Rohrleitung (Flüssigkeitstransport)

Ein Rohr ist ein röhrenförmiges Bauteil oder ein Hohlzylinder , üblicherweise, aber nicht notwendigerweise, mit kreisförmigem Querschnitt , der hauptsächlich zum Transport von fließfähigen Stoffen wie Flüssigkeiten und Gasen ( Fluiden ), Schlämmen , Pulvern und Massen kleiner Feststoffe verwendet wird. Es kann auch für statische Anwendungen eingesetzt werden ; ein Hohlrohr ist im Verhältnis zu seinem Gewicht deutlich steifer als massive Bauteile.

Im allgemeinen Sprachgebrauch werden die Begriffe Rohr und Schlauch oft synonym verwendet, in Industrie und Technik sind sie jedoch eindeutig definiert. Rohre werden, je nach der geltenden Norm, in der Regel durch einen Nenndurchmesser mit konstantem Außendurchmesser (AD) und einer Wandstärkentabelle spezifiziert. Schläuche werden meist durch AD und Wandstärke angegeben, können aber auch durch zwei der folgenden Parameter spezifiziert werden: AD, Innendurchmesser (ID) und Wandstärke. Rohre werden in der Regel nach einer von mehreren internationalen und nationalen Industrienormen gefertigt. ^{[ 1 ]} Während ähnliche Normen für Schläuche mit spezifischen Industrieanwendungen existieren, werden Schläuche häufig in kundenspezifischen Größen und mit einem größeren Durchmesser- und Toleranzbereich hergestellt. Für die Produktion von Rohren und Schläuchen existieren zahlreiche Industrie- und Regierungsnormen. Der Begriff „Schlauch“ wird auch häufig für nicht-zylindrische Querschnitte, z. B. Vierkant- oder Rechteckrohre, verwendet. Im Allgemeinen ist „Rohr“ weltweit die gebräuchlichere Bezeichnung, während „Schlauch“ in den Vereinigten Staaten häufiger verwendet wird.

Sowohl „Rohr“ als auch „Schlauch“ implizieren eine gewisse Steifigkeit und Beständigkeit, während ein Schlauch (oder Gartenschlauch) üblicherweise tragbar und flexibel ist. Rohrleitungen werden fast immer mithilfe von Formstücken wie Winkelstücken, T-Stücken usw. gefertigt, während Schläuche individuell geformt oder gebogen werden können. Bei unflexiblen oder nicht formbaren Materialien oder wenn die Konstruktion durch Normen oder Standards geregelt ist, werden auch Schlauchleitungen mithilfe von Rohrverschraubungen hergestellt.

• Sanitär
• Leitungswasser
• Bewässerung
• Pipelines, die Gas oder Flüssigkeiten über lange Strecken transportieren
• Druckluftsysteme​
• Verrohrung für Betonpfähle, die in Bauprojekten verwendet werden
• Hochtemperatur- oder Hochdruck-Herstellungsverfahren
• Die Erdölindustrie:
  • Ölbrunnenverrohrung
  • Ölraffinerieausrüstung
• Transport von gasförmigen oder flüssigen Fluiden in einer Prozessanlage von einem Punkt zu einem anderen Punkt im Prozess
• Lieferung von Schüttgütern in einer Lebensmittel- oder Prozessanlage von einem Punkt zu einem anderen Punkt im Prozess
• Die Konstruktion von Hochdruckspeicherbehältern (große Druckbehälter werden aufgrund ihrer Wandstärke und Größe aus Blech und nicht aus Rohren gefertigt).

Darüber hinaus werden Rohre für viele Zwecke verwendet, die nicht den Transport von Flüssigkeiten betreffen. Handläufe , Gerüste und Tragkonstruktionen werden häufig aus Stahlrohren gefertigt, insbesondere im industriellen Bereich.

Die erste bekannte Verwendung von Rohren erfolgte im Alten Ägypten . Die um das 25. Jahrhundert v. Chr. fertiggestellte Sahure-Pyramide umfasste einen Tempel mit einem aufwendigen Entwässerungssystem, das unter anderem mehr als 380 m Kupferrohre enthielt. ^{[ 2 ]}

Während der Napoleonischen Kriege versuchten Büchsenmacher in Birmingham, mit Walzwerken eiserne Musketenläufe herzustellen. ^{[ 3 ]} Einer von ihnen, Henry Osborne, entwickelte 1817 ein relativ effektives Verfahren, mit dem er um 1820 mit der Herstellung von eisernen Gasrohren begann und einige davon an den Gasbeleuchtungspionier Samuel Clegg verkaufte . ^{[ 4 ]}

Als Stahlrohre im 19. Jahrhundert eingeführt wurden, wurden sie zunächst genietet und später mit H-förmigen Stäben geklemmt (obwohl Verfahren zur Herstellung schweißloser Stahlrohre bereits in den 1870er Jahren bekannt waren ^{[ 5 ]} ), bis diese Methoden in den frühen 1930er Jahren durch das Schweißen ersetzt wurden , das auch heute noch weit verbreitet ist. ^{[ 6 ]}

Es gibt drei Verfahren zur Herstellung von Metallrohren. Das Schleudergießen von warmem, legiertem Metall ist eines der gängigsten Verfahren. Sphärogussrohre werden üblicherweise auf diese Weise hergestellt.

Nahtlose Rohre (SMLS) werden durch das sogenannte Rotationsziehen eines massiven Rohlings über einen Stanzstab hergestellt , wodurch die Hohlwand entsteht . Da bei diesem Herstellungsverfahren kein Schweißen erfolgt, gelten nahtlose Rohre als fester und zuverlässiger. Früher galten nahtlose Rohre als druckbeständiger als andere Rohrtypen und waren oft leichter verfügbar als geschweißte Rohre.

