Novelty Steel liefert Rohrleitungskomponenten wie Rohre, Rohrenden, Rohrleitungsarmaturen, Ventile, Schrauben, Dichtungen und Rohrhalterungen.

Zur Verbindung verschiedener Prozess- und Versorgungsanlagen in einer Prozessanlage wird eine Kombination von Rohrleitungskomponenten verwendet, die zusammen als Rohrleitungssystem bezeichnet werden. Jede Komponente besitzt spezifische Eigenschaften mit Vor- und Nachteilen, deren Stärken und Schwächen es zu verstehen gilt.

Index

1. Einführung

2.Rohr

3. Rohrenden

4. Rohrleitungen Armaturen

5. Ventile

6. Bolzen und Dichtungen (Verschlüsse und Dichtungen)

7. Rohrleitungshalterungen

8. Fazit

 

 

1. Einführung

Ein Rohrleitungssystem besteht aus verschiedenen Komponenten, die jeweils unterschiedliche Funktionen und Eigenschaften besitzen. Die grundlegenden Komponenten für den Aufbau eines Rohrleitungssystems umfassen folgende Elemente.

Rohr

Das Rohr stellt die Hauptverbindung zwischen den verschiedenen Geräten in einer Prozessanlage dar und fungiert als Hauptader des Rohrleitungssystems. Obwohl es die scheinbar einfachste Komponente ist, weist es besondere Merkmale auf.

 

• Materialzusammensetzung der Rohre:
  • In Anlagen, die nach ASME B31 konstruiert sind, werden üblicherweise Metallrohre verwendet.
  • Metallische Werkstoffe umfassen Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Duplexstahl, Kupfer
  • Nichtmetallische Rohre wie PVC, glasfaserverstärktes Epoxidharz oder glasfaserverstärkter Kunststoff sind ebenfalls zulässig und besitzen jeweils eigene Eigenschaften.
• Kennzeichnung und Wandstärke:
  • Identifiziert durch die Nennweite (NPS) in US-Einheiten oder den Nenndurchmesser (DN) in metrischen Einheiten.
  • Die Wandstärke wird durch Begriffe wie Standardgewicht (STD), extra stark (XS) oder doppelt extra stark (XXS) angegeben.
  • Kohlenstoff- und Edelstahlrohre haben spezifische Schedule mit unterschiedlichen Wandstärken.
• Herstellungsmethoden für Stahlrohre:
  • Hergestellt durch nahtlose, längsnahtgeschweißte oder spiralschweißte Verfahren.
  • Nahtlose und längsnahtgeschweißte Rohre sind am gebräuchlichsten.
  • Nahtlose Rohre sind bis zu 24 Zoll erhältlich; längsnahtgeschweißte Rohre werden normalerweise ab 16 Zoll spezifiziert, können aber auch in kleineren Größen hergestellt werden.
• Bildung nahtloser Rohre:
  • Geformt durch das Durchpressen eines massiven Knüppels durch eine Metallform bei erhöhter Temperatur.
  • Kalibrierwalzen formen den Außendurchmesser (A.D.), und die Knüppelgröße bestimmt den Innendurchmesser (I.D.).
  • Nahtlose Rohre haben einen Qualitätsfaktor (E) von 1,0.
• Bildung längsnahtgeschweißter Rohre:
  • Hergestellt durch das Walzen heißer Stahlbleche zu einer kreisförmigen Form.
  • Die Rohrkanten werden zusammengepresst und verschweißt.
  • Anfangs haben längsnahtgeschweißte Rohre einen Qualitätsfaktor (E) von 0,85.

3. Rohrenden 

Rohrenden können in mehreren Varianten geliefert werden; dies sind die am häufigsten in ASME B31 spezifizierten.

• Rohr mit glattem Ende:
  • Ein Schnitt in einem 90°-Winkel senkrecht zum Außendurchmesser.
  • Kann für Gewinde- oder Stumpfschweißenden nachbearbeitet werden.
  • Keine Norm für glatte Enden aufgrund ihrer einfachen Geometrie.
• Gewindeteile:
  • Spezifische Geometrie abhängig von der Wandstärke, festgelegt in ASME B1.20.1.
  • Benötigt eine Muffe mit passenden Gewinden zur Verbindung von geraden Rohrlängen.
  • Die vollständige Maßausführung von Muffen ist in ASME B16.11 festgelegt.
  • Innengewinde sind durch ASME B1.20.1 geregelt, einschließlich Abmessungen und Lehren für allgemeine Anwendungen.

 

4. Rohrleitungsarmaturen

Armaturenkomponenten erhöhen die Funktionalität gerader Rohre, und es ist wesentlich, dass beide hinsichtlich chemischer und mechanischer Aspekte im Rohrleitungssystem kompatibel sind. Diese Armaturenkomponenten erfüllen verschiedene Funktionen im System.

