Rohrtypen für unterirdische Gasleitungen: HDPE vs. Stahl, Vorschriften und Installationstipps

Die kurze Antwort: Polyethylen mit beschichtetem Stahl als Verstärkung

Rohre aus hochdichtem Polyethylen (HDPE), hergestellt nach ASTM D2513, sind heute das Material, das die meisten Gaslieferanten für eine unterirdische Erdgasleitung angeben. Es korrodiert nicht, seine schmelzgeschweißten Verbindungen sind stark genug, um als durchgehendes Rohr behandelt zu werden, und es kann um Hindernisse herum gebogen werden, ohne dass ein einziges unterirdisches Anschlussstück erforderlich ist. Beschichtete Stahlrohre sind die legitime zweite Option und werden in manchen Gegenden, bei Anwendungen mit höherem Druck oder bei ungewöhnlichen Bodenverhältnissen immer noch benötigt. Kupfer, schwarzes Eisen, PVC und ungeschützter Stahl sollten nicht in einem Gasgraben vergraben werden, es sei denn, ein spezifischer Code oder eine Herstellerliste besagt, dass dies möglich ist.

Diese Schlussfolgerung ist wichtig, da Ausfälle von unterirdischen Gasleitungen nicht mit Ausfällen von oberirdischen Leitungen vergleichbar sind. Ein kleines Leck unter einer Auffahrt kann jahrelang unentdeckt bleiben und zur Reparatur muss die gesamte Leitung ausgehoben werden. Die Materialauswahl ist daher keine Präferenzübung; Es handelt sich um eine Entscheidung zur Einhaltung von Vorschriften und zur Sicherheit.

Warum HDPE-Rohre zum Standard für unterirdische Gasleitungen geworden sind

Polyethylenrohre für die Gasversorgung sind ein bewährtes, reguliertes Produkt und kein gewöhnliches Kunststoffrohr. Es wird speziell nach der Neinrm ASTM D2513 hergestellt und erscheint typischerweise als SDR 11-Rohr mit einem Identifikationsstreifen und aufgedruckten Markierungen, die die Materialklasse und die Druckstufe angeben. Für die meisten privaten und gewerblichen Gasverteilungssysteme ist PE4710-Harz, das auf vielen globalen Märkten auch als PE100 verkauft wird, die Materialqualität, die in den aktuellen Spezifikationen gefordert wird.

Drei Merkmale erklären, warum HDPE den Untergrundmarkt dominiert:

• Korrosionsbeständigkeit. Polyethylen erfordert keine Umhüllung, Beschichtung oder kathodischen Schutz, was bedeutet, dass sich in feuchtem oder saurem Boden mit der Zeit nichts zersetzen kann.
• Fusionsgelenke. Stumpfschweißen und Elektroschweißen verbinden PE-Rohre durch Zusammenschmelzen der Materialien, wodurch eine Verbindung entsteht, die leckagefrei und oft stärker als die Rohrwand selbst ist. Unterhalb der Erdoberfläche sind keine mechanischen Kupplungen, Gewinde oder lösungsmittelzementierten Verbindungen erforderlich.
• Haltbarkeit bei Bodenbewegungen. PE-Rohre können sich bei Bodensetzungen, Frostbewegungen und sogar geringer seismischer Aktivität biegen, ohne zu reißen, was einen großen Vorteil gegenüber starren Metallrohren darstellt.

Allerdings sind an die Verwendung von PE-Gasrohren bestimmte Bedingungen geknüpft. Da das Material nichtmetallisch ist, schreibt der Code vor, dass ein Suchdraht mit dem Rohr vergraben wird, damit zukünftige Ausgrabungen die Leitung lokalisieren können. PE-Rohre müssen außerdem bei der Lagerung vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt werden und sind nicht für freiliegende oberirdische Verläufe vorgesehen. Bei einer typischen Installation erfolgt der Übergang der PE-Leitung zu Stahl oder CSST oberirdisch an einer Steigleitung am Zähler oder an der Gebäudewand.

