Polyethylenrohre für Gasleitungen: Typen und Spezifikation der Verlegung von Rohrleitungen aus Polyethylen

Früher wurden bei der Verlegung von industriellen und häuslichen Versorgungsleitungen Rohre aus Gusseisen, Stahl und Kupfer verwendet. Mit dem Aufkommen von Polymeren, die Metallprodukten in Bezug auf Festigkeit, Verschleißfestigkeit und chemische Beständigkeit in nichts nachstehen, begann man, Rohrmaterial aus Polypropylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polybutylen usw. herzustellen.

Polyethylenrohre für Gasleitungen haben sich gut bewährt – sie sind praktisch, elastisch, leicht und erleichtern den Transport und die Montage erheblich. Wenn Sie Ihr Einfamilienhaus mit Gas versorgen möchten, ist es nützlich, sich näher über die technischen Eigenschaften, Bedingungen und Montagemethoden von Polyethylenrohren zu informieren.

HDPE-Rohre für Gasleitungen

Polyethylen niedriger Dichte (HDPE) wird nicht nur für die Herstellung von Gasleitungselementen verwendet. Es wird auch für andere Versorgungsleitungen eingesetzt – Wasserleitungen, Abwasserkanäle, technische Schutzrohrleitungen. Die Rohrtypen unterscheiden sich in Zusammensetzung, Eigenschaften und Kennzeichnung.

Wir konzentrieren uns auf Produkte für den Gastransport, deren Herstellung den Anforderungen von GOST R 50838-2009 (veraltete Ausgabe – GOST R 50838-95) unterliegt.

Arten und Abmessungen

Polymer-Druckrohre für Gas können nur aus Polyethylen bestehen oder mit zusätzlichen Schichten verstärkt sein.

Somit werden drei Typen unterschieden:

• Polyethylenrohre, einschließlich solcher mit gelben Streifen;
• Polyethylenrohre mit innen oder außen angeordneten Coextrusionsschichten;
• Polyethylenrohre mit einer thermoplastischen Schutzumhüllung, die vor der Montage entfernt werden muss.

Alle Arten von Rohrmaterial sind für den Transport verschiedener Gase bestimmt, die den Normen GOST 5542 entsprechen und als Rohstoff oder Brennstoff für industrielle und häusliche Zwecke verwendet werden. Es gelten Einschränkungen für die Verwendung der Rohrleitungen: max. Betriebsdruck – 1,2 MPa, max. Betriebstemperatur -/+40 °C.

Die Rohre werden in verschiedenen Verpackungsarten verkauft: Produkte mit einem Durchmesser von 200 mm und mehr – nur in geraden Längen, dünnere – in Spulen oder Rollen.

Industrieprodukte werden in Abschnitten von 5–24 m geliefert, in Vielfachen von 0,25 m, jedoch meist in einer für den Transport mit Spezialfahrzeugen geeigneten Durchschnittslänge, z. B. 13 m. Das Aufwickeln dünner Rohre in Rollen erfolgt in verschiedenen Längen, aber am häufigsten trifft man Rollen von 200, 500 und 700 m. Die Herstellung von Erzeugnissen anderer Längen ist möglich, jedoch nur nach Absprache mit den Kunden.

Abhängig von der Wanddicke und dem Arbeitsdruck werden die Rohre in zwei Typen unterteilt:

• PE-80. Wanddicke 2–3 mm, Arbeitsdruck 3–6 MPa; geeignet für Gas- und Wasserleitungen;
• PE-100. Wanddicke 3,5 mm, Arbeitsdruck 8–12 MPa; dies ist eine verbesserte Version von PE 80, zeichnet sich durch Hitzebeständigkeit und höhere Dichte aus.

PE in der Bezeichnung steht für Polyethylen, die Zahlen 80 und 100 sind die Polyethylen-Sorten.

Aus wirtschaftlicher Sicht wird die Sorte PE 100 bei der Installation von Hochdruck-Gasleitungen oder in besonderen Fällen verwendet – z. B. für die Sanierung alter, abgenutzter Hauptleitungen oder den Bau experimenteller Zweige mit einem Druck ab 0,6 MPa und mehr.

Technische Daten und Kennzeichnung

An Polyethylenrohre, die unter Fabrikbedingungen hergestellt werden, werden die in GOST R 50838-2009 aufgeführten Anforderungen gestellt. Darunter befinden sich Empfehlungen zum Aussehen und zu technischen Eigenschaften.

