Rohrstrangrelining an einer 950 m langen Gas

FACHBERICHT
Rohrstrangrelining an einer 950 m
langen Gas-Hochdruckleitung
Einsatz einer PE 100 RC-Rohrleitung DA 180 mm mit Schutzmantel
Pipe-string relining on a 950 m long high-pressure gas pipeline
Use of a DA 180 mm PE100 pipeline
Von Manfred Lomott
Die Auswahl von Rohrleitungsmaterialien für den Neubau von Ver- und Entsorgungssystemen bzw. die zahlreichen Verfahren zur Instandsetzung von Anlagen ist in der Regel abhängig von der Instandhaltungsstrategie des jeweiligen Eigentümers. Auf Grund seiner
hervorragenden Eigenschaften für den erdverlegten Rohrleitungsbau und der einfachen
Nutzung bereits vorhandener Rohre als Leerrohre, verbunden mit erheblichen Kostenvorteilen, erobern PE-Werkstoffe hierbei immer größere Marktanteile. Bei der Auswahl der
Verfahren müssen die Belange des Netzbetriebes bezüglich Reparatur, Einbindung und
Kontrolle beim Einsatz von Sanierungsverfahren besondere Berücksichtigung finden.
Die NVV AG in Mönchengladbach rehabilitierte in sechs Teilabschnitten eine ca. 950 m
lange Erdgashochdruckleitung DN 200 aus Stahlrohr durch Einziehen eines PE 100 RCRohrstranges DA 180 mm (DP 10) mit Schutzmantel.
Im Folgenden wird die Vorgehensweise bei der Planung, Vorbereitung und Durchführung
der Maßnahme beschrieben.
The selection of piping materials for the construction of new supply and disposal systems, and for the large range of procedures available for the repair and refurbishing of
existing facilities, is generally dependent on the particular system operator's maintenance strategy. PE materials, thanks to their excellent properties for use in buried pipeline engineering and the potentials for trouble-free utilization of existing pipes for guidance, coupled with the significant cost-benefits achievable, are gaining ever larger market shares in this sector. Selection of the best material and method must take particular
account of operational needs for repair, integration and inspection and for the deployment of specific refurbishing procedures.
In six individual operations, NVV AG in Mönchengladbach has rehabilitated an approximately 950 m long DN 200 steel high-pressure natural gas pipeline by pulling-in of a
DA 180 (DP 10) PE 100 pipe string with a protective sheath.
The procedures applied at the planning, preparation and implementation stages of this
project are described below.
Zur Sanierung oder Erneuerung von Rohrleitungsanlagen werden zahlreiche Verfahren
in der Literatur aufgeführt, die bereits von
zahlreichen Versorgungsunternehmen angewendet werden. Besonders PE-Rohre haben
in der grabenlosen Erneuerung bzw. Sanierung große Bedeutung. Gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 472 „Gasleitungen bis 10 bar
Betriebsdruck aus Polyethylen (PE 80,
PE 100 und PE-Xa) – Errichtung“ können
PE-Rohre auch für Betriebsdrücke größer 4
bar eingesetzt werden.
Ein besonders geeigneter Polyethylenrohrwerkstoff (PE 100) mit wesentlich verbesserter Zeitstandfestigkeit gegenüber den bereits
im Niederdruckbereich eingesetzten PERohrleitungen steht mittlerweile von verschiedenen Anbietern auf dem Markt zur
Verfügung. Unter PE 100 versteht man ein
PE mit einer im Zeitstandversuch ermittelten
Vergleichsspannung von mindestens 10 N/
mm2. Bei diesem Versuch wird das Zeitstandverhalten des Materials unter Annahme folgender Bedingungen ermittelt: 50 Jahre Standzeit, 20 °C Temperaturbelastung
und Wasser als Prüfmedium. Aufgrund der
erhöhten Leistungsfähigkeit des Rohrwerkstoffes wurden neben der Zeitstandfestigkeit
auch Eigenschaften wie der Widerstand gegen Risswachstum und die mechanische
Festigkeit gesteigert.
Bei der NVV AG wurden die Verfahren der Erneuerung, Sanierung bzw. Renovierung wie
in Bild 1 aufgeführt eingeteilt und festgelegt.
1. Einleitung
Die NVV AG betreibt ein ausgedehntes Erdgasrohrnetz unterschiedlicher Gasbeschaffenheiten und Netzdrücke. Im HD-Netz (Betriebsdruck 3 bis 9 bar) aus Stahlrohr, das
kathodisch gegen Korrosionseinwirkungen
geschützt wird, wurde im innerstädtischen
Bereich in einer Rohrleitung DN 200 von ca.
950 m (Betriebsdruck 3 bar) festgestellt,
dass der Schutzstrom ständig anstieg. Es
wurde vermutet, dass bei der 1967 gebauten Stahlrohrleitung die Umhüllung („PE
aufgesintert“ bzw. Bitumen) schadhaft ist,
was nähere Untersuchungen bestätigten.
Da die Leitung abgeschrieben ist, aber als
Transportleitung im Netz benötigt wird, sollte sie erneuert bzw. saniert werden. Die Leitung befindet sich im Innenstadtbereich unter befestigten Flächen; es sind keine Einbindungen bzw. Hausanschlüsse vorhanden.
