Höchste Sicherheit – ein guter Grund
Zusammenspiel aller Komponenten eines duktilen Rohrsystems
Rohrsysteme aus duktilem Gusseisen sind mehr als nur Bauteile für unsere Trinkwasser- und Abwassernetze, für Beschneiungsanlagen oder Kraftwerksleitungen. Sie garantieren hohe Sicherheit in allen Bereichen. Auf der einen Seite sind sie langlebig und robust und damit optimale Produkte für sichere Leitungssysteme. Auf der anderen Seite stellt die Produktion in Europa die Einhaltung von hohen Sozial- und Umweltstandards sicher.
Der Zugang zu sauberem und qualitativ hochwertigem Trinkwasser ist ein hohes Gut und nicht überall auf der Welt eine Selbstverständlichkeit. Wir in Europa haben glücklicherweise das Privileg, jederzeit auf sauberes Trinkwasser zurückgreifen zu können. Trinkwasser ist für uns zunächst eine Quelle, unseren Durst zu löschen, aber auch für viele alltägliche Dinge nutzen wir es: Zum Zähneputzen, für den Abwasch, zum Kochen, zum Händewaschen, beim Baden und Duschen, für die Toilettenspülung, zum Wäsche waschen etc. Überall kommen wir mit Leitungswasser in Berührung und nehmen es mit dem Essen und Trinken auf. Wie und woher kommt dieses lebensnotwendige Gut eigentlich in unser Haus?
Sicherheit überall – von Anfang an
Ein großer Anteil unseres Trinkwassers wird aus Grund- und Quellwasser, und/oder aus Talsperren, See- und Flusswasser sowie anderen Oberflächenwässern gewonnen. Alle diese so genannten Rohwässer werden nach entsprechender Aufbereitung im Wasserwerk durch ein Netz von Rohrsystemen in unsere Wohnhäuser, in Industrie- und Gewerbeanlagen und überall dahin transportiert, wo Trinkwasser gebraucht wird. Eine hohe Versorgungssicherheit und die damit verbundene ständige Verfügbarkeit in gewünschter Menge ist für die meisten Menschen heute selbstverständlich. Dahinter stehen zum einen Trinkwasser-Netzbetreiber, die verantwortungsvoll mit dem kostbaren Gut Trinkwasser umgehen und durch die Instandhal-tung und den Betrieb der Trink-wassernetze, z. B. Wasserverluste, minimieren.
Zum anderen ist es das Ergebnis einer jahrzehntelangen Zusammenarbeit von europäischen Netzbetreibern mit europäischen Herstellern von Rohren, Formstücken und Armaturen. Regelwerke von DIN, DVGW, CEN etc. bilden dabei die sichtbaren Schnittstellen zwischen den Anforderungen von Netzbetreibern und den Produkten. Die ERHARD GmbH & Co. KG als Hersteller von Armaturen aus Gusseisen legt dabei Wert auf die höchste Sicherheit bei der Werkstoffauswahl, der Entwicklung, der Herstellung, der Prüfung und dem Betrieb der Armaturen.
Armaturen unterscheiden sich durch eine wesentliche Komponente von Rohren und Formstücken: Sie enthalten bewegliche Teile, die optimal aufeinander abgestimmt werden müssen, um lange und sicher in den Trinkwassernetzen betrieben werden zu können! Die beweglichen Teile, wie auch die eingesetzten Beschichtungen des Gusskörpers, müssen für den Einsatz im Trinkwasser zugelassen sein. Deswegen werden beispielsweise hochwertige, nicht-rostende Stähle oder andere Legierungen eingesetzt [vgl. 1]; damit tragen sie sowohl zu einer hohen Langlebigkeit als auch zu einer hohen Betriebssicherheit bei.
Kostbares Gut Trinkwasser in bester Qualität: Wir haben das Privileg, an 365 Tagen, 24 Stunden lang frisches und gesundes Trinkwasser direkt aus dem Wasserhahn nutzen zu können.
Sicherheit durch langlebige und kreislauffähige Werkstoffe
Für die sichere Bereitstellung von sauberem Trinkwasser ist der wichtigste Aspekt der Einsatz qualitativ hochwertiger Materialien aller Einzelbauteile in den Systemen der Wasseraufbereitung und des Wassertransports. Denn ein System ist nur so sicher, wie seine Einzelbauteile (z. B. Rohr, Formstück, Armatur). Dabei stellt die Wahl von Gusseisen mit Kugelgraphit nach EN 1563 [2], das aufgrund seiner Eigenschaften auch duktiles Gusseisen genannt wird, in Kombination mit einer angemessenen Wanddicke, eine robuste, sichere und kreislauffähige Lösung für Armaturen dar.