Fortschritte seit den 1970er Jahren in den Bereichen Werkstoffe, Prozesssteuerung und zerstörungsfreie Prüfung ermöglichen es, dass geschweißte Rohre in vielen Anwendungen nahtlose Rohre ersetzen können, sofern sie korrekt spezifiziert sind. Geschweißte Rohre werden durch Walzen von Blechen und anschließendes Verschweißen der Naht (üblicherweise durch Widerstandsschweißen („ERW“) oder Schmelzschweißen („EFW“)) hergestellt. Der Schweißgrat kann sowohl von der Innen- als auch von der Außenfläche mit einem Entgratungsmesser entfernt werden. Die Schweißzone kann zudem wärmebehandelt werden, um die Naht weniger sichtbar zu machen. Geschweißte Rohre weisen oft engere Maßtoleranzen als nahtlose Rohre auf und können kostengünstiger in der Herstellung sein.

Es gibt verschiedene Verfahren zur Herstellung von ERW-Rohren. Jedes dieser Verfahren führt zum Verschmelzen der Stahlkomponenten zu Rohren. Durch die zu verschweißenden Oberflächen wird elektrischer Strom geleitet. Da die Komponenten dem Strom Widerstand entgegensetzen, entsteht Wärme, die die Schweißnaht bildet. An den Kontaktstellen der beiden Oberflächen bilden sich Schmelzbad, das die beiden aneinanderstoßenden Komponenten miteinander verbindet.

ERW-Rohre werden durch Längsschweißen von Stahl hergestellt. Im Gegensatz zum Schweißen einzelner Abschnitte in regelmäßigen Abständen ist der Schweißprozess bei ERW-Rohren kontinuierlich. Als Ausgangsmaterial dient Stahlcoils.

Das Hochfrequenz-Induktionsschweißverfahren (HFI) wird zur Herstellung von ERW-Rohren eingesetzt. Dabei wird der Schweißstrom mittels einer um das Rohr gewickelten Induktionsspule zugeführt . HFI gilt im Allgemeinen als technisch überlegen gegenüber dem herkömmlichen ERW-Verfahren, insbesondere bei der Herstellung von Rohren für kritische Anwendungen, beispielsweise im Energiesektor, sowie für andere Anwendungen im Bereich von Rohrleitungen, Gehäusen und Steigleitungen.

Rohre mit großem Durchmesser (25 cm (10 Zoll) oder mehr) können im ERW-, EFW- oder UAW-Verfahren (Unterpulverschweißen ) hergestellt werden. Es gibt zwei Technologien zur Fertigung von Stahlrohren, die größer sind als die durch nahtloses und ERW-Verfahren herstellbaren. Die beiden mit diesen Technologien hergestellten Rohrtypen sind längsverstärkte (LSAW) und spiralverstärkte (SSAW) Rohre. LSAW-Rohre werden durch Biegen und Schweißen breiter Stahlplatten hergestellt und finden vorwiegend Anwendung in der Öl- und Gasindustrie. Aufgrund ihrer hohen Kosten werden LSAW-Rohre selten in weniger anspruchsvollen, nicht-energetischen Anwendungen wie Wasserleitungen eingesetzt. SSAW-Rohre werden durch Spiralschweißen von Stahlcoils hergestellt und sind kostengünstiger als LSAW-Rohre, da hier Coils anstelle von Stahlplatten verwendet werden. Daher sind SSAW-Rohre in Anwendungen, in denen Spiralschweißen zulässig ist, LSAW-Rohren vorzuziehen. Sowohl LSAW-Rohre als auch SSAW-Rohre konkurrieren mit ERW-Rohren und nahtlosen Rohren im Durchmesserbereich von 16" bis 24".

Rohre für den Durchfluss, ob aus Metall oder Kunststoff, werden im Allgemeinen extrudiert .

Beim Schmieden von Legierungen für Rohrleitungen werden metallurgische Prüfungen durchgeführt, um die Materialzusammensetzung in Prozent der einzelnen chemischen Elemente zu bestimmen . Die Ergebnisse werden in einem Materialprüfbericht, auch Werksprüfbericht (MTR) genannt, dokumentiert. ^{[ 7 ]} Diese Prüfungen dienen dem Nachweis, dass die Legierung verschiedenen Spezifikationen entspricht (z. B. Edelstahl 316 ). Die Prüfberichte werden von der Qualitätssicherungs-/Qualitätskontrollabteilung des Werks abgestempelt und ermöglichen es zukünftigen Anwendern, wie z. B. Herstellern von Rohrleitungen und Formstücken, das Material bis zum Werk zurückzuverfolgen. Die Rückverfolgbarkeit zwischen Legierungsmaterial und zugehörigem MTR ist ein wichtiger Aspekt der Qualitätssicherung. Die Qualitätssicherung verlangt häufig die Angabe der Chargennummer auf dem Rohr. Es müssen außerdem Vorkehrungen getroffen werden, um das Einschleusen von gefälschten Materialien zu verhindern. Zusätzlich zur Ätzung/Etikettierung der Materialkennzeichnung auf dem Rohr wird eine positive Materialidentifizierung (PMI) mit einem Handgerät durchgeführt. Das Gerät scannt das Rohrmaterial mit Hilfe einer ausgesendeten elektromagnetischen Welle ( Röntgenfluoreszenz/RFA ) und empfängt eine Antwort, die spektrographisch analysiert wird.

