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TRD 103 Stahlguß Werkstoffe
- Werkstoffe -
Technische Regeln für Dampfkessel (TRD)

Ausgabe Juni 1998
(BArbBl. 6/1998 S. 81aufgehoben)

Siehe Fn. ^{*, **}

1 Geltungsbereich

Diese TRD gilt für Teile aus unlegiertem und legiertem Stahlguß ¹.

2 Zulässige Werkstoffe

Stahlguß soll im allgemeinen bei Dampfkesselteilen, die im ersten Feuerzug liegen, nicht verwendet werden. Im übrigen dürfen folgende Stahlgußsorten verwendet werden:

2.1 Ferritischer Stahlguß GS-38 und GS-45 nach DIN 1681 bis zu einer Wandtemperatur von 300 °C.

2.2 Stahlguß für die Verwendung bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen nach DIN EN 10213-2, jedoch nur die Güten GP240GH, G20Mo5, G17CrMo5-5, G17CrMo 9-10, G17CrMoV5-10, GX8CrNi12 und GX23CrMoV12-1 bis zu den in der Norm genannten Wanddicken ². Die Stahlgußsorte GP24OGH darf im normalgeglühten Zustand nur bis 100 mm Wanddicke verwendet werden.

2.3 Stahlguß GS-20Mn5N und GS-20Mn5V nach DIN 17182 bis zu einer Wanddicke von 100 mm und bis zu Wandtemperaturen von 350 °C.

2.4 Anderer ferritischer Stahlguß nach Eignungsfeststellung durch den Sachverständigen. Dabei sind auch die Anwendungsgrenzen, Anforderungen, Prüfmaßgaben, Kennzeichnung und Hinweise zur Weiterverarbeitung (Umformen, Wärmebehandeln, Schweißen) anzugeben. Der Stahlguß soll die den Werkstoff kennzeichnenden Werte aufweisen und mindestens jedoch folgenden Bedingungen genügen:

• Bruchdehnung a bei Raumtemperatur> 15 %
• Kerbschlagarbeit (Kerbschlagzähigkeit) bei Raumtemperatur> 27 J (> 34 J/cm²) an der V-Probe nach DIN EN 10045-1.

Dabei wird ein zähes Bruchverhalten vorausgesetzt. Die Ergebnisse zusätzlicher Sprödbruchuntersuchungen im Rahmen der Eignungsfeststellung können andere Mindestwerte rechtfertigen.

2.5 Austenitische Stahlgußsorten nach DIN EN 10213-4, jedoch nur die Güten 1.4308, 1.4552, 1.4408 und 1.4581, bis zu den Temperaturen, für die in Tafel 2 dieser Norm Mindestwerte der Dehngrenzen angegeben sind, wobei die Angaben über die IK-Beständigkeit in DIN EN 10213-1, Tabelle A1 zu beachten sind.

2.6 Anderer austenitischer Stahlguß nach Eignungsfeststellung durch den Sachverständigen. Dabei sind auch die Anwendungsgrenzen, Anforderungen, Prüfmaßgaben, Kennzeichnung und Hinweise zur Weiterverarbeitung (Umformen, Wärmebehandeln, Schweißen) anzugeben. Der Stahlguß soll die den Werkstoff kennzeichnenden Werte aufweisen und mindestens jedoch folgenden Bedingungen genügen:

• Bruchdehnung a bei Raumtemperatur> 20 %,
• Kerbschlagarbeit (Kerbschlagzähigkeit) bei Raumtemperatur> 35 J (> 44 J/cm²) an der V-Probe nach DIN EN 10045-1.

2.7 Für anderen Stahlguß nach Abschnitt 2.4 und 2.6 sind die Warmstreckgrenze und gegebenenfalls die Langzeit-Warmfestigkeitswerte durch den Hersteller unter Festlegung der Richtanalyse und Wärmebehandlung nachzuweisen.

3 Gütestufen

3.1 Nach den unterschiedlichen Anforderungen an äußere und innere Beschaffenheit von Gußteilen wird Stahlguß in Gütestufen entsprechend DIN 1690 Teil 2 geliefert. Die Zuordnung der Gütestufen (s. Tafel 1) hängt von der zulässigen Betriebstemperatur und dem zulässigen Betriebsüberdruck ab, soweit keine höherwertige Gütestufe aufgrund besonderer Betriebsbedingungen erforderlich ist. Die Gütestufe 5 nach DIN 1690 Teil 2 ist in keinem Fall ausreichend.

