Die Alternative zum Austausch eines kompletten Leitungsstrangs über einen offenen Graben ist das grabenlose Schlauchlining-Verfahren Dabei wird ein schlauchförmiges Prepreg, ein Trägermaterial aus Faserverbundwerkstoff mit Kunstharzen, vor Ort ins Rohrinnere eingebracht und dort ausgehärtet Die Alternative zum Austausch eines kompletten Leitungsstrangs über einen offenen Graben ist das grabenlose Schlauchlining-Verfahren. Dabei wird ein schlauchförmiges Prepreg, ein Trägermaterial aus Faserverbundwerkstoff mit Kunstharzen, vor Ort ins Rohrinnere eingebracht und dort ausgehärtet.
Die wichtigsten Vorteile dieser Technologie sind die grabenlose Verlegung, geringer Zeitaufwand und lange Lebensdauern der Rohre. All das spart Kosten ein und schont die Umwelt.
Im Gleichlauf mit dem dynamischen Fortschritt in der Materialtechnik werden auch die Schlauchliner-Produkte kontinuierlich weiter entwickelt. Das bedeutet auch immer vielfältigere und anspruchsvollere Anwendungsfelder. Moderne Linerwerkstoffe bieten speziell schier unendliche Einsatzmöglichkeiten bei der Sanierung von Druckleitungen, bei Rohrleitungen für korrosive Medien wie aggressive Betriebsabwässer oder in der hydrothermalen Geothermie.
Schlauchliner unterliegen mechanischen, thermischen, tribologischen und chemischen Einflüssen, die zum Versagen eines Bauteils führen können. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die Eigenschaften der Materialien und Baugruppen auch verlässlich zu validieren – insbesondere, wenn vom Hersteller aus wettbewerblichen Gründen nur begrenzte Produktinformationen verfügbar gemacht werden.
Die Technik
Rohr in Rohr
Im Bereich Druckrohrleitungen können mit dem Insituform-Schlauchlining-Verfahren Kreisprofile mit Durchmessern von DN150 bis DN1.200 renoviert werden. Das Verfahren ist auf einen Betriebsdruck von maximal 10 bar ausgelegt. Die Wanddicke des Schlauchliners variiert gemäß den statischen Anforderungen zwischen 3 und 50 mm. Selbst Abwasserkanäle und -leitungen mit hohen chemischen und thermischen Belastungen werden durch eine mögliche Imprägnierung der Liner mit unterschiedlichen Harzsystemen dauerhaft. Die Sanierung beginnt mit der Fertigung eines Schlauchträgers aus korrosionsbeständiger Synthesefaser mit Glasfaser-Verstärkungen und einer einseitigen Folienbeschichtung entsprechend dem Durchmesser der zu sanierenden Druckleitung. Vor Anlieferung auf die Baustelle wird dieser beim Hersteller unter Vakuum imprägniert. Die Einführung des flexible Insituform-Schlauchliners in die defekte Rohrleitung erfolgt in der Regel über zu schaffende Inversionsöffnungen. Die einzelnen Sanierungsabschnitte werden dann nachträgliche durch Flanschverbindungen an den jeweiligen verbunden.
Konstante Druckbeaufschlagung des Insituform-Schlauchliners gewährleistet die formschlüssige Auskleidung (close-fit) des Rohres. Die kontrollierte Aushärtung erfolgt klassisch nach der Warmhärtemethode. Alle prozessrelevanten Arbeitsschritte werden protokolliert und dokumentiert. Nach der Aushärtung und Abkühlung des Insituform-Schlauchliners werden die Anfangs- und Endpunkte geöffnet und mit druckdichten „End Seals“ versehen. Das Ergebnis ist ein naht- und muffenloses, formschlüssiges „Rohr im Rohr“.
