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Berechnung und Auswahl von Rohrleitungen. Optimales Rohrdurchmesser

Inhaltsverzeichnis:

Die Rohrleitungen für das Transportieren verschiedener Flüssigkeiten sind fester Bestandteil von Aggregaten und Anlagen, in denen Arbeitsprozesse ablaufen, die zu verschiedenen Anwendungsgebieten gehören. Bei der Auswahl der Rohre und der Konfiguration für eine Rohrleitung ist von großer Bedeutung der Preis sowohl der Rohre selbst als auch der Rohrleitungsarmatur. Die Endkosten für das Umpumpen eines Mediums durch die Rohrleitung hängen weitgehend von der Größe (Durchmesser und Länge) der Rohre ab. Diese Parameter werden nach dafür extra aufgestellten Formeln berechnet, die jeweils nur für bestimmte Betriebsarten gelten.

Das Rohr ist ein hohler Zylinder aus Metall, Holz oder einem anderen Material, der für das Transportieren von flüssigen, gasförmigen und schüttfähigen Medien bestimmt ist. Als zu verlagerndes Medium können Wasser, Erdgas, Dampf, Ölprodukte etc. auftreten. Die Rohre finden überall Anwendung: angefangen von verschiedenen Industriezweigen und bis zu den Privathaushalten.

Für die Herstellung von Rohren können ganz verschiedene Werkstoffe genutzt werden: Stahl, Gusseisen, Kupfer, Zement, Kunststoff (z.B. ABS), PVC, chloriertes PVC, Polybutylen, Polyethylen etc.

Zu den Hauptabmessungen der Rohre gehören das Außen- und Innendurchmesser sowie die Dicke der Wände, die in Millimetern oder in Zoll gemessen werden. Außerdem benutzt man die Begriffe Lichtmess oder Nennweite, was dem inneren Durchmesser des Rohres – gemessen in Millimetern – entspricht und als DN bezeichnet wird. Die Nennweiten sind standardisiert und sind das Hauptkriterium bei der Auswahl der Rohre und der Verbindungsarmatur.

Hier eine Vergleichstabelle der Nennweiten in mm und in Zoll:

DN, mm DN, Zoll DN, mm DN, Zoll
15 ½ 400 16
20 ¾ 450 18
25 1 500 20
40 600 24
50 2 650 26
80 3 700 28
100 4 750 30
150 6 800 32
200 8 900 36
250 10 1000 40
300 12    
350 14    

Die Rohre mit einem runden Querschnitt werden aus mehreren Gründen gegenüber anderen geometrischen Profilen bevorzugt:

  • Ein Kreis hat ein minimales Verhältnis zwischen Perimeter (Umfangslänge) und der Fläche. Bezogen auf ein Rohr heißt es, dass bei der gleichen Durchfluss rate der Materialverbrauch für runde Rohre gegenüber den Rohren anderer Form minimal sein wird. Daraus folgen auch die kleinstmöglichen Kosten für Isolierung und Schutzbeschichtung.
  • Ein runder Querschnitt ist am günstigsten für die Verlagerung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums aus hydrodynamischer Sicht. Ebenfalls dank der kleinstmöglichen inneren Rohrfläche pro Maßeinheit wird die Reibung zwischen dem verlagerten Medium und dem Rohr auf ein Medium reduziert.
  • Die Rundform ist besonders stabil gegen die Einwirkung von Innen- und Außendruck.
  • Der Prozess der Herstellung von Rohren runder Form ist recht einfach und leicht realisierbar.

Die Rohre können je nach Bestimmungszweck und Anwendungsgebiet sich in ihrem Durchmesser und Konfiguration stark unterscheiden. So erreicht die Dicke der Rohre von Fernleitungen für Wasser und Ölprodukte bis zu einem halben Meter im Durchmesser bei relativ einfacher Konfiguration. Die Rohrschlangen von Heizgeräten, bei denen es auch um Rohre handelt, haben hingegen bei einem Kleindurchmesser eine komplizierte Form mit zahlreichen Biegungen.

Kein Industriezweig lässt sich ohne ein Netzwerk von Rohrleitungen vorstellen. Die Berechnung so eines Netzwerks schließt ein: die Auswahl des Rohrmaterials, die Zusammenstellung einer Stückliste mit Angaben über die Rohrdicke und -größe, die Route etc. Die Rohstoffe, das Zwischenprodukt bzw. das Fertigprodukt durchlaufen verschiedene Produktionsphasen, indem sie sich zwischen unterschiedlichen Apparaten und Anlagen hin- und herbewegen, die mit Hilfe von Rohrleitungen und Fittings miteinander verbunden sind. Die richtige Berechnung, Auswahl und Montage des Rohrleitungssystems sind notwendig, damit der Gesamtprozess zuverlässig abläuft, sicheres Umpumpen der Medien und die Hermetisierung des Systems gewährleistet sind, um das Entweichen des transportierten Stoffes in die Atmosphäre verhindern zu können.

Es gibt keine einheitliche Formel und keine festen Regeln, die man nutzen könnte, um eine Rohrleitung für beliebige Anwendung und für beliebiges Arbeitsmedium auszuwählen. In jedem einzelnen Anwendungsgebiet gibt es besondere Faktoren, die zu beachten sind und  im starken Maße die Anforderungen an die Rohrleitungen beeinflussen können. Zum Beispiel beim Schlamm würde eine Rohrleitung großen Durchmessers nicht nur die Installationskosten erhöhen, sondern auch Probleme beim Betrieb der Rohrleitung mit sich bringen.

Normalerweise wählt man die Rohre aus, nachdem man die Material- und Betriebskosten optimiert hat. Je größer das Rohrdurchmesser, desto höher die ursprünglichen Investitionskosten, dafür aber desto niedriger das Druckgefälle und dementsprechend geringer die Betriebskosten. Und umgekehrt: die kleinen Maße der Rohrleitung gestatten es, die anfänglichen Kosten für die Rohre selbst und für die Rohrarmatur zu senken. Aber  höhere Geschwindigkeit führt zu höheren Verlusten und somit notwendigerweise auch zum zusätzlichen Energieaufwand für das Umpumpen des Mediums. Die festgelegten Geschwindigkeitsnormen für verschiedene Anwendungsgebiete gehen von optimalen Bemessungsbedingungen aus. Die Dimensionierung der Rohrleitungen erfolgt aufgrund dieser Normen und unter Berücksichtigung der Anwendungsgebiete.

