Warum API 20E und API 20F 2025 entscheidend sind
Die API-Normen 20E und 20F regeln Qualifizierung, Herstellung und Prüfung von Schrauben für sicherheitskritische Öl- und Gasanwendungen — von Bohrlochkopfbaugruppen und Blowout-Preventern bis hin zu HPHT-Unterwasserverbindungen. Im März 2025 veröffentlichte das API die 3. Ausgabe beider Normen mit aktualisierten BSL-Anforderungen, erweiterten Rückverfolgbarkeitsregelungen und neuen Anforderungen für HPHT- und Saurgasanwendungen. Für Beschaffungsingenieure und EPC-Auftragnehmer ist das Verständnis dieser Änderungen unerlässlich.
Anwendungsbereich: Welche Ausrüstungen erfordern API 20E / 20F-Schrauben?
API 20E umfasst Legierungs- und Kohlenstoffstahlschrauben für den allgemeinen Einsatz in der Erdöl- und Erdgasindustrie. API 20F umfasst korrosionsbeständige Legierungsschrauben (CRA) für korrosive Betriebsumgebungen. Beide Normen gelten gemeinsam für:
- Bohrlochkopfausrüstung — Verrohrungskopfflansche, Rohrkopfflansche, Weihnachtsbaumverbindungen
- Blowout-Preventer (BOPs) — alle druckführenden Schraubenverbindungen
- Unterwasserausrüstung — Unterwasserbäume, Verteiler, Flowlineverbinder, Riser-Systeme
- Oberflächenproduktionsausrüstung — Hochdruckabscheider, Glykolkontaktoren, Kompressorflansche
- HPHT-Anwendungen — Ausrüstung mit Auslegungsdruck über 103 MPa (15.000 psi) oder Temperatur über 177°C (350°F)
Beide Normen sind verbindlich, wenn Ausrüstungen nach API 6A, API 17D oder API 16A gefertigt werden oder in projektspezifischen Bestellungen von Betreibern wie Saudi Aramco, Shell, BP oder TotalEnergies referenziert sind.
Schrauben-Servicelevel (BSL): Das Kerngerüst
Beide Normen gliedern die Anforderungen in drei BSL-Stufen mit zunehmendem Anforderungsniveau von BSL-1 bis BSL-3:
| BSL-Stufe | Anwendung | Wesentliche Anforderungen | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| BSL-1 | Allgemeiner Betrieb | Werkstoffzeugnisse, Maßkontrolle, Härteprüfung je Schmelze | Oberflächenausrüstung, unkritischer Betrieb |
| BSL-2 | Erhöhtes Risiko | BSL-1 + Einzelteilkennzeichnung, erweiterte mechanische Prüfung, ZfP an 10% der Teile | Bohrlochkopfflansche, BOP-Verbindungen, Produktionsabscheider |
| BSL-3 | Kritischer Betrieb | BSL-2 + 100% ZfP, Kerbschlagprüfung, dokumentierte Wärmebehandlungsaufzeichnungen, Drittparteiüberwachung | HPHT-Ausrüstung, Unterwasser, Saurgasumgebung, sicherheitskritische Verbindungen |
Die 3. Ausgabe (2025) führt eine neue Unterkategorie ein: BSL-3S für besonders aggressive Saurgasanwendungen, mit Härteanforderungen nach NACE MR0175/ISO 15156-3 und obligatorischer Wasserstoffversprödungsprüfung nach ASTM F1624 für CRA-Güten über 34 HRC.
API 20E: Wesentliche Änderungen der 3. Ausgabe 2025
1. Erweiterung der Werkstoffgüten
Die 3. Ausgabe ergänzt explizite Abdeckung für Gr. 660 (Legierung 718 / UNS N07718) und Gr. 725 (Legierung 725 / UNS N07725) auf Nickelbasis — zuvor nach ASTM B637 und projektspezifischen Anforderungen spezifiziert. Diese Änderung spiegelt den wachsenden Einsatz hochfester Nickellegierungen in HPHT-Komplettierungsausrüstung wider.
