Rohr (Technik)

Rundrohr

Ein Rohr ist ein länglicher Hohlkörper, dessen Länge in der Regel wesentlich größer als sein Durchmesser ist. Im Gegensatz zu einem Schlauch ist ein Rohr aus relativ unflexiblem Material gefertigt.

Verwendung

Rohre besitzen im Allgemeinen einen kreisrunden Querschnitt, welcher für die gebräuchlichsten Anwendungsfälle die optimale Bauform darstellt. Zur Verwendung als statisches Element mit erhöhter Steifigkeit werden sie auch mit rechteckigen, ovalen und anderen Querschnitten hergestellt.

Rohre werden für folgende Funktionen genutzt:

• als Transportweg einer Rohrleitung für Flüssigkeiten, Gase oder rieselfähige Festkörper
• als konstruktives Element im Maschinenbau, zum Beispiel als Achsen oder Wellen
• als statisches Element, zum Beispiel in Form eines Gitterrahmens
• als Halbzeug für verschiedene Anwendungen, beispielsweise für Stoßdämpfer
• als Transportweg eines Rohrpostsystems

Biegt man ein gerades Rohr mit Hilfe einer Rohrbiegevorrichtung, so entsteht ein Rohrbogen.

Der Einsatzbereich eines Rohres wird durch seine Eigenschaften wie Querschnitt, Werkstoff, Oberflächengüte, Durchmesser (DN) und Druckstufe (PN) bestimmt.

Werkstoffe und Herstellung

Rohrlager in einer Erdölraffinerie

Wickelfalzrohr–Schornstein

Rohre werden aus den unterschiedlichsten Werkstoffen gefertigt (z. B. Stahl, Keramik, Leichtmetall, Kunststoff) und sind in der Regel nicht flexibel (im Gegensatz zum Schlauch).

Metallrohre werden heutzutage entweder mit einer geschweißten Naht oder nahtlos hergestellt. Das Wickeln eines Blechstreifens zu einem Rohr (Wickelfalzrohr) ist besonders im Lüftungsbereich verbreitet.

Geschweißte Rohre

Rohre mit geringer Wanddicke im Verhältnis zu ihrem Außendurchmesser werden i.d.R. als geschweißte Rohre gefertigt. Zum Schweißen von Rohren wird zunächst durch Biegen oder Walzen von Blech ein Hohlkörper hergestellt, der dann an den Stößen verschweißt wird. Rohre bis zu etwa einem Meter Durchmesser können längs geschweißt werden, größere Rohre werden spiralnahtgeschweißt und Großrohre aus Grobblechen gebogen und in Stücken verschweißt.

Nahtlose Rohre

• Rohre bis zu einem Durchmesser von etwa 200 mm bei großen Wanddicken werden üblicherweise nahtlos hergestellt. Das bisher (für Nichteisenmetalle) meist angewandte Verfahren beruht darauf, dass ein glühendes Ausgangsstück – Block oder Bolzen genannt – aus Messing, Kupfer, Stahl etc. mittels einer hydraulischen Presse durch ein ringförmiges Werkzeug – Matrize genannt – gepresst wird (Strangpressen). Rohre aus Kupfer und Stahl müssen unmittelbar danach in Wasser rasch abgekühlt werden. Die Länge der gepressten Rohre beträgt in der Regel unter 50 m. Das Rohr ist hierbei wellig und weich, leicht biegsam, seine Dimensionen sind ungenau.
• Neuere Verfahren der Herstellung nahtloser Rohre verfolgen das Ziel, möglichst lange Rohre kontinuierlich herzustellen. Die dabei angewandten Verfahren werden in ähnlicher Form schon bisher in der Drahtherstellung verwendet, wobei zunächst mittels Stranggießen ein NE-Rohr geformt wird, das unmittelbar danach durch Walzen im Durchmesser verkleinert wird.
• Da es sich bei Rohren um rotationssymmetrische Bauteile handelt, können diese auch im Schleudergussverfahren hergestellt werden.
• Die Herstellung bzw. Verarbeitung nahtloser Rohre kann auch durch plastisches Umformen erfolgen, z. B. durch Extrudieren (Kunststoffe), Schrägwalzen, Stopfenwalzen, Streckreduzieren, Stoßbankverfahren oder insbesondere im Pilgerschrittverfahren.
• In weiteren Prozessschritten werden die Rohre oft durch Ziehen weiterverarbeitet, um bestimmte Durchmesser, Wandstärken, Materialfestigkeiten und Oberflächenqualitäten zu erzielen. Die fertigen Rohre werden bei größeren Durchmessern in handelsübliche Längen (weit verbreitet z.B. 6 m) geschnitten. Rohre mit kleinen Durchmessern gelangen meist zu so genannten 'Coils' gewickelt in den Handel.
• Das Patent auf das erste Verfahren zur Herstellung nahtloser Stahlrohre erhielten 1885 die Brüder Mannesmann.