Auslegung von Rohrleitungen

Bei der Auslegung von Rohrleitungen werden folgende wichtigste Konstruktionsparameter zugrunde gelegt:

  • die erforderliche Leistung;
  • Ein- und Ausgangsstelle der Rohrleitung;
  • die Zusammensetzung des Mediums, inkl. Zähigkeit und spezifisches Gewicht;
  • topografische Bedingungen entlang der Rohrleitungsroute;
  • höchstzulässiger Betriebsdruck;
  • hydraulische Berechnung;
  • das Durchmesser der Rohrleitung, die Dicke der Wände, die Fließgrenze des Materials der Wände bei der Dehnung;
  • die Anzahl von Pumpstationen, der Abstand zwischen ihnen und die Leistungsaufnahme.

Zuverlässigkeit der Rohrleitungen

Die Zuverlässigkeit bei der konstruktiven Gestaltung der Rohrleitungen wird durch die Einhaltung der ordnungsgemäßen Fachplanungsnormen gewährleistet. Die Schulung des Personals ist ebenfalls ein Schlüsselfaktor für die lange Lebensdauer, hermetische Dichtheit und Ausfallsicherheit der Rohrleitung. Eine ständige oder regelmäßige Funktionskontrolle der Rohrleitung kann durch die Systeme zur Kontrolle und Erfassung, Steuerung, Regulierung und Automatisierung, durch die individuellen Kontrollgeräte in der Produktion oder durch Schutzvorrichtungen erfolgen.

Zusätzliche Beschichtung der Rohrleitung

Eine korrosionsbeständige Beschichtung wird auf den Außenteil der meisten Rohre aufgetragen, um die zerstörerische Korrosionswirkung der Umgebung zu vermeiden. Beim Umpumpen von korrosiven Medien kann Schutzbeschichtung auch auf die Innenfläche der Rohre aufgetragen werden. Vor der Inbetriebnahme werden alle neuen Rohre, soweit sie für die Förderung von gefährlichen Flüssigkeiten bestimmt sind, auf Defekte und Leckverluste geprüft.

Richtlinien für die Berechnung der Durchflussmenge in der Rohrleitung

Je nach Flüssigkeit kann der Strömungscharakter des Mediums in der Rohrleitung sowie bei der Umfließung eines Hindernisses recht unterschiedlich sein. Zu den wichtigsten Parametern gehört die Zähflüssigkeit des Mediums, definiert durch das Parameter Zähigkeitskoeffizient. Der irländische Physiker und Ingenieur Osborne Reynolds hat 1880 eine Versuchsreihe durchgeführt und als Ergebnis eine dimensionslose Größe ermittelt, die den Strömungscharakter einer zähen Flüssigkeit beschreibt. Man nennt sie Reynolds-Zahl (kurz: Re).

Re = (v·L·ρ)/μ

wo:
ρ — Flüssigkeitsdichte;
v — Stromgeschwindigkeit;
L — typische Länge des Stromelementes;
μ – dynamischer Zähigkeitskoeffizient.

Das heißt, die Reynolds-Zahl bzw. das Reynholds-Kriterium definiert das Verhältnis zwischen den Trägheitskräften und den Zähreibungs-Kräften in einem Flüssigkeitsstrom. Die Wertveränderung dieses Kriteriums widerspiegelt eine Veränderung des Verhältnisses dieser Krafttypen, was sich seinerseits auf den Strömungscharakter der Flüssigkeit auswirkt. In diesem Zusammenhang ist es üblich, je nach der Reynolds-Zahl drei Strömungsregimes zu unterscheiden. Bei Re<2300 beobachtet man den sogenannten laminaren Strom, bei dem sich die Flüssigkeit in dünnen Schichten fortbewegt, die sich miteinander kaum vermischen. Dabei ist allmähliche Beschleunigung des Stromes in der Richtung von den Wänden zu der Mitte zu beobachten. Das weitere Ansteigen der Reynolds-Zahl führt zu einer Destabilisierung dieser Stromstruktur. Dem Wertebereich 2300<Re<4000 entspricht ein Übergangsregime, bei dem manche Schichten sich miteinander zu vermischen beginnen. Bei  Re>4000 erlebt man ein stabiles Regime, gekennzeichnet durch eine regellose Änderung der Stromgeschwindigkeit und der Stromrichtung in jedem einzelnen Punkt. Summarisch ergibt es einen Ausgleich der Stromgeschwindigkeiten im gesamten Volumen. Dieses Regime wird turbulent genannt. Die Reynolds-Zahl hängt vom Druck ab, der von der Pumpe vorgegeben wird, von der Zähflüssigkeit des Mediums bei der Betriebstemperatur sowie von der Größe und Querschnittsform des Rohres, das der Strom durchfließt.

Berechnung und Auswahl von Rohrleitungen. Optimales Rohrdurchmesser

Die Reynolds-Zahl ist ein Ähnlichkeitskriterium für die Strömung einer zähen Flüssigkeit. Das heißt, mit deren Hilfe kann der reale Prozess im kleineren Maßstab imitiert werden, so dass man ihn leichter erforschen kann. Das ist äußerst wichtig, weil es häufig sehr schwer fällt und manchmal sogar völlig unmöglich ist, den Strömungscharakter einer Flüssigkeit in realen Anlagen zu untersuchen, weil diese Anlagen immens groß sind.

Berechnung der Rohrleitung. Berechnung des Rohrdurchmessers

Falls die Rohrleitung nicht wärmegedämmt ist, d.h. ein Wärmeaustausch zwischen dem verlagerten Medium und der Umwelt passieren kann, kann sich die Strömungsart darin selbst bei stabiler Geschwindigkeit (Durchflussmenge) ändern. So etwas ist möglich, falls das umgepumpte Medium am Eingang recht hohe Temperatur hat sowie in einem turbulenten Regime fließt. Bei der Fortbewegung durchs Rohr wird die Temperatur des umgepumpten Mediums nach und nach absinken – wegen der Wärmeverluste an die Umwelt. Dies kann einen Wechsel zum laminaren Strömungsregime oder zum Übergangs-Strömungsregime nach sich ziehen. Die Temperatur, bei der dieser Wechsel vollzogen wird, heißt kritische Temperatur. Der Zähigkeitswert der Flüssigkeit hängt direkt von der Temperatur ab; deshalb wird für derartige Fälle der Parameter „kritische Zähflüssigkeit“ verwendet. Dieser entspricht dem Punkt, in dem es zu einem Wechsel des Strömungsregimes beim kritischen Wert der Reynolds-Zahl kommt:

vkr = (v·D)/Rekr = (4·Q)/(π·D·Rekr)

wo:
νkr – kritische kinematische Zähflüssigkeit;
Rekr – kritischer Wert der Reynolds-Zahl;
D – Rohrdurchmesser;
v – Strömungsgeschwindigkeit;
Q – Durchflussmenge.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Reibung, die zwischen den Rohrwänden und dem sich bewegenden Strom entsteht. Dabei hängt der Reibungskoeffizient im starken Maße von der Rauheit der Rohrwände ab. Der wechselseitige Zusammenhang zwischen dem Reibungskoeffizienten, der Reynolds-Zahl und der Rauheit wird durch das Moody-Diagramm gezeigt, mit dessen Hilfe man einen Parameter ermitteln kann, soweit die beiden anderen Parameter bekannt sind.

