Ratgeber / Festigkeitsklassen und Werkstoffe

ASTM A193 B7, B16 und L7: Welche Güte für Stiftschrauben im Druckeinsatz

10. Oktober 2026

Stiftschrauben im Druckeinsatz halten Flansche, Ventilgehäuse und Pumpengehäuse zusammen, während die Leitung Hitze, Kälte und Lastwechsel erlebt. Der Einkäufer muss die Stiftschraube selten auslegen, aber er muss die richtige Güte wählen und die richtige Norm in die Bestellung schreiben. A193 B7, B16 und A320 L7 sehen im Regal gleich aus. Sie unterscheiden sich im Temperaturbereich und in der Prüfung, und die falsche Wahl führt zu einem zurückgewiesenen Los oder einem Ausfall im Feld.

Dieser Ratgeber vergleicht die drei, erklärt B7M, behandelt Muttern und Gewinde und listet auf, was in eine Anfrage gehört.

Die Normen in Kürze

ASTM A193 behandelt Verschraubungen aus legiertem Stahl und Edelstahl für hohe Temperaturen oder hohen Druck. Es enthält B7, B7M und B16 unter vielen Güten. ASTM A320 behandelt Verschraubungen aus legiertem Stahl und Edelstahl für den Einsatz bei tiefen Temperaturen, mit L7 unter seinen Güten. ASTM A194 behandelt die Muttern für beide.

Eine Stiftschraube für einen Rohrflansch ist ein Stab, der an beiden Enden oder über die volle Länge ein Gewinde hat, ohne Kopf. Die Maße folgen ASME B16.5 für Flanschverschraubungen, die Gewindeform folgt ASME B1.1, und die übliche Gewindereihe für 1 inch und größer ist 8 Gewindegänge pro Zoll mit einer Passung 2A.

Was B7, B16 und L7 sind

B7. Ein Chrom-Molybdän-Stahl, typischerweise vom Typ 4140 oder 4142, vergütet. Er ist die Standard-Stiftschraube für allgemeinen Hochdruckeinsatz. A193 gibt eine Mindest-Zugfestigkeit von 125 ksi (860 MPa) und eine Mindest-Streckgrenze von 105 ksi (720 MPa) für Durchmesser bis 2.5 inch an, mit niedrigeren Werten bei größeren Durchmessern. Die Höchsthärte beträgt 35 HRC.

B7M. Derselbe Stahl, aber auf eine niedrigere Härte angelassen, bis etwa 99 HRB oder 235 HBW, um im Sauergas-Einsatz nach NACE MR0175 und ISO 15156 der Sulfid-Spannungsrisskorrosion zu widerstehen. Wegen der niedrigeren Härte ist die Festigkeit geringer, und die Auslegung muss das berücksichtigen.

B16. Ein Chrom-Molybdän-Vanadium-Stahl. Das Vanadium bringt Kriechfestigkeit bei Temperaturen, bei denen B7 zu relaxieren beginnt. Er ist die Wahl für Hochtemperatureinsatz, etwa Dampf und heiße Prozessleitungen, bis zu Temperaturen oberhalb der Grenze von B7.

L7. Aus A320, ein Stahl vom Typ 4140, vergütet wie B7, mit der zusätzlichen Anforderung einer Charpy-V-Kerbschlagprüfung bei tiefer Temperatur, üblicherweise minus 101 °C (minus 150 °F), mit einem in der Norm genannten Mindestwert der Energie. Er hat in den gängigen Größen dieselben Festigkeitswerte wie B7.

Vergleich

	B7	B7M	B16	L7 (A320)
Stahlart	Cr-Mo	Cr-Mo	Cr-Mo-V	Cr-Mo
Min. Zugfestigkeit, bis 2.5 in	125 ksi (860 MPa)	100 ksi (690 MPa) typisch	125 ksi (860 MPa)	125 ksi (860 MPa)
Härtegrenze	35 HRC	Etwa 99 HRB	Etwa 35 HRC	Etwa 35 HRC
Kerbschlagprüfung	Nicht gefordert	Nicht gefordert	Nicht gefordert	Gefordert bei tiefer Temperatur
Typischer Einsatz	Allgemeiner Hochdruck	Sauergas	Hohe Temperatur, Kriechen	Tiefe Temperatur
Übliche Mutter (A194)	2H	2HM	4 oder 7	4 oder 7

Die Zahlen sind typisch, und die Norm gilt. Prüfen Sie die Tabelle für den Durchmesserbereich, denn die Festigkeit sinkt mit zunehmender Dicke der Stiftschraube.

