Handbuch der Rohrleitungen: Allgemeine Beschreibung, Berechnung, Herstellung Normung, Tabellen und Bildtafeln

292 Pages·1932·16.57 MB·German

by  Franz Schwedler (auth.)

Handbuch
der Rohrleitungen
Allgemeine Beschreibung, Berechnung, Herstellung
Nonnung, Tabellen und Bildtafeln
Von
Franz Schwedler
Oberingenienr der Vereinigten Rohrleitnngsbau G. m. b. B.
Diisseldori
Mit 27 .Abbildungen im Text
273 Abbildungen auf 46 Tafeln
und 10 Tafeln in einer Tflo8che
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
1932
ISBN 978-3-662-27145-2 ISBN 978-3-662-28628-9 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-28628-9
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Aile Rechte, insbesondere das der Vbersetzung
in fremde Sprachen, vorbehalten.
Copyright 1932 by Springer-Verlag Berlin Heidelberg
Ursprünglich erschienen bei Julius Springer in Berlin 1932
Softcover reprint of the hardcover I st edition 1932
Vorwort.
Einer Anregung der Verlagsbuchhandlung nachkommend, habe
ich mich bemiiht, ein Handbuch zu schaffen, das der Praxis dienen
und-eine bisher bestehende Liicke ausfiillend - speziell den Betriebs
mann zusammenhangend iiber den Rohrleitungsbau unterrichten soil.
Es werden in ihm neben den Rohrleitungen fiir Dampfkraftwerke auch
solche fiir die verschiedenen industriellen Zwecke - zur Fortleitung
von Dampf, Gas, Druckluft und Fliissigkeiten - in gedrangter Form
beziiglich Ausfiihrung und Materialwahl usw. besprochen. Ferner werden
dem Manne in der Praxis unter moglichster V ermeidung aller rein
wissenschaftlichen oder verwickelten Rechnungsansatze- das Hand
buch enthalt theoretische Entwicklungen nur insoweit, als diese fiir die
Anwendung des Gebotenen erforderlich schienen - die Grundlagen
bzw. Endformeln fiir allgemeine Berechnungen und zum besseren V er
standnis eine Reihe von Rechenbeispielen an Hand gegeben und auch
eine Anzahl graphischer Darstellungen, aus denen fiir rasche Uber
schlagsermittlungen die wichtigsten Daten (Fordermenge, Durchmesser,
Geschwindigkeit und Druckverlust) fiir die Hauptmedien Dampf, Gas,
Luft und Wasser unmittelbar abgelesen werden konnen.
Der sprunghaften Entwicklung der Dampftechnik der letzten Jahre
beziiglich Druck und Vberhitzung ist durch ein Sonderkapitel iiber
Hoch- und Hochstdruck - Ausfiihrung, Materialwahl, Berechnungen
und Sonderbedingungen - Rechnung getragen.
Weitere Kapitel behandeln die Festigkeitsberechnung der Rohr
leitungen und den Warmeschutz, wahrend im dritten Kapitel die Her
stellung von Rohrmaterial besprochen und eine durch zahlreiche Ab
bildungen erganzte Beschreibung aller sonstigen Bauteile fiir Rohr
leitungen gegeben wird.
Das Handbuch ware unvollstandig, wenn es nicht auch einen Uber
blick iiber die ,Normung im Rohrleitungsbau"- im vierten Kapitel
bringen wiirde.
Neben den wichtigsten Normblattern fiir Rohrleitungen sind am
Schlusse des Handbuches auch die ,Richtlinien fiir Werkstoff von HeiB
dampfrohrleitungen der V ereinigung der GroBkesselbesitzer" auszugs
weise aufgenommen worden.
Meine Arbeit wurde mir dadurch erleichtert, daB ich mit Ein
verstandnis des Herrn Direktor Braun die nach dessen Anweisungen
im Laufe der Jahre bei meiner Firma durch mehrere Herren (de Wit,
IV Vorwort.