Insituform Rohrsanierungstechniken GmbH
Das gilt umso mehr, als der Erfolg der Sanierung nicht nur von der Auswahl des passenden Produkts abhängt, sondern auch von der technisch und fachlich einwandfreien Installation vor Ort. Zu vermeiden sind dabei etwa Faltenbildung, aber auch negative Einflüsse durch die Witterungsverhältnisse. Diese können sich auf den Aushärtegrad und die Haftfestigkeit am zu sanierenden Rohr auswirken und zur Verringerung der Haltbarkeit führen. Zum Nachweis der Produkteignung kommen deshalb das Trägermaterial, die Linerimprägnierung sowie Harzmischung und Härtungssystematik auf den Prüfstand. Kriterien sind dabei Biegefestigkeit, Dichtheit oder Wanddicke. Die Probennahme zur Qualitätssicherung erfolgt auf der Baustelle. Bei Linern mit DIBt-Zulassung (Deutsches Institut für Bautechnik) haben unabhängige Institute bereits im Vorfeld die nötigen Materialprüfungen vorgenommen. Problematisch dabei ist jedoch, dass die eingeführten Normen und Regelwerke nicht in jedem Punkt ausreichend den Ansprüchen in der Praxis gerecht werden. Folglich können selbst zertifizierte Produkte Schwachstellen aufweisen.
Nachteinsatz in Brüssel: Einbau eines 187 m langen dampfhärtenden Synthesefaserliners aus dem Uniliner-System.
Da ein hoher Wettbewerbs- und Kostendruck herrscht, muss für eine funktionierende ganzheitliche Güteüberwachung auch die Qualitätssicherung selbst immer hinterfragt werden. Abhängig vom Aushärte- bzw. Installationsverfahren empfehlen sich die genaue Definition des Entnahmeorts der Probestücke sowie die der maximal zu sanierenden Rohrlängen.
Um die Betriebssicherheit, Leistungsfähigkeit und Restlebensdauer von Anlagenkomponenten zuverlässig beurteilen zu können, kombinieren unterziehen die TÜV SÜD-Experten die Werkstoffe Langzeitversuchen hinsichtlich der physikalisch-technologischen sowie chemischen Eigenschaften.
Das Institut für Kunststoffe von TÜV SÜD begleitet Hersteller und Verarbeiter in allen Fragen der Analytik, physikalisch-technologischer Prüfungen und Praxistests. Ein eigenes Analytikzentrum untersucht etwa das thermische Verhalten, den Aufbau und die Zusammensetzung von faserverstärkten Duroplasten (GFK, CFK), Thermoplasten und Elastomeren. Mit der Analytik – Dynamische Differenz Kalorimetrie (DDK, DSC), Thermogravimetrische Analyse (TGA), Infrarotspektroskopie (FT-IR) oder energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (EDX-RF) – können umfassende Untersuchungen wie Identifikationsprüfungen eines Materials vorgenommen sowie Verarbeitungskriterien untersucht werden.
Auf dem Weg in den Untergrund: Lichterkette für einen UV-härtenden GKF-Liner Bilder: KMG Pipe Technologies
Die Analytik erlaubt Rückschlüsse auf Art und Qualität der Materialien, wobei eine Datenbank die Referenzwerte liefert. Witterungsbedingungen/Alterungsvorgänge werden in Klimaschrank, Ozongerät und Xenongerät simuliert. Die Verknüpfung moderner Messverfahren wie Mikrobereichsanalyse und Rasterelektronenmikroskopie (REM) erlaubt Aussagen zur Eignung eines Werkstoffs für den jeweiligen Einsatzbereich. Zudem werden Verarbeitungsmerkmale und Zustand des Werkstoffs geprüft und bewertet, um Schäden zu vermeiden oder Schadensfälle zuverlässig zu beurteilen.
Momentan stehen allein für Rohrprüfungen im Bereich Thermoplaste rund 1.800 Prüfplätze für Drücke bis 95 bar und Temperaturen bis 250 °C in 26 Wasserbecken und 7 Wärmeöfen zur Verfügung. Für Prüfungen an höherfesten, insbesondere glasfaserverstärkten duroplastischen Kunststoffrohren (GFK) lassen sich im Zeitstand-Innendruckversuch sogar Prüfdrücke bis zu 600 bar in 15 Wärmeöfen realisieren.
