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TRD 106 - Schrauben und Muttern aus Stahl *
- Werkstoffe -
Technische Regeln für Dampfkessel (TRD)

Ausgabe Dezember 1996
(BAbBl. 12/1996 S. 33aufgehoben)

1 Geltungsbereich

Diese TRD gilt für Schrauben und Muttern (mechanische Verbindungselemente) sowie für Stabstahl zu deren Herstellung aus unlegierten und legierten Stählen.

2 Zulässige Werkstoffe und Festigkeitsklassen

Es dürfen folgende Werkstoffe und Festigkeitsklassen verwendet werden:

2.1 Schrauben und Muttern nach DIN 267 Teil 13 und Teil 4 in Verbindung mit DIN EN 20898 Teil l und DIN ISO 898 Teil 2 sowie Stabstahl zu deren Herstellung in den nachstehend angegebenen Grenzen:

Thomasstähle und Automatenstähle dürfen nicht verwendet werden.

2.2 Schrauben und Muttern sowie Stabstahl zu deren Herstellung aus den Stählen C 35 (nur für Muttern), Ck 35, Cq 35 1), 24 CrMo 5, 21 CrMoV 5 7 und X 22 CrMoV 12 1 (Streckgrenze> 600 N/mm², Zugfestigkeit 800 bis 950 N/mm²) nach DIN 17240 2).

2.3 Schrauben und Muttern sowie Stabstahl aus dem Stahl X 8 CrNiMoBNb 1616 nach DIN 17240 in Verbindung mit VdTÜV-Werkstoffblatt 113/2.

2.4 Schrauben und Muttern nach DIN ISO 3506 aus den austenitischen Stählen der Gruppen a 2 und a 4 in der Festigkeitsklasse 50 in den Abmessungen M 10 bis M 39 und in der Festigkeitsklasse 70 in den Abmessungen M 10 bis M 30 bis zu Berechnungstemperaturen von 400 °C. Schrauben und Muttern aus kupferlegierten Stählen der Gruppen a 2 und a 4 dürfen verwendet werden, wenn ihre Eignung und ihre Güteeigenschaften durch Gutachten des Sachverständigen erstmalig nachgewiesen sind.

Soweit für Schrauben und Muttern Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion erforderlich ist, soll ihre Anwendungstemperatur 300 °C nicht überschreiten.

Wird Stabstahl zu deren Herstellung in einem anderen als in Tabelle 6 der DIN 17440 angegebenen Wärmebehandlungszustand geliefert, z.B. warmkaltverfestigt, ist die Eignung der Werkstoffe durch Gutachten des Sachverständigen nachzuweisen.

2.5 Schrauben und Muttern sowie Stabstahl zu deren Herstellung aus sonstigen Stählen, wenn ihre Eignung und ihre Güteeigenschaften durch Gutachten des Sachverständigen erstmalig nachgewiesen sind. In dem Gutachten sind die Anwendungsgrenzen anzugeben. Sonstige Stähle, die mit den Stahlsorten in den Abschnitten 2.1 bis 2.4 vergleichbar sind, müssen den Mindestanforderungen an die jeweils vergleichbare Stahlsorte der in dem betreffenden Abschnitt genannten Werkstoffspezifikation genügen.

2.5.1 Bei sonstigen ferritischen Stählen sind folgende allgemeine Bedingungen zu erfüllen:

(1) Die Bruchdehnung (A5) soll die die Stahlsorte kennzeichnenden, im Gutachten des Sachverständigen festgelegten Mindestwerte, jedoch in Längsrichtung nicht weniger als 14 %, aufweisen.

(2) Die Kerbschlagarbeit soll die die Stahlsorte kennzeichnenden, im Gutachten des Sachverständigen festgelegten Mindestwerte, jedoch in Längsrichtung bei Raumtemperatur an der ISO-V-Probe nicht weniger als

• 40 J bei unlegierten Stählen,
• 52 J bei vergüteten legierten Stählen, aufweisen.

Diese Werte gelten als Mittelwerte aus drei Versuchen, wobei kein Einzelwert mehr als 30 % unter dem Mindestwert liegen darf.