Benz~ Schweinsberg) geschaffenen allgemeinen Unterlagen, den in
zwischen eingetretenen Fortschritten entsprechend erganzt, teilweise
benutzen konnte. An dieser Stelle sei auch meinen Mitarbeitern ge
dankt, die mich in der Durcharbeitung der Rechenbeispiele und An
fertigung der graphischen Tabellen sowie Bildtafeln bestens unter
stiitzt haben.
Die aus friiherer Zeit iibernommenen Grundsatze hatten lange Zeit
die Entwicklung der Rohrleitungstechnik im neuzeitlichen Sinne ge
hemmt, und selbst in den Kreisen der Techniker wurde der Rohr
leitung nicht diejenige Bedeutung beigemessen, welche ihr entsprechend
der Wichtigkeit ihrer Funktion zukommt. Fiir die Sicherheit und Wirt
schaftlichkeit eines Betriebes ist aber eine zweck- und sachgemaBe
Ausfiihrung der Rohrleitungsanlage von groBer Bedeutung. Die hoch
wertigsten Dampfkessel und die vollkommensten Kraftmaschinen
kleiner und groBer Betriebe sind unwirtschaftlich, sofern bei der Aus
fiihrung der zugehi:irigen Rohrleitungen nicht dieselben hochgestellten
Anforderungen Beriicksichtigung finden.
Die groBe Ausdehnung der V erwendung der Dampfkraft, ins
besondere die Einfiihrung des hochgespannten und iiberhitzten Dampfes,
hat auch auf die Rohrleitungstechnik befruchtend gewirkt. Die ge
waltigen Fortschritte in der Elektrotechnik, die zum Bau groBer Uber
landzentralen fiihrten, wirkten ebenfalls fi:irdernd auf diesem Gebiet.
Es entstand im Laufe der Zeit das Spezialgebiet ,Bau von Rohr
leitungsanlagen fiir Kraft- und Industriewerke", das von einer Reihe
von Firmen - darunter auch meiner Firma - als Spezialitat betrieben
wird. Es sei deshalb nochmals betont, daB die folgenden Ausfiihrungen
den Betriebsmann nur zusammenfassend iiber den Rohrleitungsbau
orientieren und ihm Richtlinien an die Hand geben sollen, welche Riick
sichten er bei seinen Neuanlagen auch auf die fiir die Betriebssicherheit
so wichtigen Rohrleitungen zu nehmen und mit welchen Abmessungen
er bei seinen "Vberschlagsprojekten zu rechnen hat. Dies alles soil ihn
aber nicht dazu verleiten, fiir die endgiiltige Projektierung und Aus
fiihrung von Neuanlagen auf Heranziehung von Rohrleitungsspezial
firmen zu verzichten, nach deren sachgemaBen Vorschlagen und Aus
fiihrungen Nackenschlage und Verluste vermieden werden konnen.
Moge das Handbuch - von zeitraubendem Nachblattern in der
zerstreuten Fachliteratur befreiend - seinen Zwecken sich als dienlich
erweisen und eine gute Aufnahme in der Praxis finden. Fiir Wiinsche
bzw. Ratschlage zur spateren Vervollkommnung ware ich dankbar.
Dusseldorf, Januar 1932.
F. Schwedler
in Zusammenarbelt mit
Vereinigter Rohrleitungsbau (Phoenix-Miirkische) Berlin und Dusseldorf.
Inhaltsverzeichnis.
Seite
I. Allgemeine Beschreibung von Rohrleitungen fiir verscbiedene
V erwendnngszwecke.
A. Richtlinien fiir den Bau von Rohrleitungsanlagen fiir Kraft-
und Industriewerke . . . . . 1
1. Dampfleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2. Hoch- und Hochstdruckdampf . . . . . . . . . 9
3. Rohrleitungen fiir Speisepumpen (Speiseleitungen) . 11
4. Abdampfleitungen . . . . . 18
5. Kondensations-Rohrleitungen . . 20
6. Kondenswasserleitungen . . . . . 24
7. AblaBleitungen der Dampfkessel. 27
B. Rohrleitungen fur Zentralheizungen und Fernheizanlagen. 27
C. Rohrleitungen fiir Gasversorgung, Ferngasleitungen. 31
D. Rohrleitungen fiir Gaskraftanlagen . 35
E. Olleitungen. . . . . . . . . . . . 37
F. Rohrleitungen fiir PreBluftanlagen . 40
G. Rohrleitungen fiir Wasserhaltungen in Bergwerken . 43
H. Rohrleitungen fiir Wasserkraftanlagen . . . . . . . 47
J. Wasserwerke, Hauptzuleitungen und Ortsrohrnetze 52
II. Berechnung von Rohrleitungen, Druckverlust, Wiirmeverlnst,
Festigkeit.
