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Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Vorwort<br />
Stahlmantelrohr-Fernwärmeleitungen erfüllen alle Anforderungen, die heute an<br />
zeitgemäße und zukunftsorientierte Fernwärmesysteme gestellt werden.<br />
Stahlmantelrohre werden in Übersee seit 80 Jahren und in Europa seit 50 Jahren in<br />
der Fernwärme-Versorgung eingesetzt und haben sich in dieser Zeit bestens bewährt.<br />
Die Arbeitsgemeinschaft Fernwärme (AGFW) und der Bundesverband Fernwärmelei-<br />
tungen e.V. (BFW) empfehlen Stahlmantelrohr als sicheres Rohrsystem.<br />
Die wesentlichen Vorteile gegenüber anderen Verfahren liegen in<br />
– der sicheren Konstruktion<br />
– der schnellen Verlegung<br />
– den breiten Anwendungsbereichen<br />
– der werkseitigen Vorfertigung<br />
– den zusätzlichen Prüf- und Kontrolleinrichtungen<br />
Das Stahlmantelrohr ist ein Kammersystem unter Vakuum.<br />
<strong>ISOBRUGG</strong> ist Hersteller von Stahlmantelrohr nach Druckgeräterichtlinie 97/23 EG mit<br />
Abnahmeüberwachung Modul A1 und CE Zertifizierung.<br />
<strong>ISOBRUGG</strong> ist Mitglied im Bundesverband Fernwärmeleitungen e.V.(BFW).<br />
<strong>Seite</strong><br />
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Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Anwendungen<br />
<strong>Seite</strong><br />
<strong>ISOBRUGG</strong> Stahlmantelrohr ist je nach Werkstoff und Wanddicke für alle in der<br />
Fernwärme- und Kälteversorgung üblichen Medien, Temperaturen, Rohrdimensionen<br />
und Druckstufen einsetzbar. Darüber hinaus findet es in der Industrie vielseitigen Einsatz.<br />
Standard-Anwendungen<br />
bis + 200°C<br />
Hohe Temperaturen<br />
bis + 400°C<br />
Niedrige Temperaturen<br />
bis - 30°C<br />
Warmwasser<br />
Heißwasser<br />
Brauchwasser<br />
Wärmeträgeröl<br />
Kondensat<br />
Dampf<br />
Heißluft und Gase<br />
chemische Produkte (Sicherheitsleitungen)<br />
Kälte und Kühlwasser<br />
Isobrugg Stahlmantelrohr eignet sich ausgezeichnet für<br />
schwierige Bodenverhältnisse<br />
Feuchtgebiete<br />
Bodensenkungsgebiete<br />
Flussquerungen (Düker)<br />
Straßenquerungen<br />
Transportleitungen<br />
Spezieller Einsatz von Stahlmantelrohr als Kammersystem bei Verlegungen, die<br />
WHG § 9 unterliegen sowie als Sicherheitsleitung bei Vorschriften nach TRbF und VbF.<br />
Stahlmantelrohr-Dimensionen und Auslegungsdaten:<br />
Innenrohr<br />
Temperaturen<br />
Sonderausführungen<br />
Druckstufen<br />
DN 25 bis DN 1200<br />
bis 400°C<br />
auf Anfrage<br />
bis PN 64<br />
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Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
Produktbeschreibung<br />
- Systembeschreibung<br />
- Technische Spezifikation<br />
Bauteile - Standardlängen<br />
- Lager<br />
- Festpunkt<br />
- Axialkompensatorendverschluss<br />
- Mauerdurchführung<br />
- Bogen<br />
- T-Abzweig<br />
- Reduzierungen<br />
- Kompensatordehnungselement<br />
- Stahlschacht<br />
Zubehör - Kathodischer Korrosionsschutz<br />
- Isolierflansche<br />
- Vakuum<br />
- Vakuum-Drucküberwachung<br />
Planung - Technische Kurzbezeichnungen<br />
- Beispiel Trassenzeichnung<br />
- Stahlmantelrohr-Auswahltabelle<br />
- Auswahl Isolierstärke<br />
- Bestimmung Mantelrohrabmessung<br />
- Tabelle Wärmedehnung<br />
- Innenrohr-Tabelle nahtlose Rohre<br />
- Innenrohr-Tabelle geschweißte Rohre<br />
- Mantelrohr-Tabelle<br />
- natürliche Dehnungsaufnahme<br />
- Kompensatordehnungselemente<br />
- Vorspannung<br />
<strong>Seite</strong><br />
3
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Systembeschreibung<br />
<strong>Seite</strong><br />
Stahlmantelrohr ist ein seit Jahrzehnten bewährtes „Stahl in Stahl”-Rohrsystem zur direkten Erd-<br />
verlegung, geeignet für den Transport von Fernwärme, Dampf, Kondensat und anderen Medien.<br />
Sowohl die bis zu 16 Meter langen Baueinheiten als auch alle systemtypischen Bauteile,<br />
wie Bogen, Abzweige, Festpunkte, Lager usw. werden Werkseitig vorgefertigt. Das bedeutet eine<br />
höhere Sicherheit gegenüber einer Baustellenfertigung.<br />
Stahlmantelrohr ist für alle in der Praxis vorkommenden Anwendungsbereiche und Betriebsbe-<br />