2.5.2 Bei sonstigen austenitischen Stählen sind die Mindestanforderungen im Einvernehmen mit dem Sachverständigen festzulegen.

3 Anforderungen

3.1 Schrauben und Muttern sowie Stabstahl nach den Abschnitten 2.1 bis 2.4 müssen den Anforderungen der DIN 267 Teil 13, DIN EN 20898 Teil 1, DIN ISO 898 Teil 2, DIN ISO 3506, DIN 17240 bzw. VdTÜV-Werkstoffblatt 113/2 genügen.

Bei Werkstoffen nach den Abschnitten 2.2 und 2.3 ergeben sich die zulässigen Größt- und Kleinstwerte der Härte aus den in DIN 17240 festgelegten Zugfestigkeiten nach Umwertung entsprechend DIN 50150. Für den Aufweitversuch gelten die Anforderungen entsprechend DIN 267 Teil 21.

3.2 Die Schrauben und Muttern sowie Stabstahl zur spanenden Bearbeitung solcher Teile müssen sich in dem für den Werkstoff zum Erreichen der Mindestwerte vorgesehenen Wärmebehandlungszustand befinden. Der Werkstoff darf bis zur höchsten im Betrieb auftretenden Temperatur keine unzulässige Versprödung erfahren. Die Anlaßtemperatur muß bei vergüteten Stählen stets in angemessenem Abstand oberhalb der höchsten im Betrieb auftretenden Temperatur liegen.

3.3 Die Herstellung der Schrauben und Muttern kann durch Warm- oder Kaltumformen oder durch spanende Bearbeitung erfolgen.

3.3.1 Bei durch Kaltumformen gefertigten Schrauben und Muttern ist eine anschließende Wärmebehandlung erforderlich, nicht jedoch für Schrauben und Muttern nach Abschnitt 2.4. 0berflächenglätten und Rollen des Gewindes gelten nicht als Kaltumformen im vorstehenden Sinne.

3.3.2 Bei durch Warmumformen gefertigten Schrauben und Muttern aus Stählen nach DIN 17240 und sonstigen Vergütungsstählen ist nach dem Warmumformen eine Wärmebehandlung erforderlich.

3.4 Die Auflagefläche und das Gewinde von Schrauben und Muttern sollen mindestens der Produktklasse B nach DIN ISO 4759 Teil 1 entsprechen.

4 Prüfung

4.1 Schrauben nach Abschnitt 2.1 sind nach DIN EN 20898 Teil 1, soweit möglich nach Prüfprogramm A, und nach DIN ISO 3269 unter Berücksichtigung der Tafel 2 dieser TRD zu prüfen. Falls Prüfprogramm a nicht durchführbar ist, ist nach Prüfprogramm B zu prüfen.

Muttern nach Abschnitt 2.1 sind nach DIN ISO 898 Teil 2 und DIN ISO 3269 unter Berücksichtigung der Tafel 2 dieser TRD zu prüfen.

4.2 Schrauben nach den Abschnitten 2.2 und 2.3 sind nach DIN EN 20898 Teil 1, Prüfprogramm A, und DIN ISO 3269 unter Berücksichtigung der Tafel 2 dieser TRD zu prüfen. Bei Größen über M 39 sind Art und Umfang der Prüfungen zu vereinbaren. Die Zuordnung der Stähle zu den Festigkeitsklassen nach DIN EN 20898 Teil 1 erfolgt entsprechend Tafel 1.

An Muttern nach den Abschnitten 2.2 und 2.3 werden Härteprüfungen und Aufweitversuche durchgeführt. Für den Umfang der Härteprüfungen gilt Abschnitt 4.7, für den Umfang der Aufweitversuche gilt Tafel 2. Bei Größen über M 39sind Art und Umfang der Prüfungen zu vereinbaren.

Die Besichtigung und die Maßprüfung der Schrauben und Muttern sind nach DIN 150 3269 unter Berücksichtigung des Abschnitts 4.7 dieser TRD durchzuführen. An Schrauben und Muttern aus Werkstoff  X 22 CrMoV 12 1 nach Abschnitt 2.2 ist die Besichtigung an jedem Stück durchzuführen.