Die besonderen Vorteile von PE 100 sind
■ höhere Innendruckfestigkeit,
■ hohe Spannungsrissbeständigkeit,
■ höhere Kerbunempfindlichkeit,
■ außergewöhnlich hoher Widerstand gegen Rissfortpflanzung.
Nach betriebswirtschaftlicher Prüfung unter
Berücksichtigung des „Lebenszyklusses“
(Planung, Bau, Betrieb) von Rohrleitungssystemen sollte bei der Erneuerung der Hoch-
1
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Bild 1: Einteilung der Methoden von Neubau und Instandhaltung (NVV AG)
Fig. 1: Classification of new installation and maintenance methods (NW AG)
druckleitung ein Rohrstrangrelining mit PERohren mit Ringraum gemäß DVGW-Arbeitsblatt GW 320-1 „Rehabilitation von Gas- und
Wasserrohrleitungen durch PE-Relining mit
Ringraum – Anforderungen, Gütesicherung
und Prüfung“ zum Einsatz kommen. Hierzu
wird ein verschweißter PE-Rohrstrang in die
vorhandene Druckrohrleitung eingebracht
und in das vorhandene Netz eingebunden,
wobei der Ringraum offen bleibt. Das für die
o. g. Baumaßnahme ausgewählte bzw. eingesetzte Rohr besteht aus einem PE 100 RC
(SDR 11) mit PP-Umhüllung (GEROfit®) nach
den Qualitätsanforderungen des DVGW-Arbeitsblatt GW 335-A2 „Kunststoff-Rohrleitungssysteme in der Gas- und Wasserverteilung; Anforderungen und Prüfungen – Teil
A2: Rohre aus PE 80 und PE 100“. Der zusätzliche Schutzmantel soll das Produktenrohr vor Beschädigungen bewahren, da aufgrund des geringen Ringspaltes zwischen
dem alten Stahlrohr und dem einzuziehenden Rohrstrang keine Gleitkufen montiert
werden.
Vorteile des Schutzmantelrohres:
■ Schutz vor Riefen und Kerben
■ Abschwächung des schnellen Rissfortschrittes
■ Verteilung von Punktlasten
■ Hohe Riss- und Weiterreißbeständigkeit
2
■
Stumpfschweißen ohne Rückschnitt des
Schutzmantelrohres.
Kennwerte der Rohrleitungen
( DA St – 2s ST ) – D SM
RSP = ----------------------------------------------2
( 219,1 mm – 2 ⋅ 4,5 mm ) – 188,1 mm
---------------------------------------------------------------------------------------=
2
= 11 mm
■
Altrohr:
947 m Erdgashochdruckleitung, DN 200
(219,1 mm x 4,5 mm), aus PE-umhülltem
Stahlrohr, Baujahr 1967 (wird nach der
Reinigung, Inspektion, Kamerabefahrung
und Kalibrierung als Leerrohr genutzt)
■
Neurohr, Rohrstrangrelining:
921 m PE-Langrohrrelining mit PE-100
RC Rohr (18 m/Rohr), DN 150 (180 mm
x 16,4 mm), SDR11, mit einem aufextrudierten Schutzmantel aus modifiziertem
Polypropylen, Verbindungstechnik PE-Heizelementstumpfschweißung, an Zwangspunkten mit Formstücken und PEHeizwendelmuffenschweißung als Verbindung, Verfüllung der Gruben mit Flüssigboden
■
Neurohr, offene Bauweise:
26 m aus PE-umhülltem Stahlrohr
DN 200, (219,1x4,5mm), Verbindungstechnik durch Stahl-V-Nähte
Hieraus ergibt sich der für das Rohrstrangrelining notwendige Ringspalt RSP:
Die Niederrheinische Versorgung und Verkehr AG als Auftraggeber (AG), plante die Rehabilitation der Erdgashochdruckleitung
durch ein Rohrstrangrelining, wählte das entsprechende PE-Material aus, beauftragte im
Rahmen der Ausschreibung ein entsprechendes Rohrleitungsbauunternehmen nach
GW 301 „Qualifikationskriterien für Rohrleitungsbauunternehmen“ mit Zusatzqualifikation R zur „Rehabilitation von Gas- und Wasserrohrleitungen durch PE-Relining mit Ringraum“ und begleitet die Maßnahmen durch
Baubeauftragte (Baukoordinatoren).
2. Zielsetzung und
Entscheidungsgründe
Im Rahmen der bei der NVV AG praktizierten
Instandhaltungsstrategie wurde das zur Verwendung kommende Material und die Instandsetzungsmethode festgelegt. Neben
betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten
und möglichen Behinderungen der Verkehrsführung während der Bauausführung sollten
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Bild 2: Entscheidungsmatrix (wesentliche Punkte der Betrachtungen)
Fig. 2: Decision matrix (essential observation items)
die Aspekte des Netzbetriebes besonders betrachtet werden (spätere Einbindungen, Reparaturen).