dingungen geeignet, besonders jedoch bei extrem hohen Temperaturen und Druckstufen. Die<br />
projektbezogene Vorfertigung sichert ein wirtschaftliches Verhältnis der Herstellerkosten<br />
zu den betrieblichen Erfordernissen. Die Auswahl der Innenrohr-Spezifikationen, die Festlegung der<br />
Isolierstärken und die Berechnung der Mantelrohrnennweiten erfolgt immer in Abhängigkeit von<br />
den speziellen Betriebsbedingungen.<br />
Die gas- und wasserdichte Verschweißung der Innenrohre mit den Mantelrohren an Schacht-<br />
und Gebäudeeinführungen ist Standard bei Stahlmantelrohr. Sie ist Voraussetzung für die<br />
Evakuierung des Ringraumes zwischen Innen- und Mantelrohr. Durch diese Evakuierung wird<br />
mögliche Restfeuchte entfernt. Gleichzeitig wird die Isolierwirkung des Systems erheblich erhöht.<br />
Eine Vakuumhaltung und -kontrolle schafft eine hervorragende Möglichkeit der Systemüberwa-<br />
chung auf mögliche Undichtheiten am Innen- oder Mantelrohr. Das bedeutet Sicherheit während<br />
des Betriebs der Anlage.<br />
Weitere Sicherungsmaßnahmen werden geschaffen durch kathodische Korrosionsschutzanlagen<br />
zur Verhinderung von Korrosion am Mantelrohr. Darüber hinaus melden elektronische<br />
Überwachungsanlagen jeden Feuchteeintritt in den<br />
Isolierraum.<br />
Die solide, maßgeschneiderte Konstruktion auf der Basis langjähriger Erfahrung mit dem Bau und<br />
dem Einsatz dieses Rohrsystems macht Stahlmantelrohr zu einem hochwertigen und sicheren<br />
Transportmittel für Wärme und Kälte.<br />
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Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Technische<br />
Spezifikation<br />
Materialspezifikation Standardbauteile<br />
<strong>Seite</strong><br />
Mantelrohr<br />
längs- oder spiralnahtgeschweißtes Stahlrohr, Abmessung nach DIN 2458, ISO-Reihe, Werkstoff St 37.0 oder<br />
St 52.0 (WA oder WB) Lieferbedingungen DIN 1626 (Okt. 84) Prüfzeugnis DIN 50049-2.2 oder 3.1 B<br />
Schweißkantenbearbeitung nach DIN 2559, Blatt 1, Kennzahl 21 oder 22<br />
Außenschutz:<br />
a) bituminöse Umhüllung für erhöhte Temperaturen nach DIN 30673, Typ A 5,5 G, doppelte Wickelschicht mit<br />
Trägereinlage aus Glasgewebe, 20 kV<br />
b) PE-beschichtet nach DIN 30670 N, Ausführung n oder v elektrische Durchschlagsfestigkeit 20 kV<br />
Schälwiderstand 35 N<br />
Innenrohr<br />
a) nahtlose Stahlrohre nach DIN 2448, ISO Reihe, Werkstoff St 37.0 S oder St 52.0 S, DIN 1629/ EN 10216,<br />
mit Schweißkantenbearbeitung nach DIN 2559, Blatt 1, Kennzahl 21 oder 22 Werkstoffprüfungen nach DIN<br />
50049-3.1 B einschließlich Rundnähten in Werksbaueinheiten<br />
b) nahtlose Rohre aus warmfesten Stählen (Kesselrohre) DIN 17175 St 35.8, Werkstoffprüfungen nach DIN<br />
50049-3.1 B, Schweißkantenbearbeitung nach DIN 2559, Blatt 1, Kennzahl 21 oder 22<br />
c) geschweißte Rohre, Längs- oder Spiralnaht, Abmessung DIN 2458/EN 10217, ISO-Reihe,<br />
Lieferbedingungen nach DIN 1626, St 37.0 (WA oder WB), Werkstoffprüfungen nach DIN 50049-3.1 B,<br />
Schweißkantenbearbeitung nach DIN 2559, Blatt 1, Kennzahl 21 oder 22.<br />
Wärmedämmung<br />
Schalen aus hochsilikaten Mineralwollfasern, SiO2-Gehalt ca. 60 % oder Schalen aus Steinwollfasern,<br />
wasserabweichend, temperaturbeständig bis 300°C, Wärmeleitfähigkeit 0,035 W/(m · K) (20°C) nicht brennbar<br />
nach DIN 4102/A1. Befestigung der Isolierschalen auf dem Innenrohr mit Edelstahlbändern.<br />
Führungs- und Gleitlager<br />
Führungslager als Rollenlager oder Gleitlager ausgebildet. Rollen aus Material GG 24 oder St 37-2k,<br />
Rollenbolzen aus St 37-2k oder Edelstahl 1.4301, Schrauben aus warmfestem Material.<br />
Je nach Betriebstemperatur Rollenböcke zur Verminderung des Wärmeübergangs aus geeigneten VA-<br />
Materialien. Um den Wärmefluss zu unterbinden, werden die Lagerschellen mit It-Streifen auf dem<br />
Mediumrohr befestigt.<br />
Bogen<br />
a) Innenrohrbogen<br />
Analog DIN 2605 oder 2606 Material gemäß Innenrohrspezifikation. Schweißnähte sind zerstörungsfrei mit<br />
Röntgen- oder Gammastrahlen nach DIN 54111 geprüft.<br />
b) Mantelrohrbogen<br />
