Schlauchlining mit Dampfhärtung. Umfrageergebnisse zur Anwendung im Sammlerbereich

03.04.2007

Die noch relativ junge Variante des Schlauchlining mit Dampfaushärtung hat seine Marktposition in jüngster Zeit verbessert und hat sich mit seinen verfahrensspezifischen Vorteilen eine weiter ausbaufähige Position verschafft. Die Technikfamilie des Schlauchlining ist in der Fachwelt als die universell einsetzbare Gruppe von Sanierungsverfahren bekannt. Sie gehört zu den Renovierungsverfahren, die in der Regel mindestens Haltungsweise unter vollständiger oder teilweiser Einbeziehung ihrer ursprünglichen Substanz eingesetzt werden1. In der Vergangenheit haben die Systementwickler immer neue Varianten, sei es das Material, den Einbau oder die Aushärtung betreffend, auf den Markt gebracht, um damit die führende Position dieser Technik aufrecht zu erhalten.

Über die allgemeine Definition des Schlauchlining hinaus gibt es aus diesem Grund inzwischen eine Vielzahl von Unterschieden bei den einzelnen Verfahrensvertretern, die selbst dem Experten nicht alle auf Anhieb bekannt sind und ihm deshalb oft die richtige Wahl des Verfahrens erschweren. Aus diesem Grund hat der Verfasser dieses Artikels in verschiedenen Umfragen zum Thema "Schlauchlining" versucht, einen möglichst vollständigen Überblick über die Unterschiede der Verfahren und ihrer Anwendung zu erhalten. Die hier vorgestellte Tabelle ist das Ergebnis einer ersten kompletten Umfrage aller namhaften, in Deutschland eingesetzten Schlauchlining-Verfahren mit Dampfhärtung im Sammlerbereich, d. h. in der Regel > DN 200 mm. Sie stellt die Material- und Einbauunterschiede nebeneinander und dient damit als Hilfestellung bei der Auswahl des geeigneten Verfahrens. Außerdem werden erstmals verbindliche Angaben der Unternehmen bezüglich ihrer Jahreseinbau- sowie ihrer gesamten Einbauleistungen dieser Variante nebeneinander gestellt.
Dampfhärtung
Die unterschiedlichen, bei der Kanalsanierung eingesetzten Harze werden grundsätzlich verschieden ausgehärtet: „Die UP - und VE - Harze werden durch Zugabe von geeigneten Katalysatoren polymerisiert. Da in den meisten Fällen monomere Bestandteile, wie z.B. Styrol, im Harz enthalten sind, erfolgt die Überführung des UP - Harzes in den gesättigten Zustand durch eine Mischpolymerisation. Bei der Härtung der EP - Harze handelt es sich nicht um eine Polymerisation, sondern um eine Polyaddition. Hierzu werden spezielle Härtersysteme eingesetzt, die bei Umgebungstemperatur reagieren, jedoch durch Wärmezufuhr beschleunigt werden können. Diese sind im Gegensatz zu den sog. "kalthärtenden" UP - und PUR - Systemen für den hier behandelten Geltungsbereich ausdrücklich zugelassen.“ 2
Bei den im Schlauchlining eingesetzten Härteverfahren unterscheidet man zwischen der
  • Warmhärtung und
  • UV-Lichhärtung
Die Dampfhärtung gehört hiernach zur Warmhärtung, die bei den Schlauchlining-Verfahren bisher üblicherweise mittels Heißwasser erfolgt ist. Die sog. "Kalthärtung" wird beim Schlauchlining ausschließlich in den kleinen Dimensionen (< DN 200) und Einbaulängen der Hausanschlusssanierung eingesetzt, da sie für die großen zu verarbeitenden Harzmengen im Sammlerbereich zu kurze Reaktions- bzw. Topfzeiten und bei der Aushärtung zu unsichere Reaktionen bringt. Dementsprechend ist diese Härtungsmethode im Sammlerbereich ausgeschlossen bzw. wird in den Regelwerken nicht behandelt3.
Verfahren
In Deutschland gibt es vier Schlauchlining- bzw. Schlauch-Systeme, die mit Dampfhärtung im Sammlerbereich eingesetzt werden:
  • iMPREG® - Liner
  • Insituform® - Schlauchlining
  • Process Phoenix®
  • SAERTEX - Liner®
Bei dem iMPREG- und SAERTEX-Liner handelt es sich um Schlauchsysteme (Glasfaser - Liner), die vorimprägniert (UP - oder VE - Harze) vom Hersteller an die jeweiligen Einbau-Unternehmen geliefert und von diesen in eigener technischer Verantwortung eingebaut und ausgehärtet werden.

