Gussteile nehmen eine besondere Stellung in der Werkstoff-Lieferkette ein. Anders als gewalztes Blech oder gezogener Stab wird ein Gussstück nicht aus einem gemeinsamen Vorrat geschnitten — es ist ein individuelles, endkonturnahes Fertigungsteil, das typischerweise aus einer bestimmten Schmelze abgegossen und als spezifisches Los wärmebehandelt wird. Jedes Gussstück in einem Auftrag besitzt einen direkten Rückverfolgbarkeitspfad zu einem einzelnen Abgussereignis, und das Zeugnis, das dieses Abgussereignis dokumentiert, ist das Guss-MTC.
Die Komplexität der Gusszertifizierung ergibt sich aus dieser Individualität. Ein 200-mm-Schieberventilkörper ist nicht austauschbar mit einem anderen 200-mm-Ventilkörper aus einer anderen Schmelze. Die Chemie, das Gießverfahren (Sandguss, Feinguss, Schleuderguss), die Wärmebehandlung, die ZfP-Ergebnisse und die Druckprüfdaten sind alle spezifisch für dieses einzelne Gussstück oder Gusslos. Fehlt eines dieser Elemente, ist es nicht dokumentiert oder liegt außerhalb der Spezifikation, kann das Gussstück nicht für den Druckeinsatz nach ASME B16.34, EN 12516 oder API 6D abgenommen werden — unabhängig davon, ob es optisch einwandfrei erscheint.
Zu verstehen, was auf einem Guss-MTC erscheinen muss und was die häufigsten Auslöser für eine Zurückweisung sind, ist für jedes Qualitätsteam unerlässlich, das Gussteile für druckführende Anwendungen beschafft.
Maßgebliche Normen für die Gusszertifizierung
ASTM A703 / A703M — Stahlguss für druckführende Teile
ASTM A703 ist die Norm für allgemeine Anforderungen an Stahlguss, in derselben Weise, wie A788 für Schmiedeteile gilt. Sie gilt für alle ASTM-Stahlguss-Spezifikationen für druckführende Teile, einschließlich der weit verbreiteten Güten A216 (unlegierter Stahl), A217 (legierter Stahl und martensitischer nichtrostender Stahl), A351 (austenitischer nichtrostender Stahl), A352 (Tieftemperatureinsatz) und A995 (Duplex-nichtrostender Stahl).
ASTM A703 schreibt vor, dass das MTC Folgendes enthalten muss: Schmelzenanalyse; Ergebnisse der mechanischen Prüfung mit Probenidentifikation; Härteprüfergebnisse; Wärmebehandlungszustand und -temperatur; ZfP-Ergebnisse gemäß festgelegtem Verfahren und Abnahmekriterien; Druckprüfergebnisse, sofern gefordert; sowie eine Kennzeichnungskorrelation, die das Gussstück dem Zeugnis zuordnet. Die Norm verlangt zudem, dass Prüfproben aus derselben Schmelze wie die repräsentierten Gussstücke gegossen und zusammen mit den Produktionsgussstücken wärmebehandelt werden — eine separat wärmebehandelte Prüfprobe ist nach A703 nicht zulässig.
EN 1559 — Gießereiwesen: Technische Lieferbedingungen
EN 1559 ist die europäische Rahmennorm für die technischen Lieferbedingungen für Gussstücke. Teil 1 behandelt allgemeine Anforderungen; Teil 2 behandelt speziell Stahlguss. EN 1559 wirkt zusammen mit EN 10204 für die Festlegung des Zeugnistyps. Das EN-1559-Äquivalent zu A703 definiert, was das MTC enthalten muss, während EN 10204 definiert, wer es ausstellen und gegenzeichnen muss.
ASME B16.34 — Armaturen: geflanscht, mit Gewinde- und Schweißenden
ASME B16.34 ist die maßgebliche Norm für Industriearmaturen im Druckeinsatz. Sie legt Druck-Temperatur-Nennwerte für Ventilkörper aus bestimmten Werkstoffgüten fest und verlangt, dass Ventilkörper-Gussstücke gemäß spezifischer ASTM-Gussspezifikationen (SA-216, SA-217, SA-351 usw. gemäß den Äquivalenten nach ASME Section II) hergestellt werden. B16.34 legt kein eigenes MTC-Format fest, verlangt jedoch, dass alle Gussstücke aus gelisteten Werkstoffen mit gültiger Zertifizierung stammen.