Beispielsweise:
■
Prüfung der Rohr-„Materialien“-Leitung
nach der Extrudierung (nicht Granulat
bzw. Granulathersteller)
■
Standardverbindungstechnik (Heizwendelmuffenschweißung,
Stumpfschweißung mit CNC-gesteuerten Schweißmaschinen)
■
Standardnennweite für Rohre und Formstücke: DA 180 mm; SDR 11 (spätere Einbindung von Rohren)
■
Keine „besondere“ Lagerhaltung für Rohre und Formstücke
■
Schnelle Reparaturmöglichkeiten bei unrechtmäßigem Einwirken (z. B. Baggerangriff)
■
Routinemäßige Überprüfung der erneuerten Rohrleitung im Netzbetrieb (Undichten)
■
Schutz des Produktenrohres vor Riefenbildung beim Einziehen des Rohrstranges.
Die wesentlichen Punkte der Betrachtungen
sind aus Bild 2 zu entnehmen. Zur Vorbereitung der Maßnahme wurden Gespräche mit
Rohrproduzenten und ausführenden Fachfirmen geführt.
Bild 3: Übersichtsplan
Fig. 3: Overview
plan
3
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Bild 4: Verfüllen der Baugruben mit Flüssigboden
Fig. 4: Filling of the construction trench with liquid soil
Bild 5: Zugkopf
Fig. 5: Jacking head
3. Planung
Nach Sichtung der Bestandspläne und Begehung der Rohrleitungstrasse wurde im Rahmen einer Rohrnetzberechnung überprüft,
ob die Rohrleitung für die Zeit der Bauarbeiten außer Betrieb genommen werden kann
bzw. ob die Reduzierung des Querschnittes
Transportprobleme bei Spitzenbelastungen
im Winterbetrieb (Menge, Druck) erwarten
lässt.
Des Weiteren wurden anhand der Bestandspläne mögliche Hindernisse (Durchmesserreduzierungen, Abzweige oder Einbindungen, Armaturen, Wassertöpfe usw.) und
Richtungsänderungen an der vorhandenen
Stahlleitung lokalisiert. Auf Grund der wesentlichen Richtungsänderungen wurde die
Größe der Einbring- und Zielbaugruben bzw.
Baugruben zur Beseitigung von Zwangspunkten (DIN 4124, GW 320-1) unter Berücksichtigung der Teilstrecken des Rohrstrangrelinings festgelegt.
Die Lage der zu sanierenden Rohrleitungsstrecke (rote Linie) ist dem Übersichtsplan
Bild 3 zu entnehmen. Die Zufahrt zur Baustelle erfolgt über öffentliche Straßen. Die
Grundstückszufahrten, Hauszugänge, der
Anliegerverkehr und die Ver- und Entsorgung
der Grundstücke wurden in jeder Bauphase
aufrecht gehalten. Die Gesamtmaßnahme
gliedert sich in sechs Abschnitte:
■ Abschnitt 1:
Von Gasstraße 29 bis Gas-/Ecke Lehwaldstraße, ca. 310 m: Baugruben 1 bis 4 zur
Beseitigung von Zwangspunkten, Zielgrube 1 an der Gas-/Ecke Lehwaldstraße
■ Abschnitt 2:
Von Lehwald-/Ecke Pestalozzistraße bis
Gas-/Ecke Lehwaldstraße, ca. 345 m:
Baugruben 5 und 6 zur Beseitigung von
4
■
■
■
■
Zwangspunkten, Zielgrube 2 Gas-/Ecke
Lehwaldstraße
Abschnitt 3:
Von Lehwald-/Ecke Pestalozzistraße bis
Lehwald-/Ecke Königstraße, ca. 155 m:
Einbringgrube 2 Lehwald-/Ecke Pestalozzistraße, Zielgrube 3 Lehwald-/Ecke Königsstraße
Abschnitt 4:
Von Lehwald-/Ecke Königstraße bis Dorfbroicher Straße/Ecke Königstraße, ca. 20
m: Einbringgrube 3 (Einschubbaugrube)
Lehwald-/ Ecke Königstraße, Zielgrube 4
Dorfbroicher-/Ecke Königstraße
Abschnitt 5:
Dorfbroicher Straße von Königstraße bis
Dorfbroicher Straße 71-75, ca 20 m: Einbringgrube 4 Dorfbroicher Straße 71-75,
Zielgrube 4 Dorfbroicher Straße/Ecke Königstraße
Abschnitt 6:
Von Dorfbroicher Straße 71-75 bis Friedensstraße: ca. 70 m: Einbringgrube 4
Dorfbroicher Straße 71-75
Beim Rohrstrangrelining richtet sich die Länge der Baugruben nach dem zulässigen Biegeradius der PE-Rohre (lt. Tabelle 1c,
GW 320-1 für SDR 11, 20d bei 20 °C), der
Tiefenlage der zu rehabilitierenden Rohrleitung und den örtlichen bautechnischen gegebenheiten.
Die Berechnungsformel für die Baugrubenlänge L in Metern lautet:
L =
H ( 2R – H )
H ist die Rohrsohlentiefe des Leerrohres (altes Stahlrohr), R der zulässige Biegeradius
(R = 20 d) und d der Rohraußendurchmesser des einzuziehenden PE-Rohres. Alle
Maße werden in Meter eingesetzt.
Durch Anheben des PE-Rohres beim Einziehen kann die Länge L der Einbringbaugrube
auf L* reduziert werden.