4.3 Schrauben und Muttern nach Abschnitt 2.4 sind nach DIN ISO 3506 und DIN ISO 3269 unter Berücksichtigung der Tafel 2 dieser TRD zu prüfen.

Schrauben und Muttern, die in einem anderen als in Tabelle 6 der DIN 17440 angegebenen Wärmebehandlungszustand. z.B. warmkaltverfestigt, geliefert werden, sind entsprechend dem Gutachten des Sachverständigen zu prüfen.

4.4 Schrauben und Muttern nach Abschnitt 2.5 sind entsprechend dem Gutachten des Sachverständigen zu prüfen.

4.5 Stabstahl ist entsprechend den für Stabstahl maßgebenden Normen zu prüfen. Stabstahl aus dem Stahl X 22 CrMoV 12 1 nach Abschnitt 2.2 ist zusätzlich einer Ultraschall- und Oberflächenrißprüfung zu unterziehen. Stabstahl aus Stählen nach Abschnitt 2.5 ist entsprechend dem Gutachten des Sachverständigen zu prüfen.

4.6 Werden Schrauben und Muttern spanend aus Stählen nach DIN 17240 gefertigt und anschließend nicht wärmebehandelt, so genügen die mechanischen und technologischen Prüfungen des nach dieser Norm gelieferten Stabstahls.

4.7 Bei Prüfungen nach DIN ISO 3269 gilt für den Prüfumfang, abweichend von DIN ISO 3269, für die zerstörende Prüfung der mechanischen Eigenschaften die Tafel 2 dieser TRD. Für die Härteprüfung, für die zerstörungsfreie Prüfung auf Oberflächenfehler und für die Maßprüfung ist der Stichprobenumfang 20. Alle Proben müssen den Anforderungen genügen (Annahmezahl A_c= 0).

4.8 Genügt eine der für die zerstörende Prüfung der mechanischen Eigenschaften geforderten Proben nicht den Anforderungen, so sind je zwei weitere Proben zu entnehmen, die den Anforderungen genügen müssen. Anderenfalls gilt das ganze Los als zurückgewiesen. Der Hersteller kann jedoch dieses Los nach einer erneuten Wärmebehandlung noch einmal vorlegen. Genügen auch dann die Proben nicht den Anforderungen, so ist das Los endgültig zu verwerfen.

4.9 Genügt eine der für die Härteprüfung, für die zerstörungsfreie Prüfung auf Oberflächenfehler oder für die Maßprüfung geforderten Proben nicht den Anforderungen, ist eine weitere Stichprobe vom Umfang 20 zu entnehmen, von der alle Proben den Anforderungen genügen müssen. Anderenfalls gilt das ganze Los als zurückgewiesen.

Im Falle der Härteprüfung jedoch kann der Hersteller dieses Los nach einer erneuten Wärmebehandlung noch einmal vorlegen. Genügen auch dann die Proben nicht den Anforderungen, so ist das Los endgültig zu verwerfen.

4.10 Hat der Sachverständige begründete Zweifel an der Gleichmäßigkeit einer Lieferung, so können von ihm geeignet erscheinende Prüfungen gefordert werden (z.B. Härteprüfung, spektroskopische Prüfung usw.).

4.11 Für die Durchführung der Prüfungen gelten die in TRD 001 Anlage 1 genannten Prüfnormen.

5 Kennzeichnung

5.1 Schrauben und Muttern nach Abschnitt 2.1 sind mit Herstellerzeichen und Kennzeichen der Festigkeitsklasse nach DIN EN 20 898 Teil 1 oder DIN ISO 898 Teil 2 bzw. DIN 267 Teil 13 zu kennzeichnen.

5.2 Schrauben und Muttern nach den Abschnitten 2.2 und 2.3 sind nach DIN 267 Teil 13 zu kennzeichnen. Schrauben ab M 52 sind zusätzlich mit der Schmelzennummer und dem Prüfstempel des Sachverständigen bzw. Werkssachverständigen zu versehen.

