Instandhaltung von Kanalisationen / Hrsg.: Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH / Redaktion: D. Stein, R. Stein (2001)

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] .

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

Tabelle 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 (Bild 1.7.6-1) eingeführt. Sie hat einen eng tolerierten Zentrierbund zur Verhinderung von Dezentrierbewegungen.

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Bild 1.7.6-1: 

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

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Bild 1.7.6-2:  Steckmuffen-Verbindung System Tyton nach DIN 28603 in Anlehnung an [FI-Halbe] [Quelle: Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH] - Querschnitt durch einen Tyton-Dichtring
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Bild 1.7.6-3:  Zugfeste Tyton-Verbindung in Anlehnung an [FI-Thyssa] [Quelle: Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH]

Die Abdichtung, die durch einen besonders profilierten Dichtring erreicht wird (Bild 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 (Bild 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.

Instandhaltung von Kanalisationen / Hrsg.: Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH / Redaktion: D. Stein, R. Stein (2001)