Einführung in energie und rohstoffe kapitel 4 transport

Grundlagen Erdgastransport und -verteilung

Prof. Dr.-Ing. Joachim Mller-Kirchenbauer

Lehrstuhl fr Gasversorgungssysteme Institut fr Erdl- und Erdgastechnik

Sommersemester 2013

Prof. Dr. J. Mller-Kirchenbauer Lehrstuhl fr Gasversorgungssysteme ITE 2 Grundlagen Erdgastransport und verteilung Sommersemester 2013

bersicht

1. Einfhrung und Grundlagen

2. Entwicklung der Gasversorgung

3. Aktueller Stand der Erdgasversorgung

4. Erdgastransport

5. Entstehung, Produktion und Aufbereitung

6. Erdgasspeicherung

7. Erdgasverteilung

8. Technische Sicherheit und Regelwerke

9. Wirtschaftliche Rahmenbedingungen und Regelwerke


Erdgastransport

Leitungsplanung und optimierung

Gesetzliche Vorgaben und Normen

Trassenfestlegung

Genehmigungsplanung

Projektabwicklung

Baustellenvorbereitung

Rohrverlegung

Druckprfung

Korrosionsschutz

Horizontal Directional Drilling (HDD)

Leitungsverlegung offshore


Die Wirtschaftlichkeit und somit die Investitionen fr den Bau von Erdgaspipelines sind allgemein von folgenden Faktoren abhngig:

Weltmarktpreise fr Energie, insbesondere lpreis

Nachfrage oder Wachstum der Nachfrage (Entwicklung ist wichtige Auslegungsgre)

Vorhandensein langfristiger Bezugs- und Liefervertrge ber eine groe Erdgasmenge, zu deren Abnahme sich die Kufer gegenber dem Produzenten verpflichten (Take-or-Pay) bzw. langfristiger Transportvertrge

von politischen Rahmenbedingungen, die die ntige Sicherheit fr langfristige und hohe Investitionen bieten

Entscheidung: Leitung wird gebaut ja / nein

Regulatorische Reformen bringen magebliche Vernderungen fr diesen Entscheidungsfindungsprozess

Traditionelle Einflussfaktoren auf die Leitungsplanung


Rahmenbedingungen fr Transportnetzbetreiber

Festlegungen fr "Transmission Systems Operators" (TSOs) in europischen Richtlinien und Verordnungen

Vorgaben fr "Fernleitungsnetzbetreiber" (FLNB) in Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) und Verordnungen.

Spezifika:

- Transport ber groe Entfernungen unter hohen Drcken

- Kopplung an Importpunkte und inlndische Erdgasproduktion

- Verantwortung fr die Stabilitt des Gesamtsystems

- Deckung der Nachfrage nach Energietransport

- Intensive Kooperation verschiedener Unternehmen

Gewhrung von diskriminierungsfreiem Netzzugang

Leitungswettbewerb nicht besttigt kostenorientierte Regulierung

Bedarfs- und Ausbauplanung auf gesetzlicher Grundlage


Durchfhrung von Netzberechnungen bzw. simulationen

Beachtung folgender Parameter:

- Gasbeschaffenheiten

- Druckstufen / Nennweiten der Ferngasleitungen

- Druckanforderungen im Leitungsnetz (abgeschlossene Vertrge)

- Gasbezugsmglichkeiten

- Speicherleistungen

- Gasabsatz - kltester, d.h. absatzstrkster Tag

- Benutzungsstruktur

- Tages- und Wochencharakteristiken

- saisonale Schwankungen

- Menge und Leistung

- Bestimmung von - Nennweite

- Druckstufe und

- Grobtrassierung der neuen Leitung


Planung und Berechnung von Gashochdruckleitungen

Nutzung professioneller und kommerziell verfgbarer Softwareprogramme zur Berechnung, Simulation und Optimierung des Gashochdruckleitungsnetzes

Anwendungsmglichkeiten:

