1.0 Allgemeines

Die Wahl der Rohrwerkstoffe und der Rohrleitungsteile richtet sich nach einer Vielzahl von technischen, hygienischen, chemischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Die Eignung von Rohren und Verbindungen am jeweiligen Verwendungsort wird wesentlich bestimmt durch:

· die zu erwartenden inneren und äußeren Belastungen
· die örtlich vorhandenen Baugrundverhältnisse
· die Korrosionswahrscheinlichkeit durch den umgebenden Boden
· die chemischen Einflüsse des transportierten Wassers
· die städtebauliche Struktur des Versorgungsgebietes
· die im bestehenden Versorgungsnetz bereits vorhandenen Werkstoffe und Verbindungen
· die je nach Werkstoff unterschiedlichen Anforderungen an das Fachpersonal
· die Technik zur nachträglichen Herstellung von Anschlüssen und Abzweigungen
· den aufwand für Instandhaltung und Betrieb Jedes Bauunternehmen

In der DIN 2410 wurde festgelegt, welche Rohrbaustoffe für welche Nennweiten verwendet werden dürfen. Im Bereich der Wasserverteilung kommen heutzutage überwiegend Stahlrohre, duktile Gußrohre, Kunststoffrohre, Faserzementrohre sowie für Transportleitungen größerer Nennweiten auch Spannbeton-druckrohre zum Einsatz.

2.0 Stahlrohre (DIN 2460)

2.1 Anwendungsbereiche

Für den Bau von Wasserleitungen werden Stahlrohre dort eingesetzt, wo hohe Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften erforderlich sind, z.B. bei hohen Innendrücken, beim Auftreten hoher Druckstöße. Bei großen Nennweiten sind Stahlrohre oftmals die einzige sinnvolle Lösung. Die guten Anwendungsmöglichkeiten der Schweißtechnik erlauben nicht nur den Bau längskraftschlüssiger Rohrleitungen sondern eine nahezu optimale Anpassung an alle Bauwerke und Hindernisse im Unterflurbereich.

2.2 Stahlsorten

Für Wasserleitungen werden heutzutage fast nur unlegierte Stähle verwendet. Die Rohre sind üblicherweise nach DIN EN 10224 gefertigt, wobei entsprechend DIN 2460 auch alternative Lieferbedingungen vereinbart werden können. Überwiegend werden Stähle der Sorten L 235 und L355 verwendet, deren Festigkeitseigenschaften maßgeblich durch den Anteil von Kohlenstoff und Mangan geprägt werden. Grundvoraussetzung für die Eignung ist eine gute Schweißbarkeit, die bei den vorgenannten Sorten durch eine Begrenzung des Kohlenstoff-Gehaltes erreicht wird. Für die Herstellung von Rohrleitungsteilen, wie Bögen, T-Stücke, Reduzierstücke, Kappen und Flansche sollten wegen der Verschweißung mit den Rohren gleichartige Stahlsorten verwendet werden.

2.3 Herstellung von Stahlrohren

Bei der Herstellung von Stahlrohren wird zwischen geschweißten Rohren und nahtlosen Rohren unterschieden. Beim Preßschweißverfahren kommen in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser folgende Verfahren zum Einsatz:

· Rohre bis 500 mm Außendurchmesser nach dem elektrischen Preßschweißverfahren
· Rohre über 500 mm Außendurchmesser nach dem Unterpulverschmelzschweißverfahren

Bei beiden Herstellungsverfahren wird als Ausgangsmaterial ein Flachmaterial, wie Bandstahl oder Blech verwendet, das zunächst zu einem Rohr geformt wird. Anschließend werden die Kanten auf verschiedene Arten miteinander verschweißt. Beim Preßschweißverfahren werden die zu verschweißenden Kanten durch Erwärmen auf Schweißtemperatur ohne Verwendung von Zusatzwerkstoffen durch gleichzeitiges Zusammenpressen mittels Druckrollen verschweißt. Die dabei entstehenden Stauchwulste werden direkt nach dem Schweißvorgang durch spezielle Werkzeuge entfernt. Beim Unter-Pulver-Schmelzschweißverfahren (UP-Verfahren) werden die Blech- bzw. Bandkanten zunächst auf der Außenseite mit Schweißautomaten zusammengeheftet. Anschließend wird ein nicht umhüllter Schweißdraht verwendet, der unter einem Schweißpulver bestimmter Zusammensetzung abschmilzt. Nahtlose Stahlrohre werden heutzutage im Wassersiedlungsbau kaum noch verwendet.

