Wärmedehnung, Längen- Ausdehnungskoeffizient

Der Längenausdehnungskoeffizient von PE-HD- und PP-Rohren beträgt etwa 0,17 mm/(m·K).

Ist ein Kunststoffrohr zwischen zwei Punkten fixiert, so tritt aufgrund der behinderten Wärmedehnung bei Erwärmung eine Druck-, bei Abkühlung eine Zugspannung auf. In dem untersuchten Temperaturbereich von - 40° C bis + 20° C wurde beim Abkühlen von PE-HD eine Zugspannung von max. 9,3 N/mm², beim Erwärmen eine Druckspannung von max. 5,8 N/mm² gemessen. Diese Spannungen, die im Laufe der Zeit relaxieren, liegen weit unterhalb der jeweiligen zulässigen Spannung. Die beiden Fixpunkte müssen die aus den Spannungen resultierenden Zug- bzw. Druckkräfte von jeweils:

F = σ·A (5-46)

σ - Spannung [N/mm²]

A - Rohrquerschnitt [mm²]

aufnehmen können. Diese Kräfte beanspruchen evtl. in der Leitung eingebaute Abzweige unzulässig auf Scherung, so daß Abzweige immer einbetoniert werden sollten (Abschnitt 5.3.2.2.1) .

Bei Temperaturdifferenzen kann es bei einem zwischen zwei Auflagern fixierten Rohr infolge der durch die behinderte Wärmedehnung hervorgerufenen Stauchung zu einer Auslenkung des Rohres kommen, wenn die kritische Knicklänge überschritten wird und bei entsprechend großem Ringraum das Rohr seitlich ausweichen kann.

Für die kritische Knicklänge gilt:

Formel 5.3.2.6.4.4-1: 

Kritische Knicklänge

d_a = Rohraußendurchmesser [mm]
d_i = Rohrinnendurchmesser [mm]
α = mittlerer linearer Ausdehnungskoeffizient [K^-1] (1,7 ⋅ 10^-4 für PE-HD und PP)
Δδ = Temperaturdifferenz [K].

Um ein Auslenken zu verhindern, muß das Rohr in Abständen von l < l_k geführt werden. Eine Ringraumverfüllung fixiert das eingezogene Rohr über die gesamte Rohroberfläche.