In der Zielbaugrube werden die Zugwinde
untergebracht. Die Größe ist vom Platzbedarf der Zugeinrichtung, der Anbindung an
die anderen Rohrleitungen der Teilstrecken
bzw. der Einbindung in das vorhandene
Rohrnetz abhängig.
Baugruben zur Beseitigung von Zwangspunkten wurden an Leitungsabwinklungen
bzw. Abwinklungen, die den zulässigen Biegeradius der einzuziehenden PE-Rohre unterschreiten, ausgehoben. Hierbei muss sichergestellt werden, dass im Krümmungsbereich Führungen installiert werden, die gewährleisten, dass der Rohrstrang beim
Durchziehen so ausgerichtet wird, dass keine Beschädigungen am Liner auftreten.
Die Baugruben werden nach der Druckprüfung zur einwandfreien Bettung der PE-RohrBild 4) bis zur unleitung mit Flüssigboden (B
gebundenen Tragschicht der Straße verfüllt
(ZTVA-Stb 97 „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Aufgrabungen in Verkehrsflächen“).
Zur Verbindung der Rohre (Rohrstrang) wird
die Stumpfschweißung (Spiegelschweißung)
gemäß DVS-Richtlinie 2207-1 und 2208-1
angewendet. An den Zwangspunkten werden
die Formstücke bzw. Rohre mit Hilfe von
Heizwendelmuffenschweißung verbunden.
Jede Verbindung ist mit selbständig protokollierenden Schweißgeräten aufzuzeichnen.
Zur Reinigung der alten Rohrleitung, vor
dem Einziehen der neuen Rohrleitung, wurden mechanische Rohrreinigungsverfahren
zur Entfernung der Ablagerungen, beispielsweise aus Stadtgaszeiten (Teer, Quellmittel,
Dichtungsharze usw.) angewendet (ggf.
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Bild 6: Rahmenzeitplan der Vorbereitung und Bauausführung der Maßnahme
Fig. 6: Outline time schedule for preparation and implementation of the project
mehrfaches Durchfahren mit mechanischen
Federkratzern). Die gesetzlichen Vorschriften (Umweltschutz, Kreislaufwirtschaftsgesetz, Entsorgungsnachweise) müssen hierbei eingehalten werden. Alle Nachweise sind
dem AG zu übergeben.
Vor Einbringen der neuen Rohrleitung ist
eine TV-Inspektion (Kamerabefahrung)
durchzuführen. Die Ergebnisse sind teilstreckenbezogen zu dokumentieren (Datenträger) und bei der Abrechnung dem AG zu
übergeben.
Anschließend wurden Kalibermessungen
durch Hindurchziehen von ca. 3 m langen
Rohrstücken aus dem einzuziehenden Rohr,
ggf. eine komplette Rohrlänge, in jeder Teilstrecke durchgeführt.
Nach eingehender Untersuchung hinsichtlich der Schädigungen an der Rohroberfläche und Dokumentation in einem Messprotokoll erfolgt die Freigabe durch den Bauleiter. Danach kann die Rohrleitung in die jeweilige Teilstrecke eingezogen werden.
Die außerhalb der Baugrube verschweißten
Rohre sind auf Rollenböcken zu lagern.
Zum Einziehen der Rohre ist am ersten Rohr
ein Zugkopf zur Befestigung des Zugseils
auszubilden, der ein Eindringen von Verschmutzungen verhindert und die auftretenden Zugkräfte (max. 83 kN bei 20 °C laut Tabelle 1b, GW 320-1) aufnehmen kann
Bild 5).
(B
Jeder Rohrstrang der in die jeweilige Teilstrecke neu eingezogene wurde, muss anschließend bzw. vor der Verbindung mit der vorherigen Teilstrecke auf Dichtheit geprüft werden.
Der gesamte neu eingezogene Rohrstrang
wird anschließend einer Druckprüfung gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 469 „Druckprüfverfahren für Leitungen und Anlagen der
Gasversorgung“, C 3.2 unterzogen. Die Einbindungsstellen werden unter Betriebsdruck
mit schaumbildenden Mitteln geprüft.
Für die gesamte Baumaßnahme wurde ein
differenzierter Ablaufplan mit Angabe der
Teilstrecken, des zeitlichen Verlaufs und mit
Hinweisen auf geltende Anweisungen und
zu erstellende Protokolle erstellt. Der Rahmenzeitplan ist in Bild 6 dargestellt.
Das Leistungsverzeichnis für die Stahl- und
PE-Rohrverlegung wurde aufgestellt und eine
Kostenschätzung durchgeführt.
Die Erzeugung einer gleichbleibenden hohen
Ausführungsqualität erfordert ein geregeltes
und dokumentiertes Vorgehen. Die qualitätsrelevanten Tätigkeiten wurden sowohl für die
Art als auch für den Umfang schriftlich festgelegt (Leistungsverzeichnis, Vertragsbedingungen, Einbauanleitungen der Materialhersteller). Arbeitsabläufe wurden in Verfahrensanweisungen bzw. für einzelne Arbeitsschritte in Arbeitsanweisungen beschrieben
und dokumentiert.
