Vollgewindestangen

Vollgewindestäbe, auch als Gewindestangen oder Stehbolzen bezeichnet, sind kopflose zylindrische Verbindungselemente mit durchgehendem Gewinde über die gesamte Länge. Exemplare mit einer Länge über 1 m werden als Gewindestangen bezeichnet, während Ausführungen ≤ 1 m als Gewindestäbe gelten. Sie sind in metrischen Größen von M3 bis M64 sowie in amerikanischen Standardgrößen von 4#-40 UNC erhältlich. Aufgrund ihrer einfachen Montage, stabilen Verbindung und präzisen Einstellbarkeit der Vorspannung zählen sie zu den wichtigsten industriellen Verbindungselementen und werden insbesondere in Hochdruck- und Extrembedingungen wie in der Erdöl- und Chemieindustrie eingesetzt.

Im Hinblick auf die Anwendung eignen sich gewöhnliche Stäbe aus Kohlenstoffstahl für leichte Anwendungen wie Möbelmontage und Regalsysteme. Hochfeste Ausführungen (ab Festigkeitsklasse 8.8) werden in Automobilfahrgestellen und schweren Werkzeugmaschinen eingesetzt. Spezielle Güten wie B7 und L7 sind für Hochdruck-Ölfeldanwendungen maßgeschneidert und finden breite Anwendung in Öl- und Gasbohrplattformen, Hochdruck-Pipelines, Hydrierreaktoren sowie LNG-Kryotanks. Sie bieten Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Drücke, starke Korrosion sowie extreme Temperaturschwankungen und dienen als zentrale Verbindungselemente in Bohrlochkopf-Anlagen und Flanschverbindungen. Modifizierte Varianten eignen sich zudem für saures Öl- und Gasförderumfeld mit feuchtem Schwefelwasserstoff.

Bezüglich Materialien und Festigkeitsklassen bestehen die gängigen Produkte aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl sowie Edelstahl. Kohlenstoffstahl wird in Festigkeitsklassen von 4.8 bis 12.9 eingeteilt, während Edelstahl hauptsächlich in A2-70 und A4-70 verfügbar ist. Im Hochdruck-Ölfeldbereich kommt überwiegend ASTM-standardisiertes Chrom-Molybdän-Legierungsstahl zum Einsatz: B7 (ASTM A193) besitzt eine Zugfestigkeit von ≥860 MPa, ist bis 450 °C temperaturbeständig und bietet hervorragende Kriech- und Relaxationsbeständigkeit für konventionelle Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen. Die modifizierte Variante B7M verfügt über streng kontrollierte Härtewerte, verbesserte Schlagzähigkeit sowie erhöhte Beständigkeit gegen Sulfid-Spannungsrisskorrosion in saueren Umgebungen. L7 (ASTM A320) besitzt eine ähnliche Zusammensetzung wie B7 und wird durch Tieftemperaturbehandlung für Anwendungen bis -101 °C optimiert, bei einer Zugfestigkeit von ≥860 MPa, geeignet für Tieftemperatur-Hochdrucksysteme und LNG-Leitungen. L7M verbessert zusätzlich die Tieftemperatur-Korrosionsbeständigkeit. Nach dem Vergüten erreichen diese Werkstoffe eine Korngröße von 8–10 und eine Verformungsrate von unter 0,3 %, wodurch sie Anforderungen für Ölfeldbefestigungen bei Drücken über 10 MPa erfüllen.

Bezüglich Normen orientieren sich chinesische Produkte an GB15389 und GB/T901 (60° Gewindewinkel, metrisches M-System), während deutsche Ausführungen der DIN975/976 entsprechen (metrisches Gewinde kompatibel mit chinesischen Standards bei höherer Präzision). Hochdruck-Ölfeldprodukte basieren hauptsächlich auf den US-Normen ASTM A193 (Hochtemperatur) und ASTM A320 (Tieftemperatur) in Kombination mit dem ANSI B18.31.2 Zollgewindestandard und müssen zudem branchenspezifische Zertifizierungen wie API 20E und NORSOK M650 erfüllen. In der Petrochemie ist außerdem die Einhaltung von SH/T 3404 erforderlich, um die Kompatibilität mit Flanschen, Rohrleitungen und Ventilen sicherzustellen.

Insgesamt decken Vollgewindestäbe durch flexible Material- und Güteauswahl sowohl allgemeine industrielle Befestigungsanforderungen ab als auch extreme Hochdruckanwendungen in der Erdölindustrie mit speziellen Werkstoffen wie B7 und L7. Damit sind sie unverzichtbare Schlüsselkomponenten für industrielle Verbindungen in verschiedensten Einsatzbereichen.