A. Einleitung . . . . 55
Zusammenstellung der bei den Berechnungen vorkommenden Be-
zeichnungen . . . . . . . . . 56
B. Rohrleitungen fiir Fl iissigkeiten 58
1. Druckverlust in Rohrleitungen. 58
Rechenbeispiele . . . . . . 65
2. Kesselspeiseleitungen. . . . . . 75
3. Entwurf eines Ortsrohrnetzes fiir Wasserversorgung 75
4. Turbinenrohrleitungen ........ . 81
C. Wasserdampf und dessen Fortleitung .... 83
1. Zustandsanderungen des Wasserdampfes . . . .. 83
2. Allgemeines beziiglich Berechnung der Dampfleitungen. 85
a) Wahl der Geschwindigkeit . . . . 86
b) Ermittlung des Rohrdurchmessers 87
c) Druckabfall . . . 88
d) Einzelwiderstande . . . . . . . . 91
e) Rechenbeispiele . . . . . . . . . 91
f) Graphische Ermittlung des Druckverlustes . 95
VI Inhaltsverzeichnis.
Seite
D. Fortleitung von Luft und Gas. . . . . . . . . . . . . . . . 95
1. Allgemeines beziigl. der Fortleitung von Luft und Gas, Hauptgesetze
der Gase • . . . 95
2. Druckverlust . . 97
a) Luftleitungen . 97
b) Rechenbeispiele 97
c) Gasleitungen . 102
Allgemeine& . . . . 102
1. Niederdruckformeln (fiir Niederdruck bzw. niedere Druck
unterschiede) 8.103 - 2. Hochdruckformeln (fiir hohe Druck
unterschiede bzw. lange Leitungen) S. 103 - 3. Ermittlung der
Widerstandszahl i. . . . . · . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
d) Graphische Ermittlung des Druckverlustes bei Luft- und Gas-
leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
E. Warmeschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . 105
I. AllgemeiJ:te Betrachtungen iiber Warmeiibergang 105
2. Warmeiibergangszahlen . . . . . . . . . 107
3. Warmeleitzahlen . . . . . . . . . . . . . 109
4. Warmeverluste isolierter Dampfleitungen . . 110
5. Temperaturverlust des stromenden Dampfes Ill
6. Isolierstarke . . . . . . . . . . . . . . . . 113
F. Festigkeitsberechnung von Rohrleitungen.
I. Berechnung der Rohre . . . . . . . . . . . 114
2. Berechnung der Flanschverbindungen . . . . . 118
3. Berechnung der Rohre von Turbinenleitungen . 121
4. Betrachtungen iiber die Ermittlung der Wii.rmespannungen und Fest
punktkrafte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
5. Berechnung von Rohrunterstiitzungen . . . . . . . . . . . . . . 128
G. Sonderberechnungen und Wahl von Spezialmaterial bzw.
Spezialkonstruktionen bei Hoch- und Hochstdruckdampf-
leitungen 134
I. Rohre . . . 134
2. Flanschen . 140
3. Scbrauben 143
4. Dichtungen 144
5 u. 5a. Werkstoff fiir Formstiicke und Armaturen 145
6. Wasserabscheider. . . . . . . . . . 146
7. Unterstiitzungen . . . . . . . . . . . . . . . 146
8. Schweillen von Hochstdruckleitungen . . . . . 146
III. Herstellung von RohrmateriaJ und Beschreibung alJgemeiner
Bauteile.
