Rohrleitungen Roloff/Matek Maschinenelemente Johann Lodewyks1 Rohrleitungen Eigenschaften...

Johann Lodewyks 1

Rohrleitungen Roloff/Matek Maschinenelemente

Rohrleitungen

• Eigenschaften– Führung von Gasen oder Flüssigkeiten

– Feststoffe mit Trägermedium oder mit Feststoffpumpen (Beton)

– Energieversorgung fluidischer Antriebe

– Druckdifferenz durch Gefälle, Absaugen, Überdruck

– Topologie als Ringleitung, Rohrnetz oder Strahlenleitung

– Querschnitt meist kreisförmig

– Material Stahl, Buntmetall, Gusseisen, Leichtmetall, Kunststoff

– Nennweite (DN) entspricht ungefähr dem Durchmesser und ist Kenngröße für Rohre und passende Armaturen und Formteile

– Nenndruck (PN) zulässiger Betriebsüberdruck bei 20°C

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Rohrleitungen Roloff/Matek Maschinenelemente

Rohrleitungsbauarten

Hartblei Präzisions-stahlrohr

Gewinderohr Edelstahlrohr Gusseisen

Einsatz Chemie, Trinkwasser

Hydraulik, Pneumatik

Gas, Wasser, Heizung

Lebensmittel, Chemie

Trinkwasser, Abwasser

Vorteile gute chemische Beständigkeit

Genauigkeit, gut schweissbar

billig gute chemische Beständigkeit, korrosionsbeständig

mit grossem Durchmesser herstellbar

Werkstoff Blei Antimon (PbSb1As)

ST32 Stahl meist austenitischer Edelstahl, Cr Ni Stahl

duktiles Gusseisen

Herstellung - kaltgezogen, geglüht

schwarz, verzinkt, Kunststoffüberzug

- Überzug aus Zementmörtel, PE oder Zink

Norm DIN 1262 - - DIN EN ISO 1127 EN 595, EN 969

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Rohrleitungsbauarten

Kupferrohr Aluminium Kunststoff

Einsatz Heizung, Schmieröl, Lebensmittel, Kältetechnik

Fahrzeug, Apparatebau, Lebensmittel

Installations-technik

Haustechnik, Trinkwasser

Abwasser

Vorteile gute chemische Beständigkeit, gut schweissbar, hartlötbar

chemische Beständigkeit, gut schweissbar, bei tiefen Temperaturen einsetzbar

leicht, korrosions-beständig, kleben

leicht; korrosions-beständig, kleben, schlagfest

leicht, korrosions-beständig, kleben, wärmebeständig

Werkstoff sauerstofffreie Kupfersorten

Al- und Al-Knetlegierung

PVC PE PP

Herstellung nahtlos gezogen

nahtlos gezogen oder stranggepresst

- - -

Norm DIN 1754 DIN 1795, DIN 9107

DIN 8061, 8062

DIN 8074, 8075

DIN 8077, 8078

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Rohrleitungen Roloff/Matek Maschinenelemente

Rohrleitungsarmaturen Bild 18-01

Volumenstromsteuerung

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Rohrleitungen Roloff/Matek Maschinenelemente

Ventile a) Absperrventil• Auf -Zu Funktion• Durchgangsventil

b) Rückschlagventil• Rückstromsperre• schließt bei Druck-

ausgleich• Durchgangsventil

c) federbelastetes Sicherheitsventil• Sekundärseite Tank• Überdrucksicherung• Eckventil

Bild 18-02

Bewegung des Abschlusses senkrecht zur Strömung

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AbsperrschieberBild 18-03

Einsatz• Gas, Druckluft, Wasser und Dampf

Bauformen a) Keilschieber b) Parallel-Platten-

schieber

Bewegung des Abschlusses quer zur Strömung

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Hähne

• Eigenschaften– geringer Bauraum

– schnell schaltend

– geringer Widerstand

Bild 18-04

Drehung des Abschlusses um die Längsachse quer zur Strömung, Abschluss geöffnet durchströmt