Äußerlich müssen die Rohre eine glatte Oberfläche ohne Blasen, Lunker und Risse aufweisen. Auch mit bloßem Auge sichtbare Fremdeinschlüsse sind ausgeschlossen. Zulässig sind nur eine leichte Welligkeit und Längsstreifen.

In Bezug auf die Farbe gibt es folgende Möglichkeiten:

• PE 80 – gelb;
• PE 100 – gelb, orange, schwarz mit gleichmäßig verteilten gelben/orangefarbenen Streifen.

In dem Dokument sind auch Normen für Eigenschaften wie Beständigkeit bei konstantem Innendruck, Bruchdehnung, Beständigkeit gegen Rissausbreitung, Thermostabilität und Schweißbarkeit festgelegt.

Die Hersteller bringen die Kennzeichnung auf verschiedene Weise an: durch Heißprägung, Farbdruck, Heißprägung mit Einfärbung. Der Abstand zwischen den Zeichen beträgt maximal 1 m.

Die Kennzeichnung darf die Materialqualität nicht beeinträchtigen, d. h. keine Risse, Aufblähungen usw. verursachen.

Buchstaben und Zahlen müssen gut lesbar, deutlich und verständlich sein. Zu den obligatorischen Angaben gehören:

• Warenzeichen oder Herstellername;
• Rohrbezeichnung;
• Herstellungsdatum;
• Nenndurchmesser/Wanddicke;
• der Verwendungszweck;
• GOST.

Die übrigen Angaben – Ländername, Chargennummer usw. – werden nach Wunsch aufgebracht.

Als Beispiel analysieren wir eines der Muster:

OOO «Sfera» PE 80 SDR 11 — 150x10,5 GAS GOST R 50838-2009

1. OOO «Sfera» — Hersteller
2. PE-80 – Art des Polyethylenrohrs
3. SDR 11 – Standardmaßverhältnis
4. 150 – Durchmesser
5. 10,5 – Wanddicke
6. GAS – Verwendungszweck
7. GOST R 50838-2009 – Normdokument

Anhand der Kennzeichnung lässt sich leicht feststellen, ob die Rohre für den Haus- oder Industriegebrauch geeignet sind und ob sie hinsichtlich Verwendungszweck und Durchmesser übereinstimmen.

Vor- und Nachteile von Polyethylen

Dank der Vorteile von Polyethylen wird es für den Transport eines so gefährlichen Brennstoffs wie Erdgas verwendet.

Zu den Hauptvorteilen zählen Eigenschaften wie:

• Elektrische Isoliereigenschaften. Polyethylen ist ein vollwertiger Isolator und leitet keinen elektrischen Strom. Bei der Montage ist keine Erdung erforderlich.
• Beständigkeit gegen aggressive Chemikalien, die im Boden oder in der Industrie vorkommen können.
• Keine Korrosion und Nutzbarkeit in feuchter Umgebung.
• Flexibilität, wodurch die Rohrleitung vor Bodenbewegungen, Ausdehnungen bei Frost und Wasserschlägen geschützt ist.
• Passivität gegenüber der Übertragung von Schallschwingungen.

Die Abriebfestigkeit ist recht hoch – Hersteller moderner PE-Gasrohre geben eine Garantie von 30 bis 50 Jahren.

Einer der wesentlichen Vorteile ist das geringe Gewicht der Rohre, das Transport, Lagerung und Montage vereinfacht. Oft entfällt der Einsatz von Spezialmaschinen, was die Gesamtkosten für die Gasversorgung der Anlagen senkt.

Zu den Nachteilen gehört die Photodegradation von Polyethylen. Das bedeutet, dass das Material unter UV-Einwirkung schnell altert und zerfällt. Um die Beständigkeit von Polyethylen gegenüber Sonneneinstrahlung zu verbessern, wird dem Material ein schwarzes Pigment als Stabilisator zugesetzt.

Weitere Nachteile sind der geringe Betriebstemperaturbereich des transportierten Mediums, die Durchlässigkeit für Sauerstoff und die Abhängigkeit der technischen Eigenschaften von der Außentemperatur.

Aufgrund der genannten Nachteile werden Erdgasleitungen aus Polyethylenrohren nur im Erdreich verlegt; in offenen Bereichen werden Metallleitungen installiert.

Montage von Polyethylen-Gasrohren

Es ist verboten, eine Gasleitung an einem Privathaus oder einem Industrieobjekt selbst zu montieren. Diese Arbeiten müssen von einem Unternehmen ausgeführt werden, das über die entsprechende Lizenz und das damit verbundene Recht zur Durchführung solcher Arbeiten verfügt. Dieses Unternehmen übernimmt auch die spätere Wartung – Kontrollen, Tests oder Reparaturen.

