ASTM A387 Klasse 5 Klasse 1(oft als SA 387 Gr 5 Cl 1 abgekürzt) ist eine hochwertige-Qualitätsplatte aus Chrom-Molybdänlegierungsstahl. Es wird hauptsächlich bei der Herstellung von schweißbaren Kesseln und Druckbehältern verwendet, die für den Einsatz bei erhöhten Temperaturen ausgelegt sind, wie sie beispielsweise in der Öl-, Gas- und petrochemischen Industrie vorkommen.
Äquivalente
| BS | DE | ASME | LÄRM |
| ... | ... | A387-5-1 | ... |
Spezifikationen: Platten aus legiertem Stahl der Güteklasse 5 ASTM A387
| Bezeichnung | Nominelles Chrom Inhalt (%) |
Nominelles Molybdän Inhalt (%) |
| A387 Klasse 5 | 5.00% | 0.50% |
Zuganforderungen für Platten aus legiertem Stahl der Klasse 5 nach ASTM A387 und Platten der Klasse 1
| Bezeichnung: | Erfordernis: | Klasse 5 |
|
A387 Klasse 5 |
Zugfestigkeit, ksi [MPA] | 75 bis 100 [515 bis 690] |
| Streckgrenze, min, ksi [MPa]/(0,2 % Offset) | 45 [310] | |
| Dehnung in 8 Zoll [200 mm], min. % | ... | |
| Dehnung in 2 Zoll [50 mm], min., % | 18 | |
| Flächenreduzierung, min. % | 45 (gemessen an einer runden Probe) 40 (gemessen an einer flachen Probe) |
Chemische Anforderungen für legierte Stahlplatten der Klasse 5 nach ASTM A387
| Element | Chemische Zusammensetzung (%) | |
| A 387 Klasse 5 | ||
| Kohlenstoff: | Wärmeanalyse: | 0,15 max |
| Produktanalyse: | 0,15 max | |
| Mangan: | Wärmeanalyse: | 0.30 - 0.60 |
| Produktanalyse: | 0.25 - 0.66 | |
| Phosphor: | Wärmeanalyse: | 0.035 |
| Produktanalyse: | 0.035 | |
| Schwefel (max): | Wärmeanalyse: | 0.030 |
| Produktanalyse: | 0.030 | |
| Silizium: | Wärmeanalyse: | 0,50 max |
| Produktanalyse: | 0,55 max | |
| Chrom: | Wärmeanalyse: | 4.00 - 6.00 |
| Produktanalyse: | 3.90 - 6.10 | |
| Molybdän: | Wärmeanalyse: | 0.45 - 0.65 |
| Produktanalyse: | 0.40 - 0.70 |
Verarbeitung
1. Wärmebehandlung (Thermische Verarbeitung)
Die Bezeichnung „Klasse 1“ wird durch spezifische Abkühlraten und Anlasstemperaturen erreicht, um der Duktilität Vorrang vor einer hohen Zugfestigkeit zu geben.
Normalisieren: Erhitzen auf 900 bis 950 Grad (1650 bis 1740 Grad F), gefolgt von Luftkühlung, um die Kornstruktur zu verfeinern.
Anlassen: Wird bei 675 Grad – 760 Grad (1250 Grad F – 1400 Grad F) durchgeführt. Bei Klasse 1 ist die Anlassdauer häufig länger, um den unteren Zugbereich (60–85 ksi) und maximale Zähigkeit sicherzustellen.
Glühen: Eine vollständige Glühung bei 870 bis 930 Grad und anschließende langsame Abkühlung im Ofen ist ebenfalls eine Option für maximale Weichheit.
2. Schweißverfahren (WPS)
Diese Qualität ist empfindlich gegenüber wasserstoffinduzierter Rissbildung (HIC). Erfolgreiches Schweißen erfordert eine strenge Temperaturkontrolle:
Vorwärmen: Obligatorisches Vorheizen von 150 °C – 250 °C (300 °F – 480 °F), abhängig von der Plattendicke.
Zwischenlagentemperatur: Muss innerhalb des Vorwärmbereichs gehalten werden, um die Bildung von sprödem Martensit zu verhindern.
Post-Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT): Unverzichtbar für alle Druckbehälteranwendungen. Normalerweise bei 700 bis 760 Grad (1300 bis 1400 Grad F) gehalten, um die Härte in der Wärmeeinflusszone (HAZ) zu reduzieren.
Zusatzmetall: Verwenden Sie Elektroden mit niedrigem Wasserstoffgehalt, die zur Chemie passen, z. B. E8018-B6 oder ER80S-B6.
3. Schneiden und Formen
Thermisches Schneiden: Flammen- (Autogen-) oder Plasmaschneiden ist Standard. Durch den Chromanteil von 5 % werden die Schnittkanten deutlich härter. Es wird empfohlen, die verhärtete „Hitzeeinflusskante“ vor dem anschließenden Schweißen abzuschleifen.
Kaltumformung: Platten der Klasse 1 weisen eine ausgezeichnete Umformbarkeit auf. Wenn die Dehnung jedoch 5 % übersteigt, ist häufig eine anschließende Spannungsentlastung oder vollständige Wärmebehandlung gemäß den Vorschriften erforderlich (z. B. ASME BPVC).
Warmumformung: Wird zwischen 850 und 1050 Grad durchgeführt. Wenn die Platte heiß-verformt wird, muss sie erneut einem vollständigen Normalisierungs- und Anlasszyklus unterzogen werden, um die mechanischen Eigenschaften wiederherzustellen.
