Jedes Polyethylen-Druckrohr, das Sie je kaufen werden, ist durch drei Zahlen beschrieben: Außendurchmesser, Wanddicke und Werkstoffgüte. SDR fasst die ersten beiden zu einem Verhältnis zusammen, und dieses Verhältnis — nicht der Durchmesser — legt fest, welchen Druck das Rohr hält.
Das überrascht Einkäufer am häufigsten: Ein DN110 SDR 11 und ein DN630 SDR 11 halten exakt denselben Druck. Das große Rohr hat eine weit dickere Wand, aber verhältnismäßig dieselbe Wand, und die Druckstufe folgt dem Verhältnis.
Was SDR tatsächlich ist
SDR = OD ÷ wall thickness
AD ist der Außendurchmesser in Millimetern, die Wanddicke die Mindestwand in Millimetern. Beide gemessen, nicht nominal.
Ein kleineres SDR bedeutet eine im Verhältnis zur lichten Weite dickere Wand und damit eine höhere Druckstufe. SDR 7 ist ein dickwandiges Bergbaurohr, SDR 41 ein dünnwandiges Freispiegel- oder Niederdruckrohr. Die Zahl läuft der Intuition entgegen, dass größer gleich stärker ist — die häufigste Quelle von Spezifikationsfehlern, die uns begegnet.
Der metrische Weg: ISO 4427 und EN 12201
Außerhalb Nordamerikas wird die Druckstufe als PN angegeben — der Nenndruck in bar, den das Rohr mit Wasser bei 20 °C über 50 Jahre hält. Er ergibt sich aus der Mindestfestigkeit des Rohstoffs und einem Auslegungsbeiwert.
PN = (20 × MRS) ÷ (C × (SDR − 1))
MRS ist die Mindestfestigkeit in MPa — 10,0 für PE 100, 8,0 für PE 80. C ist der Auslegungsbeiwert, 1,25 für Wasser nach ISO 4427.
Setzt man PE 100 und C = 1,25 ein, fällt die gesamte PN-Tabelle aus einer einzigen Division heraus. Deshalb ist ein PE-100-Rohr in SDR 11 in der ISO-Welt überall PN 16, in jedem Durchmesser, von jedem Hersteller.
| SDR | Druckstufe | Nenndruck | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| SDR 7,4 | PN 25 | 25 bar | Bergematerial, hohe Förderhöhen |
| SDR 9 | PN 20 | 20 bar | Pumpleitungen, Industrieprozess |
| SDR 11 | PN 16 | 16 bar | Der Standard für die Trinkwasserverteilung |
| SDR 13,6 | PN 12,5 | 12,5 bar | Verteilung, wo die Förderhöhe es zulässt |
| SDR 17 | PN 10 | 10 bar | Hauptleitungen, Gefälleleitungen |
| SDR 21 | PN 8 | 8 bar | Bewässerung, Niederdruckförderung |
| SDR 26 | PN 6 | 6 bar | Druckentwässerung, Dränage |
| SDR 33 | PN 5 | 5 bar | Sehr geringe Höhe, Relining |
| SDR 41 | PN 4 | 4 bar | Freispiegel, Kabelschutz |
Der Zoll-Weg: ASTM und PE4710
Die nordamerikanische Praxis geht von derselben Physik aus und kommt über eine andere Begriffswelt zu psi. Der Rohstoff heißt PE4710 statt PE 100, die Festigkeit wird als hydrostatische Auslegungsbasis in psi ausgedrückt, und der Sicherheitsbeiwert wird anders angesetzt.
