Grundlagen, Rohrwerkstoffe, Komponenten

2. Auflage

Rohrleitungen 1

Hans-Burkhard HorlacherUlf Helbig Hrsg.

Springer Reference Technik

Springer Reference Technik

Springer Reference Technik bietet Ingenieuren – Studierenden, Praktikern undWissenschaftlern – zielf€uhrendes Fachwissen in aktueller, kompakter und verst€andli-cher Form. W€ahrend traditionelle Handb€ucher ihre Inhalte bislang lediglich ge-b€undelt und statisch in einer Printausgabe pr€asentiert haben, bietet „Springer Refe-rence Technik“ eine um dynamische Komponenten erweiterte Online-Pr€asenz:St€andige digitale Verf€ugbarkeit, fr€uhes Erscheinen neuer Beitr€age online first undfortlaufende Erweiterung und Aktualisierung der Inhalte.

Die Werke und Beitr€age der Reihe repr€asentieren den jeweils aktuellen Stand desWissens des Faches, was z. B. f€ur die Integration von Normen und aktuellenForschungsprozessen wichtig ist, soweit diese f€ur die Praxis von Relevanz sind.Reviewprozesse sichern die Qualit€at durch die aktive Mitwirkung von namhaftenHerausgeberInnen und ausgesuchten AutorInnen.

Springer Reference Technik w€achst kontinuierlich um neue Kapitel und Fachgebiete.Eine Liste aller Reference-Werke bei Springer – auch anderer F€acher – findet sichunter http://link.springer.com/search?facet-content-type=%22ReferenceWork%22.

Hans-Burkhard Horlacher • Ulf HelbigHerausgeber

Rohrleitungen 1

mit 332 Abbildungen und 58 Tabellen

HerausgeberHans-Burkhard HorlacherDresden, Deutschland

Ulf HelbigDresden, Deutschland

ISBN 978-3-642-39781-3 ISBN 978-3-642-39782-0 (eBook)ISBN 978-3-642-39842-1 (Bundle)DOI 10.1007/978-3-642-39782-0

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Gedruckt auf s€aurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier

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Die eingetragene Gesellschaft ist Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

Vorwort zur 2. Auflage

Seit Erscheinen der ersten Auflage des Standardwerks „Rohrleitungen“ von Sieg-fried Schwaigerer vor knapp 50 Jahren haben sich die Rohrleitungstechnik und derRohrleitungsbau rasant weiter entwickelt. Das wissenschaftlich-technische Fachwis-sen, die Vielfalt der modernen Rohrwerkstoffe sowie die Potenziale der Rohrlei-tungstechnologien haben gegen€uber damals deutlich zugenommen und der aktuelleStand der Technik hat ein hohes Niveau erreicht. Nat€urlich kann die fr€uhere Ausgabediesen Entwicklungsstand nicht mehr in vollem Umfang abbilden. Mit einer voll-st€andig neuen 2. Auflage entschloss sich daher der Springer-Verlag, den zahlreichenNachfragen aus der Fachwelt zu einer grundlegenden Aktualisierung der erstenAuflage aus dem Jahr 1967 und des unver€anderten Nachdrucks der ersten Auflageim Jahre 1986 nachzukommen.

Als Springer Reference, hier in klassischer gedruckter Form als Buch, aber auchneuerdings in digitaler Version, die st€andig aktualisiert werden kann, bietet dieNeuauflage des Fachbuchs eine anspruchsvolle, wissenschaftlich fundierte Fakten-und Wissenssammlung, die sich auf den kompletten Bereich der Rohrleitungstech-nologie erstreckt. Es soll aus Sicht der Herausgeber eine wertvolle Hilfe zumkonstruktiven Verst€andnis, zur Funktionsweise und zum Betrieb von Rohrleitungenaller Art darstellen. Auch wenn kein Anspruch auf Vollst€andigkeit erhoben wird,versteht sich das Buch in erster Linie als umfassendes, fach€ubergreifendes Nach-schlagewerk f€ur die Rohrleitungstechnik, in dem jedoch des Umfangs wegen teil-weise auf ausf€uhrliche und komplexe Ableitungen sowie tiefgreifendere Erl€aute-rungen verzichtet werden muss. Kompensiert wird dies durch entsprechend gezielteVerweise auf die Fachliteratur und v. a. auf Regelwerke, Richtlinien und Normen.