Temperatur und der Grund für jede Güte

Stiftschrauben verlieren in der Wärme an Festigkeit und in der Kälte an Zähigkeit.

• Heißer Einsatz. B7 bewältigt den typischen Flanscheinsatz bei Kohlenstoffstahl. Oberhalb einiger Hundert Grad Celsius kann die Stiftschraube relaxieren, das heißt, sie dehnt sich unter Last langsam, und die Dichtung verliert Anpressung. B16 widersteht dem, und für sehr heißen Einsatz übernehmen austenitische oder Nickellegierungen. Dazu siehe Inconel- und Monel-Verbindungselemente.
• Kalter Einsatz. Kohlenstoffstahl verliert beim Abkühlen an Zähigkeit. Eine Stiftschraube, die bei Raumtemperatur zäh ist, kann bei minus 50 °C spröde brechen. L7 belegt seine Zähigkeit mit der Kerbschlagprüfung und ist die richtige Wahl für kalte Leitungen und Kryotechnik, mit anderen Güten für die tiefsten Temperaturen.
• Sauergaseinsatz. Schwefelwasserstoff lässt harten Stahl reißen. B7M gibt es dafür, mit einer Härtegrenze, die das Risiko niedrig hält. Mischen Sie B7 und B7M in einer Verbindung nicht ohne Zustimmung der Konstruktion.

Muttern, Gewinde und Längen

Die Mutter ist die Hälfte der Verbindung. A193- und A320-Stiftschrauben laufen mit A194-Muttern, und die Güten sind nach Festigkeit und bei kaltem Einsatz nach Kerbschlag zugeordnet. Schreiben Sie die Mutterngüte in die Bestellung, auch wenn die Muttern vom selben Werk kommen.

Gewinde werden auf die Toleranzklasse geschnitten oder gewalzt, die die Zeichnung nennt. Viele Flansch-Stiftschrauben haben 2A, und die Mutter hat 2B, was eine Spielpassung ergibt. Sonderlängen und Gewindelängen sind üblich, da Flanschdicke und Dichtung variieren. Eine Stiftschraube wird von Ende zu Ende gemessen, und die Gewindelänge an jedem Ende gehört zur Zeichnung. Gewindelehren und Prüfung erklärt die Prüfungen.

Beschichtungen und Kennzeichnung

Druck-Stiftschrauben werden blank geliefert, mit Zink oder Feuerverzinkung oder mit Fluorpolymerbeschichtungen, die Reibung senken und vor Korrosion schützen. Jede Wahl verändert das Verhältnis von Drehmoment zu Vorspannung und die Mutterpassung, geben Sie also Beschichtung und Muttergewinde an. Bei feuerverzinkten Stiftschrauben wird die Mutter mit Übermaß geschnitten, um die Zinkschicht aufzunehmen.

Jede Stiftschraube trägt das Kennzeichen der Güte und das Herstellerzeichen. Die Normen legen fest, wo und wie. Brauchen Sie Schmelzennummern auf den Stiftschrauben, sagen Sie es, denn die Kennzeichnung ist ein zusätzlicher Arbeitsgang.

Prüfung und Zeugnisse

Druckverschraubungen verlangen meist die vollständige Zertifizierung:

• Ein Werkszeugnis für die Stange mit Analyse und Schmelzennummer.
• Mechanische Prüfergebnisse: Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung, Einschnürung.
• Härteergebnisse.
• Bei L7 Kerbschlagergebnisse mit Prüftemperatur und Energiewerten.
• Wärmebehandlungsnachweise.

Ein Werkstoffprüfbericht in der Form EN 10204 Typ 3.1 ist die übliche Forderung. Lesen Sie Prüfung von Verbindungselementen, was jede Prüfung zeigt. Muss ein Dritter die Prüfungen bezeugen, sagen Sie es vor der Bestellung.

So wählen Sie

1. Minimale Auslegungstemperatur unter etwa minus 30 °C? Wählen Sie L7 oder die Güte, die Ihr Ingenieur für den kältesten Fall vorgibt.
2. Sauergaseinsatz? Wählen Sie B7M mit Muttern 2HM und prüfen Sie die Festigkeit.
3. Hohe Temperatur, Kriechen oder Relaxation als Sorge? Sehen Sie sich B16 oder eine Nickellegierung an.
4. Allgemeiner Einsatz? B7 mit Muttern 2H.