Aus Segmenten hergestellt, Radius entsprechend Innenrohrradius. Werkstoff gemäß Mantelrohrspezifikation.<br />
Schweißnähte zerstörungsfrei nach DIN 54111 geprüft. 100% auf Dichtigkeit überprüft. Im<br />
Segmentschweißnahtbereich Schutz der Wärmedämmung mittels feuerfestem Material gegen Einbrand beim<br />
Schweißvorgang.<br />
Festpunkt<br />
a) Wärmebrückenfrei zur Aufnahme der Innenrohrreaktionskräfte oder Kompensatorreaktionskräfte werkseitig<br />
in eine Baueinheit eingebaut. Bestehend aus 2 Stahlringen US-geprüft, mittels Knotenblechen verstärkt und<br />
auf dem Mediumrohr verschweißt. Ein Stahlring US-geprüft als Mantelrohrscheibe mittels Knotenblechen<br />
verstärkt am Mantelrohr verschweißt. Zur Unterbrechung des Wärmeflusses sowie zur elektrischen Trennung<br />
werden KV3-Klötze (asbestfrei) als kraft übertragende Zwischenlage eingebaut. Durch die spez.<br />
Festpunktkonstruktion werden die einzelnen Bauteile nur durch Druck beansprucht.<br />
b) Zwischenfestpunkt bestehend aus einer Platte am Mantelrohr, zwei Platten am Innenrohr und druckfesten<br />
Zwischenlagen, die den Wärmefluss trennen.<br />
5
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Technische<br />
Spezifikation<br />
Endverschluss<br />
als vakuumdichter Endverschluss zwischen Innen- und Mantelrohr bei gleichzeitiger Auf-<br />
nahme der axialen Bewegung des Mediumrohres.<br />
<strong>Seite</strong><br />
a) Axialkompensatorverschluss<br />
Kompensatorbalg aus Material 1.4541, ein- oder mehrwandig, Dehnungsaufnahme max.<br />
30 mm, PN 16 Abbau der Mediumrohrtemperatur über die Balglänge<br />
b) Linsenkompensatorverschluss<br />
Kompensator aus Material St 37.0, Dehnungsaufnahme max. 6 mm, werkseitig in einer<br />
Baueinheit vorgefertigt mit Vakuumanschlussstutzen und Entleerungsstutzen versehen.<br />
Mauerdurchführung<br />
Mauerdurchführung, bestehend aus einem Hülsrohr mit Mauerkragen, prodoralbeschichtet,<br />
Mantelrohr mittels Gleitkufen im Hülsrohr geführt, Ringraum durch Gummidichtring abge-<br />
dichtet, elektrisch getrennt.<br />
- Abschluss zwischen Mantelrohr und Hülsrohr mittels Linse oder Schrumpfschlauch.<br />
- Werkseitig als komplette Baueinheit.<br />
- Gegebenenfalls Ringraum mit einer geeigneten bituminösen Masse ausgegossen.<br />
T-Abzweig<br />
werkseitig vorgefertigt in einer Baueinheit.<br />
- Mantelrohrabzweig: Sattelstutzen nach DIN 2618.<br />
- Mediumrohrabzweig: T-Stück nach DIN 2615 oder Weldolet.<br />
Betriebsüberwachung<br />
Speziell zur Feuchtigkeitsüberwachung der STAHLMANTELROHRE entwickeltes<br />
automatisches Melde- und Ortungssystem zur ständigen, lückenlosen Kontrolle des<br />
gesamten STAHLMANTELROHR-Netzes nach dem Widerstandsreferenz-Messverfahren.<br />
Evakuieren<br />
Evakuierung des Ringraumes zwischen Mantelrohr und Mediumrohr nach Fertigstellung<br />
und Inbetriebnahme der Anlage mit einem mobilen Vakuumaggregat zur Entfernung der<br />
Feuchtigkeit aus der Isolierung.<br />
Serviceleistung<br />
Planung und Abwicklung<br />
a) Trassenausführungspläne<br />
b) Detailpläne<br />
c) Rohrstatik<br />
d) Messprotokolle Betriebsüberwachung/<br />
Kathodenschutz<br />
e) Evakuierungsprotokolle<br />
f) Druckanstiegsprobe Messprotokoll/auf Anforderung<br />
6
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Bauteile und Zubehör<br />
Stahlmantelrohr-Standardlängen (SL)<br />
bei Einrohrführung (IRF)<br />
<strong>Seite</strong><br />
7<br />
1 Innenrohr ....................................................(IR)<br />
2 Wärmedämmung ......................................(IS)<br />
3 Mantelrohr ...............................................(MR)<br />
4 MR-Beschichtung ............(PEN), (PEV), (BI)<br />
5 Axiallager (Kufen oder Rollen) ...............(LA)<br />
Mindeststützweiten, Lagerabstände „X” in Ab-<br />
hängigkeit von den Innenrohr-Nennweiten.<br />
IR DN 20 - 25 ...................................X = 2,00 m<br />
IR DN 32 - 40 ...................................X = 2,40 m<br />
IR DN 50 - 65 ...................................X = 3,00 m<br />
IR DN 80 - 125 .................................X = 4,00 m<br />
IR DN 150 - 500 ...............................X = 6,00 m<br />
Ausführung der Lager (LA) je nach Belastung<br />
und Betriebsweise.