In der Regel wird der Bau einer Hauptgasleitung von einem Arbeitsteam nach einem vorab erstellten Plan durchgeführt. Praktisch immer ist der Einsatz von schwerem Gerät und Spezialwerkzeugen erforderlich.

Zunächst wird die Genehmigung für Bauarbeiten eingeholt, ein Paket mit Planungs- und Kostenvoranschlagsunterlagen erstellt und die geodätische Absteckachse festgelegt. Danach erfolgen die Vorbereitungsarbeiten, zu denen die Trassenplanung, Erdarbeiten, Transport und Auslegen der Rohre sowie die Installation des Schweißwerkzeugs gehören. Erst dann beginnt man direkt mit den Montagearbeiten – dem Verlegen und Schweißen der Rohre.

Überblick über Verbindungsmethoden von Rohren

Polyethylen zeichnet sich dadurch aus, dass es bei Erwärmung seine Eigenschaften verändert und schmilzt. Diese Eigenschaft wird genutzt, um unlösbare Verbindungen der Gasleitung herzustellen – also für das Schweißen der Rohre.

Es werden zwei Schweißverfahren unterschieden:

• Stumpfschweißen, ohne Verwendung von Formstücken;
• Elektroschweißmuffen unter Verwendung von elektrowiderstandsgeschweißten Fittings.

Das erste Verfahren wird für industrielle Zwecke und zum Schweißen von Rohren mit großem Durchmesser eingesetzt, das zweite für die Erstellung von Hausgasanschlüssen von der Hauptleitung.

Wenn eine lösbare Verbindung erforderlich ist, wird das dritte Verfahren angewendet – die Kompressionsverbindung. Die Rohrenden werden mit Klemmverschraubungen verbunden, die bei Bedarf entfernt oder ausgetauscht werden können.

Die Kompressionstechnik eignet sich für temporäre Lösungen oder Projekte, die später modernisiert werden sollen. Aber häufiger werden lösbare Verbindungen bei Wasserleitungen eingesetzt.

Zunächst betrachten wir, wie das Schweißen durchgeführt wird. Die Vorbereitungsarbeiten erfolgen nach einem einheitlichen Plan:

1. Auswahl und Überprüfung der Materialien und Werkzeuge für die Montage. Heizgeräte, Schaber und Anfasgeräte werden gereinigt, Polyethylenreste und Staub entfernt, mit Lösungsmittel abgewischt. Reibflächen und Bauteile werden geschmiert. Geeignete Einsätze und Klemmen werden entsprechend dem Durchmesser ausgewählt.
2. Auswahl der Schweißparameter. Die Werkzeuge werden programmiert, bestimmte Parameter werden in den Speicher des Heizgeräts eingegeben.
3. Vorbereitung des Arbeitsbereichs. Die Rohrenden werden von Sand, anhaftendem Lehm und Staub gereinigt und abgewischt. Die freien Enden werden mit Kappen abgedeckt. Oxidierte Stirnflächen werden mit Schabern gereinigt.
4. Fixierung und Zentrierung der Rohre. Vor dem Schweißen muss die Ovalität beseitigt werden, daher werden die Rohrenden zentriert und dann in der gewünschten Position fixiert – genau gegenüber voneinander.
5. Bearbeitung der Stirnflächen. Auf der Oberfläche der Enden wird eine Spandicke von 0,1–0,3 mm abgetragen. Der Spalt zwischen den stumpf verbundenen Abschnitten darf nicht mehr als 0,3 mm betragen. Nach der Reinigung muss das Schweißen durchgeführt werden, ohne dass eine Verschmutzung erfolgt.

Nach den Vorbereitungsarbeiten wird das Schweißen durchgeführt.

Die Verbindung beim Stumpfschweißen erfolgt durch das „Verwachsen“ der aufgeschmolzenen Stirnflächen. Das Aufschmelzen kann mit einem Heizwerkzeug mit scheibenförmigem Arbeitselement erreicht werden.

Beim Schweißen ist es wichtig, Kriterien wie die Temperatur und die Zeit des Aufschmelzens, die Anpresskraft der Stirnflächen, die Dauer der Stauchphase, den Druck während der Stauchphase und die Abkühlzeit zu berücksichtigen.

Arbeitsablauf:

Merkmale einer zuverlässigen Naht: gleichmäßiger, homogener Wulst, Unmöglichkeit, das Rohr durch Kraftaufwand zu trennen. Die Schweißverbindung durch Schmelzverfahren gilt als sehr fest und erfordert keine zusätzlichen Abdichtungsmaßnahmen.

