Fertigung und Einbau des Rohrstranges

Beim konventionellen Rohrstrangverfahren werden vor allem Rohre aus PE-HD [Bröms95] nach DIN 8074 [DIN8074a] und DIN 8075 [DIN8075:1997] , DIN 19537 [DIN19537b] , DIN 16961 [DIN16961:1999] , aber auch aus PP nach DIN 8078 [DIN8078a] verwendet.

Die Lieferlängen dieser Rohre hängen vom Außendurchmesser und den Transportmöglichkeiten ab. Standardhandelslänge ist 12 m. Rohre bis 160 mm Außendurchmesser der Druckklassen 6 und 10 nach DIN 8074 [DIN8074a] können als Ringbunde oder in großen Längen auf Trommeln geliefert werden [Gastr82] [Mühle80] .

Beim Einzug in den Sanierungsabschnitt muß ein Einführungsschutz zur Vermeidung von Beschädigungen des Inliners installiert werden (Image 5.3.2.2.1.1.3-1) [GSTT2a] .

Werden Kunststoffrohre über längere Strecken eingezogen, so muß mit Riefenbildungen in der Rohraußenwand gerechnet werden. Um dadurch nicht eine zu große Abminderung der mechanischen Festigkeit zu bekommen, wird eine Mindestwanddicke von 5 mm bei Leitungen ohne Abzweige empfohlen [Jürge85] .

Müssen Abzweige aufgeschweißt werden, sollte die Wanddicke mindestens 8 mm betragen, oder die Rohre sollten der Druckklasse 6 Reihe 4 entsprechen [Jürge85] .

Wird eine Ringraumverfüllung vorgesehen, sollten mindestens Rohre der Druckklasse 3,2, Reihe 2 nach DIN 8074 [DIN8074a] gewählt werden.

Die Rohre werden außerhalb der Baugrube nach dem Heizelement-Stumpfschweißverfahren, oft auch als Spiegelschweißmethode bezeichnet, entsprechend DVS-Merkblatt 2207 Teil 1 [DVSM2207] und DVS-Merkblatt 2208 [DVSM2208] druckdicht und längskraftschlüssig zur entsprechenden Einziehlänge miteinander verbunden (Image 5.3.2.2.1.1.3-2) (Image 5.3.2.2.1.1.3-3) (Image 5.3.2.2.1.1.3-4) .

Image 5.3.2.2.1.1.3-1:

Konventionelles Rohrstrangverfahren mit Ringraum [FI-Teerb] - Mit Gleitkufen bestückte Einziehöffnung zum Schutz des Rohrstranges

Image 5.3.2.2.1.1.3-2:

Konventionelles Rohrstrangverfahren mit Ringraum [FI-Teerb] - Schweißen von PE-HD-Rohren ausserhalb der Baugrube mit Heizelement- Stumpfschweißverfahren

Image 5.3.2.2.1.1.3-3:

Konventionelles Rohrstrangverfahren mit Ringraum [FI-Teerb] - Blick auf die fertige Schweißverbindung

Image 5.3.2.2.1.1.3-4:

Konventionelles Rohrstrangverfahren mit Ringraum (Teerbau Rohrtechnik) [FI-Teerb] - Prüfen der Schweißnaht

Nach [GSTT2a] darf hierfür nur geschultes Personal mit gültigem Schweißer - Zeugnis eingesetzt werden, außerdem sollten von den Arbeiten entsprechende Schweiß-Protokolle angefertigt werden.

Um Spannungen durch unterschiedliche Temperaturen, etwa durch Sonneneinwirkung, zu vermeiden, sollte durch rechtzeitiges Abdecken im Bereich der Schweißstelle ein Temperaturausgleich geschaffen werden.

Weiterhin ist zu beachten, daß vom Ringbund abgerollte PE-HD-Rohre oftmals oval sind und deshalb die zu verschweißenden Rohrenden durch geeignete Rückformvorrichtungen zu richten sind [DVSM2207] .

Beim Heizelement-Stumpfschweißen werden die Verbindungsflächen der zu schweißenden Rohre am Heizelement unter Druck angeglichen (Angleichen), anschließend mit reduziertem Druck auf Schweißtemperatur erwärmt (Anwärmen) und nach Entfernen des Heizelementes (Umstellen) unter Druck zusammengefügt (Fügen).

Die Heizelementtemperatur beträgt hierbei ca. 200 - 220° C. Grundsätzlich gilt, daß bei kleinen Wanddicken die obere und bei großen Wanddicken die untere Temperatur anzustreben ist.

Der Fügedruck beträgt 0,15 ± 0,01 N/mm² [DVSM2207] .

Bei sorgfältig ausgeführten Schweißnähten verfließt nach [Jürge91] das unter dem Schweißspiegel plastifizierte PE-HD in der Schweißnaht und bildet homogene Molekülketten, d.h. es treten keine Strukturänderungen auf.

Aus Platzmangel können auch mehrere Teilstücke vorgeschweißt werden, die dann unmittelbar vor dem Einziehen miteinander zur endgültigen Länge verbunden werden.

Image 5.3.2.2.1.1.3-5:

Vorrichtung zur Beseitigung des Innenschweißwulstes bei PE-HD-Rohren (Locheisen) in Anleghnung an [Miege89a] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH]

Image 5.3.2.2.1.1.3-6:

Roboter mit Schneidrotor zur Beseitigung des Innenschweißwulstes bei PE-HD-Rohren [FI-Green]

Die entstehenden äußeren und inneren Schweißwülste, auch Schweißraupen genannt (Image 5.3.2.2.1.1.3-2) , werden bei Bedarf entfernt.