3.2 Fallen Druck und Temperatur nicht in dieselbe Stufe, so ist die Stufe mit den höheren Anforderungen maßgebend.

Tafel 1. Zuordnung der Gütestufen

3.3 Für Armaturen gelten die Gütestufen nach DIN 1690 Teil 2, die in TRD 110 Abschnitt 4.2.4.1(2) den Armaturen zugeordnet sind.

4 Wärmebehandeln und Fertigungsschweißen

4.1 Für das Wärmebehandeln gelten die Angaben in DIN EN 10213-1 oder in den entsprechenden DIN-Normen./Werkstoffblättern.

4.2 Für das Fertigungsschweißen gelten die Festlegungen in der DIN EN 10213-1 Abschnitt 6.3.

Für die erforderliche Verfahrensprüfung gilt Stahl-Eisen-Werkstoffblatt 110 (DIN EN 288 Teil 12).

5 Prüfung

5.1 Stahlgußteile nach den Abschnitten 2.1 bis 2.3 sowie 2.5 sind nach den dort genannten Normen zu prüfen. Die Prüfungen sind schmelzenweise so durchzuführen, daß jeweils die Teile gleicher Wärmebehandlung zusammengefaßt werden. Das Höchstgewicht der Prüfeinheit für den Kerbschlagbiegeversuch und Zugversuch beträgt 2500 kg. Überschießende Mengen bis zu 1250 kg sind jeweils der vorhergehenden Prüfeinheit zuzuschlagen. Stahlgußteile mit einem Stückgewicht > 1000 kg sind einzeln zu prüfen.

Bei austenitischen Stahlgußteilen ist zusätzlich zur 1 %-Dehngrenze die 0,2 %-Dehngrenze zu ermitteln. Die Anforderung ist 25 N/mm² niedriger als die Anforderung an die 1 %-Dehngrenze.

5.2 Bei Stahlguß nach den Abschnitten 2.4 und 2.6 werden die Prüfmaßgaben bei der Eignungsfeststellung festgelegt.

5.3 Alle Gußstücke sind auf ihre äußere Beschaffenheit zu besichtigen. Sicherheitstechnisch wichtige Maße sind nachzuprüfen. Die chemische Zusammensetzung ist als Schmelzenanalyse zu ermitteln.

5.4 Alle vergüteten Gußstücke sind bei schmelzenweiser Prüfung einer vergleichenden Härteprüfung zu unterziehen. Das Ergebnis der Härteprüfung muß eine gleichmäßige Vergütung erkennen lassen (der Härteunterschied darf zwischen dem härtesten und weichsten geprüften Teil der Prüfeinheit nicht größer als 30 HB sein).

5.5 Alle Hohlkörper sind einer Flüssigkeits-Druckprüfung von ausreichender Dauer mit in der Regel dem doppelten Betriebsüberdruck zu unterwerfen, der nicht höher sein darf als es der 1,5fachen Sicherheit gegen Streckgrenze bei 20^°C entspricht. Die Druckprüfung kann am bearbeiteten oder montierten Gußstück durchgeführt werden. In besonderen Fällen, z.B. bei sehr großen, ohne außergewöhnliche Hilfseinrichtungen nicht verschließbaren Öffnungen, kann mit Zustimmung des Sachverständigen auf die Druckprüfung am einzelnen Gußstück ganz verzichtet werden.

Die Druckprüfung ist im allgemeinen beim Besteller durchzuführen. Soll die Druckprüfung beim Gußhersteller durchgeführt werden, ist dies in der Bestellung anzugeben.

5.6 Wenn besondere Betriebsverhältnisse vorliegen, können zur Feststellung der Dichtheit der Wandungen und zur Prüfung auf Fehler im Gußstück Dichtheitsprüfungen durchgeführt werden. Art und Umfang der Prüfungen sind bei der Bestellung zu vereinbaren.

5.7 Die Gußstücke sind zum Nachweis der Gütestufen gemäß Abschnitt 3 zerstörungsfrei zu prüfen und nach den Tabellen 1 bis 4 der DIN 1690 Teil 2 zu beurteilen.

Der Prüfumfang richtet sich nach Tafel 2 dieser TRD. Gußstücke mit Stückgewichten > 1 000 kg sind einzeln zu prüfen.

Bei Anschweißenden und Konstruktionsschweißungen erfolgt die Durchstrahlungsprüfung nach DIN 54111 Teil 2 Prüfklasse B.