Berechnung und Auswahl von Rohrleitungen. Optimales Rohrdurchmesser

Für die Berechnung des Reibungskoeffizienten bei turbulenter Strömung wird auch die Colebrook–White-Formel verwendet. Anhand dieser Formel kann man grafische Darstellungen erzeugen und daraus die Rohrreibungszahl ableiten.

(√λ)-1 = -2·log(2,51/(Re·√λ) + k/(3,71·d))

wo:
k – Koeffizient der Rohrrauheit;
λ – Reibungskoeffizient.

Es gibt auch andere Formeln, um die Reibungsverluste bei der Druckströmung der Flüssigkeit in den Rohren ungefähr zu ermitteln. Die Darcy-Weisbach-Gleichung gehört zu denen, die am häufigsten dafür verwendet werden. Sie stützt sich auf empirische Daten und wird vor allem bei der Simulation von Systemen genutzt. Die Reibungsverluste sind eine Funktion der Geschwindigkeit einer Flüssigkeit und des Rohrwiderstandes gegen die Fortbewegung der Flüssigkeit, was durch den Rauheitswert der Rohrleitungswände zum Ausdruck kommt.

∆H = λ · L/d · v²/(2·g)

wo:
ΔH – Druckverluste;
λ – Reibungskoeffizient;
L – Länge des Rohrabschnittes;
d – Rohrdurchmesser;
v – Strömungsgeschwindigkeit;
g – Fallbeschleunigung.

Für das Wasser werden reibungsbedingte Druckverluste nach der Hazen-Williams-Formel berechnet.

∆H = 11,23 · L · 1/С1,85 · Q1,85/D4,87

wo:
ΔH – Druckverluste;
L – Länge des Rohrabschnittes;
С – Rauheitskoeffizient von Hazen-Williams;
Q – Durchflussmenge;
D – Rohrdurchmesser.

Druck

Betriebsdruck einer Rohrleitung ist der größte Überdruck, bei dem das vorgegebene Betriebsregime der Rohrleitung gewährleistet ist. Die Entscheidung über die Abmessungen der Rohrleitung sowie über die Anzahl von Pumpstationen wird gewöhnlich ausgehend vom Betriebsdruck der Rohre, der Pumpenleistung und den Durchflussmengen getroffen. Der Maximal- und der Minimaldruck der Rohrleitung sowie die Eigenschaften des Arbeitsmediums sind maßgeblich für den Abstand zwischen den Pumpstationen und die erforderliche Leistung.

Der Nenndruck PN ist ein Nennwert, der dem maximalen Druck des Arbeitsmediums bei 20 °C entspricht, bei dem längerer Betrieb der Rohrleitung mit den vorgegebenen Maßen möglich ist.

Mit steigender Temperatur sinkt die Belastbarkeit des Rohres und als Folge auch der zulässige Überdruck. Der Wert Pezul zeigt den höchstzulässigen Überdruck im Rohrleitungssystem beim Anstieg der Betriebstemperatur.

Grafische Darstellung der höchstzulässigen Überdruckwerte:

Berechnung und Auswahl von Rohrleitungen. Optimales Rohrdurchmesser

Berechnung des Druckabfalls in der Rohrleitung

Der Druckabfall in der Rohrleitung wird nach folgender Formel berechnet:

∆p = λ · L/d · ρ/2 · v²

wo:
Δp – Druckgefälle am Rohrabschnitt;
L – Länge des Rohrabschnittes;
λ – Reibungskoeffizient;
d – Rohrdurchmesser;
ρ – Dichte des umgepumpten Mediums;
v – Strömungsgeschwindigkeit.

Transportierte Arbeitsmedien

Die Rohre werden am häufigsten für den Transport von Wasser genutzt, können jedoch auch für die Fortbewegung von Schlämmen, Suspensionen, Dampf etc. verwendet werden. In der Erdölbranche dienen die Rohrleitungen dem Umpumpen einer breiten Palette von Kohlenwasserstoffen und deren Mischungen, die sich in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften stark unterscheiden. Das Rohöl kann über große Entfernungen transportiert werden: von den Vorkommen auf dem Festland bzw. von den Öltürmen auf dem Schelf  bis zu den Terminals, Zwischenpunkten und Ölraffinerien.

Über die Rohrleitungen werden auch befördert:

  • Erdölprodukte wie Benzin, Flugtreibstoff, Petroleum, Diesel, Heizöl etc.;
  • petrochemische Rohstoffe: Benzol, Styrol, Propylen etc.;
  • aromatische Kohlenwasserstoffe: Xylol, Toluol, Kumol etc.;
  • verflüssigter Öltreibstoff: etwa verflüssigtes Erd- oder Erdölgas, Propan (Gase mit Standardtemperatur und –druck, jedoch unter Druck verflüssigt);
  • Kohlendioxid, Flüssigammoniak (werden unter Druckeinwirkung als Flüssigkeiten befördert);
  • Bitumen und zähflüssiger Treibstoff sind zu zähflüssig für die Beförderung über Rohrleitungen. Deshalb werden Öldestillatfraktionen für die Verflüssigung dieser Rohstoffe genutzt. Somit bekommt man solche Mischungen, die sich über Rohrleitungen transportieren lassen;
  • Wasserstoff (über kleine Entfernungen).

Qualität des beförderten Mediums

Physikalische Eigenschaften und Parameter der beförderten Medien bestimmen weitgehend die Entwurfs- und Betriebsparameter der Rohrleitung. Spezifisches Gewicht, Komprimierbarkeit, Temperatur, Viskosität, Erstarrungspunkt und Dampfdruck sind die wichtigsten Parameter des Arbeitsmediums, die zu berücksichtigen sind.