PR = (2 × HDS) ÷ (DR − 1)
HDS ist die hydrostatische Auslegungsspannung in psi — 1.000 psi für PE4710 im Wasserbetrieb bei 73,4 °F, abgeleitet aus einer HDB von 1.600 psi mit dem Beiwert 0,63.
| DR | Druckstufe | Nächste metrische Klasse | Unterschied |
|---|---|---|---|
| DR 7,3 | 333 psi | PN 25 (363 psi) | Metrische Klasse liegt höher |
| DR 9 | 250 psi | PN 20 (290 psi) | Metrische Klasse liegt höher |
| DR 11 | 200 psi | PN 16 (232 psi) | Metrische Klasse liegt höher |
| DR 13,5 | 160 psi | PN 12,5 (181 psi) | Metrische Klasse liegt höher |
| DR 17 | 125 psi | PN 10 (145 psi) | Metrische Klasse liegt höher |
| DR 21 | 100 psi | PN 8 (116 psi) | Metrische Klasse liegt höher |
| DR 26 | 80 psi | PN 6 (87 psi) | Metrische Klasse liegt höher |
Temperatur: die Abminderung, die niemand rechtzeitig ansetzt
Beide Tabellen setzen Wasser bei Umgebungstemperatur voraus. Polyethylen verliert mit steigender Temperatur an Festigkeit, und zwar nicht wenig. Ein Rohr mit Prozesswasser bei 40 °C hält noch rund drei Viertel seiner Nenndruckstufe, bei 60 °C etwa die Hälfte.
| Betriebstemperatur | Beiwert | SDR 11 (PN 16) wird zu | SDR 17 (PN 10) wird zu |
|---|---|---|---|
| 20 °C | 1,00 | 16 bar | 10 bar |
| 30 °C | 0,87 | 13,9 bar | 8,7 bar |
| 40 °C | 0,74 | 11,8 bar | 7,4 bar |
| 50 °C | 0,62 | 9,9 bar | 6,2 bar |
| 60 °C | 0,50 | 8,0 bar | 5,0 bar |
SDR in der Praxis wählen
- 1
Vom höchsten Druck ausgehen, den das Rohr je sieht
Nicht vom Betriebsdruck, sondern vom Druckstoß. Pumpenanlauf und Schnellschluss liegen deutlich über dem Beharrungszustand. PE verträgt Druckstöße weit besser als starre Werkstoffe, die Stufe muss ihn dennoch abdecken.
- 2
Den Temperaturbeiwert ansetzen
Erdverlegtes Trinkwasser liegt nahe genug an 20 °C, um ihn zu vernachlässigen. Prozesswasser, Grubenwasser und alles oberirdisch in heißem Klima nicht.
- 3
Auch die Einbauweise prüfen, nicht nur die Betriebsbedingungen
Grabenloser Einbau belastet das Rohr beim Einzug unabhängig vom Betriebsdruck. Spülbohrung und Relining führen meist zu SDR 17 oder dicker, unabhängig von der Förderhöhe.
- 4
Die Werkstoffgüte schriftlich bestätigen lassen
PE 100 und PE 80 liegen bei gleichem SDR eine volle Druckstufe auseinander. Ein Angebot, das die Güte nicht nennt, ist mit einem, das sie nennt, nicht vergleichbar.
Vier Fehler aus echten Ausschreibungen
- Eine Druckstufe und eine Wanddicke fordern, die sich widersprechen — die Zeichnung sagt PN 10, das Leistungsverzeichnis 10 mm Wand bei DN200, und das ist PN 12,5.
- psi rechnerisch in bar umrechnen und dann genau diese Klasse verlangen. 200 psi sind 13,8 bar, und das ist keine Klasse; gemeint ist PN 16.
- Annehmen, ein größerer Durchmesser brauche für dieselbe Aufgabe ein kleineres SDR. Tut er nicht — wohl aber mehr Gedanken an Handhabung und Druckstoß.
- Einen PE-100-Preis gegen einen PE-80-Preis beim gleichen SDR halten. Das PE-80-Rohr ist eine Klasse tiefer und sollte weniger kosten.
Den Aufdruck lesen
Alles Vorstehende steht auf dem Rohr selbst. Ein üblicher Aufdruck nennt: Hersteller, PE 100, DN110, SDR 11, PN 16, die zugrunde liegende Norm, das Produktionsdatum und die Charge. Trifft eine Lieferung ohne lesbaren Aufdruck ein, lässt sie sich nicht gegen die Spezifikation prüfen, und im Schadensfall führt kein Weg zurück zur Rohstoffcharge.