Bei Insituform - und Process Phoenix handelt es sich hingegen um vollständige Schlauchlining-Systeme mit Synthesefaserlinern (mit oder ohne Verstärkungsfasern), die von lizenzierten Unternehmen mit vorgegebenen Einbautechniken eingesetzt werden. Der Process Phoenix-Liner wird von der Firma NordiTube geliefert und nach Angaben des Einbauunternehmens auf der Baustelle imprägniert, was natürlich die bekannten Probleme einer Vor-Ort-Verarbeitung mit sich bringt und gemäß den deutschen Regelwerken entsprechende Auflagen unterliegt4.
Das Schlauchlining-Verfahren, das am längsten mit Dampfhärtung arbeitet, ist das Process Phoenix Verfahren der PRS (ehemals Preussag Rohrsanierung). Ursprünglich für Japan entwickelt, um Rohre in Erdbebengebieten zu sanieren, hat NordiTube den Schlauchliner Anfang der achtziger Jahre nach Europa gebracht. Seit 1986 stellt NordiTube den Schlauch in Lüttich, Belgien her. Dafür wurde eine Beschichtung entwickelt, die sich sehr gut mit dem runden - gewebten Harzträger verbindet und alle Anforderungen einer Druckrohrsanierung im Gas- und Wasserbereich erfüllt. Das Tubetex-System basiert auf einem rund - gewebten, nahtlosen Schlauch aus hochfestem Polyestergarn. Je nach Anwendung wird dieser Schlauch auf der Innenseite mit LDPE für Wasser oder mit Hytrel für Gas beschichtet. Ein flexibles Epoxydharz stellt ein hervorragende Verbindung zwischen Altrohr und Liner her, fest verbunden mit dem Altrohr und elastisch genug, um Bewegungen der Leitung zu kompensieren.
Seit 1993 wurde die Anwendung des Verfahrens von der Preussag modifiziert, d. h. Schlauchträger und später auch das Harz wurden den bis dahin im Freispiegelbereich bekannten Verfahren angepasst (Synthesefaser und UP-Harze) und somit können Nennweiten zwischen DN 100 und DN 1200 mm eingebaut werden, wobei Kreisquerschnitte, Ei-, Kasten- sowie Sonderprofile saniert werden können. Die hierbei verwendeten Schlauchträger (Nordiwall, Uniliner) werden ebenfalls bei NordiTube in Lüttich gefertigt und in Schieder-Schwalenberg mit den entsprechenden Harzen imprägniert. Der imprägnierte Liner wird auf der Baustelle in eine sog. Reversionstrommel eingezogen und mit dem Schlauchende auf einen Umkehrflansch gestülpt. Mit Druckluft wird der Inliner dann in das zu sanierende Rohr eingekrempelt (Reversion) und anschließend mit Dampf ausgehärtet.
Schlauchlängen bis zu 500 m (in Abhängigkeit von der Nennweite und der zur Verfügung stehenden Reversionstrommel) können nach Aussage des Einbauunternehmens in einem Stück ausgekleidet werden.