Tafel 2. Prüfumfang zum Nachweis der Gütestufe nach DIN 1690 Teil 2

5.8 Bei der Verwendung von Stahlguß für drucktragende Gehäuseteile von Armaturen gilt TRD 110.

5.9 Bei austenitischen Gußstücken nach DIN EN 10213-4 erfolgt die Prüfung auf Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion nach DIN 50914 je Schmelze und Wärmebehandlungslos. Auf diese Prüfung kann im Einvernehmen mit dem Betreiber verzichtet werden.

6 Kennzeichnung

Die Gußstücke sind mindestens mit

• Zeichen des Herstellers,
• Werkstoffbezeichnung,
• Schmelzennummer,
• Zeichen des Sachverständigen

dauerhaft zu kennzeichnen.

7 Nachweis der Güteeigenschaften

Die Güteeigenschaften sind wie folgt nachzuweisen:

7.1 Bei Stahlguß nach Abschnitt 2.1 durch Abnahmeprüfzeugnis 3.1.B. nach DIN EN 10204.

7.2 Bei Stahlguß nach Abschnitt 2.2 ist ein Abnahmeprüfzeugnis 3.1.A. nach DIN EN 10204 erforderlich. Für die Stahlgußsorte GP240GH genügt ein Abnahmeprüfzeugnis 3.1.B. nach DIN EN 10204, sofern das Stückgewicht höchstens 500 kg beträgt.

7.3 Bei Stahlguß nach Abschnitt 2.5 durch ein Abnahmeprüfzeugnis 3.1.A. nach DIN EN 10204. Bei Stückgewichten < 200 kg genügt ein Abnahmeprüfzeugnis 3.1.B. nach DIN EN 10204.

7.4 Bei Stahlguß nach Abschnitten 2.4 und 2.6 entsprechend den Festlegungen bei der Eignungsfeststellung.

7.5 Der Hersteller hat mit einem Abnahmeprüfzeugnis 3.1.B. nach DIN EN 10204 zu bestätigen ³, daß für die geforderten Gütestufen die Forderungen nach den Tabellen 1 bis 4 der DIN 1690 Teil 2 erfüllt sind. Erfolgt der Nachweis der Güteeigenschaften durch Abnahmeprüfzeugnis 3.1.A. oder 3.1.C. nach DIN EN 10204, sind die Ergebnisse der zerstörungsfreien Prüfung von Anschweißenden sowie von Gußstücken der Gütestufen S 1, S 2 und V 2 vom Sachverständigen abschließend zu beurteilen. Bei Durchstrahlungsprüfungen erfolgt die Beurteilung zu 100 %; bei der Ultraschallprüfung und Oberflächenrißprüfung ist an 10 % der Gußstücke eine Nachprüfung durchzuführen.

8 Kennwerte für die Bemessung

8.1 Bei Stahlguß nach Abschnitt 2.1 und 2.3 gelten die Werte der Tafel 3.

8.2 Bei Stahlguß nach Abschnitt 2.2 gelten die in DIN EN 10213-2 festgelegten Werte.

8.3 Bei Stahlguß nach dem Abschnitt 2.5 gelten die in DIN EN 10213-4 festgelegten Werte, wobei für die Berechnung diese Werte um 25 N/mm²abzusenken sind.

8.4 Bei Stahlguß nach den Abschnitten 2.4 und 2.6 gelten die bei der Eignungsfeststellung festgelegten Werte.

8.5 Die in Werkstoffspezifikationen oder Eignungsfeststellungen für 20 °C angegebenen Festigkeitskennwerte gelten bis 50 °C, die für 100 °C angegebenen Werte bis 120 °C. In den übrigen Bereichen ist zwischen den angegebenen Werten linear zu interpolieren (z.B. für 80 °C zwischen 20 und 100 °C und für 180 °C zwischen 150 und 200 °C), wobei eine Aufrundung nicht zulässig ist. Für Werkstoffe mit Einzelgutachten gilt die Interpolationsregel nur bei hinreichend engem Abstand ⁴ der Stützstellen.

Tafel 3. Kennwerte für die Bemessung für Stahlguß nach Abschnitt 2.1 und 2.3

1) Stahlguß für Gehäuse von Armaturen siehe TRD 110

2) Diese Wanddicken können im Einvernehmen mit dem Sachverständigen erhöht werden.

3) Diese Bestätigung kann auch im jeweils höheren Nachweis enthalten sein.

4) In der Regel wird hierunter ein Temperaturabstand von 50 K im Bereich der Warmstreckgrenze und von 10 K im Bereich der Zeitstandfestigkeit verstanden.