Der optimale Gusswerkstoff, gepaart mit der optimalen Wanddicke, wird heute für Armaturen durch die Kombination aus 3D-Entwicklung, Spannungsberechnungen mit FEM-Simulationen sowie durch empirische Versuche an den Rohrsystemen, wie etwa durch entsprechende Berstversuche, ermittelt. Dabei fällt die Werkstoffauswahl häufig auf duktiles Gusseisen, z. B.: EN GJS 400-15 (GGG-40) oder EN GJS 500-7 (GGG-50), wobei beide Werkstoffvarianten unterschiedliche Eigenschaften besitzen:
- GGG-50 steht für eine höhere Zugfestigkeit
- GGG-40 bietet eine höhere prozentuale Dehnung
Höchste Sicherheit auch bei niedrigen Temperaturen bietet hingegen der Werkstoff EN GJS 400- 18LT (GGG-40.3).
Die letztendlich geeignete Werkstoffvariante wird gemäß den Gegebenheiten vor Ort durch hochqualifizierte Mitarbeiter ausgewählt.
Eine innen emallierte Absperrklappe als wichtiger Bestandteil eines Rohrsystems aus duktilem Gusseisen.
Mit Sicherheit: Einbau von Formstücken und Armaturen im erdverlegten Rohrleitungsbau.
Sicherheit durch Korrosionsschutz
Als hervorragender und dauerhafter Korrosionsschutz von Armaturen hat sich Email seit über 50 Jahren in der Wasserversorgung etabliert. Dabei liegt bei der Emaillierung das Email nicht wie bei Pulver- oder Nasslacken nur als getrennte Schicht auf dem Bauteil auf, sondern es verbindet sich physikalisch und chemisch mit dem Grundwerkstoff (Gusseisen). Dank der Diffusionsprozesse beim Brennen entsteht eine ausgezeichnete Haftung und zugleich ein echter Verbundwerkstoff. Dieser ist auch bei einer mechanischen Beschädigung der Armatur sicher vor einer möglichen Unterwanderung geschützt.
Der Guss-Email-Verbund ist für Wasserdampf und Sauerstoff absolut dicht, eine Diffusion oder Blasenbildung zwischen Grundwerkstoff und Beschichtung ist ausgeschlossen. Durch die extrem glatte Oberfläche finden Bakterien und sonstige Organismen keinen Nährboden; Verschmutzungen jeglicher Art können nicht haften – perfekte hygienische Bedingungen also. Die herausragenden Eigenschaften des Emails gewährleisten eine hohe Lebensdauer und Sicherheit, auch beim Einsatz mit aggressiven Medien.
Daneben ist Email auch ein nachhaltig wirkender Korrosionsschutz. Die extrem glatte Oberfläche reduziert Druckverluste, was zur Steigerung der Effizienz und zur Senkung des Energieverbrauchs führt. Zudem werden bei der Produktion nur zugelassene Stoffe eingesetzt [3]. Mit diesen Eigenschaften – in Verbindung mit der extremen Härte und dem damit minimierten Abrieb – ist Email sicher für Mensch und Umwelt und ideal für den Einsatz in Trinkwassersystemen geeignet.
Sicherheit durch zuverlässige Abdichtungen
In der Praxis werden Rohre, Formstücke und Armaturen aus duktilem Gusseisen auf zwei Arten zusammengebaut: mit formschlüssigen, reibschlüssigen oder nicht formschlüssigen Steckmuffen-Verbindungen oder mit Flanschverbindungen sowie Kombinationen aus Steckmuffen- und Flanschverbindungen. Auch Armaturen werden mit diesen seit langem genormten Verbindungstypen hergestellt.
Aber nicht nur die Anschlüsse der Armaturen an andere Bauteile im Rohrnetz müssen in allen Betriebssituationen dicht sein. Dasselbe gilt für die Dichtheit beweglicher Elemente von Armaturen. Hier ist das Zusammenspiel von zugelassenen hochwertigen, nicht-rostenden Stählen oder anderen Legierungen [4] mit elastomeren Dichtleisten, umspritzten Schieberkeilen oder O-Ringen maßgeblich.