Spezifisches Gewicht einer Flüssigkeit ist deren Gewicht pro Volumenseinheit. Viele Gase werden unter erhöhtem Druck über Rohrleitungen transportiert, wobei manche Gase nach dem Erreichen bestimmter Druckwerte sich sogar verflüssigen können. Deshalb gilt der Komprimierungsgrad des Mediums als kritischer Parameter für die Auslegung von Rohrleitungen und Festlegung deren Durchflusskapazität.

Die Temperatur wirkt sich auf die Leistung der Rohrleitung indirekt und direkt aus. Das kommt darin zum Ausdruck, dass mit steigender Temperatur der Flüssigkeitsumfang sich vergrößert – vorausgesetzt, dass der Druck stabil bleibt. Die Senkung der Temperatur kann ebenfalls sowohl die Leistung als auch den gesamten Wirkungsgrad des Systems beeinflussen. Gewöhnlich wird das Absinken der Temperatur der Flüssigkeit durch die Zunahme deren Zähflüssigkeit begleitet, was einen zusätzlichen Reibungswiderstand an der inneren Rohrwand verursacht und somit mehr Energie für das Umpumpen der gleichen Flüssigkeitsmenge verlangt. Sehr zähflüssige Medien sind empfindlich gegenüber  Schwankungen von Betriebstemperatur. Die Zähflüssigkeit ist die Widerstandsfähigkeit des Mediums gegenüber der Strömung und wird in Zentistokes (cSt) gemessen. Die Zähflüssigkeit ist maßgeblich nicht nur für die Auswahl der Pumpe, sondern auch für den Abstand zwischen den Pumpstationen.

Sobald die Medium-Temperatur unter den Punkt des Fließbarkeitsverlustes absinkt, wird der Betrieb der Rohrleitung unmöglich. Um sie wieder funktionsfähig zu machen, greift man zu  folgenden Optionen:

  • die Erwärmung des Mediums oder die Wärmedämmung zwecks Haltung der Betriebstemperatur des Mediums über dessen Fließgrenze;
  • die Veränderung der chemischen Zusammensetzung des Mediums, bevor es in die Rohrleitung gelangt;
  • die Verdünnung des beförderten Mediums mit Wasser.

Typen von Fernleitungsrohren

Die Fernleitungsrohre werden in geschweißter oder nahtloser Ausfertigung angeboten. Die nahtlosen Stahlrohre werden ohne geschweißte Längsnahte hergestellt, und zwar als Stahlabschnitte mit Wärmebehandlung zum Erreichen der gewünschten Maße und Eigenschaften. Für die geschweißten Rohre werden mehrere Produktionsprozesse benötigt. Diese beiden Typen unterscheiden sich durch die Anzahl der Längsnähte im Rohr sowie durch die Art der verwendeten Schweißausrüstungen. Für das petrochemische Anwendungsgebiet ist das geschweißte Stahlrohr der am häufigsten verwendete Rohrtyp.

Jeder Rohrabschnitt wird in Form von geschweißten Sektionen zusammen verbunden, so dass daraus eine Rohrleitung entsteht. In den Fernleitungen werden außerdem je nach Anwendungsgebiet Rohre aus Glasfasern, aus aller Art von Kunststoffen, aus Asbestzement etc. verwendet.

Für das Verbinden direkter Rohrabschnitte sowie für die Übergänge zwischen den Rohrleitungsabschnitten unterschiedlichen Durchmessers werden extra vorgefertigte Verbindungselemente (Krümmer, Abzweigstücke, Verschlüsse) genutzt.

Berechnung und Auswahl von Rohrleitungen. Optimales Rohrdurchmesser

Für die Montage einzelner Rohrleitungsteile und Fittings werden Spezialverbindungen verwendet:

Berechnung und Auswahl von Rohrleitungen. Optimales Rohrdurchmesser

Anwendung der einzelnen Verbindungsarten:

Schweißverbindung ist eine unlösbare Verbindung, die für alle Druck- und Temperaturwerte geeignet ist.
Flanschverbindung ist eine lösbare Verbindung, die bei hohen Druck- und Temperaturwerten zur Anwendung kommt.
Gewindeverbindung ist eine lösbare Verbindung, die bei mittleren Druck- und Temperaturwerten zur Anwendung kommt.
Muffenverbindung ist eine lösbare Verbindung, die bei niedrigen Druck- und Temperaturwerten zur Anwendung kommt.

Die Ovalität und die Abweichungen der Wanddicke dürfen die höchstzulässige Abweichung von Wanddurchmesser und – dicke nicht überschreiten.

Temperaturbedingte Verlängerung der Rohrleitung

Wenn die Rohrleitung unter Druck steht, wird deren gesamte Innenfläche der Einwirkung einer gleichmäßig verteilten Last ausgesetzt. Dadurch entstehen innere Längsbeanspruchungen im Rohr sowie zusätzliche Belastungen der Endstützen. Die Temperaturschwankungen wirken sich auch auf die Rohrleitung aus und führen zur Änderung der Rohmasse. Die Beanspruchungen in einer befestigten Rohrleitung bei Temperaturschwankungen können die höchstzulässigen Werte überschreiten und eine übermäßige Spannung verursachen. Diese Überspannung gefährdet die Festigkeit der Rohre sowohl beim Rohrwerkstoff als auch bei den Flanschverbindungen. Eine Temperaturschwankung des umgepumpten Mediums erzeugt außerdem eine Temperaturspannung in der Rohrleitung, die sich auf die Armatur, Pumpenstation etc. übertragen kann. Dies kann eine Enthermetisierung der Rohrverbindungsstellen sowie den Ausfall der Armatur und anderer Elemente verursachen.

Dimensionierung der Rohrleitung bei Temperaturänderungen

Die Änderungen der linearen Maße der Rohrleitung bei einer Temperaturänderung  werden nach folgender Formel berechnet:

∆L = a·L·∆t

a – Koeffizient der Temperaturdehnung, mm/(m°C) (Siehe die Tabelle unten);
L – Länge der Rohrleitung (Abstand zwischen unbeweglichen Stützen), m;
Δt – Differenz zwischen der Maximal- und der Minimaltemperatur des umgepumpten Mediums, °С.