• Richtungsänderung – 90°- und 45°-Bögen. 
• Richtungsänderung – Gleichverteilungs-T-Stück
• Reduzierung der Rohrgröße
• Reduzierung der Rohrgröße und Richtungsänderung – Reduzier-T-Stück
• Rohrverbindung – Flansch, Muffe, Verschraubung.
• Mechanische Verbindungen – Flansche

Für Projekte nach dem ASME B31-Code werden Rohrleitungsarmaturen nach standardisierten Maßen entsprechend Größe und Wandstärke gefertigt. Diese einheitlichen Maße spielen eine entscheidende Rolle bei der effizienten Planung und Auslegung des Rohrleitungssystems durch den Konstrukteur.

 

Zur Verbindung dieser Rohrleitungskomponenten können verschiedene Schweißverfahren eingesetzt werden.Dazu gehören Stumpfschweißen, Muffenschweißen oder die Verwendung von Gewindeenden.
Zusätzlich können Verbindungen über Flansche mit Schrauben und Dichtungen oder über herstellerspezifische mechanische Verbindungen wie Victaulic- und Muffenenden hergestellt werden.

5. Ventile

In einem Rohrleitungssystem stellen Ventile die komplexesten Komponenten dar.Im Gegensatz zu Rohren und Armaturen bestehen Ventile aus mehreren Komponenten, mit einer Vielzahl von Materialien sowie statischen (feststehenden) und dynamischen (beweglichen) Teilen. Ventile sind ein zentrales Element eines Rohrleitungssystems und können je nach Bauart Flüssigkeiten, Gase, Dämpfe und Schlämme transportieren.

Darüber hinaus spielen Ventile eine entscheidende Rolle bei der Steuerung des Prozessflusses, indem sie Funktionen wie Start, Stopp, Regelung und Rückhaltung übernehmen. Ihre kommerzielle und funktionale Bedeutung wird in Prozessanlagen häufig unterschätzt. Die häufig verwendeten Ventile in Projekten nach ASME B31 umfassen:

• Schieberventile
• Sitzventile
• Rückschlagventile
• Kugelhähne
• Kegelventile
• Klappenventile
• Quetsch- oder Membranventile
• Regelventile
• Sicherheitsventile

Jede dieser Ventilarten kann weiter nach ihrer Konstruktion und dem verwendeten Material klassifiziert werden.

Ventile können manuell durch Personal oder über eine unabhängige Energiequelle betrieben werden, sei es elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch, je nach Leistungsanforderungen und Verfügbarkeit. Ein Ventil ist ein mehrkomponentiges Bauteil mit dynamischen und statischen Teilen und kann aus metallischen oder nichtmetallischen Werkstoffen bestehen. Ventile erfüllen verschiedene Funktionen, wie zum Beispiel:

• Starten/Stoppen des Flusses (z. B. Absperrklappe als Absperrventil wie Schieber-, Kugel- oder Kegelventil) 
• Regelung des Flusses (z. B. Drosselklappe oder Sitzventil)
• Verhinderung von Rückfluss (Rückschlagventil) und Steuerung des Flusses (Regelventil)

Ventile für Projekte gemäß ASME B31 unterliegen zahlreichen internationalen Normen und Spezifikationen. Diese Normen decken Ventiltyp, Konstruktion, Aufbau, Komponenten, Abmessungen, Prüfungen und Kennzeichnung ab.

 

6. Schrauben und Dichtungen (Verbindungen und Abdichtungen)

Es ist ratsam, potenzielle Leckpfade in einem Rohrleitungssystem nach Möglichkeit zu vermeiden.
Es gibt jedoch Fälle, in denen sie für Bau- oder Wartungszwecke notwendig sind. Eine leckfreie Verbindung kann erreicht werden, wenn geeignete Materialien verwendet, die richtige Verschraubungsmethode angewendet, erforderliche Verfahren eingehalten und qualifiziertes Personal eingesetzt wird.

Die verschraubte Flanschverbindung stellt eine potenzielle Schwachstelle in einem Rohrleitungssystem dar, daher ist die strikte Einhaltung der Auslegungsgrenzen des Flanschtyps und der Werkstoffe entscheidend, um Fehlfunktionen oder Leckagen zu vermeiden. Obwohl eine Flanschverbindung im Vergleich zu einer Schweißverbindung leichter zu montieren und demontieren ist, hängt dieser Vorteil davon ab, dass die mechanische Verbindung dicht ist.

Zur Sicherstellung einer zufriedenstellenden Verbindung behandeln verschiedene internationale Normen die wesentlichen Einzelteile einer Schraubverbindung, einschließlich Flansche, Dichtungen und Schrauben. Die strikte Einhaltung dieser Normen ist für Konstrukteure erforderlich, um Schraubverbindungen mit mechanischer Integrität zu gewährleisten.  