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Bauteile und Zubehör<br />
Die Gleitlager dienen der funktionsgerechten Führung und Lagerung der iso-<br />
lierten Innenrohre im Mantelrohr.<br />
bis DN 65 IRF ab DN 80<br />
<strong>Seite</strong><br />
8
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Bauteile und Zubehör<br />
Zwischenfestpunkt (ZFP) bei IRF<br />
Ein Zwischenfestpunkt ist ein Verbindungsstück zwischen Innen- und Mantelrohr. Er hat<br />
die Aufgabe, die Innenrohr-Reaktionskräfte aufzunehmen und diese an das Mantelrohr<br />
und von dort an das Erdreich abzuleiten.<br />
Die Festpunkte werden werkseitig in eine Baueinheit eingebaut.<br />
<strong>Seite</strong><br />
Die <strong>ISOBRUGG</strong> Stahlmantelrohr-Festpunkte sind so konstruiert, dass der Gesamtaufbau<br />
eine unzulässig hohe Temperatur von Innenrohr auf das Mantelrohr verhindert.<br />
Die Berechnungen zur Aufnahme der Innenrohr-Reaktionskräfte, Dimensionierung und<br />
Konstruktion von Festpunkten werden projektbezogen durchgeführt.<br />
Zwischenfestpunkt bei IRF<br />
Bei Einsatz von Kompensatoren, Kaltvorspannung oder thermischer Vorspannung wird<br />
ein Festpunkt mit Torsionssicherung eingesetzt.<br />
Schemaskizze für einen Zwischenfestpunkt<br />
9
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Bauteile und Zubehör<br />
Axialkompensatorverschlüsse sind gas- und vakuumdichte Endverschlüsse, die eine<br />
axiale Bewegung des Innenrohres zulassen.<br />
Axialkompensatorverschluss-Baueinheiten werden werkseitig vorgefertigt und in eine<br />
Baueinheit eingebaut.<br />
1 Innenrohr<br />
2 Wärmedämmung<br />
3 Mantelrohr<br />
4 Mantelrohrscheibe<br />
5 Innenrohrscheibe<br />
6 Axialkompensator<br />
7 Vakuumanschlussstutzen<br />
8 Entleerungsstutzen<br />
<strong>Seite</strong><br />
10
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Bauteile und Zubehör<br />
Mauerdurchführung (MD) bei IRF<br />
Die Mauerdurchführungen werden projektbezogen so konstruiert, dass<br />
1. durch die Längsbewegung des Mantelrohres die Mauer nicht beschädigt wird.<br />
2. das Grund- oder Oberflächenwasser nicht in das Gebäude oder in den Schacht<br />
eindringen kann.<br />
3. die Mauerdurchführungen geringfügige Gleitbewegungen des Mantelrohres in<br />
axialer Richtung aufnehmen können.<br />
Sie sind nicht geeignet, hohe Erdlasten oder Erdsetzungen aufzunehmen. Die Erdaufschüttungen<br />
im Schachtbereich, die Sandsohle und die Rohreinsandung sind lagen-<br />
weise nach entsprechenden DIN-Normen, AGFW sowie VOB Teil C auszuführen und<br />
zu verdichten, um Setzungen auszuschließen.<br />
Die Mauerdurchführungen werden werkseitig auf die Baueinheit montiert und zur Bau-<br />
stelle geliefert.<br />
Mauerdurchführung mit Dehnungslinse<br />
<strong>Seite</strong><br />
11
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Bauteile und Zubehör<br />
Stahlmantelrohr-Bogen (B) bei IRF<br />
<strong>Seite</strong><br />
12
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Bauteile und Zubehör<br />
T-Abzweige werden werkseitig vorgefer-<br />
tigt und in eine Baueinheit eingebaut.<br />
T-Abzweig I-RF<br />
IR-Abgang<br />
T-Stück nach DIN 2615 oder<br />
Weldolet MR-Abgang<br />
Sattelstutzen nach DIN 2618<br />
Parallelabgang I-RF<br />
IR-Abgang<br />
T-Stück nach DIN 2615<br />
MR-Abgang<br />
Sattelstutzen nach DIN 2618<br />
<strong>Seite</strong><br />
13
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Bauteile und Zubehör<br />
<strong>Seite</strong><br />
14<br />
Durchmesseränderungen der Innen- und Mantelrohre werden durch konzentrische Re-<br />
duzierstücke nach DIN 2616 ausgeglichen. Reduzierungen werden werkseitig eingebaut.<br />
Mantelrohrreduzierung (MRR)<br />
Innenrohrreduzierung (IRR)<br />
I-Rohr-Führung<br />