2.4 Rohrleitungsteile und Rohrverbindungen

Die Anforderungen an Stahlrohre und sonstige Rohrleitungsteile für Wasserleitungen sind in der DIN 2460 festgelegt. Durch die gute Verformbarkeit der verwendeten Stähle und deren gute Schweißbarkeit ist die Anfertigung von Stahlrohrformstücken beliebiger Form und Abmessung möglich. Früher wurden für Rohrverbindungen von Stahlrohren Stemmuffen, Sigurmuffen sowie Kugelschweißmuffen verwendet. Heutzutage kommen überwiegend Stumpfschweißverbindungen und Steckmuffenverbindungen mit Gummidichtring zum Einsatz. Während die Stumpfschweißverbindung überwiegend bei Transportleitungen angewendet wird, bietet sich das Steckmuffenrohr als mechanische Verbindung für die, unter den beengten Verhältnissen in bebauten Bereichen bevorzugte Einzelrohrverlegung an. Diese mechanischen Verbindungen werden auch als längskraftschlüssige Ausführungen für Druckstufen bis 40 bar angeboten.

3.0 Druckrohre und Formstücke aus duktilem Gußeisen

3.1 Anwendungsbereiche
Rohre aus duktilem Gußeisen haben eine Reihe von vorteilhaften Eigenschaften, wie die hohe Festigkeit, die einfache Verbindungstechnik, die Abwinkelbarkeit und Längsbeweglichkeit in den Muffen und die Möglichkeit, längskraftschlüssige Verbindungen herzustellen. Diese führten dazu, daß die seit ca. 1956 eingeführten duktilen Gußrohre bis etwa 1967 die sehr bruchanfälligen Graugußrohre fast gänzlich vom deutschen Markt verdrängten. In den ersten Jahren ihrer Verwendung wurden die duktilen Gußrohre nur mit einem Bitumenanstrich versehen und wie die Graugußrohre in Gräben verlegt, die mit dem verdichtungsfähigen Aushub wieder verfüllt wurden. In den meist aggressiven Böden kam es daraufhin bereits nach 15 bis 20 Jahren zu gravierenden Korrosionserscheinungen und Durchrostungen. Aus diesem Grund ist den Korrosionsschutzmaßnahmen bei duktilen Gußrohren die gleiche Aufmerksamkeit zu schenken wie bei Stahlrohren.

3.2 Werkstoffeigenschaften

Die für den Leitungsbau positiven Werkstoffeigenschaften des duktilen, d.h. dehnbaren, streckbaren Gußeisens werden durch die spezielle Behandlung des flüssigen Eisens mit Magnesium erreicht, wodurch der im Gefüge als Graphit vorliegende Kohlenstoff (Anteil ca. 3,5 Gew.-%) eine kugelige Form annimmt. Dadurch können die durch Spannungen und Verformungen verursachten Kräfte und damit ihre Wirkungslinien nahezu ungehindert an den kugelförmigen Graphitteilchen geringer Festigkeit vorbeifließen. Duktiles Gußeisen für die Herstellung von Rohren und Formstücken ist in der DIN 28600 genormt.

3.3 Herstellung von duktilen Gußrohren

Das Ausgangsprodukt wird aus Sonderroheisen und Stahlschrott im Kuppelofen geschmolzen und anschließend im Elektroofen verfeinert. Der Zusatz von 0,04-0,1% Magnesium bewirkt die kugelförmige Ausscheidung des Graphits. Anschließend wird das so behandelte flüssige Eisen der Gießmaschine zugeführt. Heute wird für die Herstellung duktiler Gußrohre meist das Lavaud-Schleudergußverfahren angewandt. Die Schleudergießmaschine besteht dabei aus einem fahrbaren, schrägliegenden Gehäuse, welches mit Kühlwasser gefüllt ist. In diesem Gehäuse befindet sich nun eine vom Kühlwasser umgebene, auf Rollen gelagerte, rotierende Kokille, in welche die Außenkontur der Muffe eingearbeitet ist. Die Muffeninnenkontur wird durch einen für jeden Gießvorgang zu erneuernden Sandkern gebildet. Beim Gießvorgang wird nun aus einer sog. Zuteilungspfanne das flüssige Eisen über eine Gießrinne in die Kokille gekippt. Sobald das eingeleitete Eisen den mit dem Sandkern versehenen Muffenraum, der sich dabei drehenden Kokille, gefüllt hat, wird die Gießrinne langsam aus der Kokille gezogen und so das Rohr spiralförmig gegossen. Nach kurzer Abkühlungzeit wird das Gußrohr aus der Kokille gezogen und zur thermischen Nachbehandlung bei ca. 900-950 °C in einen Glühofen gebracht. Um die geforderten mechanischen Eigenschaften zu erzielen, müssen die Rohre bestimmte Temperaturstufen in festgelegten Zeitabständen durchlaufen. Anschließend werden die Rohre zum Schutz mit einer Spritzverzinkung versehen und das Rohrinnere durch Schleifen und Bürsten gesäubert. Abschließend müssen alle Rohre einer Wasserinnendruckprüfung nach DIN 50 104 unterzogen werden. Schleudergießmaschine