Die Größenangaben für Rohre können verwirrend sein , da die Terminologie auf historischen Maßen beruhen kann. Beispielsweise hat ein Eisenrohr mit einem Durchmesser von einem halben Zoll keine Dimension von einem halben Zoll. Ursprünglich hatte ein solches Rohr zwar einen Innendurchmesser von 1/2 Zoll (13 mm), aber auch dicke Wände. Mit dem technologischen Fortschritt wurden dünnere Wände möglich, der Außendurchmesser blieb jedoch gleich, um die Kompatibilität mit älteren Rohren zu gewährleisten. Dadurch vergrößerte sich der Innendurchmesser auf über einen halben Zoll. Ähnlich verhält es sich mit Kupferrohren. In den 1930er Jahren wurden sie anhand ihres Innendurchmessers und einer Wandstärke von 1/16 Zoll (1,6 mm) bezeichnet . Demnach hatte ein Kupferrohr mit einem Durchmesser von einem Zoll (25 mm) einen Innendurchmesser von 1 Zoll .+Der Außendurchmesser betrug 1/8 Zoll (28,58 mm). Dieser Außendurchmesser war für die Passung mit Formstücken entscheidend. Die Wandstärke moderner Kupferrohre ist üblicherweise geringer als 1/16 Zoll (1,6 mm), daher ist der Innendurchmesser nur noch ein Nennwert und nicht mehr maßgebend. ^{[ 8 ]} Neuere Rohrtechnologien verwenden teilweise ein eigenes Größensystem. PVC-Rohre verwenden die Nennweite (Nominal Pipe Size ) .

Die Rohrgrößen werden durch eine Reihe nationaler und internationaler Normen festgelegt, darunter API 5L, ANSI / ASME B36.10M und B36.19M in den USA, BS 1600 und BS EN 10255 im Vereinigten Königreich und in Europa.

Es gibt zwei gängige Methoden zur Angabe des Rohraußendurchmessers (AD). Die nordamerikanische Methode heißt Nominal Pipe Size (NPS) und basiert auf Zoll (häufig auch als NB („Nominal Bore“) bezeichnet). Die europäische Variante heißt DN („Diametre Nominal“ / „Nominal Diameter“) und basiert auf Millimetern. Die Angabe des Außendurchmessers ermöglicht es, Rohre gleicher Größe unabhängig von ihrer Wandstärke miteinander zu verbinden.

• Bei Rohrgrößen unter NPS 14 Zoll (DN 350) liefern beide Methoden einen gerundeten Nennwert für den Außendurchmesser, der nicht dem tatsächlichen Außendurchmesser entspricht. Beispielsweise handelt es sich bei NPS 2 Zoll und DN 50 um dasselbe Rohr, der tatsächliche Außendurchmesser beträgt jedoch 2,375 Zoll bzw. 60,33 Millimeter. Der tatsächliche Außendurchmesser lässt sich nur durch Nachschlagen in einer Referenztabelle ermitteln.
• Bei Rohrgrößen ab NPS 14 Zoll (DN 350) entspricht die NPS-Größe dem tatsächlichen Durchmesser in Zoll, und die DN-Größe ergibt sich aus dem NPS-Wert multipliziert mit 25 (nicht 25,4), gerundet auf ein Vielfaches von 50. Beispielsweise hat NPS 14 einen Außendurchmesser von 14 Zoll bzw. 355,60 Millimetern und entspricht DN 350.

Da der Außendurchmesser bei einer bestimmten Rohrgröße festgelegt ist, variiert der Innendurchmesser je nach Wandstärke des Rohrs. Beispielsweise hat ein 2-Zoll -Rohr der Norm Schedule 80 dickere Wände und daher einen kleineren Innendurchmesser als ein 2-Zoll -Rohr der Norm Schedule 40 .

Stahlrohre werden seit etwa 150 Jahren hergestellt. Die heute für PVC und verzinkte Rohre verwendeten Größen wurden ursprünglich vor Jahren für Stahlrohre entwickelt. Das Nummerierungssystem, wie z. B. Sch 40, 80 und 160, ist veraltet und wirkt etwas ungewöhnlich. Beispielsweise ist ein Rohr der Größe Sch 20 sogar noch dünner als ein Rohr der Größe Sch 40, hat aber den gleichen Außendurchmesser. Während diese Rohre auf alten Stahlrohrgrößen basieren, gibt es andere Rohre, wie z. B. CPVC für Warmwasser, deren Innen- und Außendurchmesser auf alten Kupferrohrnormen anstatt auf Stahlnormen beruhen.

Es gibt viele verschiedene Normen für Rohrgrößen, deren Verbreitung je nach Branche und Region variiert. Die Rohrgrößenangabe besteht in der Regel aus zwei Zahlen: einer für den Außendurchmesser (AD) oder Nenndurchmesser und einer für die Wandstärke. Anfang des 20. Jahrhunderts wurden amerikanische Rohre anhand ihres Innendurchmessers dimensioniert. Diese Praxis wurde aufgegeben, um die Kompatibilität mit Rohrverbindungsstücken zu verbessern, die üblicherweise auf den Außendurchmesser des Rohrs passen müssen. Sie hat jedoch die modernen Normen weltweit nachhaltig beeinflusst.

In Nordamerika und Großbritannien werden Druckleitungen üblicherweise nach Nennweite (NPS) und Wandstärke (SCH) spezifiziert. Die Rohrgrößen sind in verschiedenen Normen dokumentiert, darunter API 5L und ANSI / ASME B36.10M (Tabelle 1) in den USA sowie BS 1600 und BS 1387 in Großbritannien. Typischerweise ist die Wandstärke die kontrollierte Variable, während der Innendurchmesser (ID) variieren darf. Die Wandstärke weist eine Abweichung von ca. 12,5 Prozent auf.

In den übrigen europäischen Ländern werden für Druckleitungen die gleichen Innendurchmesser und Wandstärken wie für Nennweiten verwendet, jedoch mit einem metrischen Nenndurchmesser (DN) anstelle des imperialen NPS gekennzeichnet. Bei NPS-Werten größer als 14 entspricht der DN-Wert dem NPS-Wert multipliziert mit 25 (nicht 25,4). Dies ist in der Norm EN 10255 (ehemals DIN 2448 und BS 1387) und ISO 65:1981 dokumentiert und wird häufig als DIN- oder ISO-Rohr bezeichnet.