Folgende Werkstoffe kommen zum Einsatz:

• Stahl
• rostfreier Stahl
• Gusseisen (hier erfolgt die Herstellung durch Gießen).
• Kupfer
• Messing
• Nickel-Legierungen, Titan-Legierungen, Aluminium-Legierungen
• Kombination aus Kunststoff und Metall (Verbundrohr)
• Kombination aus Glas und Metall (Email)
• und in seltenen Fällen – in historischen Gebäuden oder in Altbauten – Blei

Weiterhin werden Rohre auch aus nichtmetallischen Werkstoffen hergestellt:

• Kunststoff
• Beton und Stahlbeton
• Kunstharzbeton
• Faserzement
• Keramik
• Holz (Teuchel bzw. Deichel)
• Basalt
• Ton
• Steingut

Kunststoff-Rohre

Kunststoffrohre (z.B. Polyethylenrohr) sind für Bereiche wie die Abwasserentsorgung, Trinkwasser- und Gasversorgung, den Kabelschutz sowie die Landwirtschaft und Industrie wichtig. Sie haben Vorteile gegenüber anderen Materialien wie Aluminium, Beton, Gusseisen, Kupfer und Stahl. Aufgrund ihres geringen Gewichts, der Beständigkeit gegen Korrosion und Chemikalien sowie der einfachen Handhabung steigt ihre Bedeutung in allen Anwendungsgebieten. Marktforscher rechnen mit einem globalen Umsatz von über 80 Mrd. US$ im Jahr 2019.

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  Rohr aus vernetztem Polyethylen (PEX-Rohr)

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  Stahlrohre

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  Kunststoffrohre

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  Bleirohre eines Römischen Bades, Nähte gefalzt

Verbindungen

Die Verbindungen werden geschraubt, weich- oder hartgelötet, geschweißt, geklebt, per Dichtung ineinander geschoben, per Spannring geklemmt, nur gesteckt oder gepresst. Es gibt auch Quetschverschraubungen.

Verbindungsmöglichkeiten sind Schweiß- und Lötnähte, Flansche, Muffen, Rohrverbindungselemente, Einwalzen, Spannringe, Formteile, Verschraubungen sowie vorgebogene Rohrstücke. Typische Formteile sind T-Stücke, Bögen 45°, 90° und 180°, sowie konzentrische und exzentrische Reduzierungen.

Rohre aus unterschiedlichen Materialien zu verbinden, ist oft schwierig, so bilden zwei Metalle oft ein galvanisches Element und korrodieren an der Verbindungsstelle.

Verarbeitung

Neben dem einfachen Ablängen mittels Sägen oder durch Rohrabschneider werden Rohre in zunehmendem Maße komplett auf Rohrlasermaschinen bearbeitet.