3.4 Rohrverbindungen

In den 30-iger Jahren wurden überwiegend Schraubmuffen- und Stopfbuchsenmuffenverbindungen verwendet. Für Rohre und Formstücke aus duktilem Gußeisen werden heute überwiegend elastisch gedichtete Steckmuffen-verbindungen Dach DIN 28 603 verwendet. Die im Jahre 1957 eingeführte Steckmuffenverbindung System TYTON hat sich auf dem deutschen Markt in den Nennweitenbereichen DN 80 bis DN 1400 eindeutig durchgesetzt. Kernstück dieser außerordentlich einfachen aber dennoch robusten Verbindung ist ein besonders profilierter Dichtring, der im Halteteil aus einer harten und im dichtenden Teil aus einer weichen Mischung besteht. Bei der Montage wird nun der härtere Teil des Ringes in die Haltenut der Muffe eingelegt und der weichere Dichtring beim Einschieben des einzusteckenden Rohrendes so verpreßt, daß dieser abdichtet. Die Schraubmuffenverbindung wird heute nur noch vereinzelt im Nennweitenbereich DN 80 bis DN 400 und dort meist auch nur für Reparaturen und Erneuerung bestehender Rohrleitungen verwendet. Hauptbestandteile dieser Verbindungsart sind die Muffe mit Innengewinde, der Schraubring, der Gleitring und der Dichtring. Wird der Schraubring nun angezogen, so wird der Dichtring in seinem Sitz zusammengepreßt und damit die Abdichtung zwischen Muffe und Einsteckende erreicht. Der zwischen Dichtring und Schraubring angeordnete Gleitring erleichtert das Anziehen der Verbindung und verhindert gleichzeitig eine sich auf die Abdichtung negativ auswirkende Verformung des Dichtringes. Das Dichtungsprinzip der Stopfbuchsenmuffenverbindung entspricht weitgehend dem der Schraubmuffenverbindung, wobei das Anpressen des keilförmigen Dichtringes über Schrauben mit Hilfe des Stopfbuchsenringes erfolgt. Auch diese Verbindungsart wird heute nur noch selten verwendet. Beim Neubau von Wasserleitungen werden zunehmend Muffenschieber mit zugfesten Muffenverbindungen eingesetzt, um Korrosionsschäden an Schrauben oder eine baustellenseitige Nachumhüllung der Verbindung zu vermeiden. Da die oben beschriebenen elastisch gedichteten Muffen-Verbindungen in axialer Richtung beweglich und allseitig bis zu 3° abwinkelbar sind, müssen die bei der Druckprüfung und während des Betriebes auftretenden Kräfte an Bögen, Abzweigungen und Reduzierungen entweder durch Betonwiderlager oder Ankerkonstruktionen aufgenommen werden. Dort wo es nicht möglich ist, solche Widerlager zu bauen stellt die TYTON-Steckmuffenverbindung mit TYTON-SIT-Dichtring bis DN 300 eine gute Möglichkeit längskraftschlüssige Rohrleitungen herzustellen dar. In den TYTON-Dichtring sind hier Edelstahlsegmente einvulkanisiert, deren scharf geschliffene Zähne sich bei einer geringen Rückwärtsbewegung des Rohres, in der Rohrwandung des Spitzendes festkrallen und somit eine Verriegelung bewirken. Bei Anwendung der Schubsicherung SIT ist der Nenndruck für Nennweiten von DN 80 - DN 200 auf 16 bar und für DN 250 und DN 300 auf 10 bar begrenzt. Die Verbindung von Rohren aus duktilem Gußeisen durch Schweißverbindungen stellt im modernen Rohrleitungsbau eine untergeordnete Rolle dar.