Eine leckfreie mechanische Verbindung aus Flanschfläche, Dichtung und Schrauben kann erreicht werden, wenn folgende Bereiche sorgfältig und nach internationalen Normen berücksichtigt werden:

• Druck- und Temperaturbedingungen des Mediums: Sicherstellen, dass die Verbindung so ausgelegt ist, dass sie den Druck- und Temperaturbedingungen des Mediums gemäß den einschlägigen Normen standhält.
• Externe Umgebungsbedingungen: Die äußeren Umgebungsbedingungen berücksichtigen, denen die Verbindung ausgesetzt ist, und geeignete Materialien und Verfahren wählen, die diesen Bedingungen standhalten.
• Flanschflächen-Design: Die einschlägigen Normen für die Auslegung der Flanschflächen einhalten, um Kompatibilität und zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten.
• Flanschmaterial: Flanschwerkstoffe gemäß internationalen Normen auswählen, unter Berücksichtigung der spezifischen Anforderungen der Anwendung.
• Dichtungstyp und Werkstoffe: Den geeigneten Dichtungstyp und die passenden Werkstoffe in Abhängigkeit vom Medium, der Temperatur und dem Druck auswählen. Die relevanten Normen für die Dichtungsauswahl beachten.
• Werkstoffe für Verbindungselemente (Schrauben und Muttern): Die Normen einhalten, die die Anforderungen an Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der verwendeten Schrauben und Muttern festlegen.
• Schmiermittel für Verschraubungen: Ein geeignetes Schmiermittel verwenden, das mit den verwendeten Materialien kompatibel ist und den Branchenstandards entspricht.
• Verschraubungsverfahren – Drehmomentanzug und Anzugsreihenfolge: Standardisierte Verfahren für den Drehmomentanzug und die Reihenfolge der Verschraubung befolgen, um eine ordnungsgemäße Anziehung und Dichtheit zu gewährleisten.
• Fachkundiges Personal: Sicherstellen, dass das mit der Montage der Verbindung beauftragte Personal qualifiziert ist und die in internationalen Normen beschriebenen Verfahren beherrscht.

Durch die Berücksichtigung dieser Aspekte und die Einhaltung einschlägiger internationaler Normen wird die Wahrscheinlichkeit einer leckfreien mechanischen Verbindung erheblich erhöht. Dies fördert die Integrität und Zuverlässigkeit des Rohrleitungssystems.

7. Rohrleitungshalterungen

Die präzise und wirtschaftliche Auswahl von Rohrhalterungen stellt häufig Herausforderungen unterschiedlicher Tragweite dar – von geringfügig bis kritisch. Die richtige Auswahl von Halterungen sollte während der gesamten Planungs- und Bauphase oberste Priorität haben.

Um Probleme mit Rohrhalterungen zu minimieren oder zu vermeiden, sollte der Rohrleitungsverlauf bereits in der Entwurfsphase sorgfältig unterstützungstechnisch geplant werden.Die Erfahrung des Rohrleitungsplaners mit Halterungsfragen, bewährten Verfahren und handelsüblichen Rohrhalterungskomponenten ist von großer Bedeutung.

Eine effektive Rohrhalterung beginnt mit einer durchdachten Rohrleitungsplanung und -verlegung.
Die Nutzung der umgebenden Struktur für logische und geeignete Stütz-, Verankerungs-, Führungs- oder Festpunkte wird empfohlen. Die Rohrleitung sollte so verlegt werden, dass an diesen Punkten ausreichend Platz für geeignete Halterungskomponenten zur Verfügung steht. Bei parallelen Leitungen – sowohl vertikal als auch horizontal – ist ein ausreichender Abstand einzuplanen, damit jede Leitung unabhängig befestigt werden kann.

Projektspezifische Rohrstützvorgaben müssen erstellt werden, um unter allen Betriebs- und Umweltbedingungen – unter Berücksichtigung von Gefälle, Ausdehnung, Verankerung und Isolierung – eine ordnungsgemäße Unterstützung sicherzustellen. Ein fundiertes Verständnis für Standardpraktiken, Branchengepflogenheiten, verschiedene Typen und Funktionen handelsüblicher Standardhalterungen sowie deren Vor- und Nachteile trägt maßgeblich zum gewünschten Ergebnis bei.

Die Investition in das Halterungssystem ist in der Regel gering im Vergleich zum deutlich höheren Wert der zu unterstützenden Rohre, Ventile und Armaturen. Die Vernachlässigung einer rechtzeitigen Planung, Beschaffung und Fertigung von Halterungen kann zu kostspieligen Verzögerungen bei der Montage führen und den Einsatz temporärer Halterungen erforderlich machen.

8. Fazit

Diese Komponenten – ob drucktragend oder nicht – bilden zusammen die Elemente eines Rohrleitungssystems.Ungeachtet der Unterschiede in wirtschaftlichem Wert und Verfügbarkeit sind alle Komponenten gleich wichtig für den sicheren und effizienten Betrieb des Rohrleitungssystems.