5.3 Schrauben und Muttern nach Abschnitt 2.4 sind nach DIN ISO 3506 Abschnitt 3.2 zu kennzeichnen.

5.4 Schrauben und Muttern nach Abschnitt 2.5 sind entsprechend dem Gutachten des Sachverständigen zu kennzeichnen. Schrauben ab M 30 sind mit dem Prüfstempel des Sachverständigen, ab M 52 zusätzlich mit der Schmelzennummer zu versehen.

5.5 Für die spanende Fertigung von Schrauben und Muttern bestimmter Stabstahl mit einem Durchmesser> 25 mm ist an einem Ende mit dem Herstellerzeichen, dem Kurznamen der Stahlsorte und dem Prüfstempel des Sachverständigen bzw. Werkssachverständigen zu versehen. Stabstahl aus legierten Stählen ist zusätzlich mit der Schmelzennummer zu kennzeichnen.

Bei Stabstahl mit einem Durchmesser < 25 mm einzeln oder in Bündeln erfolgt die Kennzeichnung auf einem sicher angebrachten Anhängeschild.

6 Nachweis der Güteeigenschaften

Die Güteeigenschaften sind wie folgt nachzuweisen (siehe auch Tafel 3).

6.1 Schrauben

6.1.1 Bei Schrauben nach Abschnitt 2.1 der Festigkeitsklasse 5.6 durch Abnahmeprüfzeugnis B nach DIN EN 10204 (DIN 50049). Auf die Ausstellung eines Abnahmeprüfzeugnisses B nach DIN EN 10204 (DIN 50049) kann verzichtet werden, wenn die Voraussetzung nach Abschnitt 6.6 erfüllt ist.

6.1.2 Bei Schrauben nach den Abschnitten 2.2 und 2.3 durch Abnahmeprüfzeugnis a nach DIN EN 10204 (DIN 50049).

Bei Schrauben aus den Stahlsorten Ck 35 und Cq 35 durch Abnahmeprüfzeugnis B nach DIN EN 10204 (DIN 50049). Werden die Schrauben aus den Stahlsorten Ck 35 und Cq 35 bis zu einer Betriebstemperatur von 300 °C und einem zulässigen Betriebsdruck von 40 bar eingesetzt, kann auf die Ausstellung eines Abnahmeprüfzeugnisses B nach DIN EN 10204 (DIN 50049) verzichtet werden, wenn die Voraussetzung entsprechend Abschnitt 6.6 erfüllt ist.

6.1.3 Bei Schrauben nach Abschnitt 2.4 durch Abnahmeprüfzeugnis B nach DIN EN 10204 (DIN 50049). Auf die Ausstellung eines Abnahmeprüfzeugnisses B nach DIN EN 10204 (DIN 50049) kann verzichtet werden, wenn die Voraussetzung nach Abschnitt 6.6 erfüllt ist.

6.1.4 Bei Schrauben nach Abschnitt 2.5 entsprechend dem Gutachten des Sachverständigen.

6.2 Muttern

6.2.1 Bei Muttern nach Abschnitt 2.1 durch Abnahmeprüfzeugnis B nach DIN EN 10204 (DIN 50049). Auf die Ausstellung eines Abnahmeprüfzeugnisses B nach DIN EN 10204 (DIN 50049) kann verzichtet werden, wenn die Voraussetzung nach Abschnitt 6.6 erfüllt ist.

6.2.2 Bei Muttern nach den Abschnitten 2.2, 2.3 und 2.4 durch Abnahmeprüfzeugnis B nach DIN EN 10 204 (DIN 50 049). Bei Muttern aus den Stahlsorten C 35, Ck 35 und Cq 35 kann auf die Ausstellung eines Abnahmeprüfzeugnisses B verzichtet werden, wenn die Voraussetzung nach Abschnitt 6.6 erfüllt ist.

6.2.3 Bei Muttern nach Abschnitt 2.5 entsprechend dem Gutachten des Sachverständigen.

6.3 Bei Stabstahl zur Herstellung von Schrauben und Muttern durch spanende Bearbeitung ohne nachträgliche Wärmebehandlung ist der Nachweis entsprechend Tafel 2 zu führen.