Tabelle der linearen Dehnung von Rohren aus verschiedenen Werkstoffen

Werkstoff Koeffizient der linearen Dehnung, mm/(m°C)
Gusseisen 0,0104
Rostfreier Stahl 0,011
Schwarzer und verzinkter Stahl 0,0115
Kupfer 0,017
Messing 0,017
Aluminium 0,023
Metallkunststoff 0,026
Polyvinylchlorid (PVC) 0,08
Polybutylen (PB) 0,13
Polypropylen (PP-R 80, PN 10, PN 20) 0,15
Polypropylen (PP-R 80, PN 25, Aluminium) 0,03
Polypropylen (PP-R 80, PN 20, Glasfasern) 0,035
Vernetztes Polyethylen (PEX) 0,024

Bei den angeführten Zahlen handelt es sich um Durchschnittswerte für die aufgelisteten Werkstoffe. Deshalb sollte man für die Berechnung von Rohrleitungen aus anderen Werkstoffen die Angaben aus dieser Tabelle nicht zugrunde legen. Es wird empfohlen, bei der Berechnung der Rohrleitung den linearen Dehnungskoeffizienten zu nutzen, der vom Rohrherstellerwerk in der begleitenden technischen Stückliste oder im Datenblatt angegeben werden.

Die Temperaturdehnung der Rohrleitungen behebt man mit Hilfe von speziellen Ausgleichsabschnitten der Rohrleitung oder mittels Ausgleichelementen, die aus elastischen oder beweglichen Teilen bestehen können.

Di Ausgleichsabschnitte bestehen aus elastischen direkten Teilen der Rohrleitung, die senkrecht zueinander angeordnet sind und mit Hilfe von Abzweigungen befestigt werden. Bei der Temperaturdehnung wird die Vergrößerung des einen Teils durch eine Biegungsverformung eines anderen flachen Teils oder durch die räumliche Biegungs- und Drehverformung ausgeglichen. Falls die Rohrleitung die Temperaturdehnung selber ausgleicht, heißt es Eigenkompensation.

Dem Ausgleich dienen auch elastische Abzweigungen. Die Dehnung wird teilweise durch die Elastizität der Abzweigungen kompensiert, der andere Teil wird durch die elastischen Eigenschaften jenes Abschnittes behoben, der sich hinter der Abzweigung befindet. Die Kompensatoren werden dort aufgestellt, wo man keine Ausgleichsabschnitte verwenden kann oder die Eigenkompensation der Rohrleitung unzureichend ist.

Nach konstruktiver Ausführung und Funktionsweise gibt es vier verschiedene Arten von Kompensatoren: U-förmige, linsenartige, wellenförmige und stoffbuchsenartige. In der Praxis werden recht oft flache Kompensatoren mit L-, Z- oder U-Form verwendet. Bei den räumlichen Kompensatoren handelt es sich gewöhnlich um zwei flache, gegenseitig senkrechte Abschnitte mit einem gemeinsamen Arm. Die elastischen Kompensatoren werden aus Rohren oder elastischen Scheiben bzw. aus Rohrmembranen (Siphonen) hergestellt.

Ermittlung des optimalen Durchmessers der Rohrleitungen

Optimales Durchmesser der Rohrleitung lässt sich auf der Grundlage von technisch-ökonomischen Berechnungen ermitteln. Die Maße der Rohrleitung - einschließlich der Maße und Funktionsfähigkeiten verschiedener Komponenten als auch der vorgeschriebenen Betriebsbedingungen – werden durch die Beförderungsleistung des Systems bestimmt. Die Rohre größeren Durchmessers  sind geeignet für einen intensiveren Massenstrom des Mediums, vorausgesetzt dass die anderen Komponenten im System ordnungsgemäß berechnet und ausgewählt worden sind. Normalerweise je länger der Abschnitt des Fernleitungsrohres zwischen den Pumpstationen, desto größeres Druckgefälle braucht man in der Rohrleitung. Außerdem kann eine Änderung der physikalischen Parameter des umgepumpten Mediums (Viskosität etc.) sich auch stark auf den Druck in der Fernleitung auswirken.

Optimale Größe ist die kleinste passende Rohrgröße für die konkrete Anwendung, die zugleich während der gesamten Lebensdauer des Systems wirtschaftlich effizient bleibt.

Die Formel für die Berechnung der Rohrleistung:

Q = (π·d²)/4 · v

Q – Durchflussmenge der umgepumpten Flüssigkeit;
d – Durchmesser der Rohrleitung;
v – Strömungsgeschwindigkeit.

In der Praxis werden für die Berechnung des optimalen Durchmessers der Rohrleitung die optimalen Geschwindigkeitswerde des umgepumten Mediums verwendet, entnommen aus  den Auskunftsinformationen, die anhand von Versuchsdaten zusammengestellt wurden:

Umgepumptes Medium Wertebereich der optimalen Geschwindigkeit in der Rohrleitung, m/s
Flüssigkeiten Selbstlauf:
Zähige Flüssigkeiten 0,1 – 0,5
Wenig zähige Flüssigkeiten 0,5 – 1
Beförderung durch Pumpe:
Einsaugseite 0,8 – 2
Förderseite 1,5 – 3
 
Gase Natürlicher Zug 2 – 4
Kleindruck 4 – 15
Großdruck 15 – 25
 
Dämpfe Heißdampf 30 – 50
Gesättigter Dampf unter Druck:
über 105 Pa 15 – 25
(1 – 0,5) · 105 Pa 20 – 40
(0,5 – 0,2) · 105 Pa 40 – 60
(0,2 – 0,05) · 105 Pa 60 – 75

Daraus leiten wir die Formel für die Berechnung des optimalen Rohrdurchmessers ab:

dо = √((4·Q) / (π·vо))

Q – vorgegebene Durchflussmenge der umgepumpten Flüssigkeit;
d – optimales Durchmesser der Rohrleitung;
v – optimale Strömungsgeschwindigkeit.

Bei hoher Strömungsgeschwindigkeit werden gewöhnlich Rohre kleineren Durchmessers verwendet. Somit spart man die Kosten für die Beschaffung der Rohrleitung, für deren Wartung und Montage (Bezeichnen wir diese Kosten K1). Mit Steigerung der Geschwindigkeit steigen auch die Reibungsverluste sowie die Verluste bei den lokalen Widerständen. Dies führt zu höheren Kosten für das Umpumpen der Flüssigkeit (K2).

Für die Rohrleitungen großen Durchmessers werden die Kosten K1 höher liegen und die Betriebskosten K2 niedriger. Wenn man die Werte K1 und K2 addiert, bekommt man die allgemeinen Mindestkosten K sowie das optimale Durchmesser. Die Kosten K1 und K2 beziehen sich in diesem Fall auf dieselbe Zeitspanne.

Die Berechnung bzw. die Formel der Investitionskosten für die Rohrleitung

K1 = (m·Cmm·Km)/n

m – die Masse der Rohrleitung, t;
Cm – die Kosten pro 1 Tonne, Rbl./t;
Km – der Koeffizient, der den Preis der Montagearbeiten erhöht, zum Beispiel 1,8;
n – Lebensdauer, Jahre.