Im Rahmen der Ausschreibung wurde eine
Kostenberechnung durchgeführt und eine
geeignete Fachfirma mit den Arbeiten beauftragt.
4. Baudurchführung und
Ablaufbeschreibung
Die Entspannung und Außerbetriebnahme
bzw. Trennung der alten Stahlrohrleitung erfolgt nach DVGW-Arbeitsblatt G 465-2 „Ar-
beiten an Gasrohrnetzen mit einem Betriebsdruck bis 4 bar“.
Das mit der Ausführung der Arbeiten beauftragte Unternehmen hat im Rahmen der
Vorbereitung bzw. der Ausschreibung die erforderliche Qualifikation nachgewiesen
(GW 301, G1). Die Anlieferung und Lagerung der Reliningrohre hat unter Beachtung
des DVGW-Arbeitsblattes G 472 zu erfolgen.
Bei Anlieferung ist eine optische Kontrolle
vorzunehmen und die aufgedruckten Angaben sind zu prüfen. Die während der Durchführung des Reliningverfahrens eingesetzten Kolonnen bestehen aus Fachkräften und
unterwiesenen Personen. Alle Schweißer
sind im Besitz eines gültigen Schweißpasses (GW 330, DIN EN 278). Die Schweißüberwachung erfolgt durch eine qualifizierte
Schweißaufsicht.
Arbeitsplan
1. Außerbetriebnahme (Entspannen) des zu
erneuernden Leitungsabschnittes (HDStahlrohrleitung)
2. Entgasen (Ausblasen) der stillgelegten
HD-Rohrleitung, Messung auf Gasfreiheit
3. Trennung und Ausbau von Leitungsteilen
der vorhandenen Rohrleitung in Grube 1
und 5
4. Trennen und Ausbauen der vorhandenen
Rohrleitung in den Zwischengruben
5. Anfertigung und Montage der Riechrohre
auf die Rohrenden der stillgelegten Stahlrohr-Leitungsabschnitte
6. Inspektion der Leitungsabschnitte mittels
Kamera und Dokumentation
7. Mechanische Reinigung der Leitungsabschnitte, ggf. Hochdruckspülverfahren
5
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Bild 7: Verbindung
der Rohrleitungen
mittels Heizelementstumpfschweißung
Fig. 7: Connection
of pipes by means
of butt welding
Ablaufbeschreibung
Baugruben
Die geplanten Einbring-, Ziel- und Baugruben
zur Beseitigung von Zwangspunkten sind im
Ausführungsplan (Übersichtsplan) dargestellt. Die genaue Lage der Gruben wurde
erst nach der TV-Befahrung festgelegt.
Baugrubenverfüllung
Die Gruben werden mit einem fließfähigen
hydraulischen Baustoff (Flüssigboden) aufgefüllt. Der Straßenaufbau erfolgt gemäß
RSTO 01, Tafel 1, Zeile 3, Bauklasse IV.
Reinigung
8. Erneute Inspektion der Leitungsabschnitte mittels Kamera und Dokumentation
9. Durchzug eines Kalibers (3 m Rohrstück)
pro Abschnitt, Dokumentation bzw. Bewertung der Riefenbildung
10.Einblasen des Zugseils in den jeweiligen
Rohrabschnitt
11. Montage der Schutzvorrichtungen / Führungsrollen an den Eintrittsöffnungen der
Altrohrabschnitte
12.Einziehen des auf Rollböcken vorgestreckten Rohrstranges (Beachtung der
Zugkräfte und Biegeradien)
13.Dichtheitsprüfung pro eingezogenen
Rohrstrang
14. Verbinden der eingezogenen Abschnitte
einschließlich der Montage von Festpunkten und Abschlussmanschetten an den
Ein- und Austrittspunkten
15.Durchführung der Druckprüfung C 3.2
des gesamten Rohrstranges nach DVGWArbeitsblatt 469 und Abnahme durch
TÜV-Sachverständigen, Dokumentation
16.Einbinden (Begasen) und Inbetriebnahme der neuen PE 100-Rohrleitung (Grube
1 und 5)
17. Verfüllen der Baugruben (Flüssigboden)
und Wiederherstellung der Oberflächen
Die eingesetzten Rohre können unter Beachtung der gültigen Vorschriften des DVS
(Deutscher Verband für Schweißen und angewandte Verfahren e. V.) ohne Entfernen
des Schutzmantels stumpf verschweißt werden. Dadurch sind keine zusätzlichen
Schweißnahtschutzsysteme
notwendig1).
Für das Spannen der Rohre in der Stumpfschweißmaschine sind spezielle Spannba1)
Anmerkung: Vom Materialhersteller Fa. Gerodur wird
das Stumpfschweißen ohne Rückschnitt des Schutzmantels (GEROfit®) empfohlen und die Einweisung auf der
Baustelle übernommen. Das Verfahren ist in der Praxis
erprobt und wurde schon vielfach zur vollsten Zufriedenheit der Netzbetreiber angewendet. Aufgrund der Neuheit
im Schweißverfahren sollte die Anwendung des Schweißverfahrens vor Beginn der Arbeiten vom Auftraggeber
(AG) und Auftragnehmer (AN) sorgfältig vorbereitet, abgestimmt und vertraglich vereinbart werden.
