6892-2 bei erhöhter Temperatur, wobei die erhöhte Temperaturfestigkeit die Grundlage für die Verbindungskonstruktion bildet.
Schlagprüfung:Wird gemäß ISO 148-1 durchgeführt, wenn die Sorte bei niedrigen Temperaturen verwendet wird, wobei die Prüftemperatur und die minimale absorbierte Energie in der Norm und in der Bestellung angegeben sind.
Härte:Wird als Produktionskontrolle und als Grundlage für die Akzeptanz von Sorten verwendet, bei denen ein Härtebereich vor Spannungsrisskorrosion im sauren Betrieb schützt.
Stressabbau und Entspannung:spezifiziert für Güten, die für einen langfristigen Einsatz bei hohen Temperaturen vorgesehen sind, da die Schraubenvorspannung eher durch Kriechrelaxation als durch Fließen verloren geht.
Gewinde- und Maßkonformität:Gewindeform, Steigungsdurchmesser und Toleranzen werden anhand der metrischen Gewindenorm für Verbindungselemente überprüft und das fertige Produkt wird zur Identifizierung der Sorte und des Herstellers gekennzeichnet.
Verwandte europäische Materialnormen werden oft damit verwechselt
Da EN-Materialnummern im Format ähnlich sind, werden mehrere benachbarte Normen häufig mit EN 10269 verwechselt und sollten bei der Anfrage getrennt werden. EN 10025-2 deckt warmgewalzte Baustähle wie S275JR ab, deren Mindeststreckgrenze 275 MPa bei Umgebungstemperatur beträgt und bei denen es sich um eine Norm für Bleche, Profile und Stäbe und nicht um eine Norm für Verbindungselemente handelt. EN 10217-1 deckt geschweißte Stahlrohre für Druckzwecke ab, EN 10216-1 das nahtlose Äquivalent, und beide befassen sich eher mit Rohren als mit Schrauben. EN 12163 deckt Stangen aus Kupfer und Kupferlegierungen für allgemeine Zwecke ab, und EN 10139 deckt kaltgewalztes Schmalband mit niedrigem Kohlenstoffgehalt für die Kaltumformung ab.
Der praktische Unterschied für ein Rohrleitungsprojekt ist einfach: Das Rohr und der Flansch werden anhand der Rohr- und Flanschnormen geordnet, und die Schrauben, die sie zusammenhalten, werden anhand einer Befestigungsnorm geordnet, die ihre Eigenschaften bei der tatsächlichen Betriebstemperatur angibt. Das Ersetzen einer Befestigungssorte durch eine Struktursorte ist einer der häufigsten und schwerwiegenderen Fehler im Heißbetrieb, da die Dehngrenze bei hoher Temperatur nur einen Bruchteil der Streckgrenze bei Raumtemperatur betragen kann.
Auswahl, Handhabung und Inspektion für Pipeline-Verschraubungen
Schrauben für Flanschverbindungen von Rohrleitungen müssen ihre Vorspannung durch Temperaturwechsel, Vibrationen und in manchen Fällen auch durch Korrosion aufrechterhalten. Die Auswahl richtet sich daher zunächst nach der Temperatur, dann nach der Umgebung und drittens nach der erforderlichen Festigkeit.
Passen Sie die Sorte an die Auslegungstemperatur an und verwenden Sie die tabellarische Dehngrenze bei erhöhter Temperatur anstelle der Streckgrenze bei Raumtemperatur.
Beachten Sie bei saurem Betrieb die Härtegrenze und die Wärmebehandlungsbedingungen, da eine hohe Härte in Kombination mit Schwefelwasserstoff ein Risiko für Spannungsrisskorrosion darstellt.
Wenn eine Verzinkung oder eine andere Beschichtung vorgeschrieben ist, stellen Sie sicher, dass der Beschichtungsprozess bei hochfesten Sorten nicht zu einer Wasserstoffversprödung geführt hat. Normalerweise ist ein Nachbacken der Beschichtung erforderlich.
Kontrollieren Sie den Anzug nach einem definierten Verfahren mit kalibrierten Geräten, denn die erreichte Vorspannung entscheidet darüber, ob die Verbindung dicht ist und ob die Schrauben überbeansprucht werden.
Überprüfen Sie die Güteklasse anhand des Zertifikats und der Kennzeichnung und verwenden Sie eine eindeutige Materialkennzeichnung für Schrauben aus Austenit- und Nickellegierungen, um eine Materialvermischung zu verhindern.
Die Inspektion der gelieferten Verbindungselemente umfasst normalerweise die Gewindemessung, Maßprüfungen, Härte, Zugprüfung einer Probe aus der Charge, Schlagprüfung bei Einsatz bei niedrigen Temperaturen sowie die Überprüfung des Wärmebehandlungsprotokolls und des Werkszertifikats. Wenn die Befestigungselemente in einer kritischen Verbindung verwendet werden sollen, sollte eine Probe aus jeder Charge getestet werden, anstatt sich nur auf das Zertifikat des produzierenden Werks zu verlassen.
FAQ
F: Was deckt EN 10269 ab?
Es spezifiziert Stähle und Nickellegierungen für Verbindungselemente wie Bolzen, Muttern, Schrauben und Bolzen, die definierte Eigenschaften bei erhöhten und niedrigen Temperaturen erfüllen müssen, und deckt vergütete, einsatzgehärtete, ausscheidungshärtende, austenitische rostfreie und Nickellegierungssorten ab.
F: Warum ist eine spezielle Norm für Hochtemperaturverschraubungen erforderlich?
Denn die Klemmkraft einer Schraubverbindung hängt von der Dehngrenze bei Betriebstemperatur ab, nicht bei Raumtemperatur. EN 10269 listet die Eigenschaften bei Temperatur auf und deckt das Relaxationsverhalten ab, das in den Normen für Verbindungselemente bei Umgebungstemperatur nicht berücksichtigt wird.
F: Welche Qualität wird für Flansche für Heißwasserleitungen verwendet?
Chrom-Molybdän-Vanadium-Sorten wie 21CrMoV5-7, Stahlnummer 1.7709, sind die Standardwahl für Dampf- und Prozessschrauben bei erhöhter Temperatur, wobei austenitische Sorten mit Ausscheidungshärtung dort ausgewählt werden, wo die Temperatur am höchsten ist.
F: Kann eine Baustahlsorte wie S275JR für die Verschraubung verwendet werden?
Nr. S275JR ist ein warmgewalzter Baustahl nach EN 10025-2, dessen Eigenschaften bei Umgebungstemperatur angegeben werden. Wenn Sie es für eine heiße oder kalte Schraubverbindung verwenden, wird das temperaturabhängige Verhalten ignoriert, das durch die Norm für Verbindungselemente gesteuert werden soll.
F: Welche Tests sind für den Betrieb bei niedrigen Temperaturen erforderlich?
Schlagprüfung nach ISO 148-1 bei der für die Anwendung spezifizierten Temperatur, zusammen mit Zug- und Dehnfestigkeitsprüfung, da die Sprödbruchbeständigkeit die entscheidende Eigenschaft im Kaltbetrieb ist.
F: Wie werden EN 10269-Verbindungselemente bei der Lieferung identifiziert?
Durch eine Kennzeichnung, die die Sorte und den Hersteller identifiziert, unterstützt durch die in der Bestellung angegebenen Prüfdokumente, einschließlich des Wärmebehandlungsprotokolls und der Prüfergebnisse. Für Schrauben aus Austenit- und Nickellegierungen wird eine positive Materialidentifizierung empfohlen.
