Gusseisen

Gußrohre sind schon seit mehr als 500 Jahren im Einsatz und zwar zunächst als Graugußrohre. Sie dienten anfangs vor allem dem Transport von Trink- und Brauchwasser [Biere85] . Mit dem Beginn der Gasversorgung vor mehr als 100 Jahren wurden Gußrohre auch für diesen Zweck eingesetzt.

Im Abwassersektor dienen Graugußrohre aufgrund ihrer hervorragenden Schalldämmeigenschaften vornehmlich als Abflußrohre in Gebäuden. Als erdüberdeckte Kanäle sind solche Rohre kaum verwendet worden.

Seit 1951 werden in Europa - in der Bundesrepublik Deutschland seit 1956 - Rohre aus duktilem Gußeisen hergestellt.

Der Unterschied liegt in der Form des im Gußeisen vorhandenen Graphites. Grauguß enthält Lamellengraphit, duktiler Guß Kugelgraphit. Durch die Graphitform werden im wesentlichen die mechanischen Eigenschaften geprägt; Grauguß ist relativ spröde, während duktiler Guß eine hohe Zugfestigkeit (mind. 420 N/mm²) und eine beachtliche Verformbarkeit aufweist. So beträgt z.B. die Mindestbruchdehnung duktiler Schleudergußrohre 10 %. Außerdem läßt sich duktiles Gußeisen im Gegensatz zum Grauguß auch schweißen [DVSM1148] [DVSM1502] .

An ungeschützten, erdüberdeckten Rohrleitungen aus duktilem Gußeisen können Korrosionsschäden von außen und innen auftreten, wenn sie mit sauerstoffhaltigen, wässrigen Medien in Berührung kommen, so daß solche Rohre beim Einsatz im Wasser- und Abwassersektor einen äußeren und inneren Korrosionsschutz erhalten müssen.

Für den äußeren Korrosionsschutz werden Umhüllungen mit Polyethylenfolien oder Zementmörtel, Zinküberzug mit Deckbeschichtung oder Bitumen nach DIN 30674 Teile 1 bis 5 [DIN30674:1992] verwendet. Seit 1996 werden auch PE-Umhüllungen mit 6,5 mm Schichtdicke für den Einsatz ohne Bodenaustausch angeboten.

Der innere Korrosionsschutz ist entsprechend DIN 2614 [DIN2614:1990] in Form einer Zementmörtelauskleidung herzustellen. Die Forderungen an die Qualität der Beschichtung sind in der gleichen Norm festgelegt.

Im Hinblick auf einen erhöhten Sulfatwiderstand ist als Zementart Hochofenzement nach DIN 1164 Teil 1 [DIN1164c] vorgeschrieben. Die Normalschichtdicken betragen 3 mm für DN 100 bis DN 300, 5 mm für DN 400 bis DN 600, 6 mm für DN 700 bis DN 1200 und 9 mm oberhalb DN 1200.

Die Zementmörtelauskleidung für Rohre im Wassersektor besteht nach DIN EN 545 [DINEN545:1995] generell auf der Basis von Hochofenzement und für Abwasserrohre nach DIN EN 598 [DINEN598:1994] aus Tonerdezement.

So beschichtete Rohre sind nach Herstellerangaben für die Ableitung von Abwasser entsprechend ATV-A 115 [ATVA115b] geeignet.

Der Einsatzbereich der duktilen Gußrohre ist in der für Kanäle maßgebenden Norm DIN EN 598 [DINEN598:1994] festgelegt. Danach sind sie nicht nur zum Bau erdüberdeckter Freispiegelleitungen, sondern auch für den Bau von Druckleitungen bis über PN 6 im Bereich von DN 100 bis DN 2000 zugelassen.