Wenn Vorschriften oder Projektbedingungen Stahlrohre erfordern

Stahl bleibt das spezifizierte Material für viele unterirdische Gasinstallationen, insbesondere bei Gewerbe- und Industrieprojekten, bei denen höhere Betriebsdrücke, das Risiko mechanischer Schäden oder örtliche Änderungen der Brenngasvorschriften eine metallische Leitung bevorzugen. Das Standardmaterial ist ein Schmiedeeisen- oder Stahlrohr gemäß Schedule 40 mit Standardgewicht, das verzinkt oder auf andere Weise gegen Korrosion geschützt ist.

Allerdings ist die Verzinkung allein in den meisten Böden kein ausreichender Schutz für vergrabenen Stahl. Die gängige Praxis besteht darin, das Rohr mit einem Korrosionsschutzsystem wie Scotch-Beschichtung, werkseitig aufgebrachtem Schutzband oder einer extrudierten Polyethylenbeschichtung zu umwickeln. Bei aggressiven Böden wird zusätzlich ein technisches kathodisches Schutzsystem hinzugefügt. Ungeschützter schwarzer Stahl, der im Boden vergraben ist, beginnt schnell zu korrodieren; Der äußere Rost verkürzt in Kombination mit den inneren Schwefelverbindungen im Erdgas die Lebensdauer erheblich.

Bei Stahlrohren bestehen auch Verbindungsprobleme: Eine Schraubverbindung gemäß Schedule 40 ist nach vielen Vorschriften zulässig, Gewindeverbindungen sind jedoch eine häufige Leckstelle, wenn das Rohr anhaltenden Biegungen und Vibrationen durch Bodensetzungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund ziehen es viele Bauunternehmer vor, Stahlabschnitte zu schweißen statt mit Gewinden zu versehen, wenn die Strecke eingegraben wird.

Wählen Sie Stahl, wenn ein Gasversorgungsunternehmen, ein örtlicher Inspektor oder eine technische Spezifikation dies ausdrücklich vorschreibt, wenn die Verlegetiefe minimal sein muss oder wenn die Leitung einen Bereich durchquert, in dem der Boden so steinig ist, dass ein Kunststoffrohr durch Verfüllung durchstoßen werden könnte, bevor es abgedeckt wird. Andernfalls ist HDPE fast immer die einfachere, kostengünstigere und langlebigere Wahl.

Rohrmaterialien, die aus einem Gasgraben ferngehalten werden müssen

Einige Materialien, die für Wasser-, Abwasser- oder Innengasleitungen vollkommen geeignet sind, gehören nicht in den Untergrund eines Gassystems. Zu wissen, welche man ablehnen sollte, ist genauso wichtig wie zu wissen, welches man kaufen sollte.

Schwarzes Eisenrohr ist in vielen Gebäuden das Standardmaterial für Gasinnenleitungen, verfügt jedoch über keinen Korrosionsschutz und darf nicht direkt vergraben werden. Kupfer ist in den meisten Brenngasvorschriften verboten, da Schwefelverbindungen im Erdgas Kupfer angreifen und korrosive Ablagerungen erzeugen, die innerhalb weniger Jahre versagen können. PVC ist die häufigste Fehlidentifikation unter weniger erfahrenen Käufern: PVC-Abflussrohre sind weder für den Gasdruck ausgelegt noch gesetzlich zulässig, und ihre mit Lösungsmittel zementierten Verbindungen können sich öffnen, wenn sich der Boden bewegt. CSST ist für flexible Gasleitungen im Innenbereich konzipiert; Nur bestimmte aufgeführte Direktvergrabungsversionen dürfen unter der Erde installiert werden, und selbst diese müssen normalerweise durch eine Leitung verlegt und mit dem Erdungssystem verbunden werden.

Installationsregeln, die für jede unterirdische Gasleitung gelten

Das beste Rohr der Welt wird bei der Inspektion durchfallen, wenn es falsch verlegt wird. Der International Fuel Gas Code und der International Residential Code, die die Grundlage der meisten lokalen Vorschriften für Gasleitungen bilden, legen überprüfbare Anforderungen fest, die sowohl für Polyethylen- als auch für Stahlsysteme gelten.