Innenrohrreduzierung (IRR)<br />
II-Rohr-Führung
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Bauteile und Zubehör<br />
Kompensator Dehnungselement (KDE)<br />
Dehnungsaufnahme durch<br />
Innenrohr-Axialkompensator<br />
mit erweitertem Mantelrohr<br />
1 Innenrohr<br />
2 Mantelrohr<br />
3 Isolierung<br />
4 Axialkompensator<br />
5 Zwangsführung<br />
6 Korrosionsschutz<br />
7 Festpunkt<br />
8 Mantelrohrreduzierung<br />
<strong>Seite</strong><br />
15
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Bauteile und Zubehör<br />
Stahlschacht mit Einstieg, ausgelegt<br />
für eine Verkehrslast bis SLW 60,<br />
einschl. Pumpensumpf, eingebauter<br />
Leiter, Schacht be- und entlüftung,<br />
Korrosionsschutz außen aus ver-<br />
stärkter Bitumenumhüllung in Tropen-<br />
qualität nach DIN 30673, Typ A,<br />
5,5 G, mit doppelter Trägereinlage<br />
aus Glasvlies, elektrische<br />
Durchschlagfestigkeit 20.000 V, mit<br />
Rohranschlussstutzen für die zu-<br />
und abführenden Leitungen komplett<br />
werkseitig vorgefertigt.<br />
Auf Wunsch statischer Nachweis<br />
des Schachtkörpers.<br />
Ballastbeton für Auftriebssicherung<br />
des Stahlschachtes bauseits.<br />
<strong>Seite</strong><br />
16
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Zubehör<br />
Zum Bau und Betrieb von kathodischen Korrosionsschutzanlagen müssen die folgenden<br />
Voraussetzungen gegeben sein:<br />
– durchgehend gute elektrische Leitfähigkeit<br />
– einwandfreie alterungsbeständige Rohrumhüllungen aus PE ohne mechanische<br />
Beschädigungen<br />
– das zu schützende Mantelrohr darf keine elektrisch leitenden Kontakte zu systemfremden<br />
Bauteilen oder weiterführenden Installationen haben.<br />
Die elektrische Trennung der zu schützenden Rohrleitung von weiterführenden nieder-<br />
ohmigen Anlagenteilen in Schächten oder Übergabestationen geschieht durch den Einbau<br />
von Isolierflanschen.<br />
Isolierflansche bestehen aus elektrisch getrennten Flanschenpaaren mit Anschweißenden<br />
und einem innen beschichteten Rohrstutzen als Isolierstrecke.<br />
In diesem Zusammenhang verweisen wir auf die verschiedenen Ausführungen der einzel-<br />
nen Hersteller.<br />
Die Planung und Montage der kathodischen Korrosionsschutzanlagen für Stahlmantelrohr-<br />
Fernheizleitungen liegt in unserem Leistungsumfang.<br />
<strong>Seite</strong><br />
17<br />
Nach der Montage und der Inbetriebnahme wird ein Messprotokoll über Prüfung und Abnahme<br />
der kathodischen Korrosionsschutzanlage erstellt.
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Zubehör<br />
Kathodischer Korrosionsschutz von STAHLMANTELROHR-Leitungen<br />
Der kathodische Schutz von erdverlegten Stahlrohrleitungen ist neben dem passiven Korrosi-<br />
onsschutz (PE Beschichtung der Mantelrohre entsprechend der betreffenden DIN-Normen)<br />
als aktiver Korrosionsschutz im Stahlmantel-Fernwärme-Leitungsbau heutiger Stand der<br />
Korrosionsschutztechnik.<br />
Zum Schutz der STAHLMANTELROHR-Leitung ist eine kathodische Korrosionsschutzanlage<br />
erforderlich:<br />
<strong>Seite</strong><br />
18<br />
1. in aggressiven Böden, d. h. bei Bodenwiderstandswerten gleich und kleiner als 10.000 Ohm cm<br />
2. in Trassen mit stark unterschiedlichen Bodenwiderstandswerten, d. h. bei Unterschieden<br />
gleich und größer als 10.000 Ohm cm<br />
3. in grundwassergefährdeten Gebieten<br />
4. in streustromgefährdeten Lagen<br />
Beim Antreffen der vorgenannten Punkte ist der Einbau einer kathodischen Korrosionsschutzan-<br />
lage empfehlenswert.<br />
Voraussetzung für unsere Gewährleistung gegen Korrosion der Schutzrohraußenflächen.<br />
In diesem Zusammenhang weisen wir auf DIN 30676 „Planung und Anwendung des kathodischen<br />
Korrosionsschutzes für den Außenschutz” hin.<br />