Japan hat seine eigenen Standardrohrgrößen, die oft als JIS- Rohre bezeichnet werden.

Das System zur Kennzeichnung von Eisenrohren (IPS) ist älter und wird von einigen Herstellern sowie in älteren Zeichnungen und Anlagen weiterhin verwendet. Die IPS-Nummer entspricht der NPS-Nummer, die Wandstärken waren jedoch auf Standard (STD), Extra Strong (XS) und Double Extra Strong (XXS) beschränkt. STD entspricht SCH 40 für NPS 1/8" bis NPS 10 (einschließlich) und gibt eine Wandstärke von 0,375" für NPS 12 und größer an. XS entspricht SCH 80 für NPS 1/8" bis NPS 8 (einschließlich) und gibt eine Wandstärke von 0,500" für NPS 8 und größer an. Für XXS existieren unterschiedliche Definitionen, es ist jedoch niemals identisch mit SCH 160. XXS ist tatsächlich dicker als SCH 160 für NPS 1/8" bis 6" (einschließlich), während SCH 160 dicker als XXS für NPS 8" und größer ist.

Ein weiteres älteres System ist das Ductile Iron Pipe Size (DIPS), das im Allgemeinen größere Außendurchmesser als IPS aufweist.

Kupferrohre für die Hausinstallation folgen in Amerika einem völlig anderen Größensystem, oft als Copper Tube Size (CTS) bezeichnet ; siehe Hauswassersystem . Die Nennweite entspricht weder dem Innen- noch dem Außendurchmesser. Auch Kunststoffrohre wie PVC und CPVC für Sanitärinstallationen haben andere Größennormen.

In der Landwirtschaft werden PIP-Rohre ( Plastic Irrigation Pipe) verwendet . PIP-Rohre sind in Druckstufen von 22 psi (150 kPa), 50 psi (340 kPa), 80 psi (550 kPa), 100 psi (690 kPa) und 125 psi (860 kPa) erhältlich und haben üblicherweise Durchmesser von 6, 8, 10, 12, 15, 18, 21 und 24 Zoll (15, 20, 25, 30, 38, 46, 53 und 61 cm).

Die Herstellung und Installation von Druckrohrleitungen unterliegt strengen Regelungen der ASME- Normenreihe „B31“, beispielsweise B31.1 oder B31.3, die auf dem ASME-Kessel- und Druckbehältercode (BPVC) basieren . Diese Normen sind in Kanada und den USA rechtsverbindlich. In Europa und dem Rest der Welt existieren vergleichbare Normensysteme. Druckrohrleitungen sind im Allgemeinen Rohre, die Drücken von mehr als 10 bis 25 Atmosphären standhalten müssen, wobei die Definitionen variieren. Um einen sicheren Betrieb des Systems zu gewährleisten, müssen Herstellung, Lagerung, Schweißen, Prüfung usw. von Druckrohrleitungen strengen Qualitätsstandards entsprechen.

Die Fertigungsnormen für Rohre schreiben üblicherweise eine Prüfung der chemischen Zusammensetzung und eine Reihe von Festigkeitsprüfungen für jede Charge vor. Eine Charge Rohre wird aus demselben Gussblock geschmiedet und weist daher die gleiche chemische Zusammensetzung auf. Die mechanischen Prüfungen können sich auf eine ganze Charge beziehen, da alle Rohre aus derselben Charge stammen und die gleichen Wärmebehandlungsprozesse durchlaufen haben. Der Hersteller führt diese Prüfungen durch und dokumentiert die Zusammensetzung in einem Werksrückverfolgbarkeitsbericht (MTR) und die Ergebnisse der mechanischen Prüfungen in einem Materialprüfbericht (MTR). Material mit diesen zugehörigen Prüfberichten wird als rückverfolgbar bezeichnet . Für kritische Anwendungen kann eine Bestätigung dieser Prüfungen durch Dritte erforderlich sein. In diesem Fall erstellt ein unabhängiges Labor einen zertifizierten Materialprüfbericht (CMTR), und das Material wird als zertifiziert bezeichnet .

Einige weit verbreitete Rohrleitungsnormen oder Rohrleitungsklassen sind:

• Die API -Reihe – jetzt ISO 3183. Beispiel: API 5L Grade B – jetzt ISO L245, wobei die Zahl die Streckgrenze in MPa angibt.
• ASME SA106 Güteklasse B (Nahtloses Kohlenstoffstahlrohr für Hochtemperaturanwendungen)
• ASTM A312 (Nahtlose und geschweißte Rohre aus austenitischem Edelstahl)
• ASTM C76 (Betonrohr)
• ASTM D3033/3034 (PVC-Rohr)
• ASTM D2239 (Polyethylenrohr)
• ISO 14692 (Erdöl- und Erdgasindustrie. Glasfaserverstärkte Kunststoffrohre (GFK). Qualifizierung und Herstellung)
• ASTM A36 (Kohlenstoffstahlrohr für Konstruktions- oder Niederdruckanwendungen)
• ASTM A795 (Stahlrohre speziell für Feuerlöschanlagen)

API 5L wurde in der zweiten Hälfte des Jahres 2008 von Ausgabe 43 auf Ausgabe 44 geändert, um es an ISO 3183 anzugleichen. Durch diese Änderung wurde die Anforderung geschaffen, dass ERW-Rohre für den Einsatz in sauren Medien einen Test auf wasserstoffinduziertes Cracken (HIC) gemäß NACE TM0284 bestehen müssen, um für diesen Einsatz zugelassen zu werden.