Für ASME-Code-Armaturen muss das Guss-MTC sowohl die anwendbare ASTM-Norm (z. B. SA-216 für unlegierten Stahl) als auch die EN-10204-Anforderungen für den Zeugnistyp erfüllen.
Feld-für-Feld-Anforderungen an das Guss-MTC
| Feld | Maßgebliche Norm | Erforderlicher Inhalt |
|---|---|---|
| Schmelznummer | A703 | Eindeutige Kennung für jede Schmelze; muss mit der Kennzeichnung auf dem Gussstück übereinstimmen |
| Gusskennnummer | A703 / Kundenanforderung | Eindeutige Gussstück- oder Loskennung; muss mit der Kennzeichnung übereinstimmen |
| Güte und Spezifikation | A703 | Exakte ASTM/ASME-Gütebezeichnung und Ausgabe der Spezifikation |
| Gießverfahren | Kunde / EN 1559 | Sandguss, Feinguss, Schleuderguss usw. — beeinflusst die Wahl des ZfP-Verfahrens |
| Schmelzenanalyse | A703 verpflichtend | Alle geforderten Elemente innerhalb der Spezifikationsgrenzen |
| Stückanalyse | A703 / je Auftrag | Falls gefordert; entnommen aus dem Gusskörper, nicht aus der Probe |
| Streckgrenze | A703 | Auf oder über dem Mindestwert für die angegebene Güte |
| Zugfestigkeit | A703 | Auf oder über dem Mindestwert für die angegebene Güte |
| Bruchdehnung | A703 mit Messlänge | Auf oder über dem Mindestwert; Messlänge dokumentiert |
| Brucheinschnürung | A703 | Auf oder über dem Mindestwert, falls von der Güte gefordert |
| Kerbschlagarbeit und -temperatur | A703 / A352 / Auftragsanforderung | Beide Werte; Temperatur entspricht der Anforderung für den Tieftemperatureinsatz |
| Härte | A703 / NACE, sofern zutreffend | Innerhalb des festgelegten Bereichs (HB für die meisten, HRC für Sauergaseinsatz) |
| Wärmebehandlungszustand | A703 verpflichtend | Zustandscode und Behandlungstemperatur dokumentiert |
| Prüfprobenidentifikation | A703 | Probe muss aus derselben Schmelze stammen und zusammen mit dem Produktionsgussstück wärmebehandelt worden sein |
| ZfP-Verfahren und -Ergebnisse | A703 / A903 / EN 12680 | Verfahren, Umfang, Abnahmekriterien, Qualifikation des Prüfers |
| Druckprüfergebnisse | ASME B16.34 / API 6D | Hydrostatischer Prüfdruck, Dauer und Abnahmeergebnis |
| Schweißreparaturdokumentation | A703 | Falls das Gussstück durch Schweißen repariert wurde: Verfahren, Umfang, PWHT, Nachprüfung |
| EN-10204-Typ | Kundenbestellung | 3.1 oder 3.2 wie spezifiziert; korrekte Unterschriften |
| Kennzeichnungskorrelation | A703 | Zeugnisfelder müssen mit der physischen Kennzeichnung auf dem Gussstück korrelieren |
Das Problem der Schweißreparatur
Dies ist das Element der Gusszertifizierung, das die meisten Käufer überrascht. Gießereien reparieren Gussfehler regelmäßig durch Schweißen — dies ist eine anerkannte und übliche Praxis. ASTM A703, EN 1559 und die meisten Regelwerke erlauben die Schweißreparatur von Gussstücken unter festgelegten Bedingungen. Die Reparatur muss jedoch dokumentiert werden.
Wurde ein Gussstück schweißrepariert, muss das MTC (oder ein ergänzender Schweißreparaturbericht, der formell dem MTC beigefügt ist) Folgendes dokumentieren: Fehlerart und -lage vor der Reparatur, das verwendete Schweißverfahren (WPS-Referenz), die Schweißerqualifikation, die Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT), sofern durchgeführt, sowie die ZfP-Nachprüfergebnisse nach der Reparatur.