A. Rohre und deren verschiedene Herstellungsverfahren 147
B. Rohrverbindungen, Dichtungen und Schrauben 153
I. Flanschverbindungen . 154
2. Dichtungen . . 155
3. Schrauben 155
4. Gewindemuffen .. 156
5. Muffenverbindungen 156
6. Nietverbindungen . 158
7. Schnellkupplungen . 158
8. Abzweigungen in den Rohrleitungen, Formstiicke . 159
Inhaltsverzeichnis. VII
Seite
C. Armaturen und besondere Spezialapparate zur Messung,
Druckregelung und Sicherheit usw. 160
1. Armaturen . . . 160
2. Sicherheitsventile 165
3. Druckminderer . 165
4. Dampfumformer. 17 4
5. Riickschlagventile und -Klappen 175
6. Rohrbruchventile . . . . . . . 175
7. Wasserabscheider . . . . . . . 177
8. Kondenswasserableiter und -Riickleiter 177
9. Entliifter • . 177
10. Entoler. . . . • . . . . . . 177
11. MeBapparate . . . . . . . . 177
12. SchlammablaB-Absperrorgane 178
13. Gegenstrom-Apparate . . . . 179
14. Hydraulische Differenz-Druckregler fiir Kesselspeiseleitungen 180
D. Dehnungsstiicke und Auflageteile (Rohrunterstiitzungen) 182
l. Dehnungsaufnahme . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
2. Befestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
IV. Normung imRohrleitungsbau.-Einfiihrung der DIN-Normen.
1. Druckstufen 185
2. Nennweiten. 185
3. Rohre . . . 186
4. Flanschen . 186
5. Sonstige Rohrleitungsteile 187
5a. Schenkellangen der Formstiicke bzw. Baulangen der Armaturen. 187
6. Kennfarben und Sinnbilder . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
7. Stand der Normen Friihjahr 1931 (Verzeichnis der bisher erschienenen
Normblatter fiir Rohrleitungen) . . . . . . . . . . . . . . . . 189
V. Richtlinien, Tabellen, DIN-Blatter und Bildtafeln.
A. Auszug aus den ,Richtlinien fiir Werkstoff von Heilldampf-Rohrlei
tungen" der Vereinigung der GroBkesse1besitzer • . . . . . . . . . 196
B. Betriebsblatt, herausgegeben vom AusschuB fiir wirtschaftliche Fertigung
betr. ,Inbetriebsetzung, Instandsetzung und Wartung von Rohrleitungen" 200
Tabelle 1 Werte von 17 und v = tl fiir Wasser 62
I'
2 Potenzen der Durchmesser d . . • . . 63
3 Potenzen der Reynoldsschen Zahl R. . 64
"
4 Kritische Geschwindigkeit des Wasserdampfes 88
"
5 Wichtigste Konstanten einiger Gase . . . . . 96
"
6 Widerstandszahlen A. fiir Luft bei wechselndem Gewicht . 97
"
7 Warmeleitzahlen von Isoliermitteln 109
8 Sattdampftabelle 1 (0-13ata) ..... . 203
9 Sattdampftabelle 2 (13-225 ata) . . . . . 204
lO C}
Heilldampftabelle 1 (250 u. 300° fiir 0 { 205
ll Heilldampftabelle 2 (350 u. 400° C bis 206
12 HeiBdampfta belle 3 ( 450 u. 5000 C 225 a ta 207
13 Druckverlust von Einzelwiderstanden in lfd. m gerader Rohrlange
ausgedriickt. . . . . . 208
14 Widerstandskoeffizient). , . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
VIII Inhaltsverzeichnis.
Selte
DIN 1629 Nahtlose FluBstahlrohre, Techn. Lieferbedingungen 210-213
2403 Kennfarben fiir Rohrleitungen . . . . . . . Tafel X
2410 Rohre, tlbersicht . . . . . . . . . . . . 214-215
2429 Blatt 1 his 4, Sinnbilder fiir Rohrleitungen . 220-223
2442 Nahtlose FluBstahl-Gewinderohre . . .. 218
2451 Nahtlose FluBstahlrohre . . . . . . . . . 216-217
2454 FluBstahlrohre autogen geschweiBt . . . . 219
2592 Walzflanschen mit Ansatz und Sicherheitsnietung fiir ND 25 . 224
2594 Flansche mit Ansatz fur ND 64 . . . . . . . . . . . ... 225
Bildtafeln 1--45 Schaltschemen, Armaturen, Flanschverbindungen, SchweiB
verbindungen, Apparate, Kompensatoren, Untersttitzungen usw.