6.4 Bei Schrauben und Muttern aus vergüteten Stählen hat der Hersteller in einer Werksbescheinigung nach DIN EN 10204 (DIN 50049) unter Angabe der Anlaßtemperatur zu bestätigen. daß sich die Erzeugnisse in dem vom Werkstoffhersteller festgelegten Wärmebehandlungszustand befinden.

Bei vergütetem Stabstahl für spanende Bearbeitung erstellt diese Werksbescheinigung der Werkstoffhersteller.

6.5 Bei Schrauben und Muttern, die durch spanende Bearbeitung und ohne nachträgliche Wärmebehandlung hergestellt sind, können die erforderlichen Bescheinigungen über Werkstoffprüfungen durch die schriftliche Bestätigung des Herstellers ersetzt werden. daß die Teile aus geprüftem und bescheinigtem Werkstoff hergestellt sind. Abschriften der Bescheinigungen über Werkstoffprüfungen sind auf Anforderung beizubringen. An die Stelle der schriftlichen Bestätigung des Herstellers kann die Kennzeichnung mit Festigkeitsklasse bzw. Stahlsorte und Herstellerzeichen treten, wenn die Voraussetzung nach Abschnitt 6.6 erfüllt ist.

6.6 Voraussetzung für den Verzicht auf die Ausstellung eines Abnahmeprüfzeugnisses B nach DIN EN 10204 (DIN 50049) ist, daß die Prüfergebnisse so dokumentiert werden, daß die Ausstellung eines Abnahmeprüfzeugnisses B ohne weiteres möglich ist und die Prüfergebnisse durch den Sachverständigen jederzeit eingesehen werden können. Hierüber ist eine Vereinbarung mit dem Sachverständigen zu treffen.

7 Festigkeitskennwerte für die Berechnung

Als Festigkeitskennwerte für die Berechnung gelten:

7.1 Bei Schrauben nach Abschnitt 2.1 die entsprechenden Werte nach DIN 267 Teil 13 bzw. DIN EN 20895 Teil 1

7.2 Bei Schrauben nach Abschnitt 2.2 und 2.3 die entsprechenden Werte der DIN 17240 bzw. des VdTÜV-Werkstoffblattes 113/2.

7.3 Bei Schrauben nach Abschnitt 2.4 die entsprechenden Werte der DIN ISO 3506 bzw. der Tafel 4 dieser TRD.

Für die 0,2%-Dehngrenze bei erhöhten Temperaturen gelten die Kennwerte der Tafel 5 dieser TRD.

7.4 Bei Schrauben nach Abschnitt 2.5 die in dem Gutachten des Sachverständigen festgelegten Werte.

7.5 Die in den Normen und den VdTÜV-Werkstoffblättern für 20°C angegebenen Festigkeitskennwerte gelten bis 50 °C, die für 100 °C angegebenen Werte bis 120 °C. In den übrigen Temperaturbereichen ist zwischen den angegebenen Werten linear zu interpolieren, z.B. für 80 °C zwischen 20 °C und 100 °C und für 180 °C zwischen 100 °C und 200 °C, wobei eine Aufrundung nicht zulässig ist.

Für Werkstoffe mit Einzelgutachten nach Abschnitt 2.5 gilt die Interpolationsregel nur bei hinreichend engem Abstand ³) der Stützstellen.

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Fußnoten

1) Anstelle des Stahles Cq 35 darf die Stahlsorte 35 B 2 nach VdTÜV-Werkstoffblatt 490 verwendet werden.

2) Die Werkstoffe 40 CrMoV 4 7, X 22 CrMoV 12 1 (Streckgrenze> 700 N/mm²). X 19 CrMoVNbN 11 1 und NiCr 20 TiAl nach DIN 17240 sind nicht aufgenommen. da Anwendungsfälle nicht bekannt sind. Die in DIN 17240 Abschnitt 1.2 genannten Stähle nach DIN 1654 und DIN 17200 sind wie sonstige Werkstoffe zu behandeln.

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

ENDE