In Anbetracht der thematischen F€ulle entschlossen sich die Herausgeber, dieseNeuauflage in 2 B€anden aufzulegen und weitere 22 Fachautoren f€ur die einzelnenFachgebiete mit einzubeziehen. Insbesondere ihnen ist es durch ihr Fachwissen undihre anspruchsvolle Autorenarbeit zu verdanken, dass das umfangreiche Werk ent-standen ist. Band 1 behandelt neben der Historie sowie den Grundlagen der Rohr-leitungstechnik vor allem die verschiedenen Rohrwerkstoffe und wichtige Rohr-leitungskomponenten. Der 2. Band konzentriert sich vor allem auf die verschiedenenEinsatzfelder und die unterschiedlichen Verlege- bzw. Einbaubedingungen sowie dieBerechnung, Bemessung und Rehabilitation von Rohrleitungen. Die urspr€unglichenKapitel sowie die Gliederung wurden grundlegend €uberarbeitet und an die heutigen

v

aktuellen Gegebenheiten bei Materialien, Berechnungs- und Ausf€uhrungsmethoden,Regelwerken und Normen angepasst und erg€anzt, ohne die immer noch g€ultigenGrundlagen und Ans€atze zu vernachl€assigen. Neue Themenblöcke wurden zus€atz-lich mit aufgenommen und vertieft. Zahlreiche Abbildungen und Diagramme sowieTabellen und Beispiele runden die theoretischen Ausf€uhrungen ab.

Die Autoren sind zuversichtlich, dass dieses Buch ein hilfreiches Werkzeug undInstrument f€ur Studierende und Lehrende des Bauingenieurwesens, der Wasserwirt-schaft, der Apparatetechnik sowie des Anlagenbaus, aber auch f€ur den praktischt€atigen Ingenieur und f€ur Entscheidungstr€ager in Unternehmen der Wasserversor-gung und Abwasserentsorgung, der Gas-, Öl- und W€armeversorgung sowie derKraftwerkstechnik sein wird. Anregungen und Hinweise aus der Fachwelt werdengern aufgenommen.

Gedankt wird allen Beteiligten, die als Autor oder Co-Autor wirkten, die Bild-und Informationsmaterial bereit stellten oder die auf Seiten des Springer-Verlagesbeim Entstehen dieses Fachbuchs involviert waren.

M€arz 2016 F€ur die Herausgeber und die AutorenDresden Prof. em. Dr.-Ing. habil. Hans-B. Horlacher †

Dr.-Ing. Ulf Helbig

vi Vorwort zur 2. Auflage

Inhaltsverzeichnis

Teil I Allgemeine Grundlagen zur Rohrleitungstechnik . . . . . . . . . . 1

1 Historische Entwicklung der Rohrleitungstechnik . . . . . . . . . . . . . 3Harald Roscher und Ulf Helbig

2 Rohrleitungssysteme – Einteilung, Begriffe, Bestandteile . . . . . . . . 23Ulf Helbig und Hans-B. Horlacher

3 Rohrleitungsplanung – Grunds€atze, Vorschriften, Regelwerke . . . 35Ulf Helbig und Hans-B. Horlacher

Teil II Gussrohrleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4 Werkstoff Gusseisen f€ur Rohrleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47J€urgen Rammelsberg

5 Herstellung von Gussrohren und Formst€ucken . . . . . . . . . . . . . . . 53J€urgen Rammelsberg

6 Gussrohre – Qualit€atsmanagement und Nachhaltigkeit . . . . . . . . . 73J€urgen Rammelsberg

7 Ausf€uhrung und Kennzeichnung von Gussrohren undFormst€ucken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79J€urgen Rammelsberg

8 Steckmuffen-Verbindungen und deren Lagesicherung beiGussrohrleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87J€urgen Rammelsberg

9 L€angskraftschl€ussige Verbindungen bei Gussrohrleitungen . . . . . 99J€urgen Rammelsberg

10 Umh€ullungen und Auskleidungen von Guss-Rohrsystemen . . . . . . 109J€urgen Rammelsberg

ix

11 Einsatzgebiete und technische Regelwerke vonGussrohrleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127J€urgen Rammelsberg