4.0 Korrosionsschutz bei Stahl- und duktilen Gußrohren

4.1 Der innere Korrosionsschutz - Zementmörtelauskleidungen

Für den Inneren Korrosionsschutz von Trinkwasserleitungen aus Gußeisen und Stahl haben sich je nach Aggressivität der transportierten Flüssigkeit in der Praxis zwei prinzipielle Ausführungen durchgesetzt: · die Standardausführung mit Hochofen- bzw. Portlandzement · die Sonderausführung mit kunststofflegiertem Zementmörtel Die Auskleidung der Rohre mit dem Mörtel erfolgt werksseitig überwiegend im Schleuderverfahren bei rotierenden Rohren, wodurch ein hochverdichtetes Gefüge und eine sehr glatte Oberfläche entsteht. Folgende Schichtdicken der Zementmörtelauskleidung sind vorgeschrieben: · DN 80 bis DN 300 : 3mm · DN 350 bis DN 600 : 5mm · DN 700 bis DN 1200 : 6mm · DN 1400 bis DN 2000 : 9mm Die Auskleidung mit Zementmörtel dient nicht nur dem Korrosionsschutz, sondern verhindert auch das Ansetzen von Ablagerungen und gewährleistet damit den Erhalt der hydraulischen Leistungsfähigkeit der Rohrleitungen über viele Jahrzehnte.

4.2 Der äußere Korrosionsschutz - Passiver Korrosionsschutz

Guss- und Stahlrohre werden heute mit einem wirkungsvollen und langlebigen Korrosionsschutz versehen. Mussten ungeschützte oder schlechtgeschützte Stahlrohre in der Vergangenheit noch mit einem, den Umgebungsbedingungen angepassten Korrosionszuschlag versehen sein, kann im Stahlbereich seit Jahrzehnten aufgrund der angewendeten Dickschichtsysteme auf einen derartigen Wanddickenzuschlag verzichtet werden. In den letzten Jahrzehnten werden Verbundrohrsysteme angeboten, die mit Zementmörtelauskleidung, dem Stahlinnenrohr, der Kunststoffumhüllung und ggf. einem zusätzlichen äußeren Zementmantel die Vorteile der verschiedenen Werkstoffe miteinander kombinieren. Die Korrosion ist bei diesen Rohrsystemen nicht mehr die Ursache von Schäden, sondern als Folge von Fremdeinwirkungen, mangelnder Verlegesorgfalt, Materialfehlen oder Bodenbewegungen anzusehen. Nach DIN 2460 "Stahlrohre für Wasserleitungen" sind für Rohrleitungen aus Stahl werksseitige Umhüllungen aus Polyethylen (PE) nach DIN 30 670 vorgesehen. Die Vorteile der PE-Umhüllung sind in den guten chemischen und physikalischen Eigenschaften des Kunststoffes, wie ein hoher elektrischer Widerstand, gute Resistenz gegen aggressive Inhaltsstoffe des Bodens, geringe Wasseraufnahme, geringe Wasserdampfdiffusion und eine hohe mechanische Festigkeit zu sehen. Die heute hergestellten PE-Umhüllungen des Stahlrohres bestehen aus einem dreischichtigen Aufbau, nämlich einer Epoxy-Grundschicht, einer Kleberschicht und einer vollstabilisierten PE-Schicht. Die Grundschicht verbindet dabei die zuvor gestrahlte Stahloberfläche mit dem Kleber, der seinerseits einen optimalen Verbund zur PE-Schicht herstellt. So wird die für Transport, Lagerung und Verlegung wichtige Haftung zwischen Stahlrohr und PE-Umhüllung erreicht. Das Aufbringen des 3-Schichten Korrosionsschutzes erfolgt heutzutage meist nach dem Schlauchextrusionsverfahren. Die Forderung der Verlegefirmen nach zusätzlichem mechanischen Schutz führte zu weiteren Umhüllungslösungen, wie der · Polypropylenumhüllung nach DIN 30678 · profilierte PE-Umhüllungen mit integriertem stoßdämpfendem Schutzmantel · PE-Umhüllung mit zusätzlicher Faserzementmörtel-Umhüllung

