Gerade Leitung

Die Kraft F zum Ziehen eines Rohrstranges mit Steigung oder Gefälle (Bild 5.3.2.6.3.1.1.1-1) ergibt sich aus der Gleichung:

Formel 5.3.2.6.3.1.1.1-1:

Berechnung der Zugkraft zum Ziehen eines Rohrstrangs

q_R = Rohrgewicht/Längeneinheit [N/mm]
l = Länge des Rohres [mm]
μ = Reibungskoeffizient (je nach Untergrund bis 0,8) [-]
φ = Neigungswinkel [°]

Bild 5.3.2.6.3.1.1.1-1:

Zugkraft F und Neigungswinkel in Anlehnung an [Koch85] [FI-Hoech] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH]

Die Zugkraft F ruft im Rohr mit dem Querschnitt A die Zugspannung σ_Z hervor (Bild 5.3.2.6.3.1.1.1-2) , die kleiner als die zulässige Zugspannung σ_Z,zul sein muß.

Formel 5.3.2.6.3.1.1.1-2:

Zugspannung

σ_Z = Zugspannung [N/mm²]
F = Zugkraft [N]
A = Fläche [mm²]
σ_Z,zul = zulässige Zugspannung [N/mm²]

Bild 5.3.2.6.3.1.1.1-2:

Zugspannung in Anlehnung an [FI-Hoech] [Koch85] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH]

Die maximal zulässige Einziehlänge l_zul läßt sich aus folgender Gleichung ermitteln:

Formel 5.3.2.6.3.1.1.1-3:

Maximal zulässige Einziehlänge

A = Rohrwandquerschnitt [mm]
q_R = Rohrstrangeigengewicht [N/mm²]
f_S = Schweißfaktor
μ = Reibungsbeiwert
φ = Gefälle/Steigung [°]
σ_Z,zul = zul. Spannung [N/mm²]

Mit q_R = A·γ _R erhält man

None 5.3.2.6.3.1.1.1-1:

Maximal zulässige Einziehlänge

γ_R = Wichte (= 0,97 x 10^-5 N/mm³ für PE-HD und 0,93 x 10^-5 N/mm³ für PP
f_S = Schweißfaktor
μ = Reibungsbeiwert
α = Gefälle/Steigung [°]
σ_Z,zul = zul. Spannung [N/mm²]

Die zulässige Spannung hängt ab von

der Umgebungstemperatur,
der Dauer des Einziehvorganges und
der zulässigen Dehnung des Rohres.

Unter Berücksichtigung evtl. später im Betrieb auftretender axialer Dehnungen infolge Innendruckes bei nicht verdämmten Druckrohren bzw. Biegedehnungen bei gekrümmten Leitungen, sollte die Dehnung ε_Z während des Einziehens einen bestimmten Wert nicht übersteigen:

ε_Z ≤ 2,0 % (5-31)

bei 20° C: σ_Z,zul = 8 N/mm² (Bild 5.3.2.6.3.1.1.1-3)

bei 40° C: σ_Z,zul = 5 N/mm² (Bild 5.3.2.6.3.1.1.1-3)

Annahme: Einziehdauer (kontinuierlich) 0,5 h.

Für Rohre aus PP-Copolymer gelten die gleichen Werte. Hierbei ist der Sicherheitsfaktor gegen Bruch > 2.

Damit erhält man für die max. Einziehlängen der PE-HD- und PP-Rohre bei Strecken mit Steigungen bis 10° unabhängig vom Durchmesser und der Wanddicke

bei 20° C: l_zul ≈ 680 m

bei 40° C: l_zul ≈ 425 m.

Die Temperatur von 40° C ist beispielsweise an Sonnentagen im Sommer zugrundezulegen, an denen die Oberflächentemperatur des Rohres bis 65° C ansteigen und sich eine mittlere Rohrwandtemperatur von etwa 40° C einstellen kann.

Bild 5.3.2.6.3.1.1.1-3:

Zeit-Dehnungs-Kurven von Probestäben aus PE-HD (Hostalen GM 5010 T2) [FI-Hoech] [Koch85] - Prüftemperatur 20° C

Bild 5.3.2.6.3.1.1.1-4:

Zeit-Dehnungs-Kurven von Probestäben aus PE-HD (Hostalen GM 5010 T2) [FI-Hoech] [Koch85] - Prüftemperatur 40° C