• ACPA [American Concrete Pipe Association]
• AWWA [American Water Works Association]
• AWWA M45

Die Installation von Rohrleitungen ist oft teurer als das Material selbst. Daher wurden diverse Spezialwerkzeuge, Techniken und Bauteile entwickelt, um die Installation zu vereinfachen. Rohre werden üblicherweise als einzelne Rohrstücke (typischerweise 6,1 m, sogenannte Standardlängen) oder als vorgefertigte Rohrspulen mit Bögen, T-Stücken und Ventilen an den Kunden oder die Baustelle geliefert. [Eine Rohrspule ist ein vormontiertes Rohrstück mit Formstücken, das üblicherweise im Werk hergestellt wird, um die Installation auf der Baustelle zu vereinfachen.] Rohre mit einem Durchmesser von weniger als 5,1 cm werden in der Regel nicht vorgefertigt. Die Rohrspulen sind üblicherweise mit einem Barcode versehen und die Enden zum Schutz mit Kunststoffkappen verschlossen. Bei großen Gewerbe- und Industrieprojekten werden die Rohre und Rohrspulen in einem Lager angeliefert und entweder in einer Halle oder auf einem Lagerplatz gelagert. Dort werden sie entnommen, bereitgestellt, montiert und anschließend an ihren Bestimmungsort gehoben. Bei großen Prozessanlagen erfolgt das Anheben mithilfe von Kränen , Hebezeugen und anderen Materialhebezeugen. Die Bauteile werden üblicherweise vorübergehend mit Trägerklemmen, Gurten und kleinen Hebezeugen in der Stahlkonstruktion abgestützt, bis die Rohrhalterungen angebracht oder anderweitig gesichert sind.

Ein Beispiel für ein Werkzeug zur Installation kleiner Rohrleitungen (mit Gewindeenden) ist der Rohrschlüssel . Kleine Rohre sind in der Regel nicht schwer und können vom Monteur an ihren Platz gehoben werden. Bei Anlagenstillständen oder -abschaltungen können die kleinen Rohre (mit kleinem Durchmesser) jedoch auch vorgefertigt werden, um die Installation während des Stillstands zu beschleunigen. Nach der Installation wird das Rohr auf Dichtheit geprüft. Vor der Prüfung muss es gegebenenfalls durch Einblasen von Luft oder Dampf oder durch Spülen mit einer Flüssigkeit gereinigt werden.

Rohre werden üblicherweise entweder von unten oder von oben (aber auch seitlich) mit Rohrhalterungen befestigt. Diese Halterungen können so einfach sein wie eine Rohrschelle, die einer halben I-Träger-Konstruktion ähnelt und an die Unterseite des Rohrs geschweißt ist. Sie können auch mit einer Schäkelgabel oder trapezförmigen Rohraufhängungen befestigt werden. Rohrhalterungen jeglicher Art können Federn, Dämpfungsglieder, Dämpfer oder Kombinationen dieser Elemente enthalten, um die Wärmeausdehnung auszugleichen oder Schwingungen zu isolieren, Stöße zu dämpfen oder die Schwingungsanregung des Rohrs durch Erdbeben zu reduzieren . Einige Dämpfer sind einfache Flüssigkeitsdämpfer, andere hingegen aktive hydraulische Vorrichtungen mit komplexen Systemen, die Spitzenauslenkungen aufgrund von externen Schwingungen oder mechanischen Stößen dämpfen. Die unerwünschten Bewegungen können prozessbedingt sein (z. B. in einem Wirbelschichtreaktor) oder durch ein Naturphänomen wie ein Erdbeben (Bemessungsereignis) verursacht werden.

Rohraufhängungen werden üblicherweise mit Rohrschellen befestigt. Bei der Auswahl der benötigten Schellen sollte die mögliche Einwirkung hoher Temperaturen und schwerer Lasten berücksichtigt werden. ^{[ 9 ]}

Rohre werden üblicherweise durch Schweißen mit Gewinderohren und -fittings verbunden . Die Verbindung wird mit Gewindedichtmittel, PTFE- Dichtungsband , Werg oder PTFE-Schnur abgedichtet oder durch eine mechanische Kupplung verbunden. Prozessrohrleitungen werden in der Regel durch WIG- oder MIG-Schweißen verbunden. Die gebräuchlichste Verbindung für Prozessrohre ist die Stumpfschweißung. Die Rohrenden müssen für das Schweißen vorbereitet werden (End Weld Prep, EWP). Diese ist typischerweise in einem Winkel von 37,5 Grad angeordnet, um das Schweißzusatzmaterial aufzunehmen. In Nordamerika sind die gebräuchlichsten Rohrgewinde das National Pipe Thread (NPT) oder die Dryseal- Variante (NPTF). Weitere Rohrgewinde sind das British Standard Pipe Thread (BSPT), das Gartenschlauchgewinde (GHT) und die Feuerwehrschlauchkupplung (NST).

Kupferrohre werden üblicherweise durch Löten , Hartlöten , Klemmverschraubungen , Bördeln oder Verpressen verbunden . Kunststoffrohre können durch Lösungsmittelschweißen , Heißverschmelzen oder elastomere Abdichtung verbunden werden.

Wenn häufiges Trennen erforderlich ist, bieten Rohrflansche mit Dichtung oder Verschraubungen eine höhere Zuverlässigkeit als Gewinde. Einige dünnwandige Rohre aus duktilem Material, wie beispielsweise die kleineren Kupfer- oder flexiblen Kunststoffwasserleitungen, die in Haushalten für Eiswürfelbereiter und Luftbefeuchter verwendet werden, können mit Klemmverschraubungen verbunden werden .

Unterirdische Rohrleitungen werden typischerweise mit einer Steckverbindung verlegt, bei der eine Dichtung in den Spalt zwischen den beiden Rohrstücken gepresst wird. Steckverbindungen sind für die meisten Rohrtypen erhältlich. Für die Montage ist ein Dichtungsmittel erforderlich. Unter Erdreich ermöglichen diese Rohre seitliche Bewegungen durch Bodenverschiebungen sowie Ausdehnung und Zusammenziehung aufgrund von Temperaturunterschieden. ^{[ 10 ]} Gas- und WasserleitungenausMDPEundHDPE werden häufig auch mitElektroschweißfittings.