• Bauarten a) Durchgangshahn b) Schmierhahn c) Kugelhahn

1) Schmier- kammer

2) Schmier- spindel

3) Schmier- nuten

4) Anschlag

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Klappen

• Bauarten– Absperrklappe

– Drosselklappe

– Rückschlagklappe

Bild 18-05

Drehung des Abschlusses um die Längsachse quer zur Strömung, Abschluss geöffnet umströmt

1) Gehäuse

2) Scheibe

3) Futter aus- tauschbar

4) Lagerzapfen

5) Antriebswelle

• Eigenschaften– geringer Bauraum

– verschleißarm

– verschiedene Antriebe

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Auslegungskriterien für Rohrleitungen Bild 18-06

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Rohrleitungen Roloff/Matek Maschinenelemente

Berechnungsgrundlagen für Rohrleitungen(18.03)

v4

V.

di2

4

m.

di2

Strömungsgeschwindigkeit [ m

s ]

(18.05)

p L

di

2

v2 [ Pa ] Druckverlust des Rohrs

(18.06)

p 2

v2 [ Pa ] Druckverlust des Rohrs

(18.07)

p h g Luft [ Pa ] Potentialänderung der Lage

V. [ m^3/s ] Volumenstrom

m. [ kg/s ] Massenstrom

[ kg/m^3 ] Dichte

di[ m ] Innendurchmesser

L [ m ] Leitungslänge

v [ m/s ] Strömungsgeschwindigkeit

[ - ] Rohrreibungszahl

[ - ] Widerstandszahl

(18.08)

Rev di

v di

[ - ]

Reynoldszahl

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Schweißverbindung für Stahlrohre a) Stumpfnaht

Kehlnaht Schweißkantenvorbereitung mechanisch beste Lösung

b) Überschiebmuffe gut bei Innenbeschichtung vorteilhaft bei Reparaturen

c) Kugelschweißmuffe Winkel bis 10° möglich

d) Nippelschweißmuffe keine Schweißrückstände

im Inneren vollkommen durchschweißbar keine Querschnittsverengung

Bild 18-07

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Rohrleitungen Roloff/Matek Maschinenelemente

Flanschverbindungen• Eigenschaften

– lösbare Verbindung

– Rohre mit unterschiedlichem Material

– statische Dichtstelle, elastische Dichtelemente

– Lochzahl durch vier teilbar, symmetrisch verteilt

– Flansche mit glatter Dichtfläche

Bild 18-08

Gussflansch Vorschweiss- flansch

Gewinde- flansch

Löt- oder Schweiss-flansch

Bördel-flansch

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Flansche mit Vor- und Rücksprung

• Eigenschaften– aufwendige

Montage

– große Sicherheit

• Einsatz– Vakuum

– Hochdruck (>1000 bar)

– Gefahrengut

Bild 18-09

Feder und Nut DIN 2512

Feder und Nut DIN2513

Vorsprung mit Ein-drehung DIN2514

1) Dichtring2) Feder3) Nut

4) Vorsprung5) Rücksprung6) Strömungsrichtung

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Rohrverschraubungen

• Eigenschaften– Stahl oder Guss

– Whitworth Rohrgewinde

• zylindrisches Innengewinde

• kegeliges Außengewinde

– metallische Dichtung

• Einsatz– Hausinstallation

Bild 18-10

a) Muffe zur Verbindung zweier gleicher Rohreb) Reduziermuffe mit Durchmessersprungc) Fittings

1) T-Stück2) Bogen3) Kreuzstück

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Hydraulikverschraubungen

• Eigenschaften– metallisch oder

O-Ring gedichtet

– Durchmesser 6 bis 38 mm

– leicht, mehrfach lösbar

• Einsatz– Hydraulikanlagen

Bild 18-11

a) Schneidring, Dichtkegel 24°b) Bördel, Dichtkegel 37°c) flachdichtend mit O-Ringd) Schweißdichtkegel, Dichtkegel 24°

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Rohrleitungen Roloff/Matek Maschinenelemente

Verschraubungsarten

a) gerade Einschraub- verschraubung

- Verbindung Rohr zu Block

b) gerade Verbindungs-verschraubung

- Verbindung Rohr zu Rohr

c) Winkelverschraubung

d) Schwenkverschraubung

- Winkel einstellbar

Bild 18-12