Die angegebenen Betriebskosten sind mit dem Stromverbrauch verbunden:

K2 = 24·N·nTage·CE Rbl./Jahr

N – Leistung, kW;
nTage – Zahl der Arbeitstage im Jahr;
СE – Kosten pro eine kW-Stunde Energie, Rbl./kW *h.

Formeln für die Bestimmung der Rohrleitungsmaße

Hier als Beispiele allgemeine Formeln zur Dimensionierung der Rohre ohne Berücksichtigung der möglichen zusätzlichen Einwirkungsfaktoren (z.B. Erosion, schwebende Festteilchen etc.):

Bezeichnung Gleichung Mögliche Einschränkungen
Flüssigkeits- oder Gasströmung unter Druck
Reibungsbedingte Druckverluste
Darcy-Weisbach
d = 12·[(0,0311·f·L·Q2)/(hf)]0,2 Q – umfangmäßige Durchflussmenge, Gal/min;
d – Innendurchmesser des Rohres;
hf – reibungsbedingte Druckverluste;
L – Länge der Rohrleitung, Fuss (ft);
f – Reibungskoeffizient;
V – Strömungsgeschwindigkeit.
Gleichung der allgemeinen Flüssigkeitsströmung d = 0,64·√(Q/V) Q – umfangmäßige Durchflussmenge, Gal/min;
Größe der Einsauglinie der Pumpe zur Einschränkung der reibungsbedingten Druckverluste d = √(0,0744·Q) Q – umfangmäßige Durchflussmenge, Gal/min;
Gleichung der allgemeinen Gasströmung d = 0,29·√((Q·T)/(P·V)) Q – umfangmäßige Durchflussmenge, ft³/min
T – Temperatur, K
Р – Druck Fuss/Zoll² (abs.);
V – Geschwindigkeit
Selbstlaufströmung
Manning-Gleichung zur  Berechnung des Rohrdurchmessers für die maximale Strömung d = [1525 · (Q·n)/√S]0,375 Q – umfangmäßige Durchflussmenge;
n – Rauheitskoeffizient;
S – Neigung.
Froude-Zahl: das Verhältnis von Trägheitskräften zu Schwerekräften Fr = V / √[(d/12) · g] g – Fallbeschleunigung;
v – Strömungsgeschwindigkeit;
L – Rohrlänge oder – durchmesser.
Dampf und Verdampfung
Gleichung zur Ermittlung des Rohrdurchmessers für den Dampf d = 1,75·√[(W·v_g·x) / V] W – Massendurchflussmenge;
Vg – Anteil des gesättigten Dampfes;
x – Dampfqualität;
V – Geschwindigkeit.

Optimale Geschwindigkeit der Strömung für verschiedene Rohrleitungssysteme

Optimale Rohrgröße wird so ausgewählt, dass die Kosten für die Beförderung des Mediums durch die Rohrleitung sowie die Rohrkosten minimal sind. Man sollte jedoch auch die Geschwindigkeitseinschränkungen berücksichtigen. Manchmal hat die Größe der Rohrleitungslinie den Anforderungen des technologischen Prozesses zu entsprechen. Häufig ist die Größe der Rohrleitung auch mit dem Druckgefälle verbunden. Bei den vorläufigen Entwurfsberechnungen, wo die Druckverluste nicht berücksichtigt werden, wird die Größe der technologischen Rohrleitung anhand der zulässigen Geschwindigkeit ermittelt.

Falls in der Rohrleitung Änderungen der Strömungsrichtung zu verzeichnen sind, das führt zur beachtlichen Steigerung der der Lokaldruckwerte an der Oberfläche senkrecht zur Strömungsrichtung. Eine derartige Steigerung ist die Funktion der Flüssigkeitsgeschwindigkeit und –dichte sowie des Ausgangsdrucks. Da die Geschwindigkeit umgekehrt proportional zum Durchmesser ist, erfordern die Hochgeschwindigkeitsflüssigkeiten besonderes Augenmerk bei der Auswahl der Größe und Konfiguration der Rohrleitung. Die optimale Rohrgröße (etwa für die Schwefelsäure) schränkt die Geschwindigkeit des Mediums bis auf den Wert, bei dem es zu keiner Korrosion der Wände in den Rohrkrümmern kommt. Auf diese Weise wird die Beschädigung der Rohrstruktur vermieden.

Flüssigkeits-Selbstlauf

Die Dimensionierung der Rohrleitung fällt im Falle eine Selbstlauf-Strömung recht schwer. Die Bewegungsart kann bei solcher Strömungsform in Rohr einphasig (Vollrohr) oder zweiphasig (teilweise Füllung) sein. Ein zweiphasiger Strom bildet sich in dem Fall, wenn im Rohr Flüssigkeit und Gas gleichzeitig vorhanden sind.

Je nach dem Verhältnis zwischen Flüssigkeit und Gas und deren Geschwindigkeiten kann sich die Beschaffenheit des zweiphasigen Stroms vom Bläschen-Regime bis zum dispersen Regime variieren.

Berechnung und Auswahl von Rohrleitungen. Optimales Rohrdurchmesser

Die Treibkraft für die Flüssigkeit beim Selbstfließen stammt von der Höhendifferenz  zwischen dem Anfangs- und Endpunkt, wobei die obligatorische Bedingung darin besteht, dass der Anfangspunkt höher liegt als der Endpunkt. Mit anderen Worte: das vorhandene Gefälle bestimmt die Differenz der potentiellen Energie der Flüssigkeit in diesen Lagen. Dieser Parameter wird ebenfalls bei der Auswahl der Rohrleitung berücksichtigt. Darüber hinaus wirken sich auf die Treibkraftgröße auch die Druckwerte im Anfangs- und Endpunkt. Die Vergrößerung des Druckgefälles zieht eine höhere Geschwindigkeit  des Flüssigkeitsstromes nach sich, was seinerseits gestattet, eine Rohrleitung kleineren Durchmessers auszuwählen und umgekehrt.

Falls der Endpunkt unter Druck an das System angeschlossen ist – beispielweise  an eine Destillatkolonne – ist der äquivalente Druck von der vorhandenen Höhendifferenz zu subtrahiere, um den real erzeugten effektiven Differentialdruck einschätzen zu können. Falls der Anfangspunkt der Rohrleitung unter Druck steht, ist dessen Einwirkung auf den allgemeinen Differentialdruck bei der Auswahl der Rohrleitung auch zu berücksichtigen. Die endgültige Auswahl der Rohre erfolgt unter Verwendung des Differentialdrucks, der all die oben aufgezählten Faktoren berücksichtigt und sich nicht allein auf das Höhengefälle zwischen dem Anfangs- und Endpunkt stützt.