Große oberirdische Rohrleitungen verwenden typischerweise Flanschverbindungen, die üblicherweise bei duktilen Gusseisenrohren und einigen anderen Werkstoffen erhältlich sind. Es handelt sich um eine Dichtungsverbindung, bei der die Flansche der angrenzenden Rohre miteinander verschraubt werden, wodurch die Dichtung in den Zwischenraum zwischen den Rohren gepresst wird.

Mechanische Nutkupplungen oder Victaulic -Verbindungen werden häufig für die wiederholte Demontage und Montage eingesetzt. Diese in den 1920er-Jahren entwickelten Kupplungen sind für Betriebsdrücke bis zu 830 kPa (120 psi) ausgelegt und in Werkstoffen erhältlich, die auf die jeweilige Rohrgüte abgestimmt sind. Eine weitere Art von mechanischer Kupplung ist die bördellose Rohrverschraubung (bekannte Marken sind beispielsweise Swagelok, Ham-Let und Parker). Diese Art von Klemmverschraubung wird typischerweise für kleine Rohre mit einem Durchmesser von unter 51 mm (2 Zoll) verwendet.

Wenn Rohre in Kammern zusammenlaufen, in denen weitere Komponenten für die Steuerung des Netzes benötigt werden (wie z. B. Ventile oder Messgeräte), werden in der Regel Demontage- und Demontageverbindungen verwendet.

Für Bördelverbindungen muss das Rohrende mithilfe eines Bördelwerkzeugs glockenförmig aufgeweitet werden. Anschließend wird diese glockenförmige Öffnung mit einer Bördelmutter auf das passende Außengewinde gepresst. Bördelverbindungen sind zwar arbeitsintensiv, aber über viele Jahre hinweg sehr zuverlässig.

Lötfittings sind glatt und lassen sich leicht auf das Ende eines Rohrabschnitts aufschieben. Sowohl das männliche als auch das weibliche Ende des Rohrs oder der Rohrverbinder werden gründlich gereinigt und anschließend mit Flussmittel bestrichen, um Oberflächenoxide zu entfernen und eine optimale Verbindung des Lots mit dem Grundmetall zu gewährleisten. Die Verbindung wird dann mit einem Brenner erhitzt , und das Lot schmilzt in die Verbindung. Beim Abkühlen bildet das Lot eine sehr starke Verbindung, die jahrzehntelang halten kann. Gelötete Kupferrohre sind die beliebteste Wahl für Wasserleitungen in modernen Gebäuden. Wenn viele Verbindungen gleichzeitig hergestellt werden müssen (z. B. bei der Sanitärinstallation eines Neubaus), bietet Löten eine deutlich schnellere und kostengünstigere Lösung als Klemm- oder Bördelverschraubungen. Der Begriff „ Löten“ wird manchmal auch für das Löten von Rohren verwendet.

Klemmringverschraubungen verwenden einen Ring aus weichem Metall oder Thermoplast (den Klemmring oder „Klemmring“), der mittels einer Überwurfmutter auf das Rohr und in die Verschraubung gepresst wird. Das weiche Metall passt sich der Oberfläche des Rohrs und der Verschraubung an und dichtet so ab. Klemmringverschraubungen sind zwar in der Regel nicht so langlebig wie Lötverbindungen, bieten aber in vielen Fällen Vorteile, da sie sich mit einfachem Werkzeug leicht herstellen lassen. Ein Nachteil von Klemmringverschraubungen ist der höhere Zeitaufwand für die Herstellung im Vergleich zu Lötverbindungen. Zudem müssen sie mitunter nachgezogen werden, um Leckagen zu beheben.

Bei Pressverbindungen werden spezielle Kupferfittings verwendet, die mit einer Presszange fest mit starren Kupferrohren verbunden werden. Die Fittings, die bereits Dichtmittel enthalten, werden über das zu verbindende Rohr geschoben. Durch einen Druck von mehreren tausend Pfund pro Quadratzoll wird das Fitting verformt und das Dichtmittel gegen das innere Kupferrohr gepresst, wodurch eine wasserdichte Verbindung entsteht. Vorteile dieses Verfahrens sind:

• Eine fachgerecht verpresste Verbindung sollte so lange halten wie der Schlauch selbst.
• Die Durchführung ist schneller als bei anderen Methoden.
• Es ist sowohl optisch als auch hinsichtlich der verwendeten Materialien für die Verbindung sauberer.
• Beim Verbindungsvorgang wird keine offene Flamme verwendet.

Nachteile sind:

• Die verwendeten Fittings sind schwerer zu beschaffen und deutlich teurer als Lötfittings.
• Die Fittings sind nicht wiederverwendbar. Sollte eine Konstruktionsänderung erforderlich sein oder sich eine Verbindung als defekt oder unsachgemäß verpresst erweisen, müssen die bereits installierten Fittings ausgeschnitten und entsorgt werden. Zudem bleibt beim Entfernen des Fittings oft nicht genügend Schlauch für die Installation des neuen Fittings übrig. Daher müssen Kupplungen und zusätzlicher Schlauch an beiden Seiten des Ersatzfittings angebracht werden. Bei einem gelöteten Fitting hingegen kann eine defekte Verbindung einfach nachgelötet, bei kleineren Änderungen erhitzt und gedreht oder erhitzt und entfernt werden, ohne dass Schlauch abgeschnitten werden muss. Dies ermöglicht auch die Wiederverwendung teurerer Fittings wie Ventile, sofern diese ansonsten in gutem bis neuwertigem Zustand sind – was bei verpressten Fittings nicht möglich ist.
• Die Kosten für das Werkzeug sind sehr hoch. Ein einfaches Werkzeugset zum Löten aller Kupferrohre eines typischen Einfamilienhauses, inklusive Brennstoff und Lötzinn, kostete 2016 etwa 200 US-Dollar. Im Gegensatz dazu beginnen die Kosten für eine einfache elektrische Crimpzange bei etwa 1800 US-Dollar und können für hochwertige Marken mit komplettem Satz Crimpeinsätzen bis zu 4000 US-Dollar betragen.