- Auslegung von Versorgungs- und Messsystemen - Druckbereich

- Leitungsdurchmesser

- Netzelemente

- Komplexitt bzw. Vermaschung von Gasnetzen

- Netzsimulation /-berechnung von - Transport- und Verteilungsnetzen

- Festlegung von Netzparametern

Modellierung / Einsatzoptimierung von Verdichterstationen

Management von Engpasssituationen


Optimierung in der Leitungsplanung

Leistungen Engineering Material

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Leistungen 89 80 86 73 73 67 60 55 Engineering 7 11 10 8 10 8 8 8 Material 4 9 4 9 17 25 32 37 Summe 100 100 100 100 100 100 100 100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Quelle: VNG

Kostenverteilung im Rohrleitungsbau


Erdgastransport



Trassenfestlegung

Genehmigungsplanung

Projektabwicklung


Rohrverlegung

Druckprfung

Korrosionsschutz




1 - Zweck des Gesetzes:

Sichere, preisgnstige und umweltvertrgliche leitungsgebundene Versorgung im Interesse der Allgemeinheit.

4 - Genehmigung des Netzbetriebs:

Aufnahme des Betriebs eines Energieversorgungsnetzes bedarf der Genehmigung

Die Genehmigung kann nur versagt werden, wenn der Antragsteller nicht

die personelle,

technische und

wirtschaftliche

Leistungsfhigkeit besitzt, um den Netzbetrieb entsprechend den Zielen und Vorschriften auf Dauer zu gewhrleisten.

Gesetzliche Vorschriften Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) (1)


11 Betrieb von Energieversorgungsnetzen:

Betreiber von Energieversorgungsnetzen sind verpflichtet, ein sicheres, zuverlssiges und leistungsfhiges Energieversorgungsnetz diskriminierungsfrei zu betreiben, zu warten und bedarfsgerecht auszubauen, soweit es wirtschaftlich

43 Planfeststellungsverfahren fr Energieanlagen:

Planfeststellung bei Errichtung und Betrieb sowie nderung von Gasversorgungs-leitungen mit einem Durchmesser grer 300 mm soweit dafr eine Umwelt-

Andernfalls Plangenehmigung, entfllt in Fllen von unwesentlicher Bedeutung

44 Vorarbeiten:

Regelungen zur Duldung von Vorbereitungsarbeiten (Vermessungen, Boden- und Grundwasseruntersuchungen etc.) durch Eigentmer bzw. Nutzungsberechtigten

Regelung zur Entschdigung der Eigentmer / Nutzungsberechtigten



49 Anforderungen an Energieanlagen:

Energieanlagen sind so zu errichten und zu betreiben, dass die technische Sicherheit gewhrleistet ist. Dabei sind vorbehaltlich sonstiger Rechtsvorschriften die allgemein anerkannten Regeln der Technik zu beachten.

Die Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik wird vermutet,

technischen Regeln der Deutschen Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e.V.

Die nach Landesrecht zustndige Behrde kann im Einzelfall die zur Sicherstellung der Anforderungen an die technische Sicherheit von Energieanlagen erforderlichen Manahmen treffen.

51 Monitoring der Versorgungsicherheit:

Das Bundesministerium fr Wirtschaft fhrt ein Monitoring der Versorgungssicherheit im Bereich der leitungsgebundenen Versorgung mit Elektrizitt und Erdgas durch.



1 Geltungsbereich:

Gilt fr die Errichtung und den Betrieb von Gashochdruckleitungen, die der Versorgung mit Gas im Sinne des Energiewirtschaftsgesetzes dienen und fr einen berdruck von mehr als 16 bar ausgelegt sind.