Teil III Stahlrohrleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

12 Materialeigenschaften von Stahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141Gerd M€uhlenbeck

13 St€ahle f€ur Rohrleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153Gerd M€uhlenbeck

14 Herstellung von Stahlrohren und Formst€ucken . . . . . . . . . . . . . . . 179Gerd M€uhlenbeck

15 Flanschverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203Gerd M€uhlenbeck

16 Umh€ullung und Auskleidung von Stahlrohren . . . . . . . . . . . . . . . . 219Ulf Helbig und Gerd M€uhlenbeck

Teil IV Steinzeugrohrleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

17 Werkstoff Steinzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243Ulrich Bohle und Gabriele Hahn

18 Herstellung von Rohren, Formst€ucken und Sch€achten . . . . . . . . . 251Ulrich Bohle und Gabriele Hahn

19 Qualit€atsmanagement f€ur Steinzeugrohrleitungen . . . . . . . . . . . . . 265Ulrich Bohle und Gabriele Hahn

20 Ausf€uhrung und Kennzeichnung von Rohren undFormst€ucken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271Ulrich Bohle und Gabriele Hahn

21 Rohrverbindungen, Zubehör und Sch€achte beiSteinzeugleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289Ulrich Bohle und Gabriele Hahn

22 Einsatzgebiete und technische Regelwerke beiSteinzeugrohrsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297Ulrich Bohle und Gabriele Hahn

Teil V Zementgebundene Rohrwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

23 Werkstoff Beton f€ur Rohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303Karsten Körkemeyer

x Inhaltsverzeichnis

24 Herstellung zementgebundener Rohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313Karsten Körkemeyer

25 Zementgebundene Rohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337Karsten Körkemeyer

26 Rohrverbindungen bei Beton-, Stahlbeton-, Spannbeton- undFaserzementrohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347Karsten Körkemeyer

27 Formteile, Zubehör, Korrosionsschutz bei zementgebundenenRohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355Karsten Körkemeyer

28 Einsatzgebiete, Altbestand (Asbest, Faserzement) und technischeRegelwerke bei zementgebundenen Rohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367Karsten Körkemeyer

Teil VI Rohrleitungen aus duroplastischen Kunststoffen (GFK) . . . . 375

29 Glasfaserverst€arkte Kunststoffrohre (GFK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377Wilfried Sieweke

30 Qualit€atsmanagement bei GFK-Rohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391Wilfried Sieweke

31 Rohrverbindungen, Zubehör und Sch€achte bei GFK-Rohren . . . . 407Wilfried Sieweke

32 Einsatzgebiete und Regelwerke bei GFK-Rohren . . . . . . . . . . . . . 431Wilfried Sieweke

Teil VII Rohrleitungen aus Nichteisenmetallen . . . . . . . . . . . . . . . 451

33 Rohrleitungen aus Nichteisenmetallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453Ulf Helbig

Teil VIII Mehrschicht-, Verbund- und Mantelrohrsysteme . . . . . . . 465

34 Mehrschicht- und Verbundkonstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467Ulf Helbig

35 Mantelrohrsysteme in der W€armeverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . 475Ingo Weidlich

Teil IX Wichtige Rohrleitungskomponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495

36 Erzeuger der K€alte- und W€armeversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . 497Ulf Helbig

Inhaltsverzeichnis xi

37 Messeinrichtungen in Rohrleitungssystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . 503Ulf Helbig

38 Rohrleitungskomponenten – Sonderbauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . 529Ulf Helbig

39 Bauteile zur Kompensation von Temperaturdehnungen . . . . . . . . 537Ingo Weidlich

Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545

xii Inhaltsverzeichnis

Mitarbeiterverzeichnis

Ulrich Bohle Steinzeug-Keramo GmbH, Frechen, Deutschland

Gabriele Hahn Redaktionsb€uro Dr. Hahn, Bonn, Deutschland

Ulf Helbig Institut f€ur Wasserbau und Technische Hydromechanik, TechnischeUniversit€at Dresden, Dresden, Deutschland

Hans-B. Horlacher Institut f€ur Wasserbau und Technische Hydromechanik, Tech-nische Universit€at Dresden, Dresden, Deutschland

Karsten Körkemeyer FB Bauingenieurwesen, Technische Universit€at Kaiserslau-tern, Kaiserslautern, Deutschland

Gerd M€uhlenbeck Ingenieurb€uro M€uhlenbeck, Heidelberg, Deutschland

J€urgen Rammelsberg European Association for Ductile Iron Pipe Systems �(EADIPS)/Fachgemeinschaft Guss-Rohrsysteme (FGR) e.V., Griesheim,Deutschland

Harald Roscher Weimar, Deutschland

Wilfried Sieweke HOBAS Rohre GmbH, Trollenhagen, Deutschland

Ingo Weidlich Hannover, Deutschland

xiii

Teil I

Allgemeine Grundlagen zurRohrleitungstechnik