Abhängigkeit der Nutzungsdauer einer beschädigten Rohrleitung von der anliegenden Spannung



Wenn bei der geplanten Verlegung eine mehr als 10%ige Beschädigung erwartet werden kann, so muss, folgt man den Regelwerken, ein Rohr mit einem zusätzlichen Schutzmantel eingesetzt werden. Diese Forderung ist daher so wichtig, da die Nutzungsdauer der Rohrleitung abhängig von der anliegenden Spannung ist. Nachfolgender Vergleich am Beispiel eines PE 100 zeigt die Abhängigkeit.

Bei einer Innendruckbelastung von 16 bar einer Rohrleitung aus PE 100 der Dimension OD 110 mm x 10 mm entsteht in der Rohrwand eine Spannung von 8 N/mm2. Verringert man die Rohrwand bei gleichem Innendruck auf 9 mm steigt die Spannung auf 9 N/mm². Bei weiterer Reduzierung der Wandstärke auf 8 mm (vereinfachte Annahme für 20% Beschädigung) übersteigt die Spannung den von den Rohstofflieferanten garantierte Mindestfestigkeit für einen PE 100 Rohstoff von 10 N/mm2. Eine Nutzungsdauer von mindestens 50 Jahren ist bei dieser Anwendung nicht wahrscheinlich.

Bei SLM®RCplus-Rohren werden die bei der grabenlosen Verlegung auftretenden Beschädigungen vom dem Schutzmantel aufgenommen. Die unverkratzte Rohrleitung unter dem Schutzmantel weißt keine Einschränkungen hinsichtlich der Druckfestigkeit und Nutzungsdauer auf.

Damit sind die Anforderungen, denen Rohrleitungen für die grabenlose Verlegung während der Baumaßnahme genügen müssen, im Wesentlichen beschrieben.

Während des Betriebes einer Rohrleitung werden die Belastungen, die durch den Innendruck entstehen, von der Rohrwand getragen. Bei nicht konventionell, d.h. im Sandbett verlegten Rohrleitungen, wirken zusätzliche Lasten, hervorgerufen durch Steine oder Gusscherben, auf die Rohrleitung. Lokale Spannungsspitzen sind die Folge, das Bauteil versagt vor Ablauf der geplanten Nutzungsdauer, wenn der eingesetzte Rohrwerkstoff nicht über eine besondere Spannungsrissbeständigkeit verfügt. Geeignet für die nicht konventionelle Verlegung ist das PE 100 RCplus.

Durch Punktlasten verursachte Druckspannungen bewirken auf der Rohrinnenseite Zugspannungen, die, zusätzlich zum Innendruck, von dem Material getragen werden müssen. Wenn der eingesetzte Rohstoff über keine besondere Spannungsrissbeständigkeit verfügt, werden die zusätzlichen Spannungen im Material vor Ablauf der geplanten Nutzungsdauer durch Rissbildung abgebaut. Der Nachweis der Spannungsrissbeständigkeit erfolgt durch Materialprüfungen im Full Notch Creep Test und Punktlastversuchen bei unabhängigen Gutachtern.