2 Begriffsbestimmung:

Zu den Gashochdruckleitungen gehren alle dem Leitungsbetrieb dienenden Einrichtungen:

Verdichter

Entsorgungs-, Regel- und Messanlagen

Leitungen bzw. Leitungssysteme zur Optimierung des Gasbezuges und der Gasdarbietung

Gesetzliche Vorschriften Gashochdruckleitungsverordnung (GasHL-VO) (1)


5 Anzeige und Beanstandung von Leitungsvorhaben:

Schriftliche Anzeige und Beschreibung des Leitungsbauvorhaben mindestens acht Wochen vor Beginn der Errichtung (einschlielich Unterlagen zur Beurteilung der Sicherheit)

Beifgen der gutachterlichen uerung eines Sachverstndigen, die besttigt, dass Bauart und Betriebsweise den Anforderungen der GasHL-VO entsprechen

6 Inbetriebnahme:

Inbetriebnahme nach Prfung der Dichtheit und Festigkeit sowie der notwendigen Sicherheitseinrichtungen durch Sachstndigen

Abschlieende Prfung hinsichtlich Einhaltung der Anforderungen der GasHL-VO durch Sachverstndigen (Schlussbescheinigung)

Gesetzliche Vorschriften Gashochdruckleitungsverordnung (GasHL-VO) (2)


Technische Regeln und Normen DVGW-Regelwerk

Enthlt einheitliche aufeinander abgestimmte und in sich geschlossene technische Verfahrensweisen und Grundlagen fr eine sichere Versorgung mit Gas.

Einbeziehung Technischer Regeln und Normen anderer Organisationen (DIN, VDE, VDI, Unfallverhtungsvorschriften)

Inhaltliche Festlegung der Anforderungen an:

- Ausrstung und Errichtung

- Verlegung / Installation

- Inbetriebnahme

- Instandhaltung und Betrieb

- Prfung von Gasrohrleitungen und Gasanlagen.


Technische Regeln und Normen DIN/EN

DIN-Normen (gastechnische DIN-Normen):

- enthalten Regelungen zu: - Werkstoffen / Materialien

- Bauteilen / Gerten

- zusammenhngende fertigungs- und prftechnischen Fragen

Europische Normung (EN):

- unterschiedliche technische Normen innerhalb Europas stellen erhebliche Umsetzungsschwierigkeiten und Hemmnisse dar

- Ziel ist ein harmonisiertes europisches Normenwerk


Erdgastransport



Trassenfestlegung

Genehmigungsplanung

Projektabwicklung


Rohrverlegung

Druckprfung

Korrosionsschutz




Trassenfestlegung (1)

Machbarkeitsstudie

Grobtrassierung

- Festlegung der Grobtrasse, ggf. unter Beachtung bereits bestehender Versorgungsleitungen zur Trassenbndelung

- Aufdeckung von Raumwiderstnden (Ortsgebiete, Quellgebiete, Naturschutzgebieten, Gebieten der Flora-Fauna-Habitate u..)

Ermittlung einer machbaren, kostengnstigen Trassierung

Abschluss von Gestattungsvertrgen bei Kreuzungen mit Gleisanlagen, Bundes- bzw. Landesstraen, Wasserlufen



Beachtung der wasserwirtschaftlichen sowie der Wege- und Gebudebeweissicherung

Eintragung von Dienstbarkeiten ins Grundbuch bei privaten Grundstcken

Geotechnische Untersuchungen

Feststellung der Bodenverhltnisse zur Erkennung von Einflssen auf die Leitung

Rckschlsse auf das zu verwendende Material

Verfahrenstechnische Auslegung der Leitung und Festigkeitsberechnung

Prof. Dr. J. Mller-Kirchenbauer Lehrstuhl fr Gasversorgungssysteme ITE 20 Grundlagen Erdgastransport und verteilung Sommersemester 2013 20


Geradliniger Verlauf und minimaler Umwelteingriff

Beachtung der Realisierbarkeit des Leitungsbaus (Meidung von Steil- oder Rutschhngen, mglichst rechtwinklige Kreuzung von Flssen, Straen, Bahnlinien)

Vermeidung des Durchquerens von Natur- (Biotope) und Wasserschutzgebieten sowie FFH-Gebieten und Suchrