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Dünnwandige Rohrleitungen senken Kosten bei der Fluidversorgung

15.10.2008
Die Erwartungen an die Leistungsfähigkeit von Flüssigkeits- und Gassystemen sind heute weitaus höher als vor zehn Jahren – vor allem aufgrund strengerer Industrie-Standards und der härteren Wettbewerbssituation. Vor diesem Hintergrund suchen Unternehmen verstärkt nach Möglichkeiten, ihre Rentabilität durch Verbesserungen im Bereich Rohrleitungssysteme zu erhöhen.

Zwar hat sich das betriebliche Umfeld verändert und es entwickelt sich ständig weiter, das Grundkonzept des Aufbaus und der Wartung von Rohrleitungssystemen ist jedoch unverändert geblieben. Dickwandige Rohre sind in vielen Unternehmen das bevorzugte Material beim Betrieb mit Flüssigkeiten und Gasen geblieben. Sie finden sich ganz selbstverständlich in Lüftungssystemen, bei der Kühlschmiermittelzufuhr oder in Hydraulik-Systemen.

Heutzutage muss man sich aber ernsthaft die Frage stellen, ob die traditionellen, dickwandigen Rohrsysteme mit den Industrieanforderungen Schritt halten können. Bis zu einem Durchmesser von 2‘‘ (oder 50,8 mm) empfiehlt es sich aus wirtschaftlichen und technischen Gründen, lieber auf dünnwandige Leitungen, also Rohre mit einer Wandstärke im Bereich bis 1,2 mm, zu setzen.

Ein Vorteil beim Einsatz von dünnwandigen statt dickwandigen Rohren ist, dass dünne Rohre gebogen werden können. So kommt es bei ihrem Einsatz zu einer Verringerung der Leckagepunkte im Vergleich zu gleichwertigen dicken Leitungen. Leckagen können zu kostspieligen Reparaturen oder, was noch schlimmer ist, zu Untersuchungen, Geldstrafen oder zur Anordnung der Abschaltung durch die Regulierungsbehörde führen.

Zudem können dünne Leitungen in Verbundwinkeln gebogen werden. Bei dickwandigen Rohren ist man für die Systemleitungen auf 45°- und 90°-Bögen angewiesen, was zu sperrigeren Konstruktionen mit höherem Platzbedarf führt.

Dünnwandige Rohre sind einfacher zu installieren

Dünnwandige Rohrsysteme erfordern weniger Zeit im Aufbau als Systeme mit dickwandigen Rohren, weil für erstere nicht so umfangreiche Montagehilfsmittel und ein bei weitem geringerer Arbeitsaufwand pro Verbindung erforderlich ist. Dickwandige Rohre werden durch Schweißen, über Flansche oder mittels Gewinden verbunden, dünne Rohre werden hingegen durch Schweißen oder Rohrverschraubungen zusammengefügt.

Das dickwandige Rohr muss zugeschnitten, zubereitet, ausgerichtet und geheftet werden; anschließend muss zum Aufbau des Systems an jeder Verbindung die Schweißnaht fertiggestellt werden.

Verbindungen dickwandiger Rohre deutlich aufwendiger

Rohrverschraubungen können mit Schraubenschlüsseln installiert werden, während für die Verbindung von dickwandigen Rohren gegebenenfalls Gewinde geschnitten oder Schweißnähte gelegt werden müssen.

Zwar können Gewindeverbindungen eine Alternative zu verschweißten dickwandigen Rohren darstellen, sie bringen jedoch eine Reihe anderer Schwierigkeiten mit sich. Wenn die Gewinde vor Ort geschnitten werden, können Qualität und Aussehen sehr unterschiedlich sein und dadurch die Installationszeit beeinträchtigen und zu höheren Ausschussraten führen.

Zur Verringerung von Leckagen werden Dichtverbundstoffe oder PTFE-Bänder verwendet. Unter Einwirkung von Vibrationen und hohen Temperatur- und Druckeinflüssen können die Systeme im Laufe der Zeit jedoch undicht werden. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass das Gewindedichtmittel mit chemischen Lösungen, die in den Prozessleitungen transportiert werden, nicht kompatibel ist und zu Leckagen beiträgt.

Überwurfmutter genügt zur Montage dünnwandiger Rohre

Im Gegensatz dazu werden dünne Rohre auf Länge zugeschnitten und entgratet. Die Verschraubungen werden einfach durch Festziehen einer Überwurfmutter montiert, die die Klemmringe auf dem Rohr befestigt. Die Verschraubung erzeugt eine mechanische metallische Abdichtung und dadurch eine leckfreie Verbindung. Zudem besteht ein hoher Grad an Flexibilität, weil das System vollständig ausgerichtet werden kann, bevor die Verschraubungen fest angezogen werden.

Der folgende Vergleich von Installationszeiten bei 1-Zoll-Verbindungen veranschaulicht das Einsparpotenzial noch deutlicher:

-Das Schweißen von dickwandigen Rohren mit Schedule 40 erfordert einen mittleren Zeitaufwand von einer Stunde, angefangen beim Zuschneiden bis hin zum Ausrichten und Schweißen. Bei dickwandigen Rohr-Schraubverbindungen werden für das Zuschneiden, Gewindeschneiden, Ausrichten und Abdichten 48 Minuten benötigt.

-Dünnwandige Rohrverbindungen erfordern für das Zuschneiden, Entgraten und Zusammenbauen zwölf Minuten; bei Durchmessern von mehr als einem Zoll muss man weitere fünf Minuten hinzurechnen.

Alles in allem fallen bei den dünnwandigen Rohrverbindungen die Installationszeiten um mehr als 50% geringer aus.

Spätere Änderungen sind bei dünnen Rohren leichter

Unter Umständen ist es erforderlich, dass Fluidsysteme nachträglich geändert werden müssen. In einem System mit dünnen Leitungen kann jede Verschraubung und jede Verbindung für einen Austausch, eine Nachrüstung oder einen Umbau rasch auseinander genommen werden. Wenn bei einem installierten System Änderungen vorgenommen werden müssen, kann das Wartungspersonal diese Arbeiten mit einer Metallsäge, Schraubenschlüsseln und einigen neuen Bauteilen durchführen.

Wenn beispielsweise ein Abzweig zu einer Leitung hinzugefügt werden muss, kann eine gerade Verschraubung oder eine Winkelverschraubung kurzfristig innerhalb von Minuten unter Wiederverwendung des größten Teils der vorhandenen Teile gegen ein T-Stück ausgetauscht werden. Auch das Entfernen einer Komponente zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Drainage des Systems ist bei der Verwendung von dünnen Rohren viel einfacher.

Gesamtkosten sind bei dünnen Rohren niedriger

Vom Kostenstandpunkt aus gesehen ist der Einsatz von dünnen Rohren in nahezu allen Fällen billiger, auch wenn der Einkaufspreis von Rohrverschraubungen höher liegt als bei ähnlich konfigurierten dickwandigen Rohrkomponenten. Der Kostenvorteil liegt bei den Einsparungen für die Installations- und Wartungszeiten, in der Möglichkeit, die Gesamtmenge des Materials zu reduzieren, und in den Vorteilen der Langlebigkeit ohne Nachlassen der einwandfreien Funktion.

Außer den Vorteilen von leckdichten Fittings sind die Verbesserungen der Gesamtsystemleistung zu erwähnen. Dünnwandige Rohrsysteme verringern Einschlussbereiche und weisen bessere Strömungseigenschaften auf. Glattere Innenwandflächen und sanftere Biegungen der Rohrsysteme mindern Strömungsverluste und -widerstände sowie Druckabfälle.

Außerdem sind höhere Drücke zulässig. Weil es keine Gewinde gibt, steht die volle Wandstärke der Rohre zur Aufnahme des Druckes zur Verfügung, während bei dickwandigen Rohren die Wandstärke durch das Gewinde merklich geschwächt wird.

Ron Holt ist Manager Energy Markets bei der Swagelok Co. in Solon/Ohio (USA).

Ron Holt | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/betriebstechnik/pumpenarmaturenrohrleitungen/articles/149184/

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