6
cken des Rohrherstellers zu verwenden
Bild 7).
(B
Beim Einsatz von Formstücken an gravierenden Richtungsänderungen bzw. Zwangspunkten werden Heizwendelfittings eingesetzt. Im Schweißbereich ist der Schutzmantel dann mit einem Schälgerät zu entfernen
(Einstecktiefe der Heizwendelmuffe +5 mm).
Das eingesetzte Personal muss durch dokumentierte Schulungsmaßnahmen mit den
Verfahrensanweisungen vertraut gemacht
werden.
Als Koordinator im Sinne der Baustellenverordnung wurde ein Ing.-Büro eingesetzt.
Kenntnisse über betriebsspezifische Gefährdungen lagen nicht vor. Sollten sich im Bauverlauf Änderungen ergeben, wird der AN
rechtzeitig informiert, damit diese in der
maßnahmenbezogenen Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden können.
Nach dem Abtrennen des zu erneuernden
Leitungsabschnittes vom Netz und der Entgasung kann mit dem Einbringen des Liners
begonnen werden. In der Regel reicht eine
mechanische Rohrreinigung. Sind jedoch
Verunreinigungen in flüssiger oder pastöser
Form vorhanden, so ist die Innenreinigung
im Hochdruckspülverfahren und anschließender mechanischer Rohrreinigung durchzuführen.
Inspektion
Damit sichergestellt ist, dass das Altrohr
ausreichend gereinigt ist und der Inliner
beim Einbringen in das Altrohr nicht beschädigt wird, ist eine Kontrolle der Leitung erforderlich. Dies erfolgt durch eine TV-Inspektion. Ragen Gegenstände in den Querschnitt
des Altrohres hinein, müssen diese unter TVBeobachtung entfernt werden. Alle Befahrungen sind auf Datenträger mit Angabe der
Stationierung zu dokumentieren.
Kalibermessung
Bei Tätigkeiten mit besonderen Gefahren,
die durch Aufsichtführende überwacht werden müssen, stellt der AN diese Person. Bei
der aufsichtführenden Person handelt es
sich um einen qualifizierten Mitarbeiter, der
die Durchführung der festgelegten Schutzmaßnahmen sicherstellt und mit der notwendigen Weisungsbefugnis ausgestattet ist.
Zur Überprüfung des Querschnittes des Altrohres muss eine Kalibermessung durchgeführt werden. Hierzu werden zwei Kalibermolche (3 m Rohrstücke) durch die Einbringstrecke gezogen und anschließend einer Bewertung unterzogen.
Die Beschäftigten auf der Baustelle müssen
hinsichtlich der Gefahren für ihre Sicherheit
und Gesundheit während ihrer Tätigkeit angemessene Anweisungen erhalten haben.
Zum Einziehen der Rohre sind die entsprechenden Winden aufzustellen und für die zu
erwartenden Einziehkräfte zu sichern. Bei
Schubgeräten sind entsprechende Schubwiderlager zu bauen.
Für die optimale Durchführung der Arbeiten
ist es zwingend erforderlich, dass sich der
Bieter (AN) vor Angebotsabgabe intensiv
über die Örtlichkeit, die Zugänglichkeit und
die auszuführenden Leistungen informiert
hat.
Mit der Abgabe des Angebotes dokumentiert
und versichert der AN, dass er sich mit der
Situation und den ausgeschriebenen Leistungen vertraut gemacht hat. Nachforderungen in Folge von Unkenntnis werden nicht
anerkannt.
Einbringvorgang
Beim Rohrstrangrelining muss sichergestellt
werden, dass das einzuziehende PE-Rohr
beim Übergang in die Einziehgrube und in
Bild 8). An
das Altohr nicht beschädigt wird (B
den Schnittkanten der Einbringöffnungen
des Altrohres sind Führungsrollen anzubringen. Weiterhin sind Rollenböcke oder Abstandhalter zu installieren. Ebenfalls müssen Führungen installiert werden, die gewährleisten, dass der Rohrstrang beim
Durchziehen so ausgerichtet werden kann,
dass keine Beschädigungen am Inliner auf-
FACHBERICHT
treten. Die zulässigen Zugkräfte der PE-Rohre dürfen auch kurzfristig nicht überschritten
werden (DVGW-Arbeitsblatt GW 320-1, Anlage 1, Tabelle 1b).
Die Zugkräfte sind zwischen Einziehwerkzeug und Einziehkopf zu messen und zu dokumentieren.
Die außerhalb der Baugrube zu verschweißenden Rohre sind auf Rollenböcken zu lagern. Alle Schweißungen sind zu dokumentieren. Zwecks Prüfung der Schweißungen
wurden vom Auftraggeber veranlasst
Schweißnähte herausgeschnitten.
Das Einbringen der verschweißten Rohre
wurde erst nach Einhaltung der ermittelten
Abkühlzeiten der Schweißverbindungen vorgenommen. Bei längeren Unterbrechungen
des Einziehvorganges wurde sichergestellt,
dass sich die Biegeradien der Rohre im Bereich der Baugrube nicht verändern.