Rohrverbindungsstücke dienen unter anderem dazu, mehrere Rohre zu verbinden oder zu teilen. Es gibt eine große Auswahl an genormten Rohrverbindungsstücken; im Allgemeinen werden sie in T-Stücke, Winkelstücke, Abzweigstücke, Reduzier-/Erweiterungsstücke und Y-Stücke unterteilt. Ventile steuern den Durchfluss und regulieren den Druck. Weitere Informationen dazu finden Sie in den Artikeln über Rohrverbindungsstücke und Ventile .

Die Innenseite von Rohren kann durch ein Rohrreinigungsverfahren gereinigt werden , wenn sie mit Ablagerungen oder Verschmutzungen verunreinigt sind . Dies hängt vom jeweiligen Anwendungsprozess und den dafür erforderlichen Reinheitsanforderungen ab. In manchen Fällen werden die Rohre mit einem Verdrängungsgerät, früher als Rohrinspektionsgerät oder „Molch“ bekannt, gereinigt; alternativ können die Rohre chemisch mit speziellen Lösungen gespült werden. Wurde bei der Herstellung, Lagerung und Installation der Rohre und Leitungen sorgfältig vorgegangen, werden diese in einigen Fällen mit Druckluft oder Stickstoff durchgeblasen.

Rohre werden häufig zur Herstellung von Handläufen, Schutzgeländern und Geländern verwendet.

Die Rohrindustrie lässt sich nach den verwendeten Werkstoffen unterteilen. Dazu gehören Metall-, Thermoplaste-, Duroplast-/Verbundwerkstoffe und Betonrohre. Beispiele für Metalle sind Kupfer und Edelstahl. Ein typisches Beispiel für einen Thermoplasten ist Polyethylen hoher Dichte . Ein weit verbreiteter Duroplast/Verbundwerkstoff ist PVC. ^{[ 11 ]}

Typischerweise bestehen metallische Rohrleitungen aus Stahl oder Eisen, beispielsweise aus unbehandeltem, schwarz lackiertem Stahl, Kohlenstoffstahl , Edelstahl , verzinktem Stahl , Messing und duktilem Gusseisen . Rohrleitungen aus Eisen sind korrosionsanfällig, wenn sie in einem stark sauerstoffhaltigen Wasserstrom verwendet werden. ^{[ 12 ]} Aluminiumrohre kommen zum Einsatz, wenn Eisen mit dem Medium unverträglich ist oder das Gewicht eine Rolle spielt; Aluminium wird auch für Wärmeübertragungsrohre, beispielsweise in Kältemittelsystemen, verwendet. Kupferrohre sind gängig für Trinkwasserleitungen ; Kupfer kann überall dort eingesetzt werden, wo Wärmeübertragung erwünscht ist (z. B. in Heizkörpern oder Wärmetauschern). Inconel- , Chrom-Molybdän- und Titanlegierungen werden in Hochtemperatur- und Druckrohrleitungen in Prozess- und Kraftwerksanlagen verwendet. Bei der Auswahl von Legierungen für neue Prozesse müssen die bekannten Probleme des Kriechens und des Sensibilisierungseffekts berücksichtigt werden.

Bleirohre finden sich zwar noch in alten Hauswasserversorgungssystemen , sind aber aufgrund ihrer Toxizität für neue Trinkwasserleitungen nicht mehr zugelassen . Viele Bauvorschriften schreiben mittlerweile vor, dass Bleirohre in Wohnhäusern und öffentlichen Gebäuden durch ungiftige Rohre ersetzt oder deren Innenwände mit Phosphorsäure behandelt werden müssen . Laut einem leitenden Forscher und Bleiexperten der Canadian Environmental Law Association gibt es „[...] keine unbedenkliche Bleikonzentration für den Menschen“. ^{[ 13 ]} 1991 erließ die US-Umweltschutzbehörde (EPA) die „Lead and Copper Rule“ , eine Bundesverordnung, die die zulässige Konzentration von Blei und Kupfer im öffentlichen Trinkwasser sowie die zulässige Korrosion von Rohrleitungen durch das Wasser selbst begrenzt. In den USA sind schätzungsweise 6,5 Millionen Bleianschlussleitungen (Rohre, die die Wasserhauptleitungen mit der Hausinstallation verbinden), die vor den 1930er-Jahren verlegt wurden, noch immer in Betrieb. ^{[ 14 ]}

Stahlrohre (auch als Schwarzrohre bekannt) waren einst die beliebteste Wahl für die Wasser- und Gasversorgung. Auch heute noch werden Stahlrohre in vielen Haushalten und Betrieben für Erdgas- oder Propangasleitungen verwendet und sind aufgrund ihrer hohen Hitzebeständigkeit ein gängiges Material für Feuerlöschanlagen. In Gewerbegebäuden dienen Stahlrohre der Zufuhr von Heiz- oder Kühlwasser zu Wärmetauschern , Lüftungsanlagen, VAV-Systemen ( Variable Air Volume ) oder anderen HLK- Anlagen (Heizung, Lüftung, Klimaanlage).