Rohre aus duktilem Gußeisen wurden bisher vor allem als Druckleitungen oder für Leitungen in geologisch oder hydrogeologisch schwierigem Gelände eingesetzt, z.B. in senkungs- oder rutschgefährdeten Gebieten bzw. an Steilhängen oder in Wasserschutzgebieten bei hohem Grundwasserstand. Heute werden diese Rohre nicht nur in den o.g. Sonderfällen, sondern auch bei der Regelausführung von Kanalhaltungen als Muffenrohre und Flanschenrohre eingesetzt [FGR83] .

(Table 1.7.6-1) gibt eine Übersicht über das heutige Lieferprogramm. Andere Nennweiten sind möglich.

Table 1.7.6-1:

Muffenrohre aus duktilem Gußeisen nach DIN-EN 598 mit Tonerdezementmörtel-Auskleidung für Abwasserkanäle und -leitungen [Thyss96]

DN	Maße in mm			Gewicht in kg ≈
	Außendurchmesser	Wanddicke		eines Rohres mit Muffe der Herstellungslänge "L"=6000 einschließlich Zementmörtel	1 m Rohr mit Muffenanteil
	d₁	Guß S₁	Zementmörtel S₂		Guß	Guß und Zementmörtel
100	118	5	3,5	109	15,6	18,1
150	170	5		160	23	26,7
200	222	5		212	30,5	35,4
250	274	5,3		265	38	44,2
300	326	5,6		317	45,4	52,8
350	378	6,0	5	395	53,5	65,8
400	429	6,3		468	64	78
500	532	7		639	89	106,5
600	635	7,7		828	117	138
700	738	9,6	6	1185	169	198
800	842	10,4		1455	209	243
900	945	11,2		1750	254	292
1000	1048	12,0		2070	303	345
1200	1255	15,3		3065	461	511
1400	1462	17,1	9	4100	595	683

Auch bei der geschlossenen Bauweise (Abschnitt 1.6.2) für Freispiegel- und Druckleitungen kommen duktile Gußrohre von DN 250 bis DN 400 mit einer Länge von 2 m und > DN 400 mit einer Länge von 3 m zum Einsatz [FGR96] .

Als Muffenverbindung für Rohre aus duktilem Gußeisen nach DIN 28603 [DIN28603:1982] wurde in der Bundesrepublik Deutschland im Jahre 1957 die Tyton-Verbindung (Image 1.7.6-1) eingeführt. Sie hat einen eng tolerierten Zentrierbund zur Verhinderung von Dezentrierbewegungen.

Image 1.7.6-1:

Steckmuffen-Verbindung System Tyton nach DIN 28603 in Anlehnung an [FI-Halbe] - Querschnitt durch das System. [Quelle: visaplan GmbH]

Image 1.7.6-2:

Steckmuffen-Verbindung System Tyton nach DIN 28603 in Anlehnung an [FI-Halbe] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] - Querschnitt durch einen Tyton-Dichtring

Image 1.7.6-3:

Zugfeste Tyton-Verbindung in Anlehnung an [FI-Thyssa] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH]

Die Abdichtung, die durch einen besonders profilierten Dichtring erreicht wird (Image 1.7.6-2) , besteht aus einer härteren und einer weicheren Gummimischung.

Die Tyton-Verbindung kann auch als längskraftschlüssige Verbindung ausgebildet werden. Dazu wird auf den Spitzenden ein Schweißwulst aufgebracht. Dies geschieht normalerweise werkseitig durch eine Auftragsschweißung unter Schutzgas, kann aber auch bei abgeschnittenen Rohren auf der Baustelle elektrisch erfolgen. Nach dem Zusammenschieben der Rohre wird ein Verriegelungselement durch eine werkseitig ausgeführte Aussparung in der Steckmuffe in den Muffenspalt eingebracht und verdreht (Image 1.7.6-3) [FGR96] .

Besondere Hinweise und Einbaubedingungen für Kanäle aus duktilem Gußeisen enthält die FGR-Norm FGR 60 [FGR60] . Weitere Einzelheiten sind in der DIN EN 598 [DINEN598:1994] zu finden.