Zu Beginn des Einsatzes duktiler Gußrohre in den 60er-Jahren, glaubte man, daß duktile Gußrohre ähnlich wie Graugußrohre nur wenig oder gar nicht korrodieren würden. Deshalb wurden die Rohre nur mit einer dünnen Bitumenschicht versehen und unter Wiederverwendung des Aushubes für die Grabenverfüllung verlegt. Man stellte aber schnell fest, daß das Korrosionsverhalten des duktilen Gußeisens mehr dem Verhalten des Stahls entspricht. Diese Tatsache führte dazu, daß bereits nach 15 bis 20 Jahren erhebliche Anrostungen und punktuelle Durchrostungen an duktilen Gußrohrleitungen mit Bitumenanstrich auftraten. Aufgrund dieser Erfahrungen wurden 1982 in der DIN 30 674 geeignete Rohrumhüllungen für duktile Gußrohre festgelegt. Wegen den im städtischen Rohrleitungsbau häufig wechselnden Bodenarten und dem vermehrten Einsatz von Bauschutt als Verfüllungsmaterial sollten möglichst Rohre mit einer Umhüllung aus Polyethylen oder Zementmörtel verwendet werden, da diese Umhüllungsstoffe auch stark aggressiven Böden und einer Beschädigung bei Aufgrabungsarbeiten am Besten widerstehen. Außerdem müssen die Verbindungen der Rohre mit Schrumpfschläuchen oder Korrosionsschutzbinden geschützt werden.

4.3 Aktiver Korrosionsschutz

Schäden an Rohrleitungen entstehen überwiegend durch äußere Einwirkungen. Derartige Schadensursachen haben daher mit einer systembedingten Nutzungsdauer üblicherweise nichts zu tun. Um ein Höchstmaß an Sicherheit zu erreichen, sind bei Stahlrohren als Ergänzung zum passiven Korrosionsschutz elektrische Maßnahmen einsetzbar, der sog. kathodische Korrosionsschutz. Dieser für Gasleitungen gesetzlich vorgeschriebene aktive Korrosionsschutz kommt bei Wasserleitungen überwiegend nur bei Zubringer-, Fern- und Hauptleitungen aus Stahlrohren zur Anwendung. Da Korrosionsvorgänge in feuchten Böden elektrochemische Vorgänge sind, besteht die Möglichkeit im Falle einer Beschädigung diese Vorgänge an der Erdoberfläche messtechnisch zu erfassen und elektrisch zu beeinflussen. Das kathodische Prinzip besteht nun darin, das Potential des Eisenwerkstoffes durch das Zuführen von Elektronen abzusenken, und so die Bildung der positiv geladenen im Erdboden löslichen Eisenionen zu verhindern. Der Schutzstrom kann entweder aus einem galvanischen Element, d.h. einer Verbindung des zu schützenden Rohres mit einer im Erdboden verlegten unedleren Anode, z.B. aus Magnesium oder einem äußeren Stromkreis über einen Gleichrichter, dessen negativer Pol mit der Rohrleitung und dessen positiver Pol mit einer Anode im Erdboden verbunden ist, bezogen werden. Die Rohrleitungen müssen für die Anwendung des kathodischen Korrosionsschutzes eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzen, was bei Schweißverbindung automatisch der Fall ist. Andere Rohrverbindungen wie z.B. die TYTON-Muffen müssen hingegen elektrisch überbrückt werden. Außerdem sind die Rohre mit einer gut isolierenden Rohrumhüllung zu versehen.

Der kathodische Korrosionsschutz gewinnt heute für die Instandhaltung und insbesondere für die Rehabiliatationsplanung immer größere Bedeutung. Die Messtechniken des kathodischen Korrosionsschutzes ermöglichen nicht nur die Kontrolle der Verlegearbeiten im Rahmen der Gewährleistungfristen. Mit dem kathodsichen Korrosionsschutz steht ein umfassendes Werkzeug für eine zustandorientierte Instandhaltung zur Verfügung. Fehlstellen können nicht nur an den Veränderungen der Stromaufnahme erkannt, sondern messtechnisch exakt lokalisiert werden. Für die Planung von Reparaturmaßnahmen oder die Bewertung von Leitungsabschnitten im Vorfeld einer anstehenden Sanierung ist dieses Verfahren heute von unschätzbarem Wert. Es werden nur Bereiche repariert, die auch einer Reparatur bedürfen.