Die zweite Methode – Elektroschweißmuffen – zeichnet sich durch das Vorhandensein von Verbindungselementen – Muffen, Reduzierstücken, Bögen, T-Stücken – aus. Auf der Innenfläche der Fittings ist eine Metallspirale befestigt, die durch elektrischen Strom erhitzt wird und das Polyethylen aufschmilzt. Dadurch verschmelzen die Fittings mit den Rohren und bilden unlösbare Verbindungen.

Bei der Auswahl der Elemente für die Verbindung von Polyethylen-Gasrohren sowie während der Durchführung des Verfahrens ist es wichtig, Parameter wie Spannung, Schweiß- und Abkühlzeit zu berücksichtigen.

Die Technologie ist einfacher als beim Stumpfschweißen und erfolgt in der folgenden Reihenfolge:

Moderne Schweißgeräte sind mit einem Bedienfeld mit Display ausgestattet. Der Vorgang wird nach einem Programm durchgeführt, das je nach Rohrtyp ausgewählt wird.

Lösbare Verbindungen werden bei der Gasleitungserrichtung äußerst selten verwendet. Dafür werden ebenfalls Fittings eingesetzt, aber sie werden mechanisch, ohne Erwärmung, befestigt.

Die Verbindungselemente bestehen aus zwei Teilen – einem Klemmring und einem Gehäuse. Durch das Festdrehen der Gewindeteile entsteht eine feste, aber instabile Verbindung. Wenn zusätzliche Zuverlässigkeit erforderlich ist, werden die Fittingteile mit Schrauben und Muttern verschraubt.

Regeln für die Einrichtung einer HDPE-Gasleitung

Bei der Montage und dem Betrieb von Polyethylenrohren sind zahlreiche Vorschriften zu beachten, die sowohl die Funktionsfähigkeit der Gasleitung und der Ausrüstung als auch die Sicherheit der Benutzer gewährleisten.

Es gibt eine Vielzahl von Verboten für die Verlegung von Leitungen. Beispielsweise darf Gas in felsigen und stark frosthebeanfälligen Böden sowie in Böden der Setzungsempfindlichkeitsklasse 2 nicht mit PE-Rohren verlegt werden. Wenn die Region erdbebengefährdet ist und eine Seismizität von mehr als 6 Punkten aufweist, muss für die Verlegung der Leitungen ein anderes Material verwendet werden.

Polyethylen wird in Industrie- und Wohngebäuden, im Freien, in Sammelkanälen und Kanälen nicht verwendet. Stattdessen werden Stahlrohre installiert.

Wenn die Verwendung von PE-Rohren zulässig ist, müssen eine Reihe von Bedingungen erfüllt werden. Beispielsweise muss die Gasleitung auf steilen Hängen vor einer möglichen Auswaschung der Gräben geschützt werden, und es müssen zusätzliche Maßnahmen zu ihrer Stabilisierung ergriffen werden.

Bei der Kreuzung von unterirdischen Sammelkanälen oder Kanälen, Abwasser- oder Stromleitungen, Schächten werden Polyethylenrohre in Metallmantelrohre eingeschlossen. Der Abstand von der Oberfläche der Gasleitung zur Innenwand des Mantelrohrs beträgt mindestens 10 cm.

In einem Graben können zwei oder mehr Gasleitungen verlegt werden, jedoch mit Zugang zu jeder Leitung für Wartung oder Reparatur.

In nördlichen Regionen, in denen die Temperaturen unter -40°C fallen, erhöht sich die Verlegetiefe auf 2,0–3,2 m.

Über die Verlegung einer Gasleitung in einem Schutzrohr mit Einführung in das zu vergasende Haus informiert Sie der folgende Artikel, dessen Lektüre wir allen Eigentümern von Landhäusern empfehlen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Regeln für das Schweißen mit der Elektroschweißmuffenmethode:

Zu den Besonderheiten des Stumpfschweißens:

Wie funktioniert ein Schweißgerät für PE-Rohre:

Die Verwendung von Polyethylenrohren für die Vergasung von Industrie- und Wohnobjekten ist traditionell geworden.

PND ist ein robustes und zuverlässiges Material, das keine Bedenken hervorruft. Die Installation der Gasleitung sollte jedoch ausschließlich von erfahrenen Gasnetz-Monteuren durchgeführt werden, die die Polyethylenschweißtechnik beherrschen.

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