• Vergrabungstiefe. Gasleitungen müssen in der Regel eine Abdeckung von mindestens 12 bis 18 Zoll haben, mit einer tieferen Abdeckung unter Einfahrten und Fahrzeugverkehrsflächen. Lokale Behörden können diese Tiefe erhöhen; Überprüfen Sie vor dem Grabenaushub das Änderungsblatt.
• Markierungsdraht und Markierungsband. Nichtmetallische Rohrleitungen müssen mit einem durchgehenden Prüfdraht installiert werden, der zu einem Testpunkt führt. In vielen Gerichtsbarkeiten ist außerdem ein erkennbares Warnband über dem Rohr erforderlich, um Bagger zu warnen.
• Hinterfüllschutz. Die erste Verfüllschicht muss frei von Steinen und scharfkantigen Trümmern sein; Um das Rohr und die Beschichtung vor Beschädigungen zu schützen, wird üblicherweise Sand oder feiner Boden verwendet.
• Drucktest. Vor der Verfüllung des Grabens müssen unterirdische Rohrleitungen einem Drucktest unterzogen werden, damit Lecks entdeckt werden, solange sie noch zugänglich sind.
• Genehmigung und Inspektion. Die meisten Kommunen benötigen für alle Gasleitungsarbeiten eine Genehmigung und planen eine Inspektion im offenen Grabenstadium. Wenn Sie ohne Inspektion arbeiten, erlischt in vielen Fällen der Versicherungsschutz.

Jede dieser Anforderungen besteht, weil erdverlegte Rohre später nicht visuell überprüft werden können. Die Kosten für die ordnungsgemäße Ausführung der Arbeiten zum Zeitpunkt der Installation sind im Vergleich zu den Kosten für den Aushub einer Betonauffahrt zur Suche nach einem Lochleck gering.

Worauf Sie beim Kauf von Rohren für ein unterirdisches Gasprojekt achten sollten

Nicht jedes Polyethylenrohr ist für Gas zugelassen und nicht jeder Lieferant verfügt über die Produktionskontrollen, um ein gleichbleibendes Produkt zu liefern. Überprüfen Sie beim Vergleich von Angeboten die vier Punkte, die ein gesetzeskonformes Material von einem Haftungsrisiko unterscheiden.

Erstens muss das Rohr nach einem anerkannten Gasstandard hergestellt werden, wie zum Beispiel ASTM D2513 in Nordamerika, ISO 4437 für Gas in vielen internationalen Märkten oder dem entsprechenden nationalen Standard, und es muss entsprechend gekennzeichnet sein. Zweitens sollte es aus reinem PE4710- oder PE100-Harz hergestellt werden; Recycelte oder von Drittanbietern hergestellte Verbindungen bieten geringere Kosten, verfügen jedoch nicht über die Spannungsbruchdaten, die für die Gasversorgung erforderlich sind. Drittens sollte der Hersteller in der Lage sein, die Qualitätskontrolle durch ein ISO 9001-zertifiziertes Produktionssystem und ein internes Labor zu dokumentieren, das jede Charge testet. Viertens überprüfen Sie die Rückverfolgbarkeitsmarkierung auf dem Rohr, die den Hersteller, die Materialklasse, die Druckstufe und das Herstellungsdatum dauerhaft aufdrucken sollte.

Hersteller, die Exportgasmärkte bedienen, wie etwa Shanghai Zhongsu Pipe Co., Ltd. in Shanghai, China, strukturieren ihr HDPE-Sortiment typischerweise speziell nach diesen Anforderungen. Shanghai Zhongsu produziert ein dediziertes HDPE-Rohr für Gas Vertrieb, betreibt eine 70.000 Quadratmeter große Anlage und verfügt über ISO 9001-, ISO 14001- und OHSAS 18001-Zertifizierungen sowie ein CNAS-akkreditiertes Labor für Material- und Druckprüfungen. Der praktische Punkt für einen Käufer besteht darin, dass eine Gasleitung nur so gut ist wie die Kombination aus Materialqualität, Produktionskontrolle und Installationsqualität dahinter. Ein billiges, nicht gekennzeichnetes Rohr, das in der falschen Tiefe verlegt wird, kann jeden anderen Teil eines gut konzipierten Systems zunichte machen.