5.0 Kunststoffrohre

5.1 Anwendungsbereiche

Ende der 50-er Jahre wurden in der Wasserversorgung vermehrt Kunststoffrohre aus PVC-hart und PE eingesetzt. Ihre zahlreichen Vorteile, wie Korrosionsbeständigkeit, glatte Innenwände, mehr oder weniger elastisches Verhalten, geringes Gewicht sowie längskraftschlüssige Verbindungen durch Kleben bei PVC-hart bzw. Klemmverschraubungen bei PE bewirkten in kürzester Zeit beachtliche Marktanteile. In den 60-er Jahren traten jedoch erste Schwierigkeiten mit undichten Klebmuffen an PVC-hart-Rohren oder auch Rohrbrüche auf, welche durch ungleichmäßige Verklebung und herstellungsbedingte Eigenspannungen in den PVC-Rohren verursacht wurden. Bei PE-Rohren kam es zur Rißbildung bei Beschädigung durch spitze Gegenstände oder bei Spannungsspitzen, welche durch Riefen bei der Verlegung verursacht wurden. Im Laufe der Jahre wurden unter Berücksichtigung dieser Erfahrungen die technischen Regeln und Normen intensiv überarbeitet und so stehen heute bewährte Rohrverbindungen und ein breites Sortiment an Formstücken zur Verfügung. Aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit werden Kunststoffrohre vermehrt in Gebieten mit metallaggressiven Böden verwendet. Ihr Marktanteil beim Bau neuer Wasserleitungen liegt derzeit bei etwa 30%.

5.2 Werkstoffeigenschaften von Kunststoffen

Aus Erdöl werden die Ausgangsprodukte, die sogenannten Monomere gewonnen. Aus diesen werden nach verschiedenen Verfahren durch Polymerisation die im Rohrleitungsbau verwendeten Werkstoffe Polyethylen (PE) und Polyvenylchlorid (PVC) gewonnen. 1937 wurden erstmals Trinkwasserrohre aus dem bereits seit 1912 bekannten PVC verlegt. Die erste Norm für PVC-hart Rohre wurde bereits 1941 herausgegeben, die ersten Normen für Polyethylen-hart (PE-HD) und Polyethylen-weich (PE-LD) erschienen 1960.

5.3 Herstellung von Kunststoffrohren

Als Ausgangsmaterial der Rohrherstellung dient granulat- oder pulverförmiges Polymerisat. Die Produktion der Rohre erfolgt durch das sog. Extrudieren des Polymerisates auf einer Schneckenpresse, dem sog. Extruder. In diesem wird das Polymerisat verdichtet, dabei entlüftet, anschließend aufgeschmolzen, homogen gemischt und abschließend in einer Ringdüse zu einem Rohr geformt. Die Abstimmung der Schneckenpresse auf die Ringdüse hat entscheidenden Einfluß auf die Qualität des produzierten Rohres. Die zum Schmelzen des Ausgangsstoffes benötigte Energie wird der Extruderkammer von außen über Heizelemente zugeführt. Das formgebende Werkzeug, die Ringdüse, besteht aus einem Mundstück mit Dorn und wird unmittelbar vom Extruder mit dem flüssigen Kunststoff versorgt. Das von der Ringdüse erzeugte endlose Rohr wird anschließend durch den sog. Rohrabzug mit konstanter Geschwindigkeit durch die wassergekühlte Kalibriervorrichtung, in der es auf die gewünschten Maße gebracht wird und abschließend zur Abkühlung durch ein Tauchbad gezogen. Als letztes werden die mit dem Signiergerät gekennzeichneten Rohre entweder in größeren Längen auf Trommeln aufgerollt oder in Standard-Lieferlängen abgeschnitten.

5.4 Rohrverbindungen

Für den Bau von Kunststoffrohrleitungen stehen folgende Verbindungsmöglichkeiten zur Verfügung: für PVC-Rohre:

· Einsteckmuffe mit Gummidichtung
· Flanschverbindung
· Klebemuffe Für PE-Rohre:
· Schweißverbindungen
· Klemmverbindungen
· Steckverbindungen
· Flanschverbindungen