Die Wirkungsweise des kathodischen Korrosionsschutzes lässt sich an Hand des dargestellten<br />
Schaltschemas nachvollziehen. Der kathodische Schutzstrom Is wird von einem Gleichrichter<br />
geliefert, der an das Netz angeschlossen ist. Der Stromfluss zu der zu schützenden Oberfläche<br />
des Stahlmantelrohres erfolgt über eine Fremdstromanode. Diese ist üblicherweise eine Fe-Si,<br />
die in einem bestimmten Abstand zur Rohrtrasse, ca. 5 m, umgeben von einer Kokseinbettung<br />
im Erdreich eingelagert ist.<br />
Die Anzahl und Anordnung der Fe-Si-Anoden ist von dem Schutzstrombedarf und somit von der<br />
zu schützenden Rohroberfläche sowie dem spezifischen Bodenwiderstand abhängig.<br />
Schuck Isolierflansche<br />
Die Standardbauweise erfordert eine Demontage vor dem Einschweißen in die Rohrleitung.<br />
Aufgrund der Dichtungskonstruktion ist nach dem auf "Druck" gehen und einmaligen Nachziehen<br />
der Schrauben ein weiteres Nachziehen nicht mehr erforderlich. Das Setzverhalten des Isolier-<br />
werkstoffes mit gekammerter Dichtung ist auf ein Minimum reduziert (Dichtung im Kraftneben-<br />
schluss). Aufgrund der Alterungsbeständigkeit des Dichtungswerkstoffes Graphit bleibt die Dicht-<br />
pressung über die gesamte Lebensdauer erhalten. Die spezielle Geometrie der Graphitdichtringe<br />
ermöglicht schon bei geringer Schraubenkraft (Flanschpressung) optimale Dichtheit. Ein Rück-<br />
sprung der Flansche ist nicht erforderlich, wobei eine Auswechslung dieses Isolierdichtrings<br />
vereinfacht wird (Handling). Um bei eventuellem Brand den Gasaustritt nach außen auf ein Mini-<br />
mum zu reduzieren, wurde die mittlere Isolierscheibe mit einer Stärke von 4 mm festgelegt.<br />
Für eine brandsichere Ausführung muss ein besonderes Isoliermaterial verwendet werden. Der<br />
speziell entwickelte Isolierdichtring aus Trägermaterial GGR (Epoxidharzgebundenes Glasseiden-<br />
gewebe) mit gekammerter Graphiteinlage ist für Flansche mit glatter Dichtleiste vorgesehen.<br />
Die Wahl der metallischen Werkstoffe richtet<br />
sich nach den technischen Lieferbedingungen<br />
bzw. den entsprechenden deutschen und aus-<br />
ländischen Normen und Vorschriften.
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Zubehör<br />
<strong>Seite</strong><br />
19<br />
Voraussetzung für die Gewährleistung gemäß unseren Lieferungsbedingungen ist<br />
die Evakuierung der Stahlmantelrohrleitungen.<br />
Während der Bauzeit kommt es in der Regel durch Feuchtigkeitsaufnahme aus der<br />
Atmosphäre zu einer Durchfeuchtung des Wärmedämmaterials sowie Kondens-<br />
wasserbildung am Mantelrohr.<br />
Nach Beendigung der Montagearbeiten wird durch Evakuieren des Ringraumes<br />
mit Hilfe einer mobilen Vakuumanlage die in das Leitungssystem eingedrungene<br />
Feuchte als Dampf-Luftgemisch abgesaugt und der Druck auf ca. 1 mbar abgesenkt.<br />
Mit Hilfe einer Druckanstiegsmessung ist über die Leckratenbestimmung eine<br />
Überprüfbarkeit der Dichtigkeit des Systems gegeben.<br />
Die Wärmeverluste lassen sich erheblich verringern, wenn das Fernwärmerohrleitungs-<br />
netz im Dauervakuum betrieben wird.<br />
Das mobile Vakuumaggregat besteht aus einer Vakuumpumpe, einer Kältemaschine,<br />
einem Kondensator, einem Flüssigkeitssammler mit automatischer Schnellentleerung<br />
und einem Ölabscheider. Zum Betrieb ist bauseits ein 380 Volt Drehstromanschluss<br />
erforderlich (Eurostecker 32 A).
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Zubehör<br />
<strong>ISOBRUGG</strong> Vakuum - Unterdrucküberwachung mit Alarmgeber<br />
<strong>Seite</strong><br />
20<br />
Prinzipskizze zur kontinuierlichen Unterdrucküberwachung des Stahlmantelrohrringraumes.<br />
Zusätzlich kann ein Fühlerkabel zur Fehlerstelleneinmessung mit eingebaut werden.