4. Oberflächenbehandlung und Inspektion
Beizen oder Strahlen: Wird zum Entfernen von Walzzunder vor der Fertigung verwendet, um hochwertige Schweißnähte zu gewährleisten.
Zerstörungsfreie Prüfung (NDT): Das Standardverfahren für 2026-Projekte umfasst Ultraschallprüfungen (UT) gemäß ASTM A435 und Magnetpartikelprüfung (MPI) an Schweißnähten zur Prüfung auf Mikrorisse.
Anwendungen
1. Öl-, Gas- und petrochemische Industrie
Aufgrund der Korrosionsbeständigkeit des Materials und der Oxidation bei hohen Temperaturen ist dies der wichtigste Anwendungsbereich.
Druckbehälter: Werden zur sicheren Aufbewahrung von unter Druck stehenden Gasen und Flüssigkeiten bei Temperaturen verwendet, die oft 316 bis 593 Grad erreichen.
Reaktoren: Speziell für Reaktorbehälter in petrochemischen Anlagen ausgewählt, in denen hoher Druck und Hitze zur Auslösung chemischer Reaktionen eingesetzt werden.
Raffinationsausrüstung: Wird in Modulen zum Transfer heißer Flüssigkeiten und Gase zwischen Verarbeitungsstufen eingesetzt.
Separatoren und Lagertanks: Werden zur Lagerung und Trennung flüchtiger Substanzen bei erhöhten Temperaturen verwendet.
2. Stromerzeugung
Industriekessel: Wird bei der Herstellung von schweißbaren Kesseln verwendet, insbesondere von Kesseldampftrommeln und Komponenten, die einer anhaltenden thermischen Belastung ausgesetzt sind.
Wärmetauscher: Unverzichtbar für effiziente Wärmeübertragungsprozesse in Wärmekraftwerken.
Kernenergie: Wird in bestimmten Druckbehältern von Kernreaktoren und zugehörigen Hochdruckleitungen verwendet.
3. Spezialisierte Verarbeitungsausrüstung
Chemische Herstellung: Wird in Geräten verwendet, die korrosive Medien wie Schwefel- oder Zitronensäurelösungen bis zu 343 Grad (650 Grad F) handhaben.
Gasverarbeitung: Unverzichtbar für Kondensatoren und Hochdruckrohrleitungen in Gasverarbeitungsanlagen.
Schwermaschinen: Kommt in Automobilkomponenten vor, die Hitzebeständigkeit erfordern, wie z. B. Abgassysteme und Kraftstoffpumpen sowie in Geräten der Bergbau- und Zementindustrie.
4. Marine und Offshore
Offshore-Bohrungen: Wird in Offshore-Bohrinseln und Meerwassergeräten eingesetzt, wo eine Kombination aus Zugfestigkeit und Salzwasser-Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist.
Schiffbau: Wird in Spezialmodulen für Seeschiffe verwendet, die heiße oder unter Druck stehende Fracht transportieren.
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Ist A387 Grade 5 Klasse 1 für kryogene Dienste geeignet?
Nein, es ist nicht ideal für den kryogenen Einsatz. Seine Zähigkeit nimmt bei niedrigen Temperaturen ab; Stattdessen werden kryogene Stähle wie A353 bevorzugt.
Wie hoch ist der Molybdängehalt von A387 Grade 5 Class 1?
Der Molybdängehalt beträgt 0,45-0,65 %, was die Hochtemperaturfestigkeit, Kriechfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit verbessert.
Kann A387 Grade 5 Class 1 problemlos bearbeitet werden?
Mit geeigneten Werkzeugen und Schnittparametern lässt er sich gut bearbeiten, ist jedoch härter als Kohlenstoffstahl und erfordert scharfe Werkzeuge und ausreichende Schmierung.
Was ist der Zugfestigkeitsbereich von A387 Grade 5 Class 1?
Seine Zugfestigkeit reicht von 415-585 MPa und erfüllt damit die Anforderungen von Hochdruck- und Hochtemperatur-Industrieanlagen.
Welche Oberflächenbehandlungen eignen sich für A387 Grade 5 Class 1?
Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit kann es je nach Einsatzumgebung lackiert, verzinkt oder verchromt werden.
Wird A387 Grade 5 Class 1 in der Energieerzeugungsindustrie verwendet?
Ja, es wird aufgrund seiner hervorragenden Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und hohen Druck häufig in Kraftwerken für Kesselrohre, Sammler und Druckbehälter verwendet.
Wie hoch ist der Phosphorgehaltsgrenzwert von A387 Grade 5 Class 1?
Der maximale Phosphorgehalt beträgt 0,035 %, da überschüssiger Phosphor die Zähigkeit verringert und die Sprödigkeit bei Hochtemperaturanwendungen erhöht.
Was unterscheidet den Anwendungsbereich von A387 Grade 5 Class 1 vom A242 Typ 1?
Klasse 5, Klasse 1, ist für Hochdruckkessel und -behälter vorgesehen, während A242 Typ 1 für strukturelle Zwecke vorgesehen ist und sich in der Druck- und Temperaturbeständigkeit unterscheidet.
Wie unterscheidet sich der Wärmebehandlungsprozess von A387 Grade 5 Class 1 von A387 Grade 7 Class 1?
Beide müssen normalisiert und angelassen werden, aber die Anlasstemperatur von Klasse 5, Klasse 1, liegt bei 620–705 Grad, also 20–30 Grad niedriger als bei Klasse 7, Klasse 1, entsprechend dem Legierungsverhältnis.