Abmessungen

In Verbindung mit einer Norm gibt der Nenndurchmesser (DN = Diameter Nominal) Auskunft über die Abmessungen der Rohrleitung (Innendurchmesser (ID = Inside Diameter), Außendurchmesser (OD = Outside Diameter), Wanddicke). Diese sind je nach Norm verschieden.

Es gibt eine Vielzahl von Rohrnormen für die verschiedensten Anwendungszwecke. Die folgenden Tabellen geben beispielhaft Auskunft über die Abmessungen (in mm) von Rohren nach DIN, ISO und ASME:

Reihe A Rohrmaße nach DIN 11850 – Reihe 2 (erweitert mit DN 6 und DN 8)

Nennweite DN/DIN	6	8	10	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200
Rohr-Außendurchmesser [mm]	8	10	13	19	23	29	35	41	53	70	85	104	129	154	204
Rohr-Innendurchmesser [mm]	6,00	8,00	10,00	16,00	20,00	26,00	32,00	38,00	50,00	66,00	81,00	100,00	125,00	150,00	200,00
Grenzabmaße Außen (±)	0,05	0,05	0,05	0,10	0,10	0,12	0,15	0,15	0,25	0,30	0,43	0,52	0,65	0,77	1,02
Wanddicke [mm]	1,00	1,00	1,50	1,50	1,50	1,50	1,50	1,50	1,50	2,00	2,00	2,00	2,00	2,00	2,00
Grenzabmaße Wand (±)	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10
Gewicht [kg/m]	0,175	0,226	0,432	0,658	0,808	1,034	1,260	1,485	1,937	3,409	4,162	5,114	6,368	7,621	10,13

Rohrmaße nach EN ISO 1127 – Reihe 1

Nennweite DN/ISO	10,2	13,5	17,2	21,3	26,9	33,7	42,4	48,3	60,3	76,1	88,9	114,3	139,7	168,3	219,1
Rohr-Außendurchmesser	10,2	13,5	17,2	21,3	26,9	33,7	42,4	48,3	60,3	76,1	88,9	114,3	139,7	168,3	219,1
Rohr-Innendurchmesser	7,00	10,30	14,00	18,10	23,70	29,70	38,40	44,30	56,30	72,10	84,30	109,70	134,50	163,10	213,9
Grenzabmaße Außen (±)	0,05	0,05	0,10	0,10	0,12	0,15	0,15	0,20	0,25	0,30	0,44	0,57	0,70	0,84	1,10
Wanddicke	1,60	1,60	1,60	1,60	1,60	2,00	2,00	2,00	2,00	2,00	2,30	2,30	2,60	2,60	2,60
Grenzabmaße Wand (±)	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,12	0,12	0,13	0,13	0,15
Gewicht [kg/m]	0,345	0,477	0,626	0,790	1,015	1,589	2,026	2,321	2,923	3,715	4,993	6,458	8,936	10,801	14,112

Reihe C Rohrmaße nach ASME-BPE 1997

Nennweite DN/OD	¼"	⅜"	½"	¾"	1"	1½"	2"	2½"	3"	4"	6"
Rohr-Außendurchmesser	6,35	9,53	12,70	19,05	25,40	38,10	50,80	63,50	76,20	101,6	152,4
Rohr-Innendurchmesser	4,57	7,75	9,40	15,75	22,10	34,80	47,50	60,20	72,90	97,90	146,86
Grenzabmaße Außen (±)	0,05	0,05	0,05	0,10	0,12	0,15	0,20	0,25	0,30	0,51	0,76
Wanddicke	0,89	0,89	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	2,11	2,77
Grenzabmaße Wand (±)	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10	0,11	0,14
Gewicht [kg/m]	0,124	0,197	0,457	0,720	0,982	1,508	2,033	2,558	3,084	5,263	10,390

Weblinks

 Commons: Rohr – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

• Daten von Edelstahlrohren
• „Röhre“ in der Retrobibliothek.de
• Erforderlichen Rohrdurchmesser errechnen (Lüftungstechnik)