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
Technische Kurzbezeichnungen<br />
<strong>Seite</strong><br />
21<br />
Zu beachten sind:<br />
Die technischen Vorschriften zur Herstellung von Stahlmantelrohr und die Materialspezifikationen, die<br />
Montagebedingungen für Stahlmantelrohr, die Richtlinien und Vorschriften für den Tiefbau (DIN 18300,<br />
DIN 4033, DIN 4124) sowie die Unfallvorschriften.<br />
Alle Maße, insbesondere Winkelangaben, Absteckmaße, Höhenangaben und Grabenprofile sind vor und<br />
während der Arbeiten zu prüfen. Abweichungen jeder Art sind umgehend der Firma Isobrugg zu melden.<br />
Zum Anheben der Stahlmantelrohre sind breite Textilgurte zu verwenden.<br />
Beschädigungen der Außenisolierung bei Transport und Zwischenlagerung sind durch Verwendung von<br />
gepolsterten Hölzern zu vermeiden.<br />
Für die Schweißarbeiten sind nur Schweißer mit Prüfzeugnis EN 287 - 1 zugelassen.<br />
Im Bereich der Rohrverbindungen sind im Graben Kopflöcher anzuordnen.<br />
Vor dem Einlegen in den Rohrgraben und vor dem Einsanden muss die äußere Korrosionsschutzisolierung<br />
jeder Baueinheit mit 20 kv auf Porenfreiheit getestet werden.<br />
Die Enden der Baueinheit sind auf dem Mantelrohr fortlaufend nummeriert. Weiterhin ist jede Baueinheit mit<br />
oben auf dem Mantelrohr gekennzeichnet. Der Rohrscheitel des Innenrohres ist mittels Schlagzahl O<br />
gekennzeichnet. Beim Vorrichten ist besonders darauf zu achten, dass sich beide Kennzeichen oben<br />
und O in der 12 Uhr Pos. befinden.<br />
I-RF Einrohrführung<br />
II-RF Zweirohrführung<br />
IR Innenrohr<br />
MR Mantelrohr<br />
IS Isolierdicke<br />
VL Vorlauf<br />
RL Rücklauf<br />
D Dampf<br />
K Kondensat<br />
BW Brauchwasser<br />
Z Zirkulation<br />
Betriebsdaten:<br />
Betriebsdruck: ... bar Betriebstemperatur: ... °C<br />
Auslegungsdruck: ... PN Auslegungstemperatur: ... °C<br />
LA Axiallager ∆ L Innenrohrausdehnung<br />
LP Lagerplatte ∆ l Ausdehnungskoeffizient<br />
ZF Zwangsführung kon Konzentrisch<br />
FP Festpunkt ex. Exzentrisch<br />
MD Mauerdurchführung MRR Mantelrohrreduzierung<br />
AKV Axialkomp.-Verschluss IRR Innenrohrreduzierung<br />
AK Axialkomp. im Innenrohr TA T-Abzweig<br />
B Bogen BVS Verschlusskappe<br />
L Linse BE Baueinheit<br />
BV Baustellenverbindung<br />
Mantelrohr - Halbschale<br />
Mantelrohr beiziehen
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
<strong>Seite</strong><br />
22
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
Stahlmantelrohr-Auswahltabelle<br />
Einrohrführung (IRF)<br />
Mantelrohrgrößen in Abhängigkeit von Innenrohrabmessung und Wärmedämmung (IS)<br />
für verschiedene Temperaturbereiche<br />
In der Tabelle ist ein Mindest-Ringspalt von 20 mm berücksichtigt.<br />
Für die Bereiche der Dehnungsschenkel muss die Mantelrohrgröße nachgerechnet<br />
werden!<br />
<strong>Seite</strong><br />
23
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
Auswahltabelle Wärmedämmung (Standard)<br />
<strong>Seite</strong><br />
24<br />
Bei Angaben über die Bodenverhältnisse, Lambda-Wert Erdreich, mittlere Erdtempe-<br />
ratur, Dimension Mediumrohr und Mantelrohr, Mediumtemperatur und entsprechende<br />
Isolierstärke können Wärmeverlust pro laufendem Meter und Mantelrohr-Außentempe-<br />
raturen von <strong>ISOBRUGG</strong> Stahlmantelrohr berechnet werden.<br />
Bei größeren Projekten und längeren Transportleitungen, insbesondere bei hohen Be-<br />
triebstemperaturen, sollten Stahlmantelrohrsysteme mit Dauervakuum betrieben<br />
werden. In diesem Fall können die Dämmdicken der Auswahltabelle bei gleichblei-<br />
benden Wärmeverlusten reduziert werden.
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
Bestimmung der Mantelrohrabmes-<br />
sung bei Einrohrführung (I-RF)<br />
Um einen problemlosen Zusammenbau<br />
der Stahlmantelrohrleitung zu gewährlei-<br />
sten, ist ein Ringspalt von mind. 20 mm<br />
erforderlich. Der Mantelrohrinnendurch-<br />
messer muss demnach mindestens<br />
40 mm größer sein als der äußere<br />
Durchmesser der Wärmedämmung. Die-<br />
ser Ringspalt ist auch für die Entleerung<br />
der Mantelrohre und für die schnelle Eva-<br />
kuierung und Trocknung der Wärmedämmung<br />
von Bedeutung. Gleichzeitig lässt<br />
die Mantelrohrgröße entsprechend der<br />
Ringspaltabmessung Bewegungen der<br />
Innenrohre von mindestens 2 x 20 mm<br />
zu. Größere Dehnungen sind nur im er-<br />
weiterten Mantelrohr aufzunehmen.<br />
Bestimmung der Mantelrohrdimensionen<br />
Beispiel: Innenrohrdimension = DN 150 (168.3 x 4.0)<br />
Innenrohrtemperatur = 150°C<br />
Isolierstärke gemäß Auswahltabelle = 70 mm<br />
Mantelrohrbestimmung: IR DN 150 = 168 mm<br />
Isolierung 2 x 70 mm = 140 mm<br />
Ringspalt 2 x 20 mm = 40 mm<br />
= 348 mm<br />
Gewählt wird ein Mantelrohr DN 350.<br />
Nach diesem Ergebnis ist bei Richtungsänderungen die Längenausdehnung des Innen-<br />
rohres begrenzt. Diese Abmessung ist verwendbar für eine Dehnungsaufnahme von<br />
max. +/- 19,8 mm, gesamt 39,6 mm, bei 50% Vorspannung des Innenrohres. Daraus<br />
resultiert eine maximale Dehnungslänge (Abstand zwischen Festpunkt und den<br />
Dehnungsausgleichern).<br />
<strong>Seite</strong><br />
25<br />
Bei einer Temperatur von 150°C entspricht der Längenausdehnungsfaktor = 1.88 mm/m.<br />
∆ L gesamt bei 50% Vorspannung = Dehnung insgesamt<br />
Längenausdehnungsfaktor<br />
= 39,6 mm<br />
1,88 mm/m = 21,07 m.<br />
Folglich ist diese Mantelrohrabmessung nur für kurze Strecken geeignet.