Die technischen Regeln für Rohre und Rohrleitungsteile aus PVC für Trinkwasserleitungen sind in der DIN-Norm 19 532 festgelegt. Die Rohre sind für einen Betriebsdruck von 10 - 16 bar bei 20 °C und einer Betriebsdauer von 50 Jahren ausgelegt. Für den Bau von Rohrleitungssystem steht ein umfangreiches Sortiment an Rohrleitungsteilen aus PVC und auch aus duktilem Gußrohr zur Verfügung. Aus Gründen der Homogenität in den Verbindungen und den Werkstoffen sollten alle Formstücke aus dem Werkstoff PVC hergestellt werden. Die Steckverbindung für PE-Rohre ist sehr einfach konstruiert und besteht aus der am Rohr geformten Muffe mit der Kammer für das Dichtelement und dem Dichtring. Zur Herstellung der Verbindung wird er Dichtring herzförmig zusammengedrückt, in die Ringnut eingelegt und das Spitzende des zu verbindenden Rohres bis zum Anschlag in die Muffe eingeschoben. Der große Vorteil dieser Verbindungsart liegt in ihrer sehr einfachen, schnellen und kostengünstigen Herstellung. Ein Nachteil ist, daß sie nicht längskraftschlüssig ist und deshalb an Bögen und Formstücken durch Betonwiderlager gesichert werden muß. Die Flanschverbindung wird weitgehend nur für den Einbau von Armaturen verwendet. Sie erfolgt mit losen Flanschen und mit Bundbuchsen oder kegelförmigen Flanschbuchsen, die auf das Rohrende aufgesteckt oder aufgeklebt werden. Die Klebeverbindung kommt beim Bau von erdverlegten Wasserleitungen aus verschiedenen Gründen nur noch selten zum Einsatz. Die zeitweise ungünstigen Randbedingungen auf der Baustelle, wie z.B. widrige Witterungseinflüsse können sich negativ auf die Qualität der Rohrverbindung auswirken, außerdem stellt die relativ lange Abbindezeit des Klebers einen nicht unwesentlichen Kostenfaktor dar. Aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile haben sich PE-Rohre für den Bau von Wasserleitungen weitgehend durchgesetzt. Rohre, Rohrverbindungen und Rohrleitungsteile aus PE-HD und PE-LD für Trinkwasserleitungen sind in der DIN 19 533 genormt. Für den Bau von Wasserrohrleitungen werden Rohre aus Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) gemäß DIN 8075 eingesetzt. Für erdverlegte PE-HD-Rohre kommt als Verbindungstechnik überwiegend das Schweißen zum Einsatz. Es werden folgende Schweißverfahren eingesetzt:

· Heizwendelschweißung von Muffen
· Heizelement-Stumpfschweißung
· Heizelement-Muffenschweißung

Die elektrische Heizwendelschweißung eignet sich für Rohre mit Außendurchmessern von 20 - 225 mm. Das Verbindungselement besteht aus der gespritzten PE-Muffe, in die an der Innenseite ein elektrischer Widerstandsdraht eingelegt ist. Nach entsprechender Vorbehandlung der zu verbindenden Rohrenden wird die Muffe über dem Rohrstoß zentriert und deren Widerstandsdraht an das entsprechende Schweißgerät angeschlossen. Das Schweißgerät regelt die Höhe des Schweißstromes, der zum Schmelzen der Muffeninnenseite und der Rohroberfläche und somit zu einer homogenen Verbindung führt. Es werden heutzutage meist computergesteuerte Schweißgeräte verwendet, welche den Schweißstrom und die erforderliche Schweißzeit nach Eingabe der Rohrdimensionen automatisch berechnen und steuern. Es können aber nicht nur Muffen, sondern auch andere Formstücke, wie Anbohrschellen, Endkappen, Bogen und T-Stücke jeweils mit eingebauter Heizwendel verarbeitet werden. Heizelemntstumpfschweißungen werden mit Hilfe spezieller Schweißmaschinen ausgeführt. Diese besteht aus einem Rahmen und zwei Klemmvorrichtungen zur Fixierung der zu verschweißenden Rohrenden, von denen eine über Hydraulikzylinder auf einem Schlitten verfahrbar ist. Die zentrierten Rohrenden werden zunächst plangehobelt und anschließend mit Hilfe eines Heizelementes erwärmt. Nach erreichen der Schmelztemperatur des Werkstoffes PE wird das Heizelement entfernt und die beiden Rohrenden mit definiertem Druck zusammengepreßt, wodurch es zu einer Vernetzung der Moleküle an den Stirnflächen der Rohrenden kommt. Die dabei entstehende Schweißwulst kann mit Spezialwerkzeugen entfernt werden. Das Heizelementmuffenschweißen kann bis Rohraußendurchmessern von 63mm per Hand durchgeführt werden. Das Rohr und der Fitting werden dabei überlappt verschweißt, indem Rohrende und Fitting mit Hilfe eines Heizelementes auf Schweißtemperatur gebracht und anschließend ineinandergefügt werden. In der Trinkwasserversorgung kommen wegen der geringeren Belastung der Verbindungsstücke als im Gasleitungsbau überwiegend noch mechanische Rohrverbindungen wie Klemm-/Schraubverbindungen aus duktilem Gußeisen oder Kunststoff zum Einsatz. Der große Vorteil dieser Verbindungsmöglichkeiten liegt in ihren geringeren Kosten. Eine weitere Verbindungsmöglichkeit im Wasserrohrleitungsbau stellt der stützrohrlose Steckfitting dar. In den aus duktilem Gußeisen gefertigten Fittings wird ein großvolumiger O-Ring eingelegt, welcher infolge des Innendruckes in den konusförmigen Innenteil des Fittings gedrückt wird und somit abdichtet. Die Längskraftschlüssigkeit der Verbindung wird durch einen geschlitzten konischen Klemmring sichergestellt.