46 Rohrleitungsplan des Dampfers Bremen.
Als lose Beilagen in der Tasche am SchluB des Buches.
Tafel I GraphischeTabelle zur Ablesung von Q, tv und d (nach der Forme!
:n; • ({2
Q = -4 - ·tv bei Wasser-, Gas- und Luftleitungen.
II Tabelle der Wassermengen und Rohrreibungs-Widerstande in
\Vasserleitungen.
III Graphische Tabelle zur Ermittlung der Rohrdurchmesser und
Druckverluste von Dampfleitungen.
IV Graphische Tabelle zur Ermittlung der Rohrdurchmesser und
Druckverluste von Luft- und Gasleitungen.
V Tabellarische Gegentiberstellung der Flanschabmessungen nach
den Normen vom Jahre 1882 und 1900 und der Deutschen In
dustrie-Normen.
VI Rohrtabelle (Angabe der Wandstiirken, Gewichte, Flachen, Trag
heits- und Widerstandsmomente) ftir die Nenndrticke 1-100.
VII Dampfleitungsschema eines GroBkraftwerkes.
VIII Faltenrohrliste mit Angabe der Abmessungen und Dehnungsauf
nahme von Lyrakompensatoren.
IX Rohrleitungsschaltbild eines Dampfkraftwerkes.
X Kennfarben fiir Rohrleitungen.
I. ...1\._llgemeine Beschreibung von Rohrleitungen
fiir verschiedene Ve rwendnngszwecke.
A. Richtlinien fiir den Bau von Rohrleitungsanlagen
fiir Kraft- und lndustriewerke.
W er sich mit der Projektierung und dem Bau von Rohrleitungen,
insbesondere von solchen zur Fortleitung von Dampf, beschaftigt oder
wer Dampfbetriebe und Rohrleitungsnetze zu iiberwachen hat, muB sich
Klarheit dariiber verschaffen, welche Anforderungen an eine technisch
einwandfrei ausgefiihrte Rohrleitung zu stellen sind.
Allgemein lassen sich diese Bedingungen wie folgt zusammenfassen:
ZweckmiiBige Anordnung der Rohrleitungen unter Beriicksichtigung
der besonderen Betriebsverhaltnisse. Riicksichtnahme auf eine absolute
Betriebssicherheit, groBtmogliche Wirtschaftlichkeit und evtl. geplante
spatere Erweiterung der Gesamtanlage.
Ubersichtlichkeit und Zuganglichkeit der Leitungen in allen Teilen,
so daB die Armaturen leicht bedient und ausgewechselt, die. Rohr
verbindungen nachgesehen und erneuert werden konnen, ohne daB
dadurch Gefahr fiir das Bedienungspersonal entsteht.
Anordnung der Leitungen und ihrer Armaturen derart, daB bei
notwendigen Reparaturen und Auswechslung von Einzelteilen eine
Unterbrechung des Betriebes vermieden wird und bei Eintreten eines
Rohrbruches der schadhafte Teil sofort instand gesetzt oder ausgewech
selt werden kann.
Bei Dampfanlagen soil jeder an das Rohrsystem angeschlossene
Kessel auf jede im System liegende Maschine arpeiten konnen, d. h. es
soil der sogenannte Wechselbetrieb moglich sein.
Die richtige Dimensionierung der Rohrweiten unter Beriicksichtigung
von evtl. geplanten Erweiterungen, Vermeidung plOtzlicher Geschwindig
keitsanderungen bzw. Beseitigung von deren Folgen.
Die Wahl eines geeigneten Werkstoffes und einer zweckentsprechen
den Konstruktion fiir Rohre, Flanschen, Schrauben und Armaturen
unter Beriicksichtigung der inneren Spannung, etwa auftretender
auBerer Kriifte, der Temperatur des zu leitenden Mediums und der
hieraus resultierenden Beanspruchung des Materials, unter besonderer
Beriicksichtigung des V erhaltens des verwandten Materials bei hohen
Temperaturen.
Schwedler, Rohrleitungen. 1