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
Tabelle Wärmedehnung für Stahlrohre<br />
Stahlrohre in Werkstoff St. 37.0 S und in St. 52. Ausdehnungskoeffizient ∆ L in<br />
mm/m bei einer Ausgangstemperatur von 10°C und Betriebstemperaturen<br />
von t in °C<br />
<strong>Seite</strong><br />
26
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
<strong>Seite</strong><br />
27<br />
Innenrohr-Tabelle für nahtlose Rohre<br />
nach DIN 2448/EN 10216 in Werkstoff St. 37.0 S – Standardwert, Normalausführung<br />
Andere Abmessungen auf Anfrage!
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
Innenrohr-Tabelle für geschweißte Rohre<br />
nach DIN 2458/EN 10217 in Werkstoff St. 37.0 WA oder WB,<br />
Standardwert, Normalausführung<br />
<strong>Seite</strong><br />
28
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
Mantelrohr-Tabelle (Standard)<br />
Mantelrohr-Abmessungen nach DIN 2458/EN 10217 in Werkstoff St. 37.0 WA -<br />
Werkbescheinigung nach DIN 50049-2.2<br />
Sofern aus statischen Gründen, z. B. wegen ungenügender Überdeckung größere<br />
Wanddicken erforderlich werden, können ohne weiteres verstärkte Mantelrohre ein-<br />
gesetzt werden.<br />
<strong>Seite</strong><br />
29
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
<strong>Seite</strong><br />
30<br />
Eine Möglichkeit, die Dehnungslänge zu vergrößern ergibt sich durch die Erweiterung<br />
der Mantelrohre im Bereich der Dehnungsbögen. Durch die Erweiterung vom MR<br />
DN 350 auf MR DN 400 vergrößert sich der Ringspalt von 19,8 mm auf 45,2 mm und<br />
die Dehnungsaufnahme auf gesamt 90,4 mm, wodurch die Dehnungslänge von vorher<br />
ca. 20 m auf ca. 40 m erhöht werden kann.<br />
Je nach Trassenführung sind auch Mantelrohrerweiterungen bis zu vier Dimensionen<br />
möglich, so dass Innenrohrdehnungen bei 50% Vorspannung bis zu 200 mm kompen-<br />
siert werden können.<br />
Die natürlichen Dehnungsausgleicher wie U-, Z- und L-Bögen können auch durch<br />
Vollschutz-Axialkompensatoren ersetzt werden, wobei in der Regel das normale<br />
Mantelrohr nicht erweitert werden muss.
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
Stahlmantelrohr-Kompensatordehnungselement<br />
<strong>Seite</strong><br />
31<br />
Sofern für natürliche Dehnungsausgleicher wie U-, L- oder Z-Bogen kein ausreichen-<br />
der Verlegungsraum zur Verfügung steht, können zur Dehnungsaufnahme auch Axial-<br />
kompensatoren eingesetzt werden. Diese werden ebenfalls bereits im Werk mit den<br />
Innenrohren verschweißt und mit Festpunkten und Führungslagern nach den Vor-<br />
schriften der Kompensatorenhersteller in das Stahlmantelrohr eingebaut. In einer<br />
Baueinheit können zwei Dehnungselemente, das heißt ein Zwischenfestpunkt, zwei<br />
Kompensatoren mit Zwangsführungen gemäß Systemskizze eingesetzt werden, die<br />
die Dehnung aus beiden Richtungen wie ein U-Bogen-Dehnungsausgleicher aufnehm-<br />
en. Mit speziellen Zwangsführungen sind Axialkompensatoren auch bei einer Zwei-<br />
rohrführung (II-RF) anzuwenden.<br />
Für den Einbau in ein Stahlmantelrohrsystem eignen sich nur so genannte „VOLL-<br />
SCHUTZKOMPENSATOREN" mit äußerem Schutzrohr und innerem Leitrohr, Hub-<br />
begrenzung, Vorspannsicherung, Torsionssicherung und Eigenführung.<br />
Die Lebensdauer eines Kompensators ist abhängig von Temperatur, Druck,<br />
Auslastung, Lastwechselzahl, Druckstößen und Korrosion.
Fernwärmeleitungen<br />
STAHLMANTELROHR<br />
Planungsgrundlagen<br />
Thermisch vorgespannte SMR-Leitungen<br />
nur für Heißwasser bis 160 °C<br />
Mechanisch vorgespannte SMR-Leitungen<br />
<strong>Seite</strong><br />
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