Ein Guss-MTC, das saubere ZfP-Ergebnisse zeigt, aber die Tatsache verschweigt, dass das Gussstück vor Erhalt dieser Ergebnisse schweißrepariert wurde, weist eine fehlende erforderliche Dokumentation auf — und stellt in manchen Fällen einen Betrugstatbestand dar. Qualitätsteams, die Gussstücke mit Oberflächenschliff oder unregelmäßiger Oberflächenstruktur erhalten, die nicht zum Gießverfahren passt, sollten dies zum Anlass nehmen, bei der Gießerei nachzufragen, ob eine Schweißreparatur durchgeführt wurde.
Bei Gussstücken für den NACE-MR0175-Sauergaseinsatz führen Schweißreparaturen zu zusätzlichen Härtebedenken: Die Wärmeeinflusszone (WEZ) der Schweißnaht kann den Grenzwert von 22 HRC überschreiten, selbst wenn das Grundgussstück konform ist, und eine Härteprüfung sowie deren Dokumentation nach dem Schweißen sind zwingend erforderlich.
EN-10204-Typen für Gussstücke: Häufige Fehlanwendung
Die häufigste EN-10204-Fehlanwendung in Guss-Lieferketten ist die Annahme eines Typs 2.2 (unspezifischer Prüfbericht) für Gussstücke im Druckeinsatz. Ein Typ-2.2-Zeugnis bietet keine Rückverfolgbarkeit zur spezifischen Schmelze — die Prüfergebnisse können sich auf eine Charge, eine Kampagne oder eine Produktfamilie beziehen, nicht auf die einzelnen Gussstücke in der Lieferung. Für druckführende Gussstücke nach ASME-Code verlangen ASME Section II und B16.34 eine Rückverfolgbarkeit zur spezifischen Schmelze — was bedeutet, dass EN 10204 Typ 3.1 das Minimum darstellt.
Die zweite häufige Fehlanwendung: die Annahme eines mit „3.1" bezeichneten Dokuments, das nur von einem Vertriebsmitarbeiter oder einem Mitarbeiter der Versandabteilung unterzeichnet ist, nicht von der autorisierten QA-Vertretung des Herstellers, die organisatorisch unabhängig von der Produktion ist. Nach EN 10204 muss der Unterzeichner des 3.1-Zeugnisses der „autorisierte Vertreter der Prüfabteilung" des Herstellers sein. Die Unterschrift eines Versandleiters ist nicht konform, unabhängig davon, was auf der Unterschriftszeile steht.
Ventilkörper für Unterwasseranwendungen, Gussteile für die Nukleartechnik und kritische rotierende Ausrüstung in Öl und Gas erfordern typischerweise EN 10204 Typ 3.2 mit Gegenzeichnung durch eine unabhängige Drittpartei. Dies muss vor dem Abguss auf der Bestellung festgelegt werden — es ist nicht möglich, nach Abschluss von Abguss und Wärmebehandlung eine nachträgliche Gegenzeichnung durch eine Drittpartei zu erhalten, ohne eine bezeugte Nachprüfung zu veranlassen.
ZfP für Gussstücke: Was dokumentiert werden muss
Gussstücke für den Druckeinsatz erfordern eine ZfP, die sich grundlegend von der Prüfung von Walzprodukten unterscheidet, aufgrund der für den Gießprozess typischen inneren Unstetigkeiten: Porosität, Lunker, Warmrisse, Kaltschweißen und Oxideinschlüsse.
Durchstrahlungsprüfung (RT): Das gängigste Verfahren für kritische Gusszonen (Flanschenden, druckführende Wände). ASTM E446 (Stahlguss ≤ 114 mm Dicke) oder ASTM E186 / E280 (dickere Querschnitte) legen die Referenzradiografien fest, anhand derer die Abnahme bewertet wird. Für ASME-B16.34-Gussstücke muss die anwendbare Abnahmestufe (1 bis 6 für jede Fehlerart) dokumentiert werden.
Ultraschallprüfung (UT): ASTM A609 für Stahlguss; EN 12680-2 für Stahlguss in europäischen Märkten. UT ist für dickwandige Gussstücke erforderlich, bei denen RT keine ausreichende Durchdringung bieten kann.
Magnetpulverprüfung (MT): ASTM E709 für Oberflächen- und oberflächennahe Unstetigkeiten in ferromagnetischen Gussstücken. Erforderlich für die druckführenden Bereiche der meisten Ventilkörper aus unlegiertem und legiertem Stahl.
Eindringprüfung (PT): Für nichtmagnetische Werkstoffe (austenitischer nichtrostender Stahl, Nickellegierungen) und als Ergänzung zu MT bei oberflächenaustretenden Unstetigkeiten.
