technisches handbuch

Technisches Handbuch
Schweißen und Verlegen von Druckleitungen
aus Polyäthylen
Begriffsbestimmungen
Qualifizierung des Schweißpersonals
Bezugsnormen
Arten der Verbindungen
Arten der Übergänge
Heizelementstumpfschweißung
Heizwendelschweißung
Prüfung der Verbindungen
Transport und Lagerung
Verlegung von Rohrleitungen aus PE
Abnahme der Leitungen
Begriffsbestimmungen
Begriffsbestimmungen
Mit Bezug auf die UNI-, ISO- und EN-Normen über die Rohrleitungssysteme
aus Polyäthylen für die Förderung von Medien unter Druck, werden in der
vorliegenden Unterlage folgende Begriffe für die geometrischen Eigenschaften
der Rohre und der Formstücke verwendet:
d n
Nenn-Außendurchmesser
festgelegter Außendurchmesser, als numerische,
gerundete Kennzahl, die ungefähr dem
Herstellungsmaß in mm entspricht
en
Nennwanddicke
numerische, gerundete Kennzahl für die Größe der
Wanddicke eines Rohrleitungsteils, die ungefähr dem
Herstellungsmaß in mm entspricht
de
Außendurchmesser
(an einer beliebigen Stelle)
an einer beliebigen Stelle des Querschnitts
gemessener Außendurchmesser eines Rohres oder
Schweißendes, auf 0,1 mm aufgerundet
dem
mittlerer Außendurchmesser
Quotient aus dem gemessenen äußeren Umfang
eines Rohres oder Schweißendes an einem
beliebigen Querschnitt senkrecht zur Rohrachse und
der Zahl π (= 3,142), auf 0,1 mm aufgerundet
SDR Durchmesser-Wanddicken
Verhältnis
numerische Bezeichnung einer Baureihe von
Rohren, als Verhältnis zwischen dem NennAußendurchmesser dn und seiner Nennwanddicke en
3
Klassifizierung von PE-Formmassen
Die Klassifizierung der PE-Formmassen nach den internationalen Normen
erfolgt aufgrund der Langzeitfestigkeit MRS (Minimum Required Strength) in
MPa, die als Eigenschaft des Werkstoffes angesehen werden kann und die dem
abgerundeten Wert der mittleren Langzeitfestigkeit bei einer Temperatur von
20 °C über einen Zeitraum von 50 Jahren gemäß Zeitstand-Innendruckprüfung
entspricht.
Ausgehend von der MRS wird der Wert der Dimensionierungsspannung
(oder zulässige Spannung) σs durch Division mit dem Gesamtbetriebs
(berechnungs) koeffizient (dem Sicherheitsbeiwert K gleichzusetzen)
abgeleitet, mit dem sowohl die Betriebsbedingungen als auch die Eigenschaften
der Bauteile eines Rohrleitungssystems berücksichtigt werden.
Bei Rohrleitungssystemen aus Polyethylen für die Förderung von Wasser
wird nach Norm UNI EN 12201 ein Gesamtbetriebskoeffizient von C=1,25
angenommen; bei Rohrleitungen zur Förderung von Gas beträgt der
Sicherheitsbeiwert K=3,25 (in der Norm UNI 9034 vorgeschrieben, auf welche
im Dekret des Ministeriums für wirtschaftliche Entwicklung vom 16. April 2008
verwiesen wird).
Die Formmassen (compound) werden durch den Werkstofftyp PE bezeichnet,
dem der mit 10 multiplizierte Wert der Langzeitfestigkeit hinzugefügt wird. Die
Bezeichnung des Werkstofftyps ist in der Mindestkennzeichnung für Rohre und
Formstücke enthalten.
Mpa
Bezeichnung
MRS
ss Wasser
ss gas
PE 80
PE 100
8,0
10,0
6,3
8,0
2,5
3,1
4
Tabellen
Zusammenhang zwischen SDR,
Serie S und Nenndruck PN
Das Durchmesser-Wanddicken-Verhältnis SDR ist die numerische
Bezeichnung einer Rohrreihe als gerundetes Verhältnis zwischen dem NennAußendurchmesser dn eines Rohres und seiner Nennwanddicke en.
Die Rohrserie S ist hingegen die numerische Bezeichnung einer Rohrreihe
nach Norm ISO 4065; der Zusammenhang zwischen der Rohrserie S und dem
Durchmesser-Wanddicken-Verhältnis SDR ist durch die Beziehung S = (SDR1)/2 gegeben.
Der höchste wirksame Druck des Mediums, dem ein Rohrleitungssystem im
Dauerbetrieb standhält in bar, wird als maximal zulässiger Betriebsdruck
(MOP) definiert; er berücksichtigt die physikalischen und mechanischen
Eigenschaften der Rohrleitungsteile und nach folgender Gleichung berechnet:
Der Nenndruck PN ist eine numerische Kennzahl für die Größe eines
Rohrleitungsteils, die sich auf seine mechanischen Eigenschaften bezieht. Für
Kunststoff-Rohrleitungssysteme, die für die Förderung von Wasser vorgesehen
sind, gibt der Wert des Nenndrucks den zulässigen Betriebsdruck (PFA) in bar
bei Wasser mit einer Temperatur von 20 °C an, bezogen auf eine erwartete
Lebensdauer von 50 Jahren.
Der Zusammenhang zwischen Durchmesser-Wanddicken-Verhältnis SDR,
Rohrserie S und Nenndruck PN über die Langzeitfestigkeit MRS sind für die
gängigsten Fälle in der folgenden Tabelle angeführt.
SDR
26
17
11
9
7,4
S
12,5
8
5
4
3,2
PE 80
PN 5
PN 8
PN 12,5
PN 16
PN 20
PE 100
PN 6
PN 10
PN 16
PN 20
PN 25
5
Betriebsdruck in Netzen aus PE-Rohren
Wasserversorgung
UNI EN 12201
Polyäthylen ist ein viskoelastischer Werkstoff: aufgrund der viskosen Verformung
sinkt die mechanische Festigkeit mit steigender Temperatur.
Wenn ein Netz aus Polyäthylen-Rohren bei konstanter Temperatur zwischen
20 °C und 40 °C betrieben wird, wird der zulässige Druck durch einen
Korrekturfaktor verringert; folgender Tabelle kann der zulässige Betriebsdruck
(PFA) in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur entnommen werden;
die Werte ergeben sich aus dem Nominaldruck PN des Rohres und den
Druckminderungsfaktoren nach Anhang A zur Norm UNI EN 12201-1.
C°
zulässiger Betriebsdruck (PFA) IN abhängigkeit
von der betriebsTEMPERATUR
[bar]
20
5,0
6,0
8,0
10,0
12,5
16,0
20,0
25,0
30
4,3
5,2
7,0
8,7
10,9
13,9
17,4
21,8
40
3,7
4,4
5,9
7,4
9,3
11,8
14,8
18,5
Erdgasversorgung
D.M. 16.04.2008
Folgender Tabelle können die Höchstwerte für den Betriebsdruck in Abhängigkeit
vom genormten Durchmesser-Wanddicken-Verhältnis SDR des Rohres und
der geforderten Mindestfestigkeit MRS des Polyäthylens; die Werte gelten für
Versorgungsleitungen für Erdgas und wurden mit einem Sicherheitsbeiwert
K=3,25 berechnet.
SDR
PE80 - Druck
[bar]
PE100 - Druck
[bar]
17,6 H
3,0
3,7
17
3,1
3,8
11
5,0
5,0
H
6
Die Baureihe mit SDR 17,6 wird in der nächsten Fassung der Norm UNI EN 1555 abgeschafft
Maße Rohre
UNI EN 12201 - UNI EN 1555
SDR 26
S12,5
SDR 17
S8
SDR 11
S5
SDR 9
S4
SDR 7,4
S3,2
PE 80
PN 5
PN 8
PN 12,5
PN 16
PN 20
PE 100
PN 6
PN 10
PN 16
PN 20
PN 25
dn
Wanddicke
en mm
Wanddicke
en mm
Wanddicke
en mm
Wanddicke
en mm
Wanddicke
en mm
-- H
-- H
2,0
2,3
2,0 H
2,3 H
3,0
3,7
4,6
5,8
6,8
8,2
10,0
11,4
12,7
14,6
16,4
18,2
20,5
22,7
25,4
28,6
32,2
36,3
40,9
45,4
50,8
57,2
2,3
3,0
3,6
4,5
5,6
7,1
8,4
10,1
12,3
14,0
15,7
17,9
20,1
22,4
25,2
27,9
31,3
35,2
39,7
44,7
50,3
55,8
62,5
70,3
3,0
3,5
4,4
5,5
6,9
8,6
10,3
12,3
15,1
17,1
19,2
21,9
24,6
27,4
30,8
34,2
38,3
43,1
48,5
54,7
61,5
----
H
16
--
20
25
32
40
50
63
75
90
110
125
140
160
180
200
225
250
280
315
355
400
450
500
560
630
----2,0
2,5
2,9
3,5
4,2
4,8
5,4
6,2
6,9
7,7
8,6
9,6
10,7
12,1
13,6
15,3
17,2
19,1
21,4
24,1
--2,0
2,4
3,0
3,8
4,5
5,4
6,6
7,4
8,3
9,5
10,7
11,9
13,4
14,8
16,6
18,7
21,1
23,7
26,7
29,7
33,2
37,4
H
H
H
H
Nach Norm UNI 9034 ist eine rechnerische Wanddicke des Rohres von zumindest
3 mm vorgeschrieben
7
Qualifizierung des Schweißpersonals
Aufgrund der mit der Zeit gesammelten Erfahrung kann festgestellt werden, daß
obwohl die Verschweißung von Polyäthylen-Leitungen heutzutage ausschließlich
mit eigenen technischen Hilfsmitteln erfolgt (Schweißgeräte, Rohrhalteklemmen,
Schälgeräte und sonstige), öfters nicht fachgerechte Schweißverfahren angewendet
werden, wodurch unweigerlich die Güte und die Haltbarkeit der Verbindungen
beeinträchtigt werden; die Wirtschaftlichkeit und die Sicherheit können in diesen
Fällen nicht gewährleistet werden. Ein maßgeblicher Faktor stellen in diesem
Zusammenhang die einwandfreie Ausbildung und die angemessene Qualifizierung
des Schweißpersonals dar. Der Besitz des Qualifizierungszertifikats nach Norm
UNI 9737 ist für das bei der Verschweißung von Polyäthylen-Leitungen im
Anwendungsbereich des Ministerialdekrets vom 16. April 2008 “Regola tecnica
per la progettazione, costruzione, collaudo, esercizio e sorveglianza delle opere
e dei sistemi di distribuzione e di linee dirette del gas naturale con densità non
superiore a 0,8” (Technische Vorschreibungen für Erdgas-Versorgungsanlagen)
eingesetzte Personal pflichtig. Der Einsatz von qualifiziertem Personal stellt auch
eine der Anforderungen zur Ausstellung der “Konformitätserklärung” nach
Ministerialdekret Nr. 37 vom 22. Januar 2008 “Regolamento concernente
l’attuazione dell’articolo 11-quaterdecies, comma 13, lettera a) della legge n. 248
del 2 dicembre 2005, recante riordino delle disposizioni in materia di attività di
installazione degli impianti all’interno degli edifici” (Regelungen für Anlagen im
Inneren von Gebäuden) dar, in dessen Anwendungsbereich unter Anderem auch
die Anlagen zur Förderung von Erdgas und Trinkwasser fallen. Mit dieser dem
Bauherrn nach Abschluss der Arbeiten auszuhändigenden Konformitätserklärung
bestätigt der ausführende Betrieb dass die Anlage fachgerecht und nach den
technischen Vorschreibungen ausgeführt wurde; bei anhand der UNI-Normen
ausgeführten Anlagen kann davon ausgegangen werden, dass sie fachgerecht
ausgeführt wurden.
Qualifizierung
des
Schweißpersonals
SALDATURE
UNIPLAST
Einteilung und Zulassung von Kunststoffschweißpersonal. Schweißer für
Heizelementschweißungen und für Heizwendelschweißung von Rohren
und Verbindungen aus Polyethylen zum Herstellen von Druckrohrleitungen
zur Förderung von Gas, Wasser und anderen Flüssigkeiten.
UNI 9737
SALDATURE
UNIPLAST
Schweißen von Kunststoffen - Heizelement-Stumpfschweißung Stumpfschweißung von Rohren und Formstücken aus Polyethylen zum
Herstellen von Druckrohrleitungen zur Förderung von Gas, Wasser und
anderen Flüssigkeiten.
UNI 10520
SALDATURE
UNIPLAST
Schweißen von Kunststoffen - Muffenschweißung - Schweißung
von Rohren und Formstücken aus Polyäthylen zum Herstellen von
Druckrohrleitungen zur Förderung von Gas, Wasser und anderen Stoffen.
UNI 10521
SALDATURE
UNIPLAST
Baustellenschweißgeräte für Heizelementschweißungen zur Verbindung
mittels Stumpfschweißung von Rohren und Formstücken aus Polyethylen
in Leitungssystemen zur Förderung von Brenngas, Wasser und anderen
Flüssigkeiten unter Druck. Betriebseigenschaften, Abnahme und
Unterlagen.
UNI 10565
SALDATURE
UNIPLAST
Schweißgeräte und Hilfsgeräte zur Verbindung durch Muffenschweißung
von Rohren und Formstücken aus Polyethylen mit HeizwendelSchweißmuffen in Druckrohrleitungen zur Förderung von Gas, Wasser
und anderen Stoffen. Eigenschaften und Anforderungen, Abnahme,
Wartung und Unterlagen.
UNI 10566
9
Fortbildungskurse
Klassifizierung des Schweißpersonals
Mit Norm UNI 9737 werden die Verfahren zur Klassifizierung und zur Qualifizierung
des Personals festgelegt, welches bei der Verbindung mittels Stumpfschweißung
oder mittels Heizwendel-Schweißmuffen mit Einsatz von technischen Hilfsmitteln
von Rohren und Formstücken aus Polyäthylen zur Förderung von Brenngas,
Wasser und sonstigen Medien unter Druck eingesetzt wird.
Vernachlässigt man die Heizelementschweißungen für Steckmuffen und
für mehrteilige Abgänge, welche in den angesprochenen Bereichen kaum
Anwendung finden, unterscheidet die Fassung 2007 der Norm vier verschiedene
Qualifizierungsklassen, je nach Art der Verbindung und des Schweißverfahrens:
Klasse PE-2
Verfahren für Heizelementschweißungen zur Verbindung
mittels Stumpfschweißung von Rohren und Formstücken mit
Außendurchmesser bis zu 315 mm
Klasse PE-2-D Verfahren für Heizelementschweißungen zur Verbindung
mittels Stumpfschweißung von Rohren und Formstücken mit
jeglichem Außendurchmesser
Klasse PE-3
Schweißverfahren für Muffenschweißung zur Verbindung mit
Heizwendel-Schweißmuffen von Rohren und Formstücken mit
Außendurchmesser bis zu 225 mm und Abgängen jeglichen
Durchmessers
Klasse PE-3-D Schweißverfahren für Muffenschweißung zur Verbindung mit
Heizwendel-Schweißmuffen von Rohren und Formstücken
sowie Abgängen jeglichen Durchmessers.
Technisches Ausbildungszentrum Eurostandard
Der Schweißer hat zur Erlangung des Zeugnisses für jede Qualifizierungsklasse
eine Prüfung mit einem theoretischen und einem praktischen Teil zu bestehen.
Zu den Prüfungen sind nur Personen zugelassen, welche einen eigenen Kurs
in einem Fortbildungszentrum besucht haben; letzteres wird von einem für die
Zertifizierung des Personals zugelassenen Verband anhand der Anforderungen
nach Norm UNI 9737 organisiert und genehmigt; das Lehrpersonal haben eine
erwiesene fachliche Erfahrung, besitzen ein Qualifizierungszeugnis als Schweißer
und müssen eine Eignungsprüfung durch einen vom Prüfverband ernannten
technischen Ausschuss bestanden haben.
Jeder Kurs umfasst einen theoretischen und einen praktischen Teil. Die Dauer ist
unterschiedlich je nach Qualifizierungsklasse:
Art des Kurses
PE-2
PE-2-D
PE-3
PE-3-D
PE-2+PE-3
PE-2-D+PE-3
PE-2+PE-3-D
PE-2-D+PE-3-D
Ergänzung D zu den Klassen PE-2 und PE-3
10
Gesamtdauer
16 Stunden
18 Stunden
16 Stunden
18 Stunden
28 Stunden
30 Stunden
30 Stunden
32 Stunden
2 Stunden
11
Der fachliche Inhalt der Fortbildungskurse ist in der Norm UNI 9737 festgelegt und
wird den Teilnehmern vom befähigten Lehrpersonal des Ausbildungszentrums
erläutert.
Nach jedem Kurs wird den Teilnehmern ein Teilnahmezeugnis ausgestellt,
welches jedoch nach geltendem Recht nicht die Qualifizierungsbescheinigung
des Schweißers ersetzt.
Weitere Auskünfte bitte bei folgender Dienststelle einholen:
CENTRO DI FORMAZIONE TECNICA
Eurostandard S.p.A. - Segreteria Corsi
Zona Industriale Lago
38038 TESERO (TN)
tel. +39 0462 811 211
fax +39 0462 811 200
e-mail: training@eurostandard.it
12
Bezugsnormen
Die angeführten Normen betreffen die Planung, die Ausführung, die Abnahme
und die Überwachung der Anlagen unter Druck, einschließlich der Rohrleitungen
aus Polyäthylen; sie stellen die grundlegenden Bezugsunterlagen, insbesondere
für die planenden Techniker und die Unternehmen aus dem Bereich des
Leitungsbaus.
Anforderungen für die Herstellung
Bezugsnormen
CEN
UNIPLAST
Kunststoff-Rohrleitungssysteme für die Gasversorgung - Polyethylen
(PE)
CEN
UNIPLAST
Kunststoff-Rohrleitungssysteme für die Wasserversorgung und für
Entwässerungs- und Abwasserdruckleitungen - Polyethylen (PE)
CEN
UNIPLAST
Kunststoff-Rohrleitungssysteme für industrielle Anwendungen Polybuten (PB), Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) - Anforderungen
an Rohrleitungsteile und das Rohrleitungssystem; Metrische Reihen
UNI EN ISO 15494
UNIPLAST
Verbindungen aus Metall und Polyethylen in Druckleitungssystemen für
die Versorgung mit Gas, Wasser und anderen Flüssigkeiten und/oder aus
Metall und Polypropylen in Druckleitungssystemen für die Versorgung mit
Wasser und anderen Flüssigkeiten. Arten, Anforderungen und Prüfungen.
UNI 9736
Amtsblatt
Rep. Italien
Richtlinien für Stoffe und Teile, welche in festen Anlagen zur
Fassung, Behandlung, Förderung und Verteilung von Wasser für den
menschlichen Verbrauch eingebaut werden.
UNI EN 1555
UNI EN 12201
D.M. n. 174
6. April 2004
13
Zulassung von Schweißern und Schweissverfahren
SALDATURE
UNIPLAST
Einteilung und Zulassung von Kunststoffschweißpersonal. Schweißer
für Heizelementschweißungen und für Heizwendelschweißung von
Rohren und Verbindungen aus Polyethylen zum Herstellen von
Druckrohrleitungen zur Förderung von Gas, Wasser und anderen
Flüssigkeiten.
UNI 9737
UNIPLAST
Kunststoffschweißpersonal - Anerkennungsprüfung von Schweißern Thermoplastische Schweißverbindungen.
UNI EN 13067
SALDATURE
UNIPLAST
Schweißen von Kunststoffen - Heizelement-Stumpfschweißung Stumpfschweißung von Rohren und Formstücken aus Polyethylen zum
Herstellen von Druckrohrleitungen zur Förderung von Gas, Wasser und
anderen Flüssigkeiten.
UNI 10520
SALDATURE
UNIPLAST
Schweißen von Kunststoffen – Muffenschweißung – Schweißung
von Rohren und Formstücken aus Polyäthylen zum Herstellen von
Druckrohrleitungen zur Förderung von Gas, Wasser und anderen
Stoffen.
UNI 10521
SALDATURE
UNIPLAST
Abstimmung der Schweiß- und Verlegearbeiten sowie der Abnahme
von Druckrohrleitungen zum Transport von Gas, Wasser und anderen
Stoffen.
Aufgaben und Haftung, Anforderungen für die Ausbildung, die
Anerkennung und Zertifizierung des Personals.
UNI 10761
Einbau und Verlegung
Ministero
dello Sviluppo
Economico
Technische Vorschreibungen für Planung, Erstellung, Abnahme, Betrieb
und Überwachung der Bauwerke und Systeme zur Verteilung sowie der
Förderleitungen von Erdgas mit einer Dichte bis zu 0,8.
D.M.
16. April 2008
CIG
Gasverteilungssysteme mit Betriebsdruck bis zu 5 bar. Werkstoffe und
Verbindungssysteme.
UNI 9034
CIG
Gasverteilungssysteme mit Betriebsdruck bis zu 5 bar.
Planung, Ausführung, Abnahme, Betrieb, Wartung und Instandsetzung.
UNI 9165
14
CIG
Gasinfrastruktur - Rohrleitungen mit einem maximal zulässigen
Betriebsdruck bis einschließlich 16 bar - Teil 1: Allgemeine funktionale
Empfehlungen.
UNI EN
12007-1
CIG
Gasinfrastruktur - Rohrleitungen mit einem maximal zulässigen
Betriebsdruck bis einschließlich 16 bar - Teil 2: Besondere funktionale
Empfehlungen für Polyethylen (MOP bis einschließlich 10 bar).
UNI EN
12007-2
CIG
Anschlusssysteme für Endverbraucher an Gasverteilungsnetze. Planung,
Einbau, Abnahme, Betrieb, Wartung und Instandsetzung.
Ministero
dello Sviluppo
Economico
Regelungen zur Durchführung von Gesetz Nr. 248 vom 2. Dezember
2005, Artikel 11 quarterdecies, Absatz 13, Buchstabe a) zur Neuordnung
der Bestimmungen über den Einbau von Anlagen im Inneren von
Gebäuden.
CIG
Von einem Verteilungsnetz gespeiste Gasanlagen zum häuslichen
Verbrauch. Planung und Einbau.
UNI 9860
M.D. Nr. 37
22. Januar 2008
UNI 7129
Ministero
dei Lavori
Pubblici
Technische Normen zum Leitungsbau
Regelungen für die Planung, die Ausführung und die Abnahme.
UNIPLAST
Verlegung und Abnahme von Druckleitungssystemen aus Polyethylen für
die Förderung von Flüssigkeiten.
UNI 11149
CEN
Wasserversorgung - Anforderungen an Wasserversorgungssysteme und
deren Bauteile außerhalb von Gebäuden.
UNI EN 805
UNIPLAST
Kunststoff-Rohrleitungs- und Schutzrohr-Systeme - Systeme außerhalb
der Gebäudestruktur zum Transport von Wasser oder Abwasser Verfahren zur ober- und unterirdischen Verlegung.
UNI ENV
1046
Politecnico
Milano
Polyethylen-Rohre zur Förderung von Wasser.
UNI
Feuerlöschanlagen – Hydrantennetze. Planung, Einbau und Betrieb.
D.M.
12. Dezember 1985
Ausgabe März
2005
UNI 10779
15
Schweißgeräte
SALDATURE
UNIPLAST
Baustellenschweißgeräte für Heizelementschweißungen zur Verbindung
mittels Stumpfschweißung von Rohren und Formstücken aus Polyethylen
in Leitungssystemen zur Förderung von Brenngas, Wasser und anderen
Flüssigkeiten unter Druck.
Betriebseigenschaften, Abnahme und Unterlagen.
UNI 10565
SALDATURE
UNIPLAST
Schweißgeräte und Hilfsgeräte zur Verbindung durch Muffenschweißung
von Rohren und Formstücken aus Polyethylen mit HeizwendelSchweißmuffen in Druckrohrleitungen zur Förderung von Gas, Wasser
und anderen Stoffen.
Eigenschaften und Anforderungen, Abnahme, Wartung und Unterlagen.
UNI 10566
Sicherheit
Amtsblatt
Rep. Italien
16
Durchführung von Gesetz vom 3. August 2007, Nr. 123, Artikel 1 über
den Gesundheitsschutz und die Sicherheit in Arbeitsstätten.
GVD Nr. 81 9. April 2008
Arten der Verbindungen
Die wichtigsten Arten von Verbindungen von Rohren und Formstücken aus
Polyethylen sind die nicht lösbaren (Schweißen durch Erwärmung) und lösbare
Verbindungen (mechanische Verbindung).
nicht lösbare Verbindungen
Die üblichen Verfahren werden durch die Heizwendelschweißung, die
Heizelementschweißung (üblicherweise mit Stumpfschweißung bezeichnet) und
die Muffenschweißung dargestellt.
Die Schweißung durch Wärmeeinwirkung gestattet die Herstellung von vollständig
dichten Leitungsnetzen; aufgrund der sich ergebenden innigen molekularen
Verbindung können die verschiedenen Elemente nach der Verschweißung als
ein homogener Körper betrachtet werden.
Arten der
Verbindungen
Heizwendelschweißung
Schweißvorgang für Rohre und Formstücke mit gleichem
Nenndurchmesser und beliebigem SDR mittels
Schweißenden, dessen Oberflächen durch eingebaute
elektrische Widerstände erhitzt und verschmolzen werden.
Heizelementschweißung
Schweißvorgang für Rohre und Formstücke mit gleichem
Nenndurchmesser und gleichem SDR, bei welchen
die zu verschweißenden Flächen bis zur Schmelze mit
einem Heizelement erhitzt werden und in der Folge durch
Druckanwendung mit einer Stumpfschweißnaht verbunden
werden.
Muffenschweißung
Bei diesem Vorgang werden besondere Enden verwendet,
in welche das Schweißende des Rohres genau eingepasst
ist. Rohre und Muffen werden mit je nach Durchmesser
unterschiedlichen Heizelementen erhitzt. Das Verfahren
erfordert erhebliche Geschicklichkeit und Können des
Schweißpersonals, ist vergleichsweise aufwändig und wird
deshalb nur selten angewendet.
Für die Herstellung von dauerhaft dichten Verbindungen ist
die Verwendung von einwandfreien Rohren und Formstücken bester Qualität
sowie der Einsatz von ausgebildetem und geprüftem Schweißpersonal nach
Norm UNI 9737 von maßgeblicher Bedeutung.
17
lösbare Verbindungen
Als lösbar gelten alle Verbindungen mit Vorschweißbund und gleitendem
Flansch, mit Vorschweißbund und Einschweißflansch oder mit Kupplungen.
Vorteilhaft bei diesen Verbindungsarten ist der Umstand, daß Bauteile aus
unterschiedlichen Werkstoffen (PE, PVC, Stahl oder Stahlguss) und Armaturen
wie Absperrungen oder Ventile verbunden werden können.
Vorschweißbund mit gleitendem Flansch
Vorschweißbünde, gleitende Flanschen und Dichtungen
werden üblicherweise bei der Verbindung von Rohren
aus Polyethylen mit solchen aus anderen Werkstoffen
und mit Ventilen oder Fassungsbauwerken verwendet.
Möglich sind auch behelfsmäßige Verbindungen
zwischen zwei Leitungsabschnitten aus Polyethylen.
Der Vorschweißbund wird an das Polyethylen-Rohr
angeschweißt (wahlweise mit Heizele­menten oder
mit Heizwendeln) und bildet den Anschlag für den
üblicherweise aus Stahl oder Leichtmetall oder
beschichteten Flansch. Die Verbindung erfolgt
durch Verschraubung, die Dichtheit wird durch eine
zwischen den Bauteilen eingelegte Flachdichtung
aus für das geförderte Medium geeignetem Werkstoff
gewährleistet.
Vorschweißbund und Einschweißflansch
Diese Verbindung ist jener mit Vorschweißbund und
gleitendem Flansch ähnlich, es besteht aus einem
Polyethylen- Vorschweißbund und aus einem Flansch
aus glasfaserverstärktem Polypropylen; die besondere
Formgebung des Flansches verhindert das KaltFließen des Gegenflansches nach dem Anziehen der
Schrauben, woraus sich eine wesentliche Verbesserung
der Dichtheit auf Zeit der Verbindung ergibt.
Kupplungen
Wird auch mit Schnellverschluss oder Klemmverbindung
bezeichnet, wegen der konstruktiven Ausbildung, bei
der mit einer Überwurfmutter über einen Klemmring
der Dichtungsring aus Elastomer-Kunststoff an das
Rohr angepresst wird und auf diese Weise eine dichte
Verbindung hergestellt wird.
Diese Verbindungsart wird nur in Anlagen mit geringem
Betriebsdruck verwendet, da Überdruck, Druckstöße
sowie Ovalität der Rohre schon in geringem Ausmaß
die Dichtheit beeinträchtigen können.
18
Arten der Übergänge
Übergangsstücke gestatten den Übergang von Polyethylen-Leitungen auf
solche aus anderen Werkstoffen oder die Verbindung zwischen Formstücken
aus unterschiedlichen Werkstoffen.
Übergangsstücke können wie folgt beschaffen sein.
einteiliger Übergang Stahl/Kunststoff
mit glattem Schweißende oder Gewinde. Der
Polyethylen-Stutzen ist auf den eigens vorbereiteten
Stahl-Stutzen aufgegossen; die Verbindung ist
zugsicher und einwandfrei dicht.
Übergang Kupfer/PE
mit glattem Schweißende aus Kupfer, ausgelegt nach
denselben Grundsätzen wie die einteiligen Übergänge
Kupfer/Kunststoff.
Arten der
Übergänge
mehrteiliger Übergang Stahl/Kunststoff
wird durch mechanischen Zusammenbau eines
Stahlstutzes mit einem Polyethylen-Stutzen hergestellt.
Der Stahlstutzen wird in das Polyethylen-Rohr unter
Kraftanwendung eingeführt. Die Verbindung wird durch
einen äußeren Klemmring gesichert.
Anschluss Stahl/Kunststoff ist eine Sonderausführung des einteiligen Übergangs
Stahl/Kunststoff, dessen Besonderheit im langen
und unter 90° gebogenen Stahlende besteht. Das
Formstück wird üblicherweise bei Hausanschlüssen
verwendet.
19
Elektroschweissmuffen und Elektroschweisswinkel
bestehen aus elektroschweißbaren Übergangsstücken, an einem Ende Einsatz
aus Messing mit Innen- oder Außengewinde, oder mit Drehverschraubung. Ist
als Muffe oder als Winkel 90° und 45° verfügbar.
Stutzenschelle mit Übergang
das Oberteil der Schelle ist mit einem Einsatz aus
Messing mit Innengewinde versehen, an welchen
der Abgang aus Metall hergestellt werden kann.
Bei der Ausführung mit doppeltem Gewinde und
einem Verschluss innen/außen kann eine Sperrblase
eingeführt werden und Reparaturarbeiten in
Teilabschnitten der Leitung durchgeführt werden.
20
Heizelementstumpfschweißung
Unter Heizelementstumpfschweißung, allgemein mit Stumpfschweißung
bezeichnet, versteht man die Verbindung zweier Bauteile (Rohre oder
Formstücke), bei denen die zu Verbindungsflächen an einem Heizelement
angeglichen, bei reduziertem Druck aufgeschmolzen und nach dem Entfernen
des Heizelements unter Druck zusammengefügt werden; das Schweißverfahren
ist durch die Norm UNI 10520 geregelt.
Die bei der Ausbildung der Verbindungen eingesetzten Schweißer müssen nach
Norm UNI 9737 für die Klassen PE-2 oder PE-2-D ausgebildet sein.
Verträglichkeit
Durchführbar sind Stumpfschweißungen an Rohren und Formstücken aus PE
80 und PE 100 mit gleichem Nenndurchmesser (vorzugsweise größer als 50
mm), gleichem SDR (somit gleicher Nennwanddicke) und einem Schmelzindex
MFR im Bereich:
Heizelementstumpfschweißung
0,2 ÷ 1,4 g / 10 min (190°C / 5 kg)
klimatische Bedingungen
Die Schweißungen müssen bei geringer Raumfeuchtigkeit erfolgen; die
Raumtemperatur muss in folgendem Bereich liegen:
-5°C ÷ +40°C
Erscheint dies erforderlich, muss man geeignete Maßnahmen zum Schutz des
Arbeitsbereiches treffen, durch Einzelten, eingerichtete Behausungen oder
sonstige. Unzulässig ist der Einsatz von Lötlampen oder Brennern mit freier
Flamme zur Erhitzung der zu verbindenden Flächen.
21
Vorprüfungen
Der Schweißer hat eine Stellung einzunehmen, von welcher er durchgehend
den gesamten Ablauf des Verfahrens übersehen kann; es müssen angemessene
Arbeitsräume in trockenen Bereichen und mit möglichst ebenem Untergrund
vorhanden sein.
Die Komponenten müssen in vorschriftsgemäßen Lagerstätten bezogen werden
und müssen vor Beginn der Schweißarbeit überprüft werden; insbesondere
ist darauf zu achten, dass die Innen- und Außenflächen der Rohre bzw. der
Formstücke im Bereich der Schweißenden unversehrt sind und dass die
Grenzabmaße für die Wanddicke, den mittleren Außendurchmesser und die
Ovalität nach Norm eingehalten sind, damit das gute Gelingen der Schweißarbeit
gewährleistet bleibt.
Vor Beginn des Schweißvorgangs, ist die Funktionstüchtigkeit der
eingesetzten Einrichtungen mit Bezug auf die Vorschreibungen der Norm UNI
10565 zu prüfen.
Maßgeblich für das gute Gelingen der Schweißarbeit ist die Vorbereitung der zu
schweißenden Flächen, welche in der Folge beschrieben wird:
Reinigung und Formgebung
Bevor die zu verschweißenden Bauteile ausgelegt werden, sind ihre Innenund Außenflächen sorgfältig von Staub, Fett, Erde, Schlamm oder sonstigem
Schmutz mit Reinigungspapier und einem geeigneten Reiniger zu befreien;
ungeeignet sind Reiniger auf Wasserbasis. Analog sind auch das Schabgerät
und das Heizelement zu reinigen.
Rohre und Formstücke sind in die Zangen der Schweißmaschine einzuspannen;
die Bewegung in Längsrichtung muss ungehindert möglich sein; bei Bedarf sind
die Rohre auf Rollenböcke zu lagern. Die Bauteile sind axial auszurichten, etwa
durch Umlegen oder durch Betätigung der Klemmvorrichtung; dabei dürfen
keine Zwangspannungen entstehen oder die Oberflächen der Werkstücke
beschädigt werden.
Die spanabhebende Bearbeitung durch Fräsen erfolgt unter mäßigem
Fügedruck durch Aufsetzen auf das bereits angelassene Fräsgerät, damit die
Berührungsflächen nicht überhitzt werden oder das Gerät abgewürgt wird.
Bei einer fachgerechten Fräsung bildet sich an beiden Schweißflächen ein
durchgehender Span aus; nachdem die Schweißenden zurückgefahren sind,
kann das Fräsgerät abgestellt werden. Die Schneiden der Fräse müssen bei
mangelhaftem Ergebnis oder bei geringem Arbeitsfortschritt nachgeschliffen
oder ersetzt werden.
Nach dem Fräsvorgang sind die Späne innen und außen im Schweißbereich mit
sauberem Reinigungspapier oder mit einem Pinsel zu beseitigen. Bearbeitete
Flächen dürfen weder beschmutzt noch mit den Händen berührt werden;
ansonsten ist eine erneute Reinigung erforderlich.
Kontrollen
Nach der Vorbereitung und nach zurückfahren des Fräswerkzeugs, sind die
Schweißflächen zur Durchführung folgender Prüfungen zusammenzufügen:
• der größte Versatz der Fügeflächen darf in keinem Punkt des Umfangs größer
als 10% der Wanddicke der zu verschweißenden Bauteile sein; der größte
zulässige Absolutwert beträgt 2 mm. Widrigenfalls sind die Rohre erneut
auszurichten und zu fräsen;
22
• die Spaltbreite unter Angleichdruck darf die in der folgenden Tabelle
angegebenen Werte nicht überschreiten; widrigenfalls sind die Rohre erneut
auszurichten und zu fräsen.
Nenn-Außendurchmesser
[dn]
zulässige Spaltbreite
[mm]
bis zu 250
0,3
von 250 bis 400
0,5
von 400 bis 630
1,0
größer als 630
2/1000 dn
Temperatur des Heizelements
Das zur Erhitzung der Halbzeuge verwendete Heizelement muss die Erreichung
der Schweißtemperatur während eines Zeitraums von mindestens 20 min
gewährleisten; nach diesem Zeitraum muss die gemessene Temperatur überall
auf beiden zu verbindenden Flächen den am Thermostaten eingestellten Wert
mit einer Toleranz von ±10 °C annehmen.
Unabhängig von der Art des Werkstoffs (PE80 oder PE100) sowie von den
Abmessungen der zu verbindenden Rohre und Formstücke (Durchmesser und
Wanddicke), ist die Heizelementtemperatur wie folgt einzustellen:
0
T = (215+1
) °C
-5
Vorsichtsmaßnahmen
Der Schweißer hat darauf zu achten, daß während des Schweißvorgangs keine
äußeren Störfaktoren für die fachgerechte Ausführung der Verbindung auftreten.
Häufig kühlt zum Beispiel das Heizelement aufgrund der Luftströmung in den
Rohren ab: es ist deshalb ratsam, die zumeist vorhandenen Endverschlüsse erst
nach der Verschweißung abzunehmen oder die Enden zu verschließen.
Das Heizelement ist immer in seiner Transportkiste auf einer eigenen Schale
abzulegen und festzusetzen, zur Vermeidung von Schäden an der antiadhäsiven
Beschichtung; diese ist in regelmäßigen Zeitabständen je nach Einsatzzeiten zu
erneuern. Bei Verschmutzung mit Fett, Staub oder Polyethylen-Resten ist die
Beschichtung oder Bespannung kalt mit geeigneten Reinigern zu reinigen.
23
Spezifischer Anpressdruck
Der zur Verschweißung von Polyethylen erforderliche spezifische Anpressdruck,
unter welchem die zu verschweißenden Flächen zusammengepresst werden,
beträgt:
(0,15 ± 0,02) N/mm2
Der Anpressdruck wird mit eigenen Formeln berechnet und wird dann über die
Kennwerte der hydraulischen Zylinder am Schweißgerät in den Hydraulikdruck
umgerechnet; in den meisten Fällen ist der Einstellwert in Abhängigkeit vom
Durchmesser und von der Wanddicke der zu verbindenden Halbzeuge den
Tabellen auf den Schweißgeräten zu entnehmen. Neben der Anpresskraft ist
fallweise auch die Schleifkraft für die ausgelegten Rohre Pt zu berücksichtigen.
Der Druck kann auf dem Messgerät verfolgt werden und ist an der
Schweißmaschine einzustellen.
Schleifkraft
Die Schleifkraft Pt ist die geringste Kraft, bei welcher der Widerstand des
beweglichen Teils des Schweißgeräts mit eingespanntem Halbzeug überwunden
wird; sie hängt vom Gewicht des beweglichen Teils und des zu verbindenden
Halbzeugs, von der Öltemperatur sowie von der Spannkraft in den Zangen ab.
Die Schleifkraft ist immer direkt bei jedem Schweißvorgang mit den eigenen
Geräten an der Schweißmaschine zu erheben; der Wert ist dem Angleichdruck
(P1) und dem Fügedruck (P5) gemäß Tabelle hinzuzuzählen, dessen Höchstwert
nicht überschritten werden darf.
24
Schweißvorgang mit einheitlichem Druck
Y
(P1 + Pt)
1
2
3 4
(P5 + Pt)
5
6
(P2 )
t6
t1
t2
t3 t4
t5
X
Der Schweißvorgang muss unmittelbar nach der Vorbereitung der Schweißenden
erfolgen. Unter Baustellendebindungen ist die Reinigung zu wiederholen,
sobald festgestellt wird, dass zwischen der Bearbeitung und dem Beginn des
Schweißvorgangs Verunreinigungen wie Staub, Fett oder sonstige auf die
Schweißenden gelangt sind.
Die gewählten Schweißparameter sind für jede einzelne Verbindung in einem
eigenen Bericht festzuhalten.
25
Arbeitsgang 1
Angleichen und Vorwärmen
Das Heizelement des Schweißgeräts in Stellung bringen und festsetzen.
Die Schweißenden an das Heizelement anfügen und unter folgender Kraft
andrücken:
P1 + Pt
wo P1 den vom Hersteller des Schweißgeräts entnommen und die Schleifkraft Pt
erhoben und hinzugefügt wird.
Nach Ablauf der Anwärmzeit t1 bilden sich an beiden Schweißenden Wülste aus
erweichtem Werkstoff aus, dessen Breite folgenden Sollwert erreichen muss:
A = 0,5 + (0,1 x en) [mm]
wo en die Nennwanddicke der zu verbindenden Rohre oder Formstücke ist.
26
Arbeitsgang 2
Anwärmen
Die vergleichsweise rasche Erweichung des Werkstoffs wird an der Ausbildung
des Wulstes erkannt werden. Zum Anwärmen müssen die Schweißflächen
mit geringem Druck am Heizelement anliegen damit der erwärmte Werkstoff
nicht seitlich ausweicht; die Güte der Verbindung wäre ansonsten wesentlich
beeinträchtigt, da sich eine untererwärmte, bruchanfällige Verbindung ergeben
würde.
Der Druck ist vom ursprünglichen Wert P1 + Pt (Arbeitsabschnitt 1) auf den Druck
P2 abzusenken, unter welchem die Schweißflächen das Heizelement vollflächig
während der gesamten Aufwärmzeit berühren; für den Druck gilt folgender
Grenzwert:
P2 ≤ 0,02 N/mm2
Wenn P2 in den Schweißtabellen des eingesetzten Geräts nicht näher angegeben
ist, ist es ratsam, den Druck auf nahezu Null und keinesfalls größer als Pt
abzusenken. Bei fachgerechter Ausführung des Vorgangs erfolgt das Anwärmen
ohne nennenswerte Vergrößerung des Wulsts.
Während dieses Arbeitsgangs müssen die Fügeflächen ganzflächig während
eines wie folgt bestimmten Zeitraums am Heizelement anliegen:
t2 = 12 × en
[s]
wo en die Nennwanddicke des zu verbindenden Halbzeugs ist.
Für t2 ist eine Toleranz von +8% bis -0% zulässig.
27
Arbeitsgang 3
Umstellen mit Abnahme des Heizelements
Nach Verlauf des Zeitraums t2, sind die Fügeflächen vom Heizelement zu
lösen um letzteres ohne Beschädigung und Verschmutzung der Fügeflächen
herauszunehmen; die Fügeflächen sind schnell bis zur Berührung
zusammenzufahren.
Dieser Arbeitsgang ist äußerst heikel und die fachgerechte Ausführung ist
wesentlich für das gute Gelingen der Verbindung. Die Umstellzeit soll so gering als
möglich gehalten werden, damit die Fügeflächen in plastischem Zustand nicht
übermäßig abkühlen; gleichzeitig ist auch die Fahrgeschwindigkeit unmittelbar
vor der Berührung der beiden Teile auf nahezu Null herabzusetzen, damit nicht
beim Zusammentreffen der erweichte Werkstoff seitlich herausgequetscht wird.
Die beiden Teile verbinden sich auf diese Weise einwandfrei ohne Bildung von
unterkühlten Bereichen im Inneren der Schweißnaht.
Der Vorgang muss innerhalb eines wie folgt bestimmten Zeitraums abgeschlossen
sein:
t3 = 4 + (0,3 × en)
[s]
wo en die Nennwanddicke des zu verbindenden Halbzeugs ist.
28
Arbeitsgang 4
Aufbau des Fügedruckes
Die Schweißflächen zusammenführen und den Druck linear ansteigend bis
zum wie folgt bestimmten Fügedruck aufbauen; das seitliche Ausweichen des
leicht formbaren Werkstoffs von den Fügeflächen ist unter allen Umständen zu
vermeiden:
P5 + Pt
wo P5 (entspricht P1) den vom Hersteller des Schweißgeräts gelieferten Tabellen
entnommen wird und zur Schleifkraft Pt addiert wird.
Die besagte Fügekraft ist innerhalb des folgenden Zeitraums aufzubauen:
t4 = 4 + (0,4 × en)
[s]
wo en die Nennwanddicke des zu verbindenden Halbzeugs ist.
ansteigender Druck
ansteigender Druck
29
Arbeitsgang 5
Fügen beziehungsweise Schweißen
Der Fügedruck (P5 + Pt) auf den Flächen ist während des folgenden Zeitraums
aufrecht zu erhalten:
t5 = 3 + en
[min]
wo en die Nennwanddicke des zu verbindenden Halbzeugs ist.
Für t5 ist eine Toleranz von +10% bis -0% zulässig.
P5 + Pt
P5 + Pt
B
Arbeitsgang 6
Abkühlung
Nach Ablauf der Fügezeit t5 wird der Druck auf null abgebaut; die verschweißten
Bauteile können nun aus dem Schweißgerät genommen werden. Die
Verbindung darf erst nach vollständiger Abkühlung, feststellbar durch
Berühren, mechanisch beansprucht werden, ansonsten die Ausbildung von
Haarrissen oder plastischen Verformungen im Schweißbereich zu erwarten ist.
Die Abkühlung muss stetig bei Umgebungstemperatur erfolgen; unzulässig ist
die Abkühlung mit Wasser, Druckluft oder sonstigen Behelfen.
Die Dauer der Abkühlzeit darf nicht geringer als folgender Wert sein:
t6 = 1,5 × en
[min]
wo en die Nennwanddicke des zu verbindenden Halbzeugs ist.
30
Übersicht
Arbeitsgänge und Richtwerte des Schweißvorgangs
mit einheitlichem Druck
Arbeitsgang
1
Angleichen und
Vorwärmen
2
Anwärmen
3
Umstellen mit
Abnahme des
Heizelements
4
Aufbau des
Fügedruckes
5
6
Anpressdruck
Zeit [s]
Anmerkungen
Zeitraum t1 gestattet die
Ausbildung eines Wulstes der
Breite:
A=0,5 + (0,1 x en) [mm]
0,15 N/mm2 + Pt
-
≤ 0,02 N/mm2
12 x en
Druckabbau und Fügeflächen an
das Heizelement anliegen lassen.
-
< 4 + (0,3 x en)
Heizelement herausnehmen ohne
die Fügeflächen zu beschädigen.
0 → 0,15 N/mm2 + Pt
4 + (0,4 x en)
Fügeflächen zusammenfügen und
vermeiden, dass der erweichte
Werkstoff seitlich ausgequetscht
wird.
Fügen bzw.
Schweißen
0,15 N/mm2 + Pt
(3 + en) x 60
Fügeflächen zusammendrücken.
Abkühlung
-
≥ 1,5 x en x 60
Die Verbindung darf nicht
beansprucht werden.
N.B. In den Formeln bedeutet en die Nennwanddicke der Halbzeuge
31
Schweißvorgang mit unterschiedlichen
Druckstufen
Weisen die Rohre und Formstücke Wanddicken größer oder gleich 20
mm auf, besteht nach Norm UNI 10520 die Möglichkeit, abweichend vom
üblichen Verfahren mit einheitlichem Druck, den in der Folge beschriebenen
Schweißvorgang mit unterschiedlichen Druckstufen anzuwenden.
(P5 + Pt)
Y
1
2
3
4
5
t2
t3
t4
t5
6
7
(P1 + Pt)
(P6 )
(P2 )
t1
t6
t7
X
Die Temperatur des Heizelements, die Kräfte P1 (Arbeitsgang 1), P5
(Arbeitsgang 5) sowie P2 (Arbeitsgang 2) bleiben in diesem Fall gleich wie
beim üblichen Vorgang; ebenfalls gleich bleiben die Witterungsbedingungen, die
Eigenschaften der einsetzbaren Geräte, die Vorprüfungen und die Vorbereitung
des Schweißvorgans.
Auch hier ist den Druckkräften P1 (Arbeitsgang 1) und P5 (Arbeitsgang 5)
die gemessene Schleifkraft Pt wie für den üblichen Vorgang hinzuzuzählen;
unterschiedlich ist hingegen die Anpresskraft P6 (Arbeitsgang 6), welche so zu
bemessen ist, dass die Fügeflächen folgendem Druck ausgesetzt sind:
(0,05 ± 0,01) N/mm2
Die gewählten Schweißparameter sind für jede einzelne Verbindung in einem
eigenen Bericht festzuhalten.
32
Arbeitsgang 1
Angleichen und Vorwärmen
Das Heizelement des Schweißgeräts in Stellung bringen und festsetzen.
Die Schweißenden an das Heizelement anfügen und unter folgender Kraft
andrücken:
P1 + Pt
wo P1 den vom Hersteller des Schweißgeräts entnommen und die Schleifkraft
Pt erhoben und hinzugefügt wird. Nach Ablauf der Anwärmzeit t1 bilden sich an
beiden Schweißenden Wülste aus erweichtem Werkstoff aus, dessen Breite
folgenden Sollwert erreichen muss:
A = 0,5 + (0,1 × en)
[mm]
wo en die Nennwanddicke der zu verbindenden Rohre oder Formstücke ist.
Arbeitsgang 2
Anwärmen
Den Druck vom ursprünglichen P1 + Pt (Arbeitsabschnitt 1) auf den Druck P2
absenken und Fügeflächen am Heizelement während folgendem Zeitraum
anliegen lassen:
t2 = (10 × en) + 60
[s]
wo en die Nennwanddicke der zu verbindenden Rohre oder Formstücke ist.
Für t2 ist eine Toleranz von +8% bis -0% zulässig.
Arbeitsgang 3
Umstellen mit Abnahme des Heizelements
Heizelement ohne Beschädigung und Verschmutzung der Fügeflächen
herauszunehmen. Die Umstellzeit soll so gering als möglich gehalten werden,
damit die Fügeflächen nicht übermäßig abkühlen. Der Ausbau des Heizelements
und die Zusammenführung der Fügeflächen für den Arbeitsgang 4 müssen
innerhalb des wie folgt bestimmten Zeitraums abgeschlossen sein:
t3 ≤ 10 [s]
t3 ≤ 15 [s]
für dn ≤ 630 mm
für dn > 630 mm
33
Arbeitsgang 4
Aufbau des Fügedrucks
Die Schweißflächen zusammenführen und den Druck linear ansteigend bis zum
wie folgt bestimmten Fügedruck aufbauen; das seitliche Ausweichen des leicht
formbaren Werkstoffs von den Fügeflächen ist unter allen Umständen zu vermeiden:
P5 + Pt
Die besagte Fügekraft ist innerhalb des folgenden Zeitraums aufzubauen:
t4 ≤ 10
[s]
Arbeitsgang 5
Fügen beziehungsweise Schweißen
Der Fügedruck (P5 + Pt) auf den Flächen ist während des folgenden Zeitraums
aufrecht zu erhalten:
t5 = 10
[s]
Arbeitsgang 6
Fügen beziehungsweise Schweißen
Anpressdruck von (P5 + Pt) auf den Wert P6 herabsetzen und Fügeflächen
während folgendem Zeitraum anliegen lassen:
t6 = 3 + en
[min]
wo en die Nennwanddicke der zu verbindenden Rohre oder Formstücke ist.
Arbeitsgang 7
Abkühlung
Nach Ablauf der Fügezeit t6 wird der Druck auf null abgebaut; die verschweißten
Bauteile können nun aus dem Schweißgerät genommen werden. Die
Verbindung darf erst nach vollständiger Abkühlung, feststellbar durch
Berühren, mechanisch beansprucht werden, ansonsten die Ausbildung von
Haarrissen oder plastischen Verformungen im Schweißbereich zu erwarten ist.
Die Abkühlung muss stetig bei Umgebungstemperatur erfolgen; unzulässig ist
die Abkühlung mit Wasser, Druckluft oder sonstigen Behelfen.
Die Dauer der Abkühlzeit darf nicht geringer als folgender Wert sein:
t7 = 1,5 × en
[min]
wo en die Nennwanddicke der zu verbindenden Rohre oder Formstücke ist.
34
Übersicht
Schweißvorgang mit unterschiedlichen Druckstufen
Arbeitsgang
1
Angleichen und
Vorwärmen
2
Anwärmen
3
Umstellen mit
Abnahme des
Heizelements
Anpressdruck
Zeit [s]
0,15 N/mm2 + Pt
-
≤ 0,02 N/mm2
(10 x en) + 60
Anmerkungen
Zeitraum t1 gestattet die
Ausbildung eines Wulstes der
Breite:
A=0,5 + (0,1 x en) [mm]
Druckabbau und Fügeflächen an
das Heizelement anliegen lassen.
≤ 10
(dn ≤ 630 mm)
-
≤ 15
Heizelement herausnehmen ohne
die Fügeflächen zu beschädigen.
(dn > 630 mm)
4
Aufbau des
Fügedrucks
0 → 0,15 N/mm + Pt
≤ 10
Fügeflächen zusammenfügen und
vermeiden, dass der erweichte
Werkstoff seitlich ausgequetscht
wird.
5
Fügen bzw.
Schweißen
0,15 N/mm2 + Pt
10
Fügeflächen zusammendrücken.
6
Fügen bzw.
Schweißen
0,05 N/mm2
(3 + en) x 60
Druck abbauen und Fügeflächen
anliegen lassen.
7
Abkühlung
-
≥ 1,5 x en x 60
2
Die Verbindung darf nicht
beansprucht werden.
N.B. In den Formeln bedeutet en die Nennwanddicke der Halbzeuge
Schweißtabellen
Sämtliche Richtwerte (Zeit und Druck) für den Stumpfschweißvorgang mit
Heizelementen sind in den vom Hersteller der Schweißgeräte zur Verfügung
gestellten Tabellen in Abhängigkeit von den Durchmessern und den Wanddicken
zu entnehmen. Nachdem wie gesagt der erforderliche Anpreßdruck für die
Kennwerte der hydraulischen Anlage am Schweißgerät umzurechnen ist, ergibt
sich zwingend, daß die Tabellen nur für ein gewisses Modell gelten und nicht
allgemeingültig sind.
Die Schweißtabelle muss bei jedem Einsatz des Schweißgeräts verfügbar sein;
es ist ratsam, eine Kopie an einem sicheren Ort aufzubewahren.
35
von Hand betätigte Stumpfschweißgeräte
Die zur Stumpfschweißung von Rohren und
Formstücken aus Polyethylen zur Ausbildung
von Druckleitungen zur Förderung von Erdgas,
Wasser und sonstigen Medien verwendeten
Baustellenschweißgeräte
mit
Heizelementen
müssen die Anforderungen nach Norm UNI 10565
erfüllen, das CE-Kennzeichen aufweisen und
folgenden Ansprüchen genügen:
• axiale Ausrichtung der Rohre durch die
Klemmen;
• einwandfreie Vorbereitung der Schweißenden
der Rohre und Formstücke mit einem
spanabhebenden Werkzeug;
• genaue Überwachung des Anpressdrucks und
der Temperatur des Heizelements;
• Erfüllung der Vorschriften im Bereich der
Arbeitssicherheit.
Das Gerät besteht aus einem Geräterahmen,
bestehend aus einem Grundrahmen mit zwei
aufgesetzten Führungen sowie einer festen und
einer beweglichen Spannvorrichtung. Die Bewegung
der letzteren und der Anpressdruck werden durch
hydraulische Kolben erzeugt.
Auf jeder Spannvorrichtung sind zumindest zwei
Klemmen montiert, in denen die zu verbindenden
Halbzeuge festgesetzt werden können; in
Abhängigkeit von den Rohrabmessungen müssen unterschiedliche Passringe
eingesetzt werden können.
Die Schweißgeräte sind mit einem von Hand betätigten Hydraulikaggregat,
einem Heizelement und einer Fräse ausgestattet; wichtig ist, dass am
Hydraulikaggregat der Druck lückenlos eingestellt werden kann. Die Fräse
muss gleichzeitig beide gegenüberliegenden Schweißenden genau senkrecht
zu deren Achse bearbeiten können; die Späne sollen außerhalb der Werkstücke
abfallen, damit der Schweißer unverzüglich Unregelmäßigkeiten, wie etwa
Unterbrechungen während der Arbeit feststellen kann.
Das Heizelement muss die
gleichmäßige Temperaturvertei­
lung auf der gesamten Fügefläche
gewährleisten; die einfache Ablö­
sung der Fügeflächen ist mit einer
antiadhäsiven Beschichtung oder
Bespannung zu gewährleisten.
Das Gerät muss mit einer Vor­
richtung zur Temperaturerhebung
ausgestattet sein, welche unab­
hängig von sonstigen Stell- oder
Überwachungsvorrichtungen für
die Temperatur funktioniert.
Das Schweißgerät mit allen Bestandteilen und Komponenten ist regelmäßig
alle zwei Jahre vom Hersteller oder von einer genehmigten Werkstatt
überholen zu lassen.
Bei dieser Gelegenheit sind auch die Prüfungen nach Norm UNI 10565
durchzuführen und die Konformität durch eine eigene Bescheinigung zu
bestätigen.
36
automatische Stumpfschweißgeräte
In der Norm UNI 10565 wird auch auf automatische Stumpfschweißgeräte
eingegangen, für welche zusätzliche Anforderungen zu erfüllen sind.
Diese Schweißgeräte sind mit einer elektronischen Vorrichtung ausgestattet,
mit welchem die einzelnen Arbeitsläufe des eingestellten Schweißvorgangs
durchgeführt und überwacht werden können; bei Wahrnehmung einer Störung
wird der Vorgang unterbrochen. Die Steuereinheit ist mit einer Tastatur zur
Eingabe der Daten, einer Anzeige und einer Vorrichtung zur Speicherung und
zur Übertragung der erhobenen Schweißwerte ausgestattet.
Die Steuereinheit regelt und überwacht die Temperatur des Heizelements
während dem Einsatz, den Anpressdruck und die Zeiten; am Gerät können
die Schleppkraft und die Außentemperatur ermittelt werden. Wird während
des Schweißvorgangs ein Fehler festgestellt, wird der Vorgang automatisch
Unterbrochen.
Nach dem Schweißvorgang gibt die elektronische Kontrolleinheit ein Leuchtoder Tonsignal ab, um das Ende des Vorgangs anzuzeigen; die Angaben zum
Schweißvorgang sind an der Visualisierung ablesbar.
Schweißprotokolle
Die Norm UNI 10565 behandelt auch elektronische Speicher für
Schweißprotokolle, welche, wenn sie mit einem von Hand betriebenen
Schweißgerät mit Heizelementen zusammen geschaltet werden, die
Aufzeichnung des durchgeführten Schweißvorgangs und die Auswertung der
Daten mit Bezug auf die geltenden Normen gestatten. Mit der Vorrichtung
können die Daten über die durchgeführten Schweißungen mit einem eigenen
Protokoll gespeichert und übertragen werden.
Zubehör
Zum Zubehör der Schweißgeräte sollten auch Rollenböcke gehören, auf denen
die Rohre fast reibungslos in Längsrichtung bewegt werden können.
37
Heizwendelschweißung
Die Heizwendelschweißung ist ein Verfahren zur Verbindung von Rohren und
Formstücken mit gleichem Durchmesser der Schweißenden, dessen Oberflächen
durch in die Muffe oder in den Sattel eingebaute elektrische Widerstände
erhitzt und verschmolzen werden. Das Verfahren gilt als das ausgereifteste und
sicherste zur Verbindung von Werkstücken aus Polyethylen. Aufgrund seiner
Anpassungsfähigkeit können Rohre und Formstücke mit unterschiedlichen
Wanddicken und unterschiedlicher Herstellung verbunden werden.
Das Verfahren zur Heizwendelschweißung wird in der Norm UNI 10521 geregelt;
die bei der Ausbildung der Verbindungen eingesetzten Schweißer müssen eigens
ausgebildet sein und ein Zeugnis für die Klassen PE-3 oder PE-3-D nach Norm
UNI 9737 vorweisen können.
Schellen und Formstücke für die
Heizwendelschweißung
Zur Gewährleistung von einwandfreien Verbindungen, müssen
Schweißvorgang folgende Anweisungen sorgfältig befolgt werden.
beim
Vorbereitung
Die Schweißungen dürfen nur in trockener Umgebung und im Schutz vor
ungünstigen äußeren Bedingungen (Feuchtigkeit, Regen, Schnee, Luftzug,
übermäßige Sonnenbestrahlung) ausgeführt werden. Widrigenfalls sind die
Arbeitsbereiche durch geeignete Maßnahmen zu schützen.
Heizwendelschweißung
Die Außentemperatur
muss im Bereich -5°C e +40°C liegen.
Ein wesentlicher Faktor für das einwandfreie Langzeitverhalten der Schweißnaht
wird durch die Vorbereitung der Oberfläche des Schweißendes, welches mit
der Schweißmuffe zu verbinden ist, dargestellt; die anoxydierte oberflächliche
Schicht und die vorhandenen Verunreinigungen sind sorgfältig zu beseitigen.
Es sei hervorgehoben, daß das in der Folge beschriebene Verfahren, trotz
ausdrücklichem Hinweis auf Rohre, auch für jene Fälle gilt, in denen statt einem
Rohr das freie Ende (Rohrstutzen) eines
stumpf geschweißten Werkstücks in die
Schweißmuffe eingeführt wird.
Schweißgerät und Zubehör aufstellen,
2
vorbereiten und prüfen:
- Schweißgerät
1. Schweißverbindung
2. Ausrichtvorrichtung
3. Ziehklinge oder Rotationsschaber
4. Rohrtrenngerät
5. Reiniger
6. faserfreies, sauberes und rissfestes Tuch
oder Papier
7. wischfester Filzstift oder Wachsstift
5
6
4
1
3
7
39
Durch Sichtprüfung Rohre auf Mängel, wie
Einschnitte oder Kratzer (die zulässige Tiefe
beträgt 10% der Wanddicke) untersu­chen.
Die Mängel sind durch Ausschneiden des
betroffenen Rohrabschnitts zu beseitigen.
Die Enden der zu verbindenden Rohre sind
genau senkrecht zur Achse mit einem
eigenen Trenngerät abgeschnitten werden.
Oval verformte Rohre dürfen nicht verwendet
werden. Die wie folgt berechnete Ovalität
darf auf keinen Fall größer als 1,5% sein:
OV=
de max - de min
dn
x 100
de = beliebiger Außendurchmesser
dn = Nenndurchmesser
Oval verformte und verbogene Rohrabschnitte werden mit eigenen Richtgeräten
oder Runddrückklemmen wiederhergestellt. Rohre in Rollen sind zumindest 24
h vor der Verwendung auszurollen. Unzulässig ist die Behebung von Ovalität
oder Bügen durch Erwärmung.
40
Bearbeitung durch Schaben
Rohrenden von Schlamm, Staub, Erde
und Fett reinigen mit einem saugfähigem,
nicht faserndem Papier oder Tuch und
Spezialreiniger (zum Beispiel IsopropylAlkohol oder Methylenchlorid) gründlich
von Verunreinigungen jeglicher Art säubern.
Unzulässig ist die Verwendung von Reini­
gern wie Trichloräthylen, Brennspiritus,
Benzin, Aceton oder Lösemittel für Lacke.
Mit
einem
Filzoder
Wachsstift
Schabbereich kennzeichnen; die Länge des
abzuschabenden Rohrab-schnitts muss
mindestens 10 mm länger als das in die
Schweißmuffe einzuführende Schweißende
sein.
Die Innenseite der Schweißmuffe darf
nicht abgeschabt werden.
Die Verbindungsfläche der Rohre zur
Beseitigung der anoxydierten oberflächlichen Schicht abschaben.
Der Vorgang ist mit einem Handschaber oder
mit eigenen Schabgeräten durchzuführen.
Die oberflächliche Schicht muss auf einer
gleichmäßigen Dicke von etwa 0,1 mm
bei Rohrdurchmessern von 63 mm und
von etwa 0,2 mm bei Rohrdurchmessern
größer als 63 mm beseitigt werden.
Wird eine Ziehklinge verwendet, kann
man davon ausgehen, dass die Arbeit
fachgerecht ausgeführt wurde, wenn sich
ein gleichmäßiger Span ausbildet, der an
der Rohrkante anhaftet und durch Brechen
oder Abrunden der Kante beseitigt wird.
Unzulässig ist die Verwendung von
Schmirgelpapier,
Messern,
Feilen,
Handschleifmaschinen oder sonstigem
Behelf.
41
Reinigung
Die bearbeiteten Flächen vor dem Einfü­gen
des Schweißendes in die Schweiß­muffe mit
einem saugfähigem, nicht fasern­dem Papier
oder Tuch und Spezialreiniger gründlich
von Verunreinigungen jeglicher Art erneut
säubern.
Auf die gleiche Weise die Innenfläche
der Schweißmuffe reinigen, welche ihrer
Verpackung erst unmittelbar vor der
Verwendung entnommen werden darf.
Die gereinigten Flächen dürfen nicht
mehr mit den Händen berührt werden;
widrigenfalls ist die Reinigung zu widerholen.
Bevor man zu den nächsten Arbeitsgängen
übergeht, hat man sich zu vergewissern, daß
alle Flächen einwandfrei trocken sind.
Ausrichten und Festsetzen
Die Verwendung einer Rohrhalteklemme ist für Werkstücke jeglicher
Abmessung vorgeschrieben, mit welcher:
• Beanspruchungen auf die Verbindungsstelle während dem Schweißvorgang
und der Abkühlung vermieden werden;
• die Zentrierung entlang der Achse der zu verbindenden Werkstücke
gewährleistet wird;
• die ovale Verformung der Rohre korrigiert werden kann.
Um die Rohrhalteklemme an die verschiedenen Abmessungen der Werkstücke
anzupassen, sind Passringe einzufügen und bei Bedarf der Abstand zwischen
den verfahrbaren Klemmen anzupassen.
Für den Einbau von Formstücken für die
Heizwendelschweißung, wie etwa Winkel
90°/45° und T-Stücke, stehen neigbare
Universal-Rohrhalteklemmen zur Verfügung.
Sollte die Verwendung von Rohrhalteklemmen
aus triftigen Gründen unzumutbar sein, kann
man auf Alternativverfahren zurückgreifen;
in diesem Fall ist das Verfahren für die
gegebenen Montagebedingungen zu prüfen,
wobei die Güte der Schweißungen anhand von
Sichtprüfungen und vor allem von Prüfungen
auf Versagen durch Kohäsionsbruch und
von Dichtheitsprüfungen nach Norma UNI
10521 zu überwachen ist.
42
Auf zumindest einem Drittel des Umfangs am
Schweißende mit einem Filz- oder Wachsstift
die Einstecklänge markieren. Dies gilt auch
wenn ein Anschlag oder eine mittige Rippe
vorhanden sind.
Die Markierung erleichtert die einwandfreie
Einführung des Rohres und gestattet auch
die Prüfung auf Verschiebungen nach
Abschluss des Schweißvorgangs.
Die Schweißmuffe bis zur Markierung auf
das vorbereitete Ende des ersten Rohres
schieben.
Rohr in der Rohrhalteklemme festsetzen.
Zweites Rohrende in die Schweissmuffe
bis zur Markierung einschieben und in der
Rohrhalteklemme festsetzen.
43
Verschweißung
Steckanschlüsse der Muffe mit dem
Anschluss­stecker
des
Schweißkabels
verbinden und die Schweißparameter gemäß
Bedienungsanleitung des Schweißgeräts
einstellen.
N.B.: bei ungewollter Unterbrechung des
Schweißvorgangs, kann der Ablauf ein
einziges Mal nach vollständiger, durch
Berührung
feststellbarer
Abkühlung
widerholt werden.
Nach Abschluss des Vorgangs das Austreten
der Schweißindikatoren an der Muffe prüfen.
Achtung: das Austreten der Schweißindika­
toren ist kein Nachweis für das einwandfreie
Gelingen
des
Schweißvorgangs,
es
ist einzig ein Hinweis auf die erfolgte
Werkstoffschmelze.
Abkühlung
Das Rohr kann nach einer Abkühlungszeit zwischen 10 min und 30 min je nach
Durchmesser und Art der Verbindung aus der Rohrhalteklemme genommen
werden; genaue Angaben werden jedenfalls immer vom Hersteller der zu
verbindenden Bauteile geliefert.
Zu diesem Zweck ist es ratsam, nach dem Schmelzvorgang an der Verbindung mit
einem Filzstift die genaue Uhrzeit, zu welcher die Abnahme der Rohrhalteklemme
zugelassen werden kann, zu notieren. Keinesfalls darf die Schweißverbindung
vor der vollständigen Abkühlung, das heißt bevor die Werkstofftemperatur im
Schweißbereich bis zu jener des umgebenden Werkstoffs abgesunken ist,
bewegt oder irgendwie beansprucht werden; bei widrigen äußeren Bedingungen
ist die Verbindung angemessen zu schützen.
Streng untersagt ist die Verwendung von Behelfen wie Wasser, Pressluft oder
sonstigen zur Beschleunigung der Abkühlung.
Es ist ratsam, die Leitung vorsichtshalber erst nach einer Wartezeit von
zumindest 2 Stunden nach dem letzten Schweißgang unter Druck zu setzen.
Die angewendeten Schweißparameter sind in einem eigenen Schweißprotokoll
festzuhalten.
44
Heizwendel-Schweißsattel
Zur Ausbildung einer fachgerechten Verbindung, sind folgende Anweisungen
genau zu beachten.
Vorbereitung
Die Schweißungen dürfen nur in trockener Umgebung und im Schutz vor
ungünstigen äußeren Bedingungen (Feuchtigkeit, Regen, Schnee, Luftzug,
übermäßige Sonnenbestrahlung) ausgeführt werden. Widrigenfalls sind die
Arbeitsbereiche durch geeignete Maßnahmen zu schützen.
Die Außentemperatur
muss im Bereich -5°C e +40°C liegen.
Ein wesentlicher Faktor für das einwandfreie Langzeitverhalten der Schweißnaht
wird durch die Vorbereitung der Oberfläche des Rohres, auf welches der
Schweißsattel zu verbinden ist, dargestellt, durch die Beseitigung der anoxydierten
oberflächlichen Schicht und die sorgfältige Reinigung der Verbindungsflächen.
Schweißgerät und Zubehör aufstellen,
vorbereiten und prüfen:
- Schweißgerät
1. Oberteil
2. Unterteil
3. Schraubensatz
4. Ziehklinge
5. Reinigungsflüssigkeit
6. faserfreies, sauberes und rissfestes
Tuch oder Papier
7. Schraubenschlüssel/Drehscharuber
zum Anziehen der Schrauben
8. Sechskantschlüssel für eingebauten
Fräser
9. wischfester Filzstift oder Wachsstift
5
1
6
2
4
8
7
3
9
Durch Sichtprüfung Rohre auf Mängel,
wie Einschnitte oder Kratzer (die
zulässige Tiefe beträgt 10% der Wanddicke) untersuchen. Die Mängel sind
durch Ausschneiden des betroffenen Rohrabschnitts zu beseitigen.
Oval verformte Rohre dürfen nicht verwendet werden. Die wie folgt berechnete
Ovalität darf auf keinen Fall größer als 1,5% sein:
OV=
de max - de min
dn
x 100
de = beliebiger Außendurchmesser
dn = Nenndurchmesser
Oval verformte und verbogene Rohrabschnitte werden mit eigenen Richtgeräten
oder Runddrückklemmen wiederhergestellt. Rohre in Rollen sind zumindest 24
h vor der Verwendung auszurollen. Unzulässig ist die Behebung von Ovalität
oder Bügen durch Erwärmung.
45
Bearbeitung durch Schaben
Rohrenden von Schlamm, Staub, Erde und
Fett reinigen mit einem saugfähigem, nicht
faserndem Papier oder Tuch und Spezialreiniger
(z.B. Isopropyl-Alkohol oder Methylenchlorid)
gründlich von Verunreinigungen jeglicher Art
säubern.
Unzulässig ist die Verwendung von Reini­gern wie
Trichloräthylen, Brennspiritus, Benzin, Aceton
oder Lösemittel für Lacke.
Oberteil der Schelle auf das Rohr setzen und
Schweißbereich mit einen Filz- oder Wachsstift
anzeichnen.
Der abgeschabte Bereich der Rohraußenflächen
muss um mindestens 10 mm über den
angezeichneten Bereich hinausragen, damit
gewährleistet werden kann, dass die anoxidierte
oberflächliche Schicht vollständig beseitigt wird.
Der Vorgang ist mit einem Handschaber oder mit
eigenen Schabgeräten durchzuführen.
Die oberflächliche Schicht muss auf einer
gleichmäßigen Dicke von etwa 0,1 mm bei
Rohrdurchmessern von 63 mm und von etwa
0,2 mm bei Rohrdurchmessern größer als 63
mm beseitigt werden.
Unzulässig
ist
die
Verwendung
von
Schmirgelpapier, Messern, Feilen, Handschleifmaschinen oder sonstigem Behelf.
Reinigung
Unmittelbar bevor die Schelle auf das Rohr
aufgesetzt wird, die bearbeitete Fläche erneut
mit einem saugfähigem, nicht faserndem Papier
oder Tuch und Spezialreiniger gründlich von
Verunreinigungen jeglicher Art säubern.
Auf die gleiche Weise die Innenfläche des
Schweißsattels reinigen, welche ihrer Verpackung
erst unmittelbar vor der Verwendung entnommen
werden darf.
Die gereinigten Flächen dürfen nicht mehr mit
den Händen berührt werden; widrigenfalls ist
die Reinigung zu widerholen.
46
Aufsetzen des Schweißsattels auf dem Rohr
Sechskantschrauben in ihrem Sitz des
Unterteils und die Muttern mit Unterlagscheiben
in jenem des Oberteils einrasten lassen.
Schweißsattel auf das Rohr mit dem Oberteil
genau über den bearbeiteten Bereich
aufsetzen.
Schweißsattel am Rohr durch Anziehen der vier
Spannschrauben festklemmen: Schrauben
abwechselnd über Kreuz mit einem Schrauboder mit einem Inbusschlüssel, je nach Art der
Schraube, anziehen.
Schrauben bis zur Aufbringung des nötigen
Schweißdruckes zwischen Sattel und Rohr
anziehen (zwischen der Außenfläche des
Rohrs und der Innenfläche des Schweißsattels
darf kein Spalt erkennbar sein).
Verschweißung
Steckanschlüsse der Muffe mit dem
Anschluss­stecker
des
Schweißkabels
verbinden und die Schweißparameter gemäß
Bedienungsanleitung des Schweißgeräts
einstellen.
N.B.: bei ungewollter Unterbrechung des
Schweißvorgangs, kann der Ablauf ein
einziges Mal nach vollständiger, durch
Berührung
feststellbarer
Abkühlung
widerholt werden.
Nach Abschluss des Vorgangs das Austreten
der Schweißindikatoren an der Muffe prüfen.
Achtung: das Austreten der Schweißindika­
toren ist kein Nachweis für das einwandfreie
Gelingen des Schweißvorgangs, es ist einzig
ein Hinweis auf die erfolgte Werkstoffschmelze.
47
Abkühlung
Genaue Angaben über die Abkühlungszeit der
Verbindung werden immer vom Hersteller
der zu verbindenden Bauteile geliefert.
Zu diesem Zweck ist es ratsam, nach dem
Schmelzvorgang an der Verbindung mit einem
Filzstift die genaue Uhrzeit der vorgesehenen
Abkühlung zu notieren.
Keinesfalls darf die Schweißverbindung vor
der vollständigen Abkühlung, das heißt bevor
die Werkstofftemperatur im Schweißbereich
bis zu jener des umgebenden Werkstoffs
abgesunken ist, bewegt oder irgendwie
beansprucht
werden;
bei
widrigen
äußeren Bedingungen ist die Verbindung
angemessen zu schützen.
Streng untersagt ist die Verwendung von Behelfen wie Wasser, Pressluft oder
sonstigen zur Beschleunigung der Abkühlung.
Es ist ratsam, die Leitung vorsichtshalber erst nach einer Wartezeit von
zumindest 2 Stunden nach dem letzten Schweißgang unter Druck zu setzen.
Die angewendeten Schweißparameter sind in einem eigenen Schweißprotokoll
festzuhalten.
Bohrung
Unabhängig von der Art der Anbohrschelle, darf das Rohr zur Ausbildung des
Abgangs erst nach vollständiger Abkühlung der Schweißung angebohrt werden.
Kode 21.30: Schweißsattel mit seitlichem
Abgang unter Druck
Verschlusskappe der Schelle abschrauben.
Handanbohrwerkzeug in den Sitz am in
der Anbohrschelle integrierten Stanzer
einsetzen. Der Einsatz von mit Pressluft
oder elektrisch angetriebenen Werkzeugen
ist zu vermeiden, da durch die übermäßige
Drehgeschwindigkeit die Schneiden des
Stanzers zu Schaden kommen können.
Stanzer
im
Uhrzeigersinn
bis
zur
Durchbohrung der Rohrwand mit merkbarer
Abnahme des Drehwiderstands, drehen.
Vorgang zur Vermeidung von Schäden am
Stanzer unterbrechen.
Stanzer bis zu seiner ursprünglichen Lage
zurückdrehen.
Anbohrwerkzeug abnehmen, Verschlusskappe aufsetzen und fest anziehen; vorher
den einwandfreien Sitz des Dichtungsrings
im Verschluss überprüfen.
48
Kode 21.20: Schweißsattel mit seitlichem
Abgang ohne Druck
Die Bohrung für den Abgang wird mit einer
handelsüblichen Bohrkrone hergestellt, dessen
Außendurchmesser gemäß folgender Tabelle
geringfügig kleiner als der Innendurchmesser
des Abgangs sein muss. Bei der Bohrung
darauf auf achten, daß der Abgang unversehrt
bleibt.
Achtung: das Rohr darf nicht vor der
Schweißung angebohrt werden, da in
diesem Fall der Sattel nicht fachgerecht
verschweißt werden kann.
größter Außendurchmesser der Bohrkrone
für Schweißsattel mit Abgang (Kode 21.20)
dn Abgang
[mm]
Außendurchmesser
Bohrkrone [mm]
20
13
25
17
32
25
40
32
50
38
63
48
90
72
110
88
Zubehör
Es sind Schweißsattel mit seitlichem Abgang unter Druck der Baureihe
“EURO” (Kode 21.31) verfügbar, welche mit einer Absperrvorrichtung “GasStop” ausgestattet sind. Die Vorrichtung besteht aus einem selbsttätigem
Sicherheitsventil, welche für Hausanschlüsse am Erdgasnetz und insbesondere
für erdverlegte Anschlussleitungen aus Polyethylen verwendet werden kann; das
Ventil ist für eine äußerst schnelle (Bruchteile von s), automatische Unterbrechung
der Gaszufuhr aufgrund eines Druckabfalls ausgelegt, welcher beim Bruch
der Versorgungsleitung unterhalb der Vorrichtung auftritt. Störfälle dieser Art
können etwa bei der Beschädigung der Leitungen durch Baumaschinen im
Zuge von Aushubarbeiten im Leitungsbereich oder bei Erdbeben auftreten. In
solchen Fällen unterbricht das Ventil den Durchfluss und verhindert die mit dem
Gasaustritt verbundenen Gefährdungen bis zur Wiederherstellung der Leitung.
Nach der Instandsetzung kann das Ventil je nach Bauart selbsttätig oder durch
Aufbringen eines Gegendrucks von außen rückgestellt werden.
49
automatische Lesevorrichtungen
der Schweißparameter
Strichkode
Es handelt sich um eine weit verbreitete Vorrichtung zur Speicherung von
Angaben sowie zu ihrer automatischen Ablesung und Auslegung über ein
Lesegerät für Daten im ITF-strichCODE “2-in-5” mit 24 Ziffern und Prüfziffer
nach Norm ISO 13950.
Anhand der als Strichkode auf ein Etikett übertragenen Angaben über die
Eigenschaften der durchzuführenden Verbindung werden am Schweißgerät alle
erforderlichen Einstellungen eingeleitet; die bei Einstellung von Hand möglichen
Fehler werden somit vermieden.
Der Kode enthält sämtliche vom Hersteller vorgegebenen und für den
Schweißvorgang relevanten Angaben: Hersteller, Art der Verbindung,
Durchmesser, Schweißzeit, aufgrund der Temperatur korrigierter elektrischer
Widerstand, Schweißspannung und Abkühlungszeit. Die zutreffende
Einlesung des Strichcodes wird mit der beigefugten Prüfziffer gewährleistet;
Unstimmigkeiten zwischen dem angeschlossenen Werkstück und den
übertragenen Werten werden am Gerät durch eine Fehlermeldung angezeigt;
der Schweißvorgang wird gesperrt.
Der Schweißer kann sich darauf beschränken mit dem zugehörigen Lesestift
oder Scanner die im Strichkode auf ein Etikett an der Schweißmuffe übertragenen
Angaben abzulesen und von Hand die Richtigkeit der Ablesung zu bestätigen.
Für eine einwandfreie Übernahme der Daten ist es ratsam, das Lesegerät
im Abstand von einigen cm vor das Etikett zu halten und durch die Taste am
Schweißgerät einzuschalten, wobei die optische Schnittstelle auf den Strichkode
zu richten ist. Bei Verwendung eines Lesestifts, ist dieser unter einem Winkel
~45° auf das Etikett aufzusetzen und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
gerade, von links nach rechts oder umgekehrt und unter geringem Druck über
den Strichkode zu ziehen.
Einige Hersteller von Rohren oder Formstücken mit Schweißmuffe versehen
letztere nicht nur mit dem Strichkode mit den Schweißparametern, sondern
auch mit einem zweiten Kode mit den Daten zur Rückverfolgung der fertigen
Verbindungen, wie Fabrikationsnummer und Art des Werkstoffs gemäß Norm
ISO 12176-4. Zur Ablesung und Speicherung der Daten sind in diesem Fall
eigene, freigeschaltete Geräte notwendig.
Magnetkarte
Statt von einem Strichkode werden bei diesem Verfahren die Schweißparameter
von einer vom Hersteller mit den Rohren oder Formstücken mit Schweißmuffe
gelieferten Magnetkarte eingelesen; der Schweißer hat den Datenträger in das
Lesegerät an der Schweißmaschine einzuführen.
Auf der Magnetkarte können auch alle Angaben zu den durchgeführten
Schweißungen gespeichert werden, sofern dies für die Rückverfolgung der
ausgeführten Verbindungen erforderlich ist.
50
Schweißgeräte und Zubehör
monovalente Schweißgeräte
Monovalente Schweißgeräte sind ausschließlich zur Verschweißung von Rohren
und Formstücken eines bestimmten Herstellers oder einer bestimmten Bauart
ausgelegt. Bei Einsatz an anderen Formstücken kann
keinerlei Haftung übernommen werden.
Die Schweißgeräte EURO S1 und EURO S1 LIGHT sind
monovalente Geräte, dessen Schweißspannung von weni­
ger als 50 V einen sicheren Umgang gewährleistet. Die Ge­
räte erfüllen die Anforderungen der Normen UNI 10566 und
ISO 12176-2, sind mit dem CE-Zeichen ausgestattet und
verfügen über eine ausgereifte Schalttechnik (switching),
worauf die leichte und kompakte Bauart zurückzuführen ist.
Die für die Erwärmung des Werkstoffs erforderliche Energie
wird automatisch aufgrund der Art und des Durchmessers
der zu verbindenden Bauteile, ihres SDR-Wertes und der
Außentemperatur eingestellt.
Die Geräte können ausschließlich in Zusammenhang mit
von Eurostandard hergestellten Rohren und Formstücken
der Baureihe “EURO” eingesetzt werden.
Das Bedienungspersonal erkennt an der Anzeige sämtliche
einzustellenden Grundwerte:
• Art der Schweißverbindung - Nenndurchmesser SDR und kann somit folgende Schweißparameter
nachverfolgen:
• Außentemperatur
• Schweißspannung
• Schmelzzeit
• fortlaufende Anzahl der ausgeführten Schweißungen
• Fehler- oder Störungsmeldungen.
Mit beiden Geräten können der Kode des Schweißers,
die Baustelle, der Zeitpunkt der Schweißung und die
angewendeten Schweißparameter gespeichert werden.
Die gespeicherten Daten können später über eine USB- oder eine serielle
Schnittstelle mit Hilfe des gespeicherten Verwaltungssoftware DBManager
übertragen werden. Wahlweise können die Daten auch auf Papier mit einem
Drucker ausgegeben werden.
Das Schweißgerät ist nach Norm UNI 10566 in regelmäßigen Zeitabständen
von 2 Jahren durch den Hersteller warten zu lassen.
EIGENSCHAFTEN
Betriebsspannung
Frequenz
Schweißspannung
Größte aufgenommene Leistung
Betriebstemperatur
Schnittstellen
Schutzart
Anzahl speicherbare Schweißvorgänge
Abmessungen
Schweißbare Durchmesser
Masse
EURO S1
EURO S1 LIGHT
230V AC ± 15%
50 Hz ± 15%
< 50V
4500 W
3000 W
da –10°C a +45°C
USB seriale / RS-232
IP 54
n. 1600
n. 800
cm 36x21x31
cm 35x19x30
Schweißmuffen und Formstücke
Alle Schweißenden
d. 20 bis 160 EUROSTANDARD
EUROSTANDARD
Anbohrschellen d. 40x bis 250x
EUROSTANDARD
kg 14,2
kg 8,0
51
Universalschweißgeräte
Universalschweißgeräte sind zur Verschweißung von
Rohren und Formstücken verschiedener Hersteller und
unterschiedlicher Bauart ausgelegt; sie werden mit
Vorrichtungen zur Einlesung der Schweißparameter mittels
Strichkode oder Magnetkarte betrieben.
Das Schweißgerät EURO SP1 ist ein Mehrzweck­
schweißgerät, welches zur Ausführung von Schweißver­
bindungen unter der Sicherheitsspannung geringer als
50 V einsetzbar ist. Das Gerät entspricht den Vorgaben
der Normen UNI 10566 und ISO 12176-2, ist mit CEZeichen gekennzeichnet und verfügt über eine ausgereifte
Schalttechnik (switching), worauf die leichte und kompakte
Bauart zurückzuführen ist. Das eingebaute Lesegerät
für die Strichcodeerkennung gestattet einen einfachen
Betrieb unter allen Baustellenbedingungen.
Das Gerät kann automatisch mit einem Lesestift zur
Einlesung aller Schweißparameter und Kenndaten anhand
des Strichkodes oder mit Eingabe von Hand der Schweißspannung und der
Schweißzeit beziehungsweise der vom Strichkode dargestellten Zahlenreihe
betrieben werden. Mit der Anzeige und vier Tastschaltern kann der Schweißer
alle Funktionen verfolgen und einstellen.
Das Gerät kann zur Verschweißung von Rohren und Formstücken beliebiger
Hersteller oder Baureihen eingesetzt werden, sofern die die gestellten
Anforderungen erfüllen.
Mit dem Gerät können der Kode des Schweißers, die Baustelle, der Zeitpunkt
der Schweißung und die angewendeten Schweißparameter sowie die Daten
zur Rückverfolgung der verwendeten Halbzeuge gespeichert werden. Die
gespeicherten Daten können später über eine USB- oder eine serielle
Schnittstelle mit Hilfe des gespeicherten Verwaltungssoftware DBManager
übertragen werden. Wahlweise können die Daten auch auf Papier mit einem
Drucker ausgegeben werden.
Das Schweißgerät ist nach Norm UNI 10566 in regelmäßigen Zeitabständen
von 2 Jahren durch den Hersteller warten zu lassen.
EIGENSCHAFTEN
EURO SP1
Betriebsspannung
Frequenz
Schweißspannung
Spitzenstrom
Schweißstrom bei 60%
Größte aufgenommene Leistung
Betriebstemperatur
Schnittstellen
Schutzart
Betriebsbereich
Betriebsarten
verwendbare Strichkoden für Schweißung ISO 13950
Nachverfolgbarkeit Strichkoden nach ISO 12176/3/4
Lesevorrichtung Strichkode
230V AC ± 15%
50 Hz ± 15%
8 ÷ 48V
110 Amp
80 Amp
4500 W
-10°C +45°C
USB - seriale / RS-232
IP 54
20 ÷ 710 mm
Ablesung des Strichkodes oder Manuel-Einstellung
Schweißung Interleaved 2.5/24 digit
Händischer Betrieb
Speicherkapazität Schweißvorgänge
Steckverbinder
Verfügbare Adapte
Abmessungen
Masse
Zubehör auf Anfrage
52
Betriebspersonal interleaved 2.5/30 digit Nachverfolgbarkeit -128 / 26/40 digit
Scanner
Einstellung Zeit und Spannung oder 24 digitFolge des Strichkodes
n. 1600
4.0 mm
4.7 mm
32x26x31 cm
kg 14,0
GPS
Energieversorgung der Schweißgeräte durch ein
Notstromaggregat
Um Schäden an den Schweißgeräten zu vermeiden, kann die Energieversorgung
über ein Notstromaggregat unter folgenden Bedingungen erfolgen:
1. DauerLeistung nicht kleiner als 3,0 kVA zur Verschweißung von Rohren
und Formstücken bis zu dn140 und nicht kleiner als 5,5 kVA bei größeren
Abmessungen.
2. FREQUENZ des gelieferten elektrischen Stroms 50 Hz ± 10%.
Achtung: einige Aggregate liefern elektrischen Strom mit einer Frequenz von
60 Hz. Solche Geräte dürfen nicht eingesetzt werden.
3. Einphasenspannung 230 V, ausschließlich
Wechselstrom, Frequenz 50 Hz. Unter keinen
Umständen den auf einigen Geräten verfügbaren
Gleichstrom oder gleichgerichteten Strom
verwenden.
4. Anschlusskabel mit Querschnitt 2,5 mm2
bei einer Kabellänge bis zu 10 m und 4,0 mm2
bei einer Kabellänge bis zu 30 m.
5. harmonische verzerrung des
Aggregats kleiner als 20%.
53
Hilfsvorrichtungen
Rohrhalteklemme
Verhindert eine Beanspruchung durch
Normalkräfte oder Biegemomente der
Verbindung in geschmolzenen Zustand
oder während der Abkühlung.
•die Schweißenden werden in die genaue
axiale Lage gebracht.
•trägt zur Instandsetzung von oval
verformten Rohren bei.
Die Rohrhalteklemme ist eine Ergänzung
zum Schweißgerät, da die Vorrichtung
unentbehrlich für die einwandfreie
Ausführung der Verbindung ist.
Das Gerät besteht aus einem Geräterahmen
mit vier Klemmen mit unterschiedlichen
Passringen zur Anpassung an die
unterschiedlichen Durchmesser der Rohre
und Formstücke; neigbare Universal-Rohrhalteklemmen mit einem mittigen
Gelenk gestatten die Verschweißung von Formstücken, wie Winkeln 90°/45°
und T-Stücken.
Mit der gleichzeitigen Verwendung von mehreren Rohrhalteklemmen kann der
Arbeitsfortschritt wesentlich beschleunigt werden.
Runddrückklemme
Das Erscheinungsbild erinnert an jenes der Rohrhalteklemme, die Klemmen sind
jedoch breiter und wirken mechanisch auf die Rohrwand ein, um vorhandene
Verformungen des Querschnitts schadensfrei rückzuführen.
Um eine fachgerechte Ausführung der Verbindung zu gewährleisten, können mit
dem Gerät Abquetschungen von mehr als 1,5% auf die Grenzwerte nach Norm
UNI 10521 rückgeführt werden; üblicherweise wird das Gerät für Werkstücke
mit dn bis zu 110 mm verwendet, welches dem größten dn für in Rollen gelieferte
Rohre entspricht.
Die Vorrichtung kann von Hand oder mit hydraulischen Kolben betätigt werden.
54
Rohrtrenngerät
Fachgerecht, senkrecht zur Achse geschnittene
Rohrenden werden mit dem Einsatz von
Rohrtrenngeräten mit Schneiderädchen oder
anderen Werkzeugen fest geführter Schneide
erhalten; es ist darauf zu achten, daß das
Werkzeug der Bauart und der Größe nach für die
Rohrabmessungen geeignet ist.
Abzuraten ist vom Einsatz elektrisch angetriebe­
ner Geräte mit großer Schneidgeschwindigkeit,
wie etwa Trennschneidern oder ähnlichen, da
die erzeugte Erhitzung die Eigenschaften der
Grundmasse der Rohre beeinträchtigen kann.
Rohrschälgerät
Für die Beseitigung der oberflächlichen anoxydierten Schicht an den
Schweißenden der Rohre und Formstücke geringen Durchmessers (bis zu
dn63) werden üblicherweise gerade Ziehklingen
verwendet.
Für Halbzeug mit größerem Durchmesser
sind hingegen mechanische Rohrschälgeräte
verfügbar, welche am Rohr/Formstück befestigt
werden.
In diesem Fall beseitigt man die anoxydierte
Schicht mit einem von Hand gedrehten Werkzeug.
Voraussetzung für die fachgerechte Ausführung
ist die genaue Schnittführung senkrecht zur
Rohrachse am Schweißende, welche durch die
Verwendung eines einwandfrei funktionierenden
Trenngeräts und die regelmäßige Wartung der
Schneidwerkzeuge und Messer gewährleistet
wird.
55
Prüfung
der Verbindungen
Sowohl
bei
Heizelementstumpfschweißungen
als
auch
bei
Heizwendelschweißungen, sind nach der Abkühlung an der Verbindung die
Güteprüfungen gemäß Normen UNI 10520 und UNI 10521 durchzuführen;
in Frage kommen:
zerstörungsfreie Prüfungen: bestehen im wesentlich aus Sichtprüfungen an
der Verbindung und aus Messung des Wulstes;
zerstörende Prüfungen: zur Feststellung der mechanischen Festigkeit der
Verbindung werden genau in den Normen geregelte Prüfungen durchgeführt.
zerstörungsfreie Prüfungen
Heizelementstumpfschweissungen nach
Norm UNI 10520
Sichtprüfung
Die Sichtprüfung umfasst folgende Teilprüfungen:
• die Vertiefung in der Mitte des Wulstes muss über der Außenfläche der
verschweißten Halbzeuge liegen; zu tiefe Einschnitte sind ein Hinweis auf
zu geringe Schweißtemperatur oder Fügedruck;
• an der Außenseite des Wulstes dürfen keine Poren, Staubeinschlüsse
oder Verunreinigungen erkennbar sein, welche auf eine mangelhafte
Reinigung der Schweißflächen hindeuten;
• die Außenseite des Wulstes darf nach der Abkühlung nicht übermäßig
glänzen, da dies ein Hinweis auf Überhitzung des geschmolzenen
Grundstoffs ist.
Prüfung
der
Verbindungen
Messung des Wulstes
Die Überprüfung der Wulstabmessungen besteht aus folgenden Messungen:
• die Breite B des Wulstes muss entlang der gesamten Schweißnaht
gleichförmig sein und darf an keiner Stelle um mehr als ±10% vom Mittelwert
Bm abweichen:
Bm = ( Bmin + Bmax ) / 2
wo Bmin und Bmax die gemessenen Mindest- und Höchstwerte sind;
• die Breiten der beiden Teilwülste dürfen an keiner Stelle voneinander um
mehr als 10% der Wulstbreite bei Verbindungen Rohr-Rohr und um mehr
als 20% bei Verbindungen Rohr-Formstück oder Formstück-Formstück
abweichen;
57
• der Achsversatz der verbundenen Elemente darf nicht den Grenzwert von
10% ihrer Wanddicke überschreiten;
• die Wulstbreite B muss entlang der gesamten Verbindung innerhalb folgender
Grenzwerte liegen:
Wanddicke der
verbundenen teile
[mm]
wulstbreite B
[mm]
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
4-6
4-7
5-8
6-9
7 - 10
7 - 10
8 - 11
8 - 12
9 - 13
9 - 13
10 - 14
10 - 15
10 - 15
11 - 16
11 - 16
12 - 17
12 - 17
12 - 18
13 - 18
13 - 18
13 - 19
13 - 19
14 - 20
14 - 20
14 - 20
14 - 21
Wanddicke der
verbundenen teile
[mm]
wulstbreite B
[mm]
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
55
60
65
15 - 21
15 - 21
15 - 21
15 - 22
16 - 22
16 - 22
16 - 22
16 - 23
17 - 23
17 - 23
17 - 23
17 - 24
18 - 24
18 - 24
18 - 25
19 - 25
19 - 25
19 - 25
20 - 26
20 - 26
20 - 26
21 - 27
23 - 29
26 - 32
29 - 36
Mangelhafter Übergang der Schweißwulst
Die Schweißnaht kann angenommen werden, auch wenn der Übergang
zwischen Wulst und Rohr nicht einwandfrei erscheint.
Nimmt die Wulst bei der Verschweißung von Rohren oder Formstücken
mit Wanddicke bis zu 10 mm einen flügelförmigen Querschnitt an, ist der
Schweißvorgang in den Arbeitsgängen 3 und 4 wie folgt anzupassen:
• Arbeitsgang 3: die Zeit t3 darf nicht länger als 4 s sein;
• Arbeitsgang 4: die Zeit t4 darf nicht länger als 6 s sein.
58
nicht einwandfrei ausgebildete Wulst
flügelförmige Wulst
Heizwendelschweissungen nach Norm
UNI 10521
Sichtprüfung
Die Sichtprüfung umfasst folgende Teilprüfungen:
• sind an der Muffe Schweißindikatoren zur Überwachung des
Schmelzvorgangs vorhanden, sind die Anweisungen des Herstellers zu
beachten (üblicherweise Austritt aus dem Sitz);
• die verbundenen Elemente müssen achsgerecht ausgerichtet sein;
• der durch Schaben bearbeitete Bereich muss sichtbar sein;
• die auf den zu verbindenden gekennzeichnete Einstecklänge muss
gewährleistet sein;
• Austritte von geschmolzenem Werkstoff und oberflächliche Schäden an
den verbundenen Teilen sind unzulässig.
Fehlermeldung an der Anzeige des verwendeten Schweißgeräts sind zu
berücksichtigen.
59
Schweißfehler
In folgenden Abbildungen sind Verbindungen erkennbar, bei welchen die
Vorschreibungen der Normen UNI 10520 und UNI 10521 missachtet wurden.
Aufgrund der auf den Baustellen, in den Prüfstellen und in den Ausbildungszentren
gesammelten Erfahrungen konnten die häufigsten Schweißfehler erfasst und
registriert werden:
unregelmäßige Schweißwulst
Verbindung mit Achsversatz
unzureichend eingesteckte Schweißenden
mangelhafte Zentrierung der Rohre
verkantetes Rohr links
Rohr links verkantet und fehlerhafte
Einstellung der Schweißparameter
60
fehlerhafte Schnittfläche
fehlerhafte Schnittfläche und
unzureichende Einstecklänge
mangelhafte Bearbeitung durch Schaben
(Ausführung mit ungeeignetem Werkzeug)
fehlende Bearbeitung
durch Schaben
Anbohrung vor der Abkühlung
fehlerhafte Einstellung
der Schweißparameter
61
zerstörende Prüfungen
Die zerstörenden Güteprüfungen der Schweißverbindungen darf ausschließlich
an genehmigten Prüfanstalten und von ausgebildetem Fachpersonal
durchgeführt werden.
Die Ergebnisse der Prüfungen an den Schweißverbindungen sind mit einer
amtlichen Urkunde zu belegen.