6.0 Spannbetondruckrohre

6.1 Anwendungsbereiche

Spannbetondruckrohre finden im Rohrwasserleitungsbau ihre Anwendung bei Zubringer- und Fernleitungen großer Nennweiten bei geringen bis mittleren Drücken. Um die durch den Innendruck auftretenden Zugspannungen aufzunehmen werden überwiegend vorgespannte Stahlbetonrohre verwendet. Die Vorteile solcher Spannbetondruckrohre bestehen in ihrer langen Nutzungsdauer sowie ihrer hohen Beständigkeit gegenüber Innen- und Außenkorrosion. Als Nachteile sind das hohe Gewicht, die Sprödigkeit des Werkstoffes, die fehlende Längskraftschlüssigkeit der Verbindungen sowie die schwierige Reparatur von Rohrschäden anzusehen.

6.2 Herstellung von Spannbetondruckrohren

Zunächst wird der Bewehrungskorb in eine runde Stahlform eingespannt, welche zum Ein- und Ausschalen aus Halbschalen gefertigt ist. Nach dem die Längsbewehrung vorgespannt wurde, wird eine der Wanddicke und Rohrlänge angepaßte Betonmenge in die rotierende Form gegeben. Die Zentrifugalkraft bewirkt eine gute Verdichtung des Betons und läßt das spezifisch leichtere Wasser zum Teil austreten. Das Abbinden und Erhärten wird durch Dampfbehandlung zusätzlich beschleunigt. Nach dem Ausschalen wird das sog. Kernrohr sorgfältig gereinigt und spiralförmig mit Stahldraht unter Vorspannung umwickelt. Um die Querbewehrung vor Beschädigung und Korrosion zu schützen wird eine dünne Lage Beton als Verbundwerkstoff aufgebracht. Für Spannbetonrohre ist die DIN 4035 , in der Lieferung, Prüfung und Abnahme der Rohre festgelegt ist maßgebend.

6.3 Rohrverbindungen

Als Rohrverbindungen dienen meist Glockenmuffen oder Falzrohre mit Rollgummidichtring. Bei dieser Verbindungsart wird ein Gummiring mit kreisförmiger Querschnittsfläche auf das Spitzende des Rohres gelegt und in die Muffe eingeführt. Durch das Zusammenpressen derjenigen erfüllt sie ihre Dichtfunktion.

7.0 Faserzementrohre

7.1 Anwendungsbereiche

Aufgrund der krebserregenden Eigenschaften von Asbest wurde in den letzten Jahren die Verwendung von Asbest-Fasern bei der Produktion von Druckrohren schrittweise eingestellt. Die Vorteile des Faserzementrohre liegen in ihrer großen Beständigkeit gegenüber Innen- und Außenkorrosion sowie ihrem geringen Eigengewicht. Demgegenüber steht der Nachteil geringer Bruchdehnung, die eine sorgfältige Einbettung derjenigen erfordert.

7.2 Rohrverbindungen

Als Verbindung steht die sog. REKA-Kupplung zur Verfügung. Diese hat zwei konische Kammern, in die zwei gleich-konisch gezahnte Gummidichtringe eingelegt werden. Die Spitzenden der zu verbindenden Rohrenden werden beiderseits in die Kupplung bis zum Mittenanschlag eingeschoben.