Stahlrohre werden mitunter mittels Gewindeverbindungen verbunden. Dabei werden konische Gewinde (siehe National Pipe Thread ) in das Ende des Rohrsegments geschnitten, Dichtmittel in Form von Gewindedichtmasse oder Gewindedichtband (auch bekannt als PTFE- oder Teflonband ) aufgetragen und das Rohr anschließend mit zwei Rohrzangen in ein entsprechendes Gewindefitting eingeschraubt . Außerhalb des privaten und gewerblichen Bereichs werden Stahlrohre häufig durch Schweißen oder mithilfe von mechanischen Kupplungen von Herstellern wie Victaulic oder Anvil International (ehemals Grinnell) verbunden. Diese Kupplungen halten die Rohrverbindung durch eine in die Rohrenden gepresste oder geschnittene Nut (ein selten angewandtes älteres Verfahren).

Zu den weiteren Varianten von Stahlrohren gehören verschiedene Edelstähle und Chromlegierungen. Bei hohem Druck werden diese üblicherweise durch WIG- Schweißen verbunden.

In Kanada werden für Erdgas (NG) und Flüssiggas (LPG) üblicherweise schwarze Eisenrohre (BIP) verwendet, um Geräte an die Versorgung anzuschließen. Diese Rohre müssen jedoch gekennzeichnet sein (entweder gelb lackiert oder mit gelben Bändern in bestimmten Abständen versehen), und es gelten bestimmte Einschränkungen hinsichtlich des Nenndurchmessers (NPS), der durch Wände und Gebäude verlegt werden darf. Insbesondere bei Propangas kann BIP von einem Außentank (oder einer Gasflasche) aus betrieben werden, sofern dieser gut vor Witterungseinflüssen geschützt ist und bei der Verlegung im Erdreich ein Korrosionsschutz in Form einer Anode vorhanden ist.

Kupferrohre werden am häufigsten für die Warm- und Kaltwasserversorgung sowie als Kältemittelleitungen in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen verwendet. Es gibt zwei Grundtypen von Kupferrohren: Weichkupfer und Hartkupfer. Kupferrohre werden mittels Bördel-, Klemm- oder Lötverbindungen verbunden. Kupfer bietet eine hohe Korrosionsbeständigkeit, ist aber zunehmend teuer.

Weiche (oder duktile) Kupferrohre lassen sich leicht biegen, um Hindernisse zu umgehen. Durch die Kaltverfestigung beim Ziehprozess, der zur Dimensionierung der Rohre dient, wird das Kupfer hart und starr. Anschließend wird es sorgfältig geglüht , um es wieder weich zu machen. Daher ist die Herstellung teurer als bei nicht geglühten, starren Kupferrohren. Es kann mit allen drei für starre Kupferrohre üblichen Verbindungsmethoden verbunden werden und ist die einzige Kupferrohrart, die sich für Bördelverbindungen eignet. Weiches Kupfer ist die beliebteste Wahl für Kältemittelleitungen in Split- Klimaanlagen und Wärmepumpen.

Starres Kupfer ist ein beliebtes Material für Wasserleitungen. Es wird durch Löten, Pressen oder Verpressen verbunden. Starres Kupfer, das durch die Kaltverfestigung beim Ziehen seine Steifigkeit erhält, lässt sich nicht biegen und benötigt Winkelstücke, um Ecken oder Hindernisse zu umleiten. Durch Erhitzen und langsames Abkühlen, das sogenannte Glühen , wird starres Kupfer weich und kann ohne zu brechen gebogen und geformt werden.

Aluminium wird aufgrund seiner geringen Kosten, seiner Beständigkeit gegenüber Korrosion und Lösungsmitteln sowie seiner Duktilität häufig verwendet. Aluminiumrohre sind für den Transport brennbarer Lösungsmittel Stahlrohren vorzuziehen, da sie bei der Handhabung keine Funken erzeugen. Aluminiumrohre lassen sich mittels Bördel- oder Klemmverschraubungen verbinden oder durch WIG- oder WIG- Schweißen schweißen .

Rohre aus gehärtetem Glas werden für spezielle Anwendungen eingesetzt, beispielsweise für korrosive Flüssigkeiten, medizinische oder Laborabfälle oder in der pharmazeutischen Produktion. Die Verbindungen werden in der Regel mit speziellen Dichtungen oder O-Ringen hergestellt.

Kunststoffrohre, die in der Fertigung verwendet werden.

Zu den Kunststoffrohrverbindungen gehören PVC-Rohrverbindungen, PP/PPH-Rohrverbindungsstücke, PE-Rohre und ABS-Rohrverbindungen. Kunststoffrohre sind aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer chemischen Beständigkeit, ihrer Korrosionsbeständigkeit und der einfachen Verbindungsmöglichkeit weit verbreitet. Zu den Kunststoffen zählen beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC), ^{[ 15 ]} chloriertes Polyvinylchlorid (CPVC), faserverstärkter Kunststoff (FVK), ^{[ 16 ]} verstärkter Polymermörtel (RPMP), ^{[ 16 ]} Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), vernetztes Polyethylen hoher Dichte (PEX), Polybutylen (PB) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). In vielen Ländern stellen PVC-Rohre den größten Anteil der in erdverlegten kommunalen Rohrleitungen für die Trinkwasserverteilung und Abwasserleitungen dar. ^{[ 15 ]}

Rohre können aus Beton oder Keramik gefertigt sein , üblicherweise für Niederdruckanwendungen wie Freispiegelleitung oder Entwässerung. Abwasserrohre bestehen nach wie vor überwiegend aus Beton oder Steinzeug . Für Betonrohre mit großem Durchmesser kann Stahlbeton verwendet werden. Dieses Rohrmaterial findet in vielen Baubereichen Anwendung und wird häufig für die Freispiegelleitung von Regenwasser eingesetzt. Solche Rohre verfügen in der Regel über eine Muffen- oder Stufenverbindung, wobei bei der Installation verschiedene Abdichtungsmethoden zum Einsatz kommen.

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  Kohlenstoffstahlrohre auf einem Lagerplatz
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  Polyethylen hoher Dichte (HDPE)-Rohre
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  Kunststoffrohre (PVC)