Durch die Weiterentwicklung des thermoplastischen Kunststoffes Polyethylen und der daraus hergestellten Rohre und Formteile, haben sich auch die Anwendungsfelder dieser Produkte erweitert.

Heute können Rohre, Formteile und Sonderbauteile in der Ver- und Entsorgung bei Verlegetechniken eingesetzt werden, die vor 20 Jahren noch undenkbar waren.

Entwicklung von PE Rohren für die Industrie sowie der Ver- und Entsorgungstechnik

In der Historie wurden die Eigenschaften von PE für die Industrie und die Ver- und Entsorgungstechnik in Hinblick auf Ihre Innendruckbelastbarkeit entwickelt. Dies spiegelt sich in der Grundnorm DIN 8074/75 – Rohre aus Polyethylen (PE) PE 63, PE 80, PE 100, PE-HD – wieder.

Hierbei bezieht sich die Werkstoffbezeichnung und die Belastungsklassifizierung für Rohre auf die Zeitstand-Innendruckfestigkeit (erforderliche Mindestfestigkeit MRS=Minimum Required Strength) bei 20°C, 50 Jahren und dem Prüfmedium Wasser. Die zugrunde liegenden MRS-Werte liegen für PE 63 bei 6,3 N/mm², für PE 80 bei 8,0 N/mm² und für PE 100 bei 10,0 N/mm².

Aufgrund der weichen Rohroberflächen wurden PE Rohre gemäß der allgemeinen Verlegerichtlinien in Sand gebettet, um eine Beschädigung und somit eine Betriebsdauerverminderung zu verhindern. Mit der Weiterentwicklung von Verlegeverfahren, bei der Neuverlegung und der Sanierung von erdverlegten Ver- und Entsorgungsleitungen war es notwendig, den Werkstoff so zu verbessern, dass ein hoher Widerstand gegen äußere mechanische Beschädigungen erreicht wird.

Durch die Entwicklung von bimodalen PE 100 Werkstoffen mit hohem Widerstand gegen langsames und schnelles Risswachstum wurde dieses Ziel erreicht. Die Klassifizierung dieser Werkstoffe ist durch die PAS 1075 – Rohre aus Polyethylen für alternative Verlegetechniken: Abmessungen, technische Anforderungen und Prüfung – definiert. In der PAS 1075 (PAS= Publicly Available Specification) bei der es sich um eine Ergänzung zu  bestehenden Normen und Richtlinienwerken handelt, wird zwischen drei RC-Rohrtypen (RC= Resistance to Crack) unterschieden.

• Typ 1: Einschichtige Vollwandrohre aus PE 100-RC
• Typ 2: Rohre mit maßlich integrierten Schutzschichten aus PE 100-RC
• Typ 3: Rohre mit Abmessungen nach DIN 8074/ISO 4065 mit äußerem Schutzmantel. Kernrohr aus PE 100-RC.

Um den hohen Anforderungen der PAS zu entsprechen, müssen für die Zulassungsprüfung „ Werkstoff“ der FNCT (Full Notch Creep Test bei 80°C und einer Prüfspannung von 4,0 N/mm² in einer 2%-igen Arkopal N-100-Lösung bei mehr als 8760 Stunden) sowie der Punktlastversuch (unter gleichen Prüfbedingungen) erfüllt werden. Die Zulassungsprüfung für das Rohr muss im 2NCT (2 Notch Creep Test bei 80°C und einer Prüfspannung von 4,0 N/mm² in einer 2%-igen Arkopal N-100-Lösung bei mehr als 3300 Stunden) sowie im Punktlastversuch (unter gleichen Prüfbedingungen, jedoch bei mehr als 8760 Stunden) durchgeführt werden. Auf Basis dieses Anforderungsprofils ist es sowohl dem Anwender als auch dem Planer möglich, ein für seine Anwendung technisch und wirtschaftlich optimales Rohr zu wählen.

Fazit

Anhand der Materialspezifikationen und –nachweise kann demnach empfohlen werden, dass für die sandbettfreie Verlegung von PE Rohren, in z.B. aufbereitetem und verdichtungsfähigem Grabenaushub, Rohre gemäß PAS Typisierung Typ 1 und Typ 2 verwendet werden. Bei zu erwartenden Extrembelastungen, wie den alternativen Verlegeverfahren Berstlining und Spülbohren, ist der Typ 3 einzusetzen. Dies entspricht auch weitestgehend den Empfehlungen der DVGW Regelwerke GW 321 (Steuerbare horizontale Spülbohrverfahren für Gas- und Wasserleitungen; Anforderungen, Gütesicherung und Prüfung), sowie der GW 323 (Grabenlose Erneuerung von Gas- und Wasserversorgungsleitungen durch Berstlining; Anforderungen, Gütesicherung und Prüfung).