Zur Beseitigung der Innenschweißwülste kann man sich der Roboter für Reparaturarbeiten in nichtbegehbaren Kanälen (Abschnitt 5.2.1.6) oder spezieller Geräte (Image 5.3.2.2.1.1.3-5) (Image 5.3.2.2.1.1.3-6) bedienen.

Das im (Image 5.3.2.2.1.1.3-6) dargestellte Gerät ist einsetzbar im Nennweitenbereich von DN 90 bis DN 400. Auf Wunsch sind Geräte für andere Einsatzbereiche herstellbar.

Image 5.3.2.2.1.1.3-7:

Konventionelles Rohrstrangverfahren mit Ringraum in Anlehnung an [FI-Teerb] - Ausbildung von Zugköpfen für Rohre DN 140 bis DN 1200 [Quelle: visaplan GmbH]

Image 5.3.2.2.1.1.3-8:

Konventionelles Rohrstrangverfahren mit Ringraum [FI-Teerb] - Vorgefertigter Rohrstrang mit Zugkopf

Image 5.3.2.2.1.1.3-9:

Konventionelles Rohrstrangverfahren mit Ringraum - Auf Rollen gelagerter Rohrstrang [FI-KMG]

Image 5.3.2.2.1.1.3-10:

Abstandhalter zur Lagesicherung des Rohrstranges [FI-Plite]

Es besitzt einen an die jeweilige Nennweite anpaßbaren Schneidrotor, der mit 2 Klingen besetzt und hydraulisch angetrieben wird, sowie eine Verspannvorrichtung. Während des Schneidvorganges wird der Rotor mit 0,6 mm pro Umdrehung über ein Mikrometergewinde so lange vorgeschoben, bis der Schweißwulst vollständig durchtrennt ist. Nach Herstellerangaben dauert dieser Vorgang ca. 2 Minuten. Mit Hilfe der beiden ebenfalls am Schneidrotor befestigten Klammern wird der abgetrennte Schweißwulst beim Herausziehen des Schneidgerätes entfernt. Die Reichweite des Gerätes beträgt ca. 40 m, so daß die Arbeiten auch an bereits verlegten Inlinern möglich sind [FI-Green] .

Aufgrund der hohen Beanspruchungen während des Einziehvorganges sollten die Schweißverbindungen entsprechend DVS 2203 [DVSM2203] zerstörungsfrei mit Ultraschall- und Röntgenverfahren geprüft werden (Image 5.3.2.2.1.1.3-4) .

Die Spitze des Rohrstranges erhält zur Befestigung des Zugseiles und zur Führung einen Zugkopf.

Die Kräfte werden vom Zugkopf auf das Rohr entweder

durch eine Schweißverbindung (bei angeschweißtem Einziehkonus),
über eine Flanschverbindung mit Vorschweißbund oder
mit Bolzen

übertragen (Image 5.3.2.2.1.1.3-7) (Image 5.3.2.2.1.1.3-8) [FI-Hoech] .

Im vorliegenden Anwendungsfall empfiehlt es sich, den Zugkopf konisch auszubilden und zur Vermeidung von Verdrillungen beim Einziehen mit einer drehbaren Einhängeöse (Drehwirbelverbindung) für das Zugseil auszurüsten.

Das Einziehen des auf Rollen gelagerten Rohrstranges (Image 5.3.2.2.1.1.3-9) erfolgt mit Hilfe einer Seilwinde mit einstellbarer Zugkraftbegrenzung und möglichst kontinuierlicher Erfassung und Dokumentation der jeweiligen Zugkraft mit einer Ziehgeschwindigkeit von bis zu 15 m/min [Meldt79] . Zur Reduzierung der Zugkräfte kann Wasser als Gleitmittel benutzt werden.

Die Inliner sind für die Beanspruchungen während des Einziehens zu bemessen (Abschnitt 5.3.2.6) .

Von wesentlicher Bedeutung bei PE-HD-Rohren sind Längenänderungen infolge von Temperaturänderungen, die vor allem an heißen Sommertagen zu Problemen führen können.

Beim Abkühlen des Werkstoffes nach dem Einziehvorgang um beispielsweise 20° C treten bei 500 m Stranglänge Verkürzungen um 2.000 mm auf, die durch umständliches Anschweißen eines Paßstückes in der Baugrube ausgeglichen werden müssen.

Um das zu vermeiden, sind die Rohrstränge in den frühen Morgenstunden einzubringen, da zu dieser Zeit die Werkstofftemperatur und die Lufttemperatur im zu sanierenden Kanal nahezu gleich sind [Vogt90] .

Bei größeren Querschnittsdifferenzen zwischen Inliner und zu sanierendem Kanal kann der einzuziehende Rohrstrang auch mit Abstandhaltern zur Verhinderung mechanischer Beschädigungen sowie zur groben Lagesicherung und Reduzierung des Aufschwimmeffektes beim Verfüllen des Ringraumes bestückt werden (Image 5.3.2.2.1.1.3-10) [Stein83c] [FI-DSI] . Die Verwendung von Abstandhaltern setzt jedoch eine relativ glatte Innenoberfläche voraus, um ein Verkanten und Verhaken zu verhindern.

Nach Austritt des Zugkopfes aus der windenseitigen Öffnung des Kanals ist der Einziehvorgang beendet; der Zugkopf wird abgetrennt.