Die Art der Prüfungen geht aus folgender Tabelle hervor:
PRÜfung
Widerstandsfähigkeit gegen inneren Überdruck Prüfverfahren
UNI EN ISO 1167
Zugfestigkeit von Probekörpern aus Stumpfschweißverbindungen
ISO 13953
Kohäsionsbruch durch Abschälen auf Heizwendelschweißungen
Schälfestigkeitsprüfung von Polyethylen-Elektroverbindungen
UNI 10521
Kohäsionsbruchprüfung von Polyethylen-Elektroverbindungen
UNI 10521
62
Kohäsionsbruch durch Abschälen
Kohäsionsbruch durch Quetschung
Widerstandsfähigkeit
gegen inneren Überdruck
Zugfestigkeitsprüfung
Transport und Lagerung
Wichtige Anweisungen für den Umschlag, den Transport und die Stapelung
der Rohre sowie für die Lagerung der Verbindungs- und Formstücke sind im
Ministerialdekret vom 12.12.1985 und in den Normen UNI EN 12007-2 und UNI
11149 enthalten.
Transport
Die Rohre müssen auf ebenen Ladeflächen transportiert werden; die Rohre sind
parallel auszurichten und in ihrer Lage zu sichern, um Schäden zu vermeiden.
Rohrrollen sind waagrecht liegend auf die Ladefläche unterzubringen.
Als Anschlagmittel sind Hebebänder oder Gewebegurten geeignet; die Rohre
sind durch geeignete Vorrichtungen zur Lastverteilung gegen Schäden zu
schützen.
Transport
und
Lagerung
63
Umschlagen der Rohre
Werden die Rohre mit Hilfe eines Krans oder eines Baggers umgeschlagen, sind
sie mittig anzuschlagen, bei Bedarf mit einer Traverse.
Werden die Rohre hingegen von Hand umgeschlagen, ist darauf zu achten, dass
die Rohre nicht über scharfe Kanten oder spitze Gegenstände geführt werden.
Stapelung
Die Lagerflächen für die Rohre müssen eben sein; vorspringenden Kanten
oder Spitzen, etwa von Steinen, sind zu beseitigen.
Die Höhe der Rohrstapel darf nicht größer als 1,5 m sein, unabhängig von
den Abmessungen der Rohre. Rohrrollen sind liegend zu lagern; die Höhe der
Rollenstapel darf nicht größer als 2 m sein.
Ausschließlich bei Rohren mit Durchmesser größer als 500 mm, ist es ratsam,
die Enden durch Aussteifungen von Innen gegen Ovalisierung zu schützen.
Nach der Lagerung sollte man prüfen, ob die Endverschlüsse vorhanden
sind, damit nicht Blätter, Staub oder Kleintiere ins Innere der Rohre gelangen
können.
64
Formstücke mit Schweißenden für
Stumpfschweißverbindungen
Die Formstücke werden üblicherweise einzeln verpackt geliefert. Ist dies nicht
der Fall bei loser Lieferung, wird man auf eine geordnete Lagerung auch beim
Transport achten, um Schäden durch Stöße oder Zwang zu vermeiden.
Formstücke mit
Heizwendel-Schweißmuffen
Formstücke mit Heizwendel-Schweißmuffen sind einzeln verpackt in stabilen
Schachteln anzuliefern und von Staub, Feuchtigkeit, Ablagerungen, UV-Strahlen
und sonstigen Einwirkungen zu schützen. Sie sind ein geschlossenen Räumen
auf Stellagen über dem Boden zu lagern.
Auf der Baustelle wird man darauf achten, daß die Formstücke nicht den
genannten Einwirkungen oder Wärme ausgesetzt sind und dass sie in ihrer
Originalverpackung bis zum Gebrauch verwahrt bleiben.
65
Verlegung von
Rohrleitungen aus PE
Polyethylen unterscheidet sich von den sonstigen, im Leitungsbau üblicherweise
für Druckleitungen verwendeten Werkstoffen wegen der besonderen
bauphysikalischen und me­chanischen Eigenschaften und insbesondere
wegen der ausgeprägten Verformbarkeit aus. Diese Eigenschaft galt in der
Vergangenheit als einschränkend für die Einsatzmöglichkeiten, sie erwies
sich jedoch als großes Potential des Polyethylens, da sich die verlegten Rohre
an die einwirkenden Beanspruchungen durch den Boden anpassen können.
Bei sorgfältiger Verlegung und Hinterfüllung, insbesondere mit Bezug auf die
Bodenverdichtung, gewährleistet die Verwendung von Polyethylen-Rohren
eine größere Betriebssicherheit der Anlage bei Bodensetzungen, Rutschungen
oder Erdbeben. Die Verformbarkeit der Rohre gestattet ferner verschiedene
hoch entwickelte Verlegungsverfahren mit kurzen Bauzeiten und geringen
Kosten zur Erstellung der Leitungsnetze. Das geringe Gewicht und die einfachen
Verbindungen sind maßgeblich für einfache und rasche Arbeitsgänge.
Gasleitungen
Einteilung der Gasleitungen
Mit dem Dekret des Ministeriums für die wirtschaftliche Entwicklung vom 16.
April 2008 werden die Leitungen zur Förderung von Erdgas mit einer Dichte bis
zu 0,8 in sieben verschiedene Arten eingeteilt, je nach maximal zulässigem
Betriebsdruck (MOP), dessen Werte von der 1. bis zur 7. Art sinken. Für die
in der Gasversorgungsanlagen zu verwenden­den Werkstoffe und Erzeugnisse
verweist das Dekret auf die Norm UNI 9034, welche die Verwendung von
Rohren, Verbindungen und Formstücken aus Polyethylen für die Herstel­lung von
Druckleitungen mit einem maximal zulässigem Betriebsdruck 5 bar bestattet:
Art
4.
maximal zulässiger Betriebsdruck (MOP)
1,5 bar < MOP ≤ 5 bar
5.
0,5 bar < MOP ≤ 1,5 bar
6.
0,04 bar < MOP ≤ 0,5 bar
7.
MOP ≤ 0,04 bar
Aushub
Polyethylen-Rohre können üblicherweise in Gasversorgungsanlagen nur als
erdverlegte Leitungen verwendet werden. Die geringste Verlegetiefe nach
Norm UNI 9165, gemessen von der obersten Mantellinie bis zu Oberkante
Gelände, variiert in Abhängigkeit von der Art der Leitung, dem Verlegebereich
und den Verlegebedingungen, gemäß folgender Tabelle.
Verlegebereich
befahrene Verkehrswege
Leitungsart
4. und 5. 6. und 7.
Verlegung
von
Rohrleitungen
aus PE
Anmerkungen
0,90 m
0,60 m
0,40 m
0,40 m
Unter der Bedingung, dass die Leitung im Abstand von zumindest
0,50 m von der Einfassung der Fahrbahnen verlegt wird
Offenes Gelände
0,90 m
0,60 m
Bei Senken, Gräben, Rinnen oder ähnlichen ist auf
kurze Strecken die Herabsetzung der Verlegetiefe bis
auf ein Mindestmaß von 0,50 m zulässig
felsiger Untergrund
0,40 m
0,40 m
nicht befahrene Bereiche
(zum Beispiel: Gehsteige, Beete, Verkehrsinseln, Grünflächen)
67
Freileitungen aus Polyethylen-Rohren sind üblicherweise unzulässig; bei
erdverlegten Anschlussleitungen kann jedoch nach Norm UNI 9860 das
Verbindungsrohr zu den über der Erde liegenden Rohrabschnitt ebenfalls
freiliegend verlegt werden, sofern die Verbindung fachgerecht gegen UVStrahlen, mechanische Beschädigung und Feuer geschützt wird, sofern dies
zutreffend erscheint.
Der Aushub ist nach Profil mit einer Sohlenbreite, welche um zumindest 20 cm
größer als der Rohrdurchmesser ist, auszuführen.
Gebäudeabstände
Der Sicherheitsabstand zu den Gebäuden schwankt je nach Art der Leitung, Art
des Gases, Verlegebereich und Verlegebedingungen, gemäß folgender Tabelle:
Verlegeklasse
Sicherheitsabstand Leitungsart
Bereich und Bedingungen der Verlegung
Klasse
4. und 5.
6. und 7.
gas mit gas mit
Dichte ≤ 0,8 Dichte > 0,8
A
B
Leitungen in befestigten Flächen (bitumengebunden, Platten,
Beton und sonstige Befestigungen aus natürlichen oder
künstlichen Stoffen). In diese Klasse fallen auch unbefestigte
Flächen, bei welchen, im Zuge der Aushubarbeiten, in der Tiefe
wesentlich durchlässigere Böden als oberflächlich angetroffen
werden.
Unbefestigte Flächen, welche nicht in die Klasse A fallen, sofern
die Bedingung für einen zumindest 2 m breiten Streifen entlang
der Leitung zutrifft. In diese Klasse fallen auch jene Flächen
bei welchen, im Zuge der Aushubarbeiten, in der Tiefe Böden
mit geringerer oder höchstens gleicher Durchlässigkeit als
oberflächlich angetroffen werden.
C
Leitungen der Verlegeklasse A, bei welchen ein Entgasungs­
verfahren nach 7.4.3.2 angewendet wird. Das Entgasungsver­
fahren ist bei einer Dichte >0,8 hinfällig und wird nicht
angewendet.
D
Leitungen mit Schutzmaßnahmen nach 7.4.3.1 Absatz a).
2m
2m
1m
2m
1m
-
keine
Vorschreibung 1)
keine Vorschreibung 1)
1) Vorbehaltlich ZGB, Artikel 889, wo ein Sicherheitsabstand ≥ 1 m vorgeschrieben wird.
Überschneidungen mit anderen Anlagen
erdverlegte Anlagen
Bei gleichlaufendem Verlauf, Unterführungen oder Überführungen mit
vorhandenen Leitungen, gelten folgende Vorschreibungen für die Abstände
zwischen den nächstgelegenen Mantellinien:
• ist die andere Leitung eine Druckleitung (zum Beispiel Wasserleitung oder
eine weitere Gasleitung), müssen Eingriffe an beiden Leitungen durchgeführt
werden können;
• ist die andere Leitung nicht unter Druck (zum Beispiel: Kabelkanal,
Abwasserkanal) gelten folgende Grenzwerte:
Leitungsart
Mindestabstand zwischen den nächstgelegenen Mantellinien
4.
0,50 m
5.
0,50 m
6.
7.
68
Eingriffe auf allen erdverlegten Anlagen müssen
durchgeführt werden können
Ist die Gasleitung aus Polyethylen ist ein Sicherheitsabstand von mindestens
1 m zur anderen Leitung einzuhalten, wenn selbe an der Außenseite eine
Temperatur von mehr als 30 °C erreichen kann. Können die angegebenen
Sicherheitsabstände aus technischen Gründen nicht eingehalten werden oder
ist eine Beschädigung der Leitungen bei Eingriffen möglich, sind Schutzrohre
oder sonstige Schutzvorrichtungen einzubauen. Bei Rohrkreuzungen sind diese
beidseitig zumindest um folgende Masse fortzuführen:
• 1 m bei Überfahrungen und 3 m bei Unterfahrungen bei Gas mit einer Dichte
≤0,8,
• 1 m bei Unterfahrungen und 3 m bei Überfahrungen bei Gas mit einer Dichte
>0,8.
Verlaufen Leitungen zur Förderung von Gas mit einer Dichte <1 1 kg/m3 (zum
Beispiel Methan) neben Abwasserkanälen, ist es ratsam, erstere höher zu
verlegen, so dass die untere Mantellinie der Gasleitung zumindest auf gleicher
Höhe mit der oberen Mantellinie des Abwasserkanals und seitlich versetzt zu
liegen kommt.
ABWASSERKANAL
ABWASSERKANAL
GASROHRLEITUNG
Gasrohrleitung (Methan) mit r < 1 kg/m3
GASROHRLEITUNG
Gasrohrleitung (GPL) mit r > 1 kg/m3
Verlaufen hingegen Leitungen zur Förderung von Gas schwerer als Luft
(zum Beispiel Flüssiggas) neben Abwasserkanälen, gelten umgekehrte
Vorschreibungen. Sind die gleichlaufenden Strecken länger als 150 m, sind
Sperren und Entlüftungen vorzusehen.
Straßenbahnen
Verlaufen Gasleitungen parallel zu Straßenbahngeleisen, muss die äußere
Mantellinie des Rohres von der nächsten Schiene um zumindest 0,50 m
waagrecht versetzt sein.
Bei Unterfahrung von Straßenbahngeleisen, ist ein Sicherheitsabstand zwischen
der oberen Mantellinie des Rohres und der Schienenoberkante von zumindest
1 m einzuhalten; Leitungen der 4. und 5. Art sind zusätzlich in einem Schutzrohr
unterzubringen, welches beidseitig um zumindest 1 m über die Außenkante der
Schienen hinausragen muss. Für Leitungen der 6. und der 7. ist ein geringerer
Sicherheitsabstand von 0,50 m zulässig, sofern die Leitung in einem Schutzrohr
untergebracht wird, welches beidseitig um zumindest 1 m über die Außenkante
der Schienen verlängert wird.
Eisenbahnen
Bei gleichlaufenden Strecken und Kreuzungen mit Eisenbahnen (oder
überörtliche Straßenbahnen), gelten die Sondervorschriften des Ministeriums für
Transportwesen zum Schutz der Anlagen im eigenen Zuständigkeitsbereich.
Zulässige Verbiegung der Rohre
Bei Leitungen aus Polyethylen-Rohren sind Richtungsänderungen durch
Verbiegung der Rohre zulässig, sofern der Biegeradius den 20-fachen Wert des
Außendurchmessers des Rohres nicht unterschreitet. Sind geringere Biegeradien
erforderlich, sind die Richtungsänderungen durch den Einbau von Bögen zu
bewerkstelligen.
69
Wasserleitungen
Als Bezug für die Verlegung von Rohrleitungssystemen aus Polyethylen für die
Förderungen von Flüssigkeiten unter Druck gilt die Norm UNI 11149, welche für
Trinkwasserleitungen, Beregnungsanlagen, Abwasserkanäle, Löschwassernetze
und Regenwasserabläufe, auch unter Druck, gilt.
Aushub
Der Aushub ist nach Profil mit einer Sohlenbreite, welche um zumindest 20 cm
größer als der Rohrdurchmesser ist, auszuführen.
Die geringste Verlegetiefe, gemessen von der obersten Mantellinie, beträgt
1 m beziehungsweise 1,2 m unter Eisenbahnanlagen oder unter Start- und
Landebahnen in Flughäfen; auf alle Fälle sind die Verkehrslasten und die
Frostgefahr zu berücksichtigen. Kann die geforderte Mindestüberdeckung
nicht verwirklicht werden, ist die Leitung mit Schalen, Betonformstücken oder
sonstigen Bauteilen zu schützen.
ROHRGRABEN
BETTUNG
Die an der oberen Mantellinie des Rohrs gemessen Grabenbreite B variiert in
Abhängigkeit von den Rohrabmessungen; dabei gelten folgende Mindestwerte:
Rohrdurchmesser
[mm]
Grabenbreite B
[mm]
de ≤ 315
de + 400
315 < de ≤ 900
de + 600
900 < de ≤ 1600
de + 800
de > 1600
de + 1200
Die Mindestmaße können verringert werden, wenn der Graben nicht durch
das Personal betreten werden muss. Das Rohr ist möglichst mittig auf die
Grabensohle zu verlegen.
Sind im Rohrgraben zwei oder mehrere Rohrsysteme unterzubringen, sind diese
in einem Mindestabstand zu verlegen, welcher zumindest um 150 mm größer als
die Einsatzbreite der verwendeten Verdichtungsgeräte ist.
70
gleichlaufende Leitungsabschnitte und Kreuzungen
Für mit Straßenbahnen gleichlaufende Leitungsabschnitte ist ein waagrecht
gemessener Sicherheitsabstand von 0,50 m zwischen der äußeren
Rohrmantellinie und der nächstgelegenen Schiene einzuhalten.
Bei der Unterfahrung von Straßenbahnen muss eine Mindestüberdeckung
von 1 m zwischen der oberen Rohrmantellinie und der Schienenoberkante
vorhanden sein. Außerdem ist das Rohr in ein Schutzrohr zu verlegen, welches
beidseitig um mindestens 1 m über die Außenkante der Schienen hinausragen
muss.
Zur Querung von Wasserläufen und zur Überwindung von Höhensprüngen
können bei Bedarf vorhandene Bauwerke (Brücken, Unterführungen und
sonstige) benutzt werden.
In besagten Fällen oder bei der Unterfahrung von Leitungen muss ein
angemessener Abstand zwischen den Anlagen zur Gewährleistung des
Arbeitsraums eingehalten werden.
Straßenbahnen
Schutzrohr
Zulässige Verbiegung der Rohre
Wie bei Gasleitungen ist auch bei Wasserleitungen aus Polyethylen sind aufgrund
der erheblichen Verformbarkeit Richtungsänderungen durch Verbiegung der
Rohre zulässig.