Betriebssicherheit durch Prüfungen
Werksseitige Prüfungen, wie sie in den Prüfnormen EN 12266 [5] bzw. EN 1074 (Teil 1 bis 6) [6] beschrieben sind, stehen am Ende der werksinternen Prozesskette. Dazu gehören z. B. Gehäusedruckprüfungen mit Nenndruck 1,5 bar. Diese Prüfungen werden vor der Auslieferung an allen Armaturen durchgeführt und so die höchste Sicherheit zum Zeitpunkt der Auslieferung sichergestellt. Darüber hinaus wird in Dauertests, z. B. durch das 2.500-malige Öffnen und Schließen der Armaturen unter voller Druckbeaufschlagung, die Sicherheit unter Betriebsbedingungen nachgewiesen.
Emaillierung als hervorragender und dauerhafter Korrosionsschutz.
Zum Schutz des Leitungsnetzes vor Rohrbrüchen werden u.a. Kugelhähne eingesetzt und mit ausgelegten hydraulisch gesteuerten Fallgewichtsantrieben ausgestattet.
Sicherheit durch den Einsatz von Sicherheitsarmaturen
Durch überhöhte Durchflussgeschwindigkeiten und Druckstöße können im Rohrnetzsystem Rohrbrüche entstehen, die häufig unerfreuliche Folgen für die kommunale Wasserversorgung haben. Rohrbrüche in den Versorgungsnetzen können zum Eintrag von Verunreinigungen führen, Keime an den Leckagestellen bilden, zu Überflutungen und aufwändigen Straßen- und Erdarbeiten bis hin zu Wassernotständen führen. In Einzelfällen können sie gar tödliche Unfälle verursachen.
Um das Leitungsnetz vor solchen Rohrbrüchen zu schützen, werden komplexe Armaturen, wie etwa doppelexzentrische Absperrklappen, Ringkolbenventile oder Kugelhähne eingesetzt und z. B. mit hydraulisch gesteuerten Fallgewichtsantrieben ausgestattet, die durch hochqualifizierte Mitarbeiter bemessen werden. Die Fallgewichtsantriebe arbeiten ohne Hilfsenergie. Beim Erreichen eines vom Netzbetreiber definierten maximalen Durchflusses wird die Armatur durch den Fallgewichtsantrieb geschlossen. Die Schließzeit-Charakteristik des Fallgewichtsantriebs wird auf Basis der Druckstoßberechnungen angepasst. So kann die Armatur die Wasserleitung z. B. zweistufig, zunächst schnell und zum Schluss langsam, verschließen. Durch diesen gestuften Schließvorgang werden nachweislich Druckstöße und das Risiko von Rohrbrüchen minimiert. In ähnlicher Weise arbeitet eine weitere Antriebsvariante, das Schubkurbelgetriebe, bei dem mithilfe der sogenannten Kniehebelwirkung eine verlangsamte Schließgeschwindigkeit erreicht wird.
Die regionale bzw. europäische Produktion von duktilen Guss-Rohrsystemen ist von immenser Bedeutung: regionale Arbeitsplätze werden gesichert und nachhaltiger Umweltschutz u.a. aufgrund kurzer Transportwege gelebt.
Sicherheit durch regionale Qualität
Nicht zuletzt spielt die Gewährleistung von konstant hoher Qualität und Einhaltung von Standards der Materialien eine sehr wichtige Rolle. Um diese zu erreichen und zu gewährleisten, sind hoch qualifizierte Mitarbeiter und eine möglichst regionale bzw. europäische Produktion von immenser Bedeutung. Dies sichert nicht nur viele regionale Arbeitsplätze, sondern trägt auch nachhaltig zum Umweltschutz bei, indem lange Transportwege vermieden werden.
Guss-Rohrsysteme aus europäischer Produktion tragen also nicht nur Dank ihrer hervorragenden Eigenschaften für die Sicherheit der Rohrnetze und damit für die Sicherung von sauberem Trinkwasser für uns alle bei, sondern schaffen bereits heute die Basis für eine nachhaltige Zukunft mit Sicherheit auf und aus gutem Grund.
Autorin:
Daniela Usenbenz, ERHARD GmbH & Co. KG