Strom heißer Flüssigkeit

In den technologischen Anlagen wird man gewöhnlich mit verschiedenen Problemen konfrontiert betreffend den Umgang mit Heiß- und Wirbelmedien. Die Hauptursache besteht meistens in der Verdampfung eines Teils des Heißflüssigkeits-Stroms, d.h. in der Phasenumwandlung der Flüssigkeit in den Dampf innerhalb der Rohrleitung oder der Ausrüstungen. Ein typisches Beispiel ist die Kavitation der Zentrifugalpumpe, begleitet durch das punktuelle Aufkochen der Flüssigkeit mit anschließender Dampfbläschenbildung (Dampfkavitation) oder der Ausscheidung aufgelöster Gase in die Bläschen (Gaskavitation).

Größer dimensionierte Rohrleitung ist zu bevorzugen wegen der Senkung der Strömungsgeschwindigkeit im Vergleich zu einer Rohrleitung kleineren Durchmessers bei der ständigen Durchflussmenge, bedingt durch das Erreichen eines höheren NPSH-Wertes an der Einsauglinie der Pumpe. Andere mögliche Ursachen für die Entstehung von Kavitation beim Druckverlust sind die Punkte des plötzlichen Wechsels der Strömungsrichtung oder der Größenreduzierung der Rohrleitung. Das entstehende Dampf-Gas-Gemisch behindert das Passieren des Stroms und kann zu Rohrleitungsschäden führen. Das macht das Kavitations-Phänomen im höchsten Maße unerwünscht beim Betrieb der Rohrleitung.

Umgehungsleitung für die Ausrüstungen und Geräte

Die Ausrüstungen und Geräte – insbesondere jene, die starke Druckschwankungen verursachen können (d.h. Wärmetauscher, Regelventile etc.) – werden mit Umgehungsleitungen versehen, damit der Prozess auch während der Wartungsarbeiten ununterbrochen weiterlaufen kann. Solche Rohrleitungen haben gewöhnlich zwei Überlaufventile, eingebaut in die Linie der Anlage, sowie ein Ventil zur Regulierung des Stroms parallel zu dieser Anlage.

Beim Normalbetrieb bekommt der Flüssigkeitsstrom beim Passieren der Hauptbaugruppen des Apparats zusätzlichen Druckabfall zu spüren. Dementsprechende wird der Förderdruck berechnet, der durch die angeschlossenen Ausrüstungen – etwa durch die Zentrifugalpumpe – erzeugt wird. Die Pumpe wird ausgehend vom allgemeinen Druckgefälle in der Anlage ausgewählt. Während der Bewegung durch die Umgehungsleitung fehlt dieses zusätzliche Druckgefälle, wobei die eingeschaltete Pumpe einen Strom der bisherigen Kraft einpresst – gemäß deren Betriebsparametern. Um Unterschiede in der Beschaffenheit des Stroms  durch den Apparat und durch die Umgehungslinie zu vermeiden,  wird empfohlen, eine Umgehungslinie kleinerer Größe mit einem Regelventil zu verwenden. Dann wird der erzeugte Druck der Hauptanlage äquivalent sein.

Probenahmelinie

Gewöhnlich wird eine kleine Menge Flüssigkeit für die Analyse genommen, um deren Zusammensetzung zu bestimmen. Die Entnahme kann in jeder Prozessphase erfolgen: zur Bestimmung der Zusammensetzung der Rohstoffe, des Zwischen- oder Fertigproduktes bzw. des beliebigen beförderten Stoffes (Abwasser, Wärmeträger etc.) Die Größe des Abschnitts der Rohrleitung, wo die Proben entnommen werden, hängt normalerweise vom Typ des analysierten Arbeitsmediums und der Lage der Probeentnahmestelle ab.

Zum Beispiel für Gase reichen bei hohen Druckwerten kleine Rohrleitungen für die Entnahme der nötigen Anzahl von Mustern aus. Die Vergrößerung des Durchmessers der Probenahmelinie wird es gestatten, den Anteil des für Analysezwecke entnommenen Mediums zu verkleinern, jedoch lässt sich solche Probenahme schwer kontrollieren. Eine kleine  Probenahmelinie passt andererseits schlecht für die Analyse verschiedener Suspensionen, in denen Festteilchen den fließenden Teil verstopfen können. Somit hängt die Größe der Probenahmelinie für die Analyse von Suspensionen weitgehend von der Größe der Festteilchen und der Parameter des Mediums ab. Ähnliche Schlussfolgerungen sind auch für zähe Flüssigkeiten anwendbar.

Bei der Auswahl der Rohrleitungsgröße für die Entnahme von Proben werden gewöhnlich berücksichtigt:

  • die Parameter der zu entnehmenden Flüssigkeit;
  • die Verluste des Arbeitsmediums bei der Probenahme;
  • die Sicherheitsvorschriften während der Probenahme;
  • die Bedienungsfreundlichkeit;
  • die Lage der Probenahmestelle.

Zirkulation der Kühlflüssigkeit

Für die Rohrleitungen mit zirkulierender Kühlflüssigkeit sind hohe Geschwindigkeiten vorzuziehen. Dies erklärt sich vor allem dadurch, dass die Kühlflüssigkeit im Kühlturm der Einwirkung von Sonnenlicht ausgesetzt ist; somit werden  Voraussetzungen für die Bildung einer algenhaltigen Schicht geschaffen. Ein Teil dieses algenhaltigen Volumens gelangt in die zirkulierende Kühlflüssigkeit. Bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit beginnen die Algen  in der Rohrleitung zu wachsen; als Ergebnis entstehen nach kurzer Zeit Schwierigkeiten für die Zirkulation der Kühlflüssigkeit sowie für deren Gelangen in den Wärmetauscher. In diesem Fall wird eine hohe Zirkulationsgeschwindigkeit empfohlen, um die Bildung von Algenstaus in der Rohrleitung zu vermeiden. Intensiv zirkulierende Flüssigkeit findet gewöhnlich Anwendung in der chemischen Industrie. Dafür braucht man Rohrleitungen großen Durchmessers und großer Länge, damit die Einspeisung verschiedener Wärmetausch-Apparate gewährleistet ist.