Die iMPREG GmbH wurde im Jahre 1999 mit dem Ziel gegründet, Schlauchliner aus Glasfasermaterialien herzustellen und werkseitig zu imprägnieren. Die ursprüngliche Produktionsstätte war in Wetzlar, wo die ersten Liner für die Dampfhärtung hergestellt wurden.  Die Entwicklung des iMPREG-Liner für den Einsatz mit UV-Technik sowie die Markteinführung Ende 2001 waren ein weiterer Meilenstein in der noch jungen Firmengeschichte. Das Unternehmen  liefert den iMPREG-Liner Europaweit.
Die Insituform Rohrsanierungstechniken (IRT) wurde 1989 gegründet und arbeitet mit dem bereits seit Ende der 70-er Jahre in Deutschland eingesetzten Insituform Schlauchlining. Hierbei werden ausschließlich von Insituform produzierte Schlauchträger eingesetzt.  Der Lizenzgeber Insituform Technologies hat sich in Europa erst relativ spät mit der Variante der Dampfhärtung beschäftigt5). Die IRT hat die Dampfhärtung jedoch bereits seit den frühen 90-er Jahren eingesetzt, dies ursprünglich (bis 2000) nur bei Fall- und Lüftungsrohren sowie Hausanschlussleitungen, also in Durchmessern i. d. R. bis DN 200 mm. Erst nach der erfolgreichen Markteinführung der UV-Lichthärtung verschiedener Wettbewerber entschloss man sich im Jahr 2001 bei der IRT, v. a. die zeitlichen Vorzüge der Dampfhärtung (ca. 80 % Ersparnis gegenüber der Warmwasserhärtung) auch bei den größeren Dimensionen der Kanalsanierung (Sammler) einzusetzen. Hierzu bedurfte es u. a. der Modifikation der Harz- bzw. Reaktionssysteme. Vorreiter und Wegbereiter der Entwicklungen   war der dänische Gesellschafter P. Aarsleff. Die IRT setzt die Dampfhärtung heute bis Dimensionen DN 500 mm ein. Der Einbau der nach wie vor werkseitig mit UP - Harz imprägnierten Liner erfolgt nach wie vor mit der bewährten Inversionstechnik oder im Einziehverfahren. Auch die amerikanische Lizenzgeberin Insituform Technologies arbeitet seit einiger Zeit mit der Dampfhärtung und entwickelt hierfür neue Werkstoffvarianten5.
Technik
Der Einbau der harzimprägnierten Schlauchliner erfolgt grundsätzlich entweder im Inversions- (Umstülp-) oder im Einzieh-Verfahren, wobei als Medium i. d. R. Druckluft Verwendung findet. Dampfhärtung zählt zu den Warmhärtungs-Methoden, d. h. auch hier wird durch die Zuführung von Wärme auf die Laminatoberfläche eine chemische Reaktion bei den Harz-/Härtersystemen (Peroxyde) in Gang gesetzt (UP- / VE-Systeme), die durch die Dauer der Beaufschlagung sowie die entstehende Eigenreaktionswärme (Exothermik) die Durchhärtung des Laminat bewirkt. Der Vorteil gegenüber der klassischen Warmhärtung mit Heißwasser liegt vor allem darin, dass die Temperaturbeaufschlagung mit Dampf unmittelbar, d. h. ohne die relativ lange Aufheizphase des Wassers, erfolgt. Außerdem können die Härterkomponenten anders eingestellt werden (sog. "Schnellhärtung"), so dass die chemische Reaktion schneller ablaufen kann, ohne dass es zu einer Schädigung des Laminates (bei Überschreitung des "heat distortion point") kommt. Das Aufstellen des Schlauchliners erfolgt gleichzeitig durch Erzeugung und Aufrechterhalten eines entsprechenden Innendrucks während der Aushärtungsphase mittels des Dampfes.