Was auf dem MTC oder im referenzierten ZfP-Bericht erscheinen muss:
- Das ZfP-Verfahren und die maßgebliche Norm
- Der Prüfumfang (100 % der druckführenden Bereiche oder spezifische Zonen gemäß Referenzzeichnung)
- Die Abnahmekriterien (RT-Abnahmestufe, UT-Zurückweisungskriterien, MT/PT-Anzeigegrößenlimit)
- Name und Qualifikationsstufe des ZfP-Prüfers (Stufe II oder III nach EN ISO 9712 oder ASNT SNT-TC-1A)
- Prüfdatum
- Annahme- oder Zurückweisungsentscheid für jede geprüfte Zone
Ein MTC, das lediglich „RT: Bestanden" angibt, ohne Norm, Abnahmekriterien, Prüferqualifikation oder Prüfumfang, ist nicht konform — es handelt sich um eine nicht dokumentierte Behauptung.
Druckprüfung von Gussstücken für die ASME-B16.34-Konformität
ASME B16.34 verlangt eine hydrostatische Gehäuseprüfung jeder Armatur mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks (MAWP) für die jeweilige Druckstufe und Werkstoffgruppe. Das Guss-MTC oder ein ergänzendes Druckprüfzeugnis muss Folgendes dokumentieren: den Prüfdruck, die Prüfdauer, das Prüfmedium (typischerweise Wasser) und das Ergebnis (keine Leckage, keine bleibende Verformung).
Für API 6D (Pipeline-Armaturen) sind die Anforderungen an die hydrostatische Gehäuseprüfung ähnlich, und die Prüfzeugnisse werden häufig als Teil des Lieferantendaten-Pakets für das Projekt verlangt.
Fehlende Druckprüfdaten führen zu einer direkten Sperre: Ein Ventilkörper-Gussstück kann nicht im Einsatz nach ASME B16.34 oder API 6D verwendet werden, ohne dass dokumentierte hydrostatische Druckprüfergebnisse vorliegen.
Wie TestCert die Gusszertifizierung handhabt
Guss-MTCs sind pro Dokument komplexer als Standardzeugnisse für gewalzte Produkte. Sie enthalten ZfP-Verfahrensreferenzen, Wärmebehandlungszustandscodes, Schweißreparaturangaben, Druckprüfergebnisse und Prüfprobenidentifikationen, die auf den meisten Rohr- oder Blechzeugnissen nicht erscheinen. Das Format variiert erheblich zwischen Gießereien — manche verwenden strukturierte digitale Dokumente, andere handschriftlich ausgefüllte Formulare mit Feldern, die für ihr jeweiliges Qualitätsmanagementsystem spezifisch sind.
TestCert extrahiert alle gussspezifischen Felder zusammen mit den Standard-Chemie- und mechanischen Eigenschaftsdaten. ZfP-Referenzen, Wärmebehandlungszustände, Schweißreparaturangaben und Druckprüfergebnisse werden in strukturierter Form zusammen mit den Kernwerten für Chemie und Mechanik erfasst. Validierungsregeln werden für die jeweils anwendbare Gussnorm (ASTM A216, A217, A351 usw.) und die vom Kunden geforderte EN-10204-Typangabe konfiguriert. Ein A351-Gr.-CF8M-Gussstück aus austenitischem nichtrostendem Stahl für den Einsatz nach ASME B16.34 Class 900 hat andere Validierungsanforderungen als ein A216-Gr.-WCB-Gussstück aus unlegiertem Stahl für den allgemeinen Nutzeinsatz — das System wendet automatisch das korrekte Regelwerk an.
Wenn eine ZfP-Referenz vorhanden, aber unvollständig ist, wenn eine Schweißreparatur gekennzeichnet ist, aber kein Reparaturbericht beigefügt wurde, oder wenn der EN-10204-Typ nicht der Bestellanforderung entspricht, wird die Abweichung bereits beim Wareneingang gemeldet — bevor das Gussstück in einen Prüf- oder Montageprozess eintritt. Das vollständige Guss-Dokumentationspaket — MTC, ZfP-Bericht, Druckprüfzeugnis, Schweißreparaturbericht — wird als verknüpfter Satz gespeichert und ist in Sekunden abrufbar, wenn der autorisierte ASME-Inspektor danach fragt.