Im Zweifel senden Sie dem Ingenieur die Auslegungsbedingungen, nicht nur die Güte.

Zwei Beispielbestellungen

Vierzig Sätze Flansch-Stiftschrauben, 1-1/8 in 8UN, 7 in lang, B7 mit Muttern 2H, für eine Raffinerie-Revision. Das Werk schneidet die Stange auf Länge, schneidet an jedem Ende das Gewinde auf 2A und vergütet die Stiftschrauben, oder kauft vergütete Stange. Jeder Satz wird mit einem Werksprüfbericht, Härteergebnissen und Prüfergebnissen der Muttern geliefert. Die Bestellung hat einen Termin, der an die Stillstandszeit gebunden ist, daher bestätigt der Einkäufer die Lieferzeit vor der Bestellung und bittet um Teillieferungen nach Größe.

Einige Hundert L7-Stiftschrauben, 3/4 in, für eine Kühlanlage bei minus 40 °C. Das Werk braucht Stange, die die Charpy-Prüfung bei der L7-Prüftemperatur besteht, daher verwendet es zertifizierte Stange mit Kerbschlagergebnissen und prüft dann eine Probe aus dem wärmebehandelten Los. Die Kerbschlagprüfung kostet zusätzlich und einige Tage. Der Einkäufer bittet um die Werte der Kerbschlagenergie auf dem Zeugnis und prüft, ob die Muttern die richtige Güte für tiefe Temperaturen haben.

Häufige Fehler bei Bestellungen für Druckverschraubungen

• Nur nach dem Gütenamen bestellen, etwa “B7-Stiftschrauben”, ohne Norm oder Ausgabe. A193 hat mehrere Güten, und die Mutterngüte muss passen.
• Die Mutterngüte weglassen, sodass Muttern in der falschen Güte für die Stiftschraube ankommen.
• B7 und B7M in einem Flansch mischen ohne Zustimmung.
• Das Beschichtungsspiel vergessen bei Muttern für feuerverzinkte Stiftschrauben.
• Die Gewindelänge aus der Gesamtlänge der Stiftschraube angeben, statt jedes Ende zu bemaßen.
• Annehmen, ein Zeugnis decke alle Stiftschrauben einer Bestellung ab, obwohl sie aus mehr als einer Schmelze stammen.

Eine kurze Beschaffungsspezifikation, die Norm, Güte, Mutter, Maße und Zeugnisse nennt, beseitigt die meisten davon.

Dokumente und Kennzeichnung bei Wareneingang

Wenn die Stiftschrauben ankommen, prüfen Sie vier Dinge, bevor sie ins Feld gehen. Die Kennzeichnung auf jeder Stiftschraube oder jedem Bund entspricht der Güte und dem Herstellerzeichen auf dem Zeugnis. Die Kennzeichnung der Mutter entspricht der bestellten Güte, etwa 2H oder 4. Die Los- oder Schmelzennummern auf dem Zeugnis stimmen mit denen auf den Kisten überein. Die Maße einer Probe, einschließlich Gesamtlänge und Gewindelänge an jedem Ende, entsprechen der Zeichnung. Eine kurze Wareneingangsprüfung dieser Art dauert Minuten und fängt eine falsche Güte oder eine falsche Länge ab, bevor ein Flansch geschlossen wird.

Bewahren Sie die Zeugnisse mit der Projektakte für die Lebensdauer der Verbindung auf, denn ein Audit des Druckanlagen-Systems oder eine Störungsanalyse kann sie Jahre später verlangen.

Checkliste für die Anfrage

• Norm und Güte: A193 B7, B7M, B16 oder A320 L7, und die Ausgabe, wenn es zählt.
• Mutterngüte und Anzahl je Stiftschraube.
• Durchmesser, Gewindereihe und Klasse, Gesamtlänge und Gewindelänge an jedem Ende.
• Beschichtung und jede Anforderung an Drehmoment oder Reibung.
• Zeugnisse und Kennzeichnung, einschließlich Schmelzennummern und Kerbschlagdaten.
• Menge und Liefertermin.

Nach Zeichnung gefertigte Stiftschrauben werden meist je Satz mit Muttern angeboten. Allgemeine Hinweise zum Anfragen von Sonderteilen finden Sie in der Checkliste für Anfragen zu Sonderschrauben. Wenn Ihre Liste bereit ist, senden Sie Ihre Anfrage, und wir leiten sie an bis zu drei Hersteller weiter, die die Stiftschrauben fertigen und zertifizieren können.

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