Festpunkte
An den Ein- und Austrittsstellen des Inliners
am Altrohr werden durch Aufschweißen von
Verstärkungsschellen Festpunkte zwischen
Altrohr und Inliner geschaffen. Somit ist gewährleistet, dass bei späteren Arbeiten am
freiliegenden Inliner im Erdreich ein Zusammenziehen des Inliners nicht möglich ist.
Das Aufschweißen der Verstärkungsschellen
darf frühestens nach einer 12-stündigen Entspannungszeit nach dem Einziehvorgang erfolgen.
Ringraum
Der Ringraum zwischen Inliner und Altrohr
bleibt offen. Die Übergänge am Inliner und
Altrohr werden gegen Zusammenziehen gesichert (Festpunkte) und mit Abschlussmanschetten verschlossen.
Der Ringraum wird über Riechrohre kontrolBild 9), die jeweils auf einem Ende eiliert (B
ner Teilstrecke auf dem Altrohr vorgesehen
sind. Die Anordnung der Riechrohre erfolgt
immer paarweise. Das Aufschweißen der
Riechrohre muss vor der Reinigung des Altrohres erfolgen.
Bild 8: Einzug des Rohstranges
Fig. 8: Jacking-in of the pipe string
Die Dichtheitsprüfungen pro Teilabschnitt
und die Druckprüfung gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 469, C 3.2 (Abnahme durch Sachverständigen) sind auf dem entsprechenden
Formblättern zu dokumentieren bzw. bei erfolgreicher Durchführung zu bescheinigen.
Fazit
Zur Sanierung oder Erneuerung von Rohrleitungsanlagen werden bereits zahlreiche Verfahren von Versorgungsunternehmen angewendet.
Ein Rohrbuch bzw. eine Abnahmebescheinigung für jede Teilstrecke wurde gemäß
DVGW-Arbeitsblatt G 472, Anhang A und B
täglich vorgelegt.
Gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 472 „Gasleitungen bis 10 bar Betriebsdruck aus Polyethylen (PE 80, PE 100 und PE-Xa) – Errichtung“
können PE-Rohre auch für Betriebsdrücke
größer 4 bar eingesetzt werden.
Die Inbetriebnahme der komplett verlegten
und geprüften bzw. vom Baubeauftragten
der NVV AG abgenommenen Rohrleitung erfolgte unter Berücksichtigung der DVGW-Arbeitsblätter G 466-1 und G 465-2 in Abstimmung mit der Betriebsabteilung der NVV AG.
Neben betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten der Bauausführung und Behinderungen der Verkehrsführung sollten die Aspekte des Betriebes der Leitung besonders
betrachtet werden. Nach betriebswirtschaftlicher Prüfung unter Berücksichtigung des
Damit der Inliner zentriert aus dem Altrohr
austritt, ist beim Ein- und Austritt je eine
Gleitkufe als Abstandhalter auf dem Inliner
zu montieren.
Dokumentation
Während der gesamten Baudurchführung
wurde der Auftragnehmer verpflichtet ein
Bautagebuch nach Anlage 4 des DVGW-Arbeitsblattes GW 320-1 zu führen und täglich
dem Auftraggeber zu übermitteln.
Zur Dokumentation aller Schweißungen (Heizelementstumpf- und Heizwendelschweißung) wurden Formblätter in Anlehnung an
DVGW-Arbeitsblatt GW 320-1, Anlage 3 a
und 3 b zu verwendet.
Bild 9: Der Ringraum wird über Riechrohre kontrolliert
Fig. 9: The annular gap is checked by means of snifter pipes
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„Lebenszyklusses“ (Planung, Bau, Betrieb)
von Rohrleitungssystemen kommt bei der Erneuerung der Hochdruckleitung ein Rohrstrangrelining mit PE-Rohren mit Ringraum
gemäß DVGW-Arbeitsblatt GW 320-1 zum
Einsatz. Hierzu wurde ein verschweißter PERohrstrang in sechs Teilstrecken in die vorhandene Druckrohrleitung eingebracht, geprüft und in das vorhandene Netz eingebunden, wobei der Ringraum offen bleibt. Das
für die Baumaßnahme ausgewählte bzw. eingesetzte Rohr besteht aus einem PE 100 RC
(SDR 11) mit PP-Umhüllung nach den Qualitätsanforderungen des DVGW-Arbeitsblattes
GW 335-A2.
Der zusätzliche Schutzmantel soll das Produktenrohr vor Beschädigungen bewahren,
da auf Grund des geringen Ringspaltes zwischen dem alten Stahlrohr und dem einzuziehenden Rohrstrang keine Gleitkufen montiert werden. Die eingesetzten Rohre können
ohne Entfernen des Schutzmantels stumpf
verschweißt werden. Dadurch sind keine zusätzlichen Schweißnahtschutzsysteme notwendig. Für das Spannen der Rohre in der
Stumpfschweißmaschine sind spezielle
Spannbacken des Rohrherstellers zu verwenden.
Da die Querschnittsverringerung aufgrund
der Rohrnetzberechnung zu keinen Transportproblemen führt, sind durch Einsatz des
8
Rohrstrangrelinings mit PE-Rohren Einsparungen gegenüber der offenen Bauweise mit
PE- oder Stahlrohren von bis zu 50 % zu realisieren.