Bei EP-Harzsystemen erfolgt eine bessere Vernetzung der Harzmoleküle bei den bei Dampfhärtung möglichen Temperaturen von über 100°C. Eine aktuelle Information wurde gerade erst von der Firma epros GmbH herausgegeben6, wonach ein EP-Harz-System auf der Basis ihres Harzes SealLiner von Insituform Technologies Ltd. (GB) in Zusammenwirken mit dem britischen Forschungsinstitut WRc u. a. mit Dampfhärtung erfolgreich getestet wurde und zu einer schrumpffreien (hinterwanderungsfreien) Anwendung bei einer Außendruckbelastung von bis zu 5 m WS geführt hat.
Da das Harzsystem weder Styrol noch andere flüchtige Lösungsmittel enthält, zeichnet sich hier eine interessante Variante eventuell auch für einen zukünftigen Einsatz auf dem deutschen Markt ab.

Um eine gleichmäßige Durchströmung der gesamten Schlauchlänge sicherzustellen, wird der Dampf am Ende der Einbaustrecke kontrolliert abgeleitet. Die Strecken dürfen allerdings nicht zu lang sein, um eine Umwandlung des Dampfes in Kondenswasser zu vermeiden. Insofern empfiehlt sich die Begrenzung von Einbaulängen auf ca. 100 - 120 Meter. Die Aushärtegeschwindigkeit liegt nach Aussage der Anwender bzw. Gerätehersteller je nach Dimension (bis DN 500 mm) zwischen 60 und 120 Minuten pro Sanierungshaltung, das entspricht bei Einbaulängen von ein bis zwei Haltungen ca. 0,5 bis 1 m/min. Die Aushärtezeiten betragen nur noch ca. 25 bis 30 % der Zeiten bei der Härtung mit Heißwasser. Bei Grundwasserandrang oder Senken dauert die Aushärtung allerdings bis zu 6 Stunden. Damit ist die Dampfhärtung in den vorgenannten Dimensionen auch mit der UV-Lichthärtung bei vergleichbaren Parametern (UV: 0,5 m/min) wettbewerbsfähig. Verschiedene, in den letzten Jahren veröffentlichte Anwendungsbeispiele7 beweisen dies eindeutig.
Last not least ist die Dampferzeugung auch deutlich energiesparender (auch was die Primärenergie Trinkwasser anbetrifft) als die Heißwasserproduktion. Da es erheblich einfacher ist, Luft anstatt Wasser aufzuheizen, so benötigt man bei Luft gerade mal 0,82 J/l gegenüber 4,187 J/l bei Wasser, um eine Steigerung von 20°C auf 80°C zu erzielen5. Da die Dampferzeugung zudem durch ein separates Aggregat erzeugt wird, ist es nicht notwendig, beim Inversionsverfahren das Gerüst während der gesamten Aushärtung am Einbauort vorzuhalten. Vielmehr kann es bereits umgesetzt und an einem neuen Einbaupunkt verwendet werden.
Schlauchlining - Verfahren mit Dampfhärtung im Sammlerbereich › DN 200 mm