Überfüllung des Behälters

Die Behälter werden aus folgenden Gründen mit Überlaufrohren versehen:

  • die Vermeidung der Flüssigkeitsverluste (die überflüssige Flüssigkeit kommt in einen anderen Behälter, anstelle aus dem ursprünglichen Behälter zu überschwappen);
  • die Verhinderung der Verluste unerwünschter Flüssigkeiten durch das Überlaufen aus dem Behälter;
  • die Haltung eines bestimmten Flüssigkeitsniveaus in den Behältern.

In allen oben erwähnten Fällen sind die Überlaufrohre für den höchstzulässigen Flüssigkeitsstrom gedacht, der in den Behälter kommt, unabhängig von der Durchflussmenge am Ausgang. Die anderen Prinzipien der Rohrauswahl sind ähnlich der Auswahl von Rohrleitungen für selbstfließende Flüssigkeiten – d.h. je nach der zugänglichen vertikalen Höhe zwischen dem Anfang- und Endpunkt der Überlaufleitung.

Der höchste Punkt des Überlaufrohres, der zugleich dessen Anfangspunkt ist, befindet sich  an der Behälterverbindungsstelle (Überlaufstutzen des Behälters) gewöhnlich beinahe an der obersten Stelle, während der niedrigste Endpunkt sich an der Ablaufrinne ganz nah zur Erdoberfläche liegen kann. Dier Überlauflinie kann sich jedoch auch an einer höheren Markierung befinden. In diesem Fall wird der Differentialdruck niedriger sein.

Schlammstrom

Im Bergbau wird das Erz gewöhnlich an schwer zugänglichen Stellen gefördert, wo es in der Regel keinen Bahn- oder Autoverkehrsanschluss gibt.  Für derartige Situationen gilt die hydraulische Beförderung von Medien mit Festteilchen als am günstigsten – auch wenn die bergmännischen Aufbereitungsanlagen ziemlich weit entfernt sind. Die Schlammrohrleitungen kommen in verschiedenen Industriegebieten zur Anwendung,  um feste Medien in zerkleinerter Form zusammen mit der Flüssigkeit zu transportieren. Solche Rohrleitungen bewährten sich als wirtschaftlich besonders sparsam gegenüber den anderen Methoden für den Transport von festen Medien in großen Mengen. Außerdem gehört zu deren Vorteilen ausreichende Sicherheit (es entfallen mehrere Transportarten) und Umweltfreundlichkeit.

Die Suspensionen und die Gemische von Schwebestoffen in den Flüssigkeiten werden in einem Zustand des regelmäßigen Durchmischens gehalten, um die Homogenität aufrechtzuerhalten. Sonst kommt es zur Aufschichtung, bei der die Schwebeteilchen je nach physikalischen Eigenschaften  an die Oberfläche der Flüssigkeit aufschwimmen oder sich am Boden absetzen. Das Durchmischen wird durch die Ausrüstungen gewährleistet, etwa durch einen Behälter mit Mischer, während in den Rohrleitungen dies durch die Aufrechterhaltung turbulenter Bedingungen der Bewegung des Mediumstroms erreicht wird.

Die Senkung der Strömungsgeschwindigkeit beim Transport von Teilchen, die in der Flüssigkeit schweben, ist nicht wünschenswert, weil im Strom der Prozess der Phasenaufteilung beginnen kann. Das kann zur Verstopfung der Rohrleitung und einer Änderung der Konzentration des transportierten Feststoffes im Strom führen. Intensives Durchmischen  im Stromvolumen wird durch das turbulente Fließregime gefördert.

Andererseits führt die übermäßige Verkleinerung der Rohrleitung ebenfalls oft zu deren Verstopfung. Deshalb ist die Dimensionierung der Rohrleitung ein wichtiger und verantwortungsvoller Schritt, der vorherige Analyse und Berechnungen erfordert. Jeder Einzelfall ist individuell zu prüfen, weil verschiedene Schlämme sich bei verschiedenen Geschwindigkeiten der Flüssigkeit unterschiedlich verhalten.

Reparatur der Rohrleitungen

Beim Betrieb der Rohrleitung können darin verschiedene Verluste entstehen, die zur Unterhaltung der Funktionsfähigkeit des Systems unverzüglich zu beheben sind. Die Reparatur der Fernrohrleitung kann mit verschiedenen Methoden erfolgen. Dies kann sowohl die Auswechslung eines ganzen Rohrsegmentes oder eines kleinen Abschnittes, in dem es zu Lecks gekommen ist, als auch das Ausflicken des bestehenden Rohres sein. Bevor jedoch die eine oder andere Reparaturart ausgewählt wird, sind die Ursachen der Entstehung von Lecks sorgfältig zu untersuchen. In einzelnen Fällen braucht man nicht eine einfache Reparatur, sondern die Änderung der Rohrroute, um erneute Rohrschäden zu vermeiden.

Die erste Etappe der Reparaturarbeiten ist die Lagefeststellung des Rohrabschniites, wo das Eingreifen erforderlich ist. Dann wird je nach Rohrleitungstyp  die Liste der erforderlichen Ausrüstungen und Maßnahmen ermittelt, die notwendig sind, um das Leck zu beseitigen, sowie werden die notwendigen Dokumente und Genehmigungen gesammelt, falls der zu reparierende Rohrabschnitt sich auf dem Gelände eines anderen Eigentümers befindet. Da die meisten Rohre unter der Erde verlegt sind, kann es erforderlich machen, einen Rohrteil rauszuholen. Anschließend wird die Beschichtung der Rohrleitung auf deren Allgemeinzustand geprüft. Danach wird ein Teil der Beschichtung entfernt, um die Reparaturarbeiten direkt am Rohr durchzuführen. Nach der Reparatur können verschiedene Prüfungsmaßnahmen durchgeführt werden: Ultraschalltest, Farbeindringprüfung, Magnet- und Pulverfehlerprüfung etc.

Obwohl manche Reparaturarbeiten das vollständige Abschalten der Rohrleitung erfordern, oft reicht eine vorübergehende Arbeitspause, um den zu reparierenden Abschnitt zu isolieren oder einen Umgehungsweg vorzubereiten. Aber in den meisten Fällen werden die Reparaturarbeiten bi vollständiger Abschaltung der Rohrleitung durchgeführt. Die Isolierung eines Rohrleitungsabschnittes kann mit Hilfe von Schlussflanschen oder Absperrventilen erfolgen. Danach werden die notwendigen Ausrüstungen installiert und unmittelbar die Reparatur gemacht. Die Reparaturarbeiten werden am beschädigten Abschnitt – mediumfrei und drucklos - durchgeführt. Nach Abschluss der Reparatur werden die Verschlüsse aufgemacht und die Ganzheitlichkeit der Rohrleitung wiederhergestellt.


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