Gegenüber Sanierungsverfahren mit notwendiger Stützwirkung des alten Stahlohres und
weiterer Aktivierung des kathodischen Korrosionsschutzes, wurde ein neuwertiges PE100-Standard-Rohrsystem verwendet, das
spätere Einbindungen, Hausanschlüsse oder
Reparaturen (z. B. Baggerangriff) mit den
herkömmlichen Geräten, Werkzeugen, Materialien bzw. Formstücken ermöglicht.
Literatur
[1] G 260 „Gasbeschaffenheit“
[2] G 280-1 „Gasodorierung“
[3] GW 301 „Qualifikationskriterien für Rohrleitungsbauunternehmen“
[4] GW 330 „Schweißen von Rohren und Rohrleitungsteilen aus Polyethylen (PE 80, PE 100 und
PE-Xa) für Gas- und Wasserleitungen; Lehr- und
Prüfplan“
[5] GW 331 „Schweißaufsicht für Schweißarbeiten
an Rohrleitungen aus PE-HD für die Gas- und
Wasserversorgung; Lehr- und Prüfplan“
[6] GW 332 „Abquetschen von Rohrleitungen aus
Polyethylen in der Gas- und Wasserverteilung“
[7] GW 335-Teil A2 „Kunststoff-Rohrleitungssysteme in der Gas- und Wasserverteilung; Anforderungen und Prüfungen; Teil A2: Rohre aus PE 80
und PE 100“
[8] G 459-1 „Gas-Hausanschlüsse für Betriebsdrücke bis 4 bar; Planung und Errichtung“
[9] G 459-1 „Beiblatt zum DVGW-Arbeitsblatt G 459
– 1 Gas-Hausanschlüsse“
[10] G 465-2 „Gasleitungen mit einem Betriebsdruck
bis 5 bar – Instandsetzung“
[11] G 469 „Druckprüfverfahren für Leitungen und
Anlagen der Gasversorgung“
[12] G 472 „Gasleitungen bis 10 bar Betriebsdruck
aus Polyethylen (PE 80, PE 100 und PE-Xa) – Errichtung“
[13] G 477 „Herstellung, Gütesicherung und Prüfung
von Rohren aus PVC (Polyvinylchlorid hart) und
HDPE (Polyethylen hart) für Gasleitungen und
Anforderungen an Rohrverbindungen und Rohrleitungsteile“
[14] DIN 4124 „Baugruben und Gräben; Böschungen, Verbau, Arbeitsraumbreiten“
[15] DIN 8074 „Rohre aus Polyethylen (PE) – PE 63,
PE 80, PE 100, PE-HD – Maße“
[16] DIN 8075 „Rohre aus Polyethylen (PE) – PE 63,
PE 80, PE 100, PE-HD – Allgemeine Güteanforderungen, Prüfung“
[17] DIN 8075 Beiblatt 1 „Rohre aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE); Chemische Widerstandsfähigkeit von Rohren und Rohrleitungsteilen“
[18] DIN EN 1555-1 „Kunststoffrohrleitungssysteme
für die Gasversorgung; Polyethylen (PE); Teil 1:
Allgemeines“
[19] DIN EN 1555-2 „Kunststoffrohrleitungssysteme
für die Gasversorgung; Polyethylen (PE); Teil 2:
Rohre“
[20] DIN EN 1555-5 „Kunststoffrohrleitungssysteme
für die Gasversorgung; Polyethylen (PE); Teil 5:
Gebrauchstauglichkeit des Systems“
[21] DIN EN 12007-1 „Rohrleitungen mit einem maximal zulässigen Betriebsdruck bis einschließlich
16 bar; Teil 1: Allgemeine funktionale Empfehlungen“
[22] DIN EN 12007-2 „Rohrleitungen mit einem maximal zulässigen Betriebsdruck bis einschließlich
16 bar; Teil 2: Besondere funktionale Empfehlungen für Polyethylen (MOP bis einschließlich
10 bar)“
[23] DIN EN 12327 „Gasversorgungssysteme –
Druckprüfung, In- und Außerbetriebnahme –
Funktionale Anforderungen“
[24] ISO 11922-1 “Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids – Dimensions and tolerances”
[25] KRV-Arbeitsblatt A 435 „Verlegeanleitung PE
Gasrohre; Gasverteilung außerhalb von Gebäuden“
[26] DVS 2207-1 „Schweißen von thermoplastischen
Kunststoffen – Heizelementschweißen von Rohren, Rohrleitungsteilen und Tafeln aus PE-HD“
[27] DVS 2208-1 „Schweißen von thermoplastischen
Kunststoffen – Maschinen und Geräte für das
Heizelementschweißen von Rohren, Rohrleitungsteilen und Tafeln“
[28] Gas-Wasser-Information Nr. 17/2003 (KRV, rbv,
DVGW)
Autor:
Dipl.-Ing. Manfred Lomott,
MSc
Niederrheinische Versorgung und
Verkehr AG (NVV AG),
Mönchengladbach
Tel. +49(0)2166/688-3234
E-Mail: [email protected]
Sonderdruck aus „3R international“, 46. Jahrgang, Heft 11 · 2007, Seiten 726–734, www.3r-international.de