2. Rückverfolgbarkeit und Serialisierung
BSL-2- und BSL-3-Schrauben müssen nun eindeutige Seriennummern tragen, die auf individuelle Schmelzprüfzeugnisse rückverfolgbar sind. Die Vorgängerausgabe verlangte eine Schmelzidentifikation; die 3. Ausgabe schreibt für BSL-3 eine stückbezogene Rückverfolgbarkeit vor.
3. HPHT-Ergänzungsanforderungen
Ein neuer Abschnitt 9 legt Ergänzungsanforderungen für HPHT-Schrauben fest (Druck ≥ 103 MPa oder Temperatur ≥ 177°C). Wesentliche Ergänzungen umfassen obligatorische Spannungsrelaxationsprüfung bei maximaler Auslegungstemperatur und eine Mindestdehnung von 15% für alle HPHT-Güten nach Abschlusswärmebehandlung.
API 20F: Korrosionsbeständige Schrauben — Änderungen 2025
API 20F umfasst CRA-Schrauben in vier Werkstoffkategorien:
- Martensitische Edelstähle — 410 SS, 13Cr-Typen
- Austenitische Edelstähle — 316L, 317L, 904L
- Duplex- und Superduplexstähle — 2205, 2507, Zeron 100
- Nickellegierungen — Legierung 625, Legierung C-276, Legierung 718, Legierung 825
Die 3. Ausgabe 2025 fügt für Duplex- und Superduplexgüten zwei wesentliche Anforderungen hinzu:
- PREN-Verifizierung (Lochkorrosionswiderstandsäquivalent) — Duplex 2205 muss PREN ≥ 35 nachweisen; Superduplex 2507 muss PREN ≥ 40 nachweisen, berechnet als PREN = %Cr + 3,3(%Mo) + 16(%N).
- Ferritgehaltsbestimmung — Alle Duplexgüteschrauben bei BSL-2 und BSL-3 müssen den Ferritgehalt (40–60% Austenit/Ferrit-Gleichgewicht) mit einem kalibrierten Ferritoskop verifiziert haben.
Saurgasumgebung: Angleichung an NACE MR0175
Für Anwendungen mit H₂S-Partialdruck ≥ 0,0003 MPa verweist die 3. Ausgabe von API 20E nun explizit auf ISO 15156-3 Tabelle A.4 für maximale Härtegrenzen nach Legierungsfamilie:
| Werkstoff | Max. Härte (Saurgasumgebung) | Normreferenz |
|---|---|---|
| ASTM A193 B7M (4140 Cr-Mo) | 22 HRC (237 HB) | NACE MR0175/ISO 15156-2 |
| Duplex 2205 (UNS S31803) | 28 HRC (301 HB) | NACE MR0175/ISO 15156-3 |
| Superduplex 2507 (UNS S32750) | 32 HRC (336 HB) | NACE MR0175/ISO 15156-3 |
| Legierung 625 (UNS N06625) | 35 HRC (331 HB) | NACE MR0175/ISO 15156-3 |
| Legierung 718 (UNS N07718) | 40 HRC (392 HB) | NACE MR0175/ISO 15156-3 |
Lieferantenqualifizierung: Was zu überprüfen ist
Beschaffungsingenieure sollten prüfen: API-Monogrammlizenz unter api.org/monogram; MTRs mit vollständiger Schmelzanalyse und mechanischen Prüfergebnissen auf dem angegebenen BSL; Wärmebehandlungsaufzeichnungen für BSL-3; Drittpartei-Prüfzeugnisse von SGS, Bureau Veritas, Intertek oder TÜV Rheinland. LOKRON liefert API-20E- und API-20F-konforme Schrauben unter ISO 9001:2015 mit schmelzspezifischen MTRs, Maßkontrollzertifikat, Härtebericht und — für BSL-3-Bestellungen — Drittpartei-Prüfzeugnissen.
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