Zur Einschränkung der Beanspruchungen gelten für die Biegeradien die
Mindestwerte aus folgender Tabelle, aufgestellt für eine Temperatur von 20 °C:
SDR Roh
Biegeradius
von 7,4 bis 17
≥ 25 de
von 21 bis 26
≥ 35 de
33
≥ 40 de
Sind geringere Biegeradien erforderlich, sind die Richtungsänderungen durch
den Einbau von Bögen zu bewerkstelligen.
71
Verlegung der Gas- und Wasserleitungen
Die Verlegung der Rohre darf ausschließlich von Fachpersonal ausgeführt
werden.
Die Rohre sind sowohl im Profil als auch im Grundriss genau nach Plan zu
verlegen, sofern der Bauleiter keine anderslautenden Anweisungen erteilt.
Die einzelnen Rohrstangen oder außerhalb der Gräben zusammengefügte
Leitungs­abschnitte sind mit Hilfe von Gurten oder Hebebändern in die
Gräben abzulassen, ohne die Rohre am Boden oder über Kanten zu schleifen;
Rohrabschnitte mit Einschnitten mit einer Tiefe von mehr als 10% der Wanddicke
sind zu beseitigen.
Absperrungen wie Kugelventile und Schieber, welche durch ihre Masse die
Leitungen beanspruchen können, sind durch freistehende Halterungen zu
stützen, so dass auf die Leitung und auf die Verbindungen keine zusätzlichen
Beanspruchungen einwirken können.
Rohrbettung und Hinterfüllung
Die auf die Grabensohle verlegten Rohre müssen auf ihrer gesamten Länge satt
aufliegen; die Grabensohle muss einwandfrei eben und gleichmäßig tragfähig
sein, um eine mechanische Beanspruchung aufgrund ungleicher Setzungen
oder Verformungen zu vermeiden.
Bei Gräben in felsigem Boden, Grobschotter oder Aufschüttungen, ist die
Grabensohle mit Sand oder sonstigen Gesteinskörnungen mit ähnlicher Kornstufe
profiliert werden. Polyethylen-Rohre sind auf alle Fälle auf eine höchstens 10
cm dicke Bettung aus Sand oder gesiebter Erde zu verlegen und sind auf
dem gesamten Umfang durch eine Schicht aus derselben Gesteinskörnung zu
umhüllen.
Die fertig verlegten Rohre sind mit einer gleichmäßig 10 cm dicken Schutzschicht
aus Sand zu überdecken. Die Verdichtung der Schutzumhüllung bis auf etwa
2/3 des Rohres ist ohne Einsatz von Maschinen besonders sorgfältig ohne
Verschiebung der Leitung durchzuführen. Der verdichtete Sand muss dicht und
gleichmäßig beschaffen sein und das Rohr allseitig umhüllen.
VERFÜLLUNG
INTERFÜLLUNG
ROHRBETTUNG
72
Verfüllung der Gräben
In Anbetracht des Umstands, daß die an beiden Enden vor der Verfüllung
der Gräben festgehaltenen Rohre erheblichen Beanspruchungen aufgrund
der Wärmeausdehnung ausgesetzt sein können, ist folgende Vorgansweise
ratsam:
• der Einbau ist entlang der gesamten Leitung unter ähnlichen äußeren
Bedingungen und möglichst nicht bei Hitze durchzuführen;
• der Einbau erfolgt in etwa 20-30 m langen Grabenabschnitten, möglichst
von unten nach oben;
• der Einbau soll an 3 hintereinanderliegenden Leitungsabschnitten erfolgen,
das heißt auf einer Gesamtlänge von etwa 90 m;
• in allen 3 Abschnitten wird das Rohr vollständig überdeckt;
• in den ersten beiden Abschnitten wird steinfreies Schüttgut in einer 15-20
cm dicken Schicht eingebaut;
• im ersten Abschnitt erfolgt die Verfüllung bis zu einer Höhe von 50 cm
über dem Rohr;
• anschließend werden der zweite und der dritte Abschnitt wie oben verfüllt.
Verlauf der
Aufschüttung
1. Abschnitt
≤ 30 m
2. Abschnitt
≤ 30 m
3. Abschnitt
≤ 30 m
Fertige Leitung
50 cm
20 cm
73
Kennzeichnung
Im Zuge der Aufschüttung kann es zweckmäßig sein, zur frühzeitigen Ortung
der Leitung bei späteren Eingriffen, etwa 30 cm über der oberen Mantellinie des
Rohres ein durchlaufendes, farbiges Warnband zu verlegen.
Über Gasleitungen aus Polyethylen sind gelbe Warnbänder mit der Aufschrift
“Achtung Gasleitung” zu verlegen; über geschützten Leitungsabschnitten ist die
Verlegung von Warnbändern nicht vorgeschireiben.
Über Wasserleitungen sind hingegen blaue Warnbänder mit der Aufschrift
“Achtung Wasserleitung” zu verlegen.
Die Warnstreifen können mit einer Metalleinlage versehen sein, welche bei
Belegung mit elektrischem Strom die Ortung mit Hilfe eines Kabelsuchgeräts
gestatten. Abweichend kann entlang der Polyethylen-Leitung ein isoliertes
Kupferkabel verlegt werden, welches ebenfalls mit Strom belegt werden und
mit Hilfe eines Kabelsuchgeräts geortet kann. Im Fachhandel sind auch eigene
Vorrichtungen unter der Bezeichnung “Kugelmarker” erhältlich: es handelt sich
um Kunststoffkugeln mit einem Durchmesser von etwa 10-15 cm, mit kleinen
elektronischen Vorrichtungen, welche am Rohr mit Kunststoffmanschetten in
regelmäßigen Abständen (30÷50 m), bei jeder Richtungsänderung und an allen
Abgängen befestigt werden und die Ortung durch eigene elektronische Geräte
oder aber mittels Datenübertragung über Satelliten gestatten.
Kennzeichnung
gelbes Warnband
“ACHTUNG GASLEITUNG”
blaues Warnband
“ACHTUNG WASSERLEITUNG”
74
Abnahme der Leitungen
Auch ohne ausdrückliche Vertragsvorschrift oder Aufforderung des
Auftraggebers, sollte vor dem Verfüllen der Leitungsgräben eine Druckprüfung
an den Verbindungen und an der gesamten Anlage durchgeführt werden.
Im Allgemeinen werden die Prüfungen an Teilabschnitten der Leitung mit
angemessener Länge durchgeführt; die Abschnitte sind an den Enden
durch geeignete Vorrichtungen zu schließen, wie etwa Blindflansche mit
Schraubanschlüssen für Druckmesser, Pumpen und Entlüfter.
Gasleitungen
Die Druckprüfungen an Gasversorgungsleitungen mit den Hausanschlüssen
werden ausführlich in den Normen UNI 9165 und UNI 9860 beschrieben, auf
welche auch das Dekret des Ministeriums für wirtschaftliche Entwicklung vom
16. April 2008 verweist und welche folgende Vorgangsweise festlegen:
• je nach Ausdehnung der Anlage, Rohrdurchmesser, Prüfdruck und
verwendetem Medium, kann die Prüfung an Teilabschnitten oder an der
gesamten Anlage durchgeführt werden; im ersten Fall ist jedenfalls eine
Endprüfung an der gesamten Anlage durchzuführen. Die Leitungen können
mit Ausnahme der Enden hinterfüllt sein, welche sichtbar sein müssen. Es
ist zweckmäßig auch die Verbindungsstellen sichtbar zu belassen, um bei
negativen Prüfergebnis die Ortung von Leckstellen zu erleichtern;
• bei der Prüfung an den Hausanschlüssen sind die Absperrungen am Abgang
sichtbar zu belassen; die Prüfung ist vor der Bohrung an der Versorgungsleitung
und mit offener eingebauten Absperrung durchzuführen;
• bei neuen Versorgungsnetzen ist die gleichzeitige Prüfung des
Versorgungsnetzes mit den Hausanschlüssen nach Anbohrung der
Versorgungsleitung und nach der Verfüllung der Gräben zulässig;
• als Medium für die Prüfung können sowohl Luft oder ein Inertgas als
auch eine Flüssigkeit verwendet werden. Im letzten Fall, welcher nur für
Versorgungsleitungen, nicht aber für Hausanschlüsse zulässig ist, sind die
Leitungen nach der Prüfung mit größter Sorgfalt innen zu reinigen;
• die Prüfung besteht in der Beanspruchung der Leitung durch einen Innendruck
nach folgender Tabelle:
Leitungsart
4.
5.
6.
7.
7. (Freileitungen)
Prüfdruck
1,5-facher höchster Betriebsdruck
1,0 bar
0,1 bar
• die Prüfung gilt als erfolgreich, wenn nach der Stabilisierung der
Prüfbedingungen, der Druck während eines Zeitraums von zumindest
24 h konstant bleibt, abgesehen von den Druckänderungen aufgrund von
Temperaturschwankungen. Bei Hausanschlüssen kann die Prüfdauer auf 4 h
oder unter gewissen Bedingungen auf 30 min herabgesetzt werden;
• für jede Druckprüfung ist ein Abnahmebericht anzufertigen, dem das
Diagramm mit dem Prüfungsverlauf beizulegen ist.
Abnahme der
Leitungen
75
vom Versorgungsnetz gespeiste häusliche Gasanlagen
Die Druck- und Dichtheitsprüfverfahren für vom Versorgungsnetz gespeiste
häusliche Gasanlagen werden durch die Norm UNI 7129 geregelt. In diesem
Fall gilt:
• die Prüfung ist vor der Inbetriebnahme der haustechnischen Anlage, dem
Anschluss des Zählers und der Geräte sowie der Verdeckung der Leitungen
mit Luft oder Inertgas durchzuführen; das Püfmedium ist durch eine eigene
Armatur neben dem Zähleranschluss einzulassen;
• der Prüfdruck beträgt zwischen 100 mbar und 150 mbar, nach dessen
Aufbau man eine Stabilisierungszeit von mindestens 15 min verstreichen
lässt;
• eine erste Druckablesung wird mit einem Manometer mit Auflösung nicht
kleiner als 0,1 mbar durchgeführt; nach einer Wartezeit von 15 min folgt eine
weitere Ablesung;
• die Prüfung gilt als erfolgreich, wenn zwischen den beiden Ablesungen kein
Druckabfall verzeichnet wird; werden Druckverluste festgestellt, sind die
Leckstellen zu orten und zu beseitigen; die Prüfung ist in diesem Fall erneut
durchzuführen.
76
Wasserleitungen
Die Druckprüfung an Anlagen zur Förderung von Wasser wird an den
fertigen Leitungen durchgeführt, um festzustellen, daß Rohre, Verbindungen,
Formstücke und andere Anlagenkomponenten in einwandfreiem Zustand sind.
Wenn gewisse Bauteile nicht für den Prüfdruck ausgelegt sind, sind sie durch
Blindflansche von der Prüfstrecke zu trennen.
Mit Dekret des Ministeriums für öffentliche Arbeiten vom 12. Dezember 1985
wird festgehalten, daß im Rahmen der Abnahme der Leitungen Druck-und
Dichtheitsprüfungen nach den Vorgaben der Vertragsbedingungen
durchgeführt werden.
Für Polyethylen-Leitungen werden die Verfahren nach Norm UNI 11149
angewendet, in denen, nach den Vorschreibungen des M.D. 12/12/1985, das
viskoelastische Verhalten des Werkstoffs berücksichtigt wird. Die Prüfung
beruht auf der Erhebung der Veränderungen des Rauminhalts in der Leitung in
Abhängigkeit vom darin aufgebauten Druck.
Vorbereitung des zu prüfenden Leitungsabschnitts
Die abzunehmende Prüfstrecke darf nicht länger als 800 m sein; die Enden
sind durch Blindflansche oder verschweißte Blechplatten dicht zu schließen.
An den höchsten Stellen der Leitung sind Entlüfter zur Ausscheidung von
Luftblasen einzubauen.
Die Preßpumpe wird am tiefsten Punkt der Prüfstrecke angeschlossen. An
derselben Stelle sind auch folgende Vorrichtungen zu montieren:
• ein Druckmessgerät,
• ein Schreibgerät für Druck und Zeit,
• ein Messgerät für die nachgepumpte Wassermenge.
Die Leitung ist in ihrer Lage zu sichern um eine Verschiebung der Rohre zu
verhindern. Es ist deshalb ratsam, die Leitung weitgehend zu hinterfüllen und
ausschließlich die Verbindungen sichtbar zu belassen. Auf diese Weise wird
auch der Einfluss der Temperaturschwankungen im Verlauf der Prüfzeit auf ein
Mindestmaß reduziert; die während der Prüfzeit beigegebene Wassermenge
kann somit zutreffend ermittelt werden.
Füllen der Prüfabschnitte
Der Prüfabschnitt ist mit Wasser in Trinkwasserqualität, bei Bedarf unter
Beigabe eines Desinfektionsmittels, langsam (Fließgeschwindigkeit höchstens
1 m/s) mit geöffneten Entlüftungsvorrichtungen zu füllen.
Nach der vollständigen Füllung mit Wasser und der vollständigen Entlüftung,
sind die Entlüftungsvorrichtungen zu schließen.
Die volle Leitung muss sich während eines Zeitraums von mindestens 3 h
stabilisieren; es ist jedenfalls ratsam, sofern möglich, die Druckprüfung nach
einer Wartezeit von 24 h nach der Füllung durchzuführen.
77
Abnahmeverfahren
Nach der Stabilisierung findet die eigentliche Abnahme durch Druckprüfung statt.
Druckaufbau: den Druck in der Leitung stetig bis zum Prüfdruck STP aufbauen;
der Prüfdruck ist aufgrund des vom planenden Techniker festgelegten
Systembetriebsdrucks wie folgt zu berechnen:
STP = 1,5 x MOP
STP darf nicht kleiner als 6 bar sein.
Aufrechterhaltung des Drucks: Prüfdruck während eines Zeitraums von
30 min durch Nachpumpen aufrechterhalten, zum Ausgleich des aufgrund
der Vergrößerung des Rauminhalts der Leitung unter Druck eingetretenen
Druckabfalls. Während diesem Vorgang Sichtprüfung an der Leitung zur Ortung
von Leckstellen durchführen.
Druckabbau: nach 30 min Wasser rasch ablassen, bis sich ein Innendruck von
3 bar einstellt.
Kontraktion: aufgrund des viskoelastischen Verhaltens von Polyethylen erfolgt
eine Kontraktion der Leitung mit gleichzeitigem Druckanstieg. Innerhalb eines
Zeitraums von 90 min nach dem Ablassen des Wassers, Druck in folgenden
Zeitpunkten ablesen:
Ablesung
min
ab Beginn
1a
2
9a
30
2a
4
10a
40
3
6
11
50
4
8
a
12
60
5a
10
13a
70
6a
15
14a
80
7
20
15
90
8
25
a
a
a
a
Ablesung
a
a
min
ab Beginn
abschließende Tätigkeiten
Die Prüfung gilt als bestanden, wenn im Verlauf der Prüfzeit dem Zeit-DruckDiagramm ein steigender oder konstanter Druckverlauf aufgrund der
Kontraktion des Polyethylens zu entnehmen ist. Ein Druckabfall ist hingegen
ein Hinweis auf undichte Stellen in der Anlage. In diesem Falle sind vorerst die
mechanischen und nachträglich die geschweißten Verbindungen eingehend zu
prüfen. Nach der Ortung und der Beseitigung der Mängel ist die Druckprüfung
erneut durchzuführen.
Das Diagramm mit dem festgestellten Druck-Zeit-Verlauf ist der Abnahmeurkunde
beizulegen.
78
Beispiel eines Prüfdiagramms
16
Aufrechterhaltung 30 min
15
rasche Absenkung des
Drucks auf 3 bar
Druck [bar]
10
Verlauf mit steigendem Druck, als Hinweis
auf eine dichte Leitung
6
Aufbau des Prüfdrucks
4
3
Sinkender Druck, Hinweis auf Leckstellen
2
-30
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Zeit [min]
Abnahme- oder Prüfbericht
Im Abnahmebericht sind in allen Einzelheiten die Prüfbedingungen und die
Prüfergebnisse festzuhalten. Folgende Angaben sind zu liefern:
• Zeitpunkt der Prüfung;
• Standort der Leitung und Festlegung der Prüfstrecke;
• Lageplan;
• ausführendes Unternehmen und zuständiges Personal;
• Bauleiter und Baustellenleiter;
• Werkstoff der Leitung;
• Bezugsnormen;
• Außendurchmesser, Wanddicke und Länge der Leitung;
• Systembetriebsdruck (Nenndruck);
• Stabilisierungszeit;
• Prüfdruck;
• Wassertemperatur;
• Diagramm mit Zeit-Druck-Verlauf;
• Beurteilung der Prüfergebnisse.
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Ausgabe Oktober 2012