 Abk A B C D
Verfahrensname: Einheit iMPREG-Liner Insituform® Schlauchlining Process Phoenix SAERTEX-LINER®
Anwender bzw. Lizenznehmer: (auszugsweise)   Boger Kanalsanierung
BWG Günzburg
Erles Umweltservice
Huthmann & Kunz
Kanal Concept
KH Umwelttechnik
Rossaro Kanaltechnik
Stümges Kanal und Rohrtechnik		 Insituform Rohrsanierungs-
techniken		 PRS Rohrsanierung Brochier Entwässerungs-
technik
COPA Umweltservice
Frisch + Faust Tiefbau
Hubert Wax
Kan.d.i.d. Kanaltechnologie
L. Pfeiffer Hoch- und Tiefbau
Mennicke Rohrbau
Öko-Stoltze
Verweis Lizenzgeber/ Herkunftsland: Name, Land iMPREG Insituform Technologies, USA NordiwallTM, B SAERTEX multiCom GmbH, D
Einsatz Dimensionen von - bis: mm 150 - 1200 100 - 500 100 - 1000 100 - 1200
Einbau in einem Stück max.: lfd.m. 300 120 150 500
Einsatz im Kanalbereich seit: Jahr 1999 2001 1993 1994
Gesamt-Einbauleistungen seit Markteinführung: lfd.m. 350.000 348.300 150.000 900.000
Diesjährige Einbauleistung (aufgerundet): lfd.m 35.000 107.5000 18.000 60.000
Material / Einbau- / Anschlusseinbindung:
Schlauch / - träger: Faser Gf SF Sf Gf
Innenfolie:   PE / PA PP / PE PE Vf: PE/ PA/ PE
Harz / e:   UP, VE UP EP,UP UP,VE
Einbaumethode:   Einziehen Inversion Inversion Einziehen
Aushärtungsmethode: WD WD WD WD WD
Verwendung Folienschlauch/ Preliner: Mat. / nein PE Gleitfolie PP / PE PP Vf: PE / PA/ PE
Anschluss - Einbindung (mögliche Techniken): System: je nach Anwender Hutprofiltechnik
Ferngesteuerte Anschlusssanierung		 alle gängigen Systeme Hutprofile (Verklebung) jeder Art
Verpress-Systeme jeder Art
Spachtelsysteme jeder Art
Güte- bzw. Qualitätsicherung
RAL-GZ 961 Güteschutz Kanalbau S27... S27.20 S27.01 S27.06 S27.17
Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (DiBt) Zul.-Nr.:
gültig bis:		 Z-42.3-365
Jun-09		 Z-42.3-305
Nov-09		 nein Z-42.3-350
Sep-07
[Tabelle: © Dilg]
Alle Angaben beziehen sich ausschliesslich auf Deutschland!

Legende: SF= Synthesefaser (Nadelfilz); PA= Polyamid; PU= Polyurethan; WD= Warmhärtung Dampf; Gf= Glasfaser; kA= keine Angaben; Vf= Verbundfolie; UP= Ungesättigter Polyesterharz; VP= Venylesterharz; EP= Epoxidharz; Aws= Anwenderspezifisch; PE= Polyethylen
Anlagentechnik - Materialien
Bei den Recherchen zu diesem Beitrag konnte der Verfasser übrigens feststellen, dass neben der Zulieferung von Schlauchlinern oder vorimprägnierten Linern durch entsprechende Spezialbetriebe auch die Anlagentechnik oder Materialkomponenten wie Schläuche oder Harze von Unternehmen entwickelt und den Einbauunternehmen angeboten werden, die allerdings nichts mit einem fertigen Schlauchlining-System zu tun haben. Aus diesem Grunde wurden diese Unternehmen bei der  Umfrage auch nicht berücksichtigt. Ein Beispiel hierfür ist die I.S.T. GmbH mit Sitz in Bochum. Das Unternehmen wurde 1998 gegründet und operiert mittlerweile weltweit als Hersteller und Händler für diverse Kanalsanierungsprodukte.
Besonders erfolgreich waren nach eigenen Aussagen in den letzten Jahren die Easy Steam Dampfanlagen in verschiedenen Leistungsstufen (bis 1000 kg/h). Mit diesen Dampfanlagen ist über die integrierte halb- oder vollautomatische Prozesssteuerung gerade eine Aushärtung von werksimprägnierten GFK Inlinern (wie z. B. SAERTEX multiCom) möglich. Dampfanlagen anderer Hersteller existieren heute übrigens bereits mit Leistungen von 1500 kg/h.

Neben den Inversionstrommeln, wie sie z. B. beim Prozess Phönix - und Insituform-Verfahren zum Einsatz kommen, gibt es bereits seit Jahren Spezialgeräte wie z. B. die LinerGun von RS Technik oder die CHIPP8-Einheiten von Insituform oder P. Aarsleff.
Umfrageergebnisse
Die Umfrageergebnisse zeigen bezüglich der Leistungen, dass insgesamt die SAERTEX-Liner (GFK / UP) mit deutlichem Abstand (> 50 %)die am häufigsten eingesetzten Schlauchliner bei der Dampfhärtung sind. Bei den aktuellen Zahlen des vergangenen Jahres zeigt sich jedoch, dass der Insituform-Liner (Sf / UP), genereller Marktführer für Schlauchlining in Deutschland, mit fast 49 % eine offensichtlich erfolgreiche Aufholjagd gestartet hat, seit die Insituform Rohrsanierungstechniken erst als letztes Unternehmen 2001 die Dampfhärtung im Sammlerbereich eingeführt hat.

Erstaunlich und für den Betrachter auch unverständlich ist die relativ schwache Position des Process Phoenix-Verfahrens im Markt. Dies mag eventuell mit der für den Außenstehenden nicht ganz eindeutigen Materialwahl (mal UP, mal EP), der Einbautechnik (Eversionstrommel) und der bis vor einiger Zeit angestrebten Verklebung des Liners mit der Rohrwandung zu tun haben - vielleicht aber auch einfach nur mit der Präsenz im Markt und dem Vertriebsnetz der PRS.

Insgesamt gesehen ist deutlich die Gesamtsteigerung der Jahresleistungen zu erkennen: Mit 220.500 lfd. m. im letzten Jahr wurde eine Steigerung erzielt, die der Marktstrategie der Systementwickler sicher Recht gegeben hat und dieser neuen, schnelleren Variante des Schlauchlining eine weiter ausbaufähige Marktstellung verschafft hat.
Endnoten
1) DIN EN 13566-1: Kunststoff-Rohrleitungssysteme für die Renovierung von erdverlegten drucklosen Entwässerungsnetzen (Freispiegelleitungen) - Teil 1: Allgemeines und ATV-DVWK M143-1: Zustandserfassung und Sanierung von Entwässerungssystemen außerhalb von Gebäuden, Teil 1:Grundlagen

2) Merkblatt RSV 1: Renovierung von drucklosen Abwasserkanälen und Rohrleitungen mit vor Ort härtendem Schlauchlining, RSV Rohrleitungssanierungsverband (Dezember 2006), Punkt 2.4

3) Merkblatt RSV 1, Punkt 2.3.2.2.1 und Merkblatt DWA-M 143-3: Sanierung von Entwässerungssystemen außerhalb von Gebäuden, Teil 3: Schlauchliningverfahren (vor Ort härtendes Schlauchlining) für Abwasserleitungen und -kanäle, Punkt 4.4.2.1 (November 2005)

4) Merkblatt RSV 1, Punkt 2.4

5) Ian Clarke, NoDig Media Services: Insituform savest time, costs, disruption and energy with Steam Lining technology, Website: Nodig-construction.com, 09.10.2006

6) epros - news: 1. Neue schrumpffreie Liner - bei Insituform, Website: Nodig-Bau.de, 6.12.2006

7) Beispiele: Februar 2004 - Sanierung DN 600 in der Merklinder Strasse mit SAERTEX®-LINER-System durch H. Brochier, veröffentlicht "Saertex® - Liner unter Dauerbeobachtung" in bi UmweltBau 2-2005, S. 86 ff September 2004 - Sanierung RW-Kanal DN 1200 in Bremen mit SAERTEX® - Liner - System durch H. Brochier, veröffentlicht "Unter Dampf in große Dimensionen" in bi UmweltBau 6-2004, S. 76 f 2005-2006 - Sanierung von 7,3 km Abwasserkanäle verschiedener Dimensionen und Profile in Kufstein/Inn (A) mit SAERTEX®-LINER durch L. Pfeiffer Hoch & Tiefbau, veröffentlicht "Mit Licht und Dampf" in bi UmweltBau, 5-2006, S. 85f

8) CHIPP = Controlled Head Inversion Process (Deutsch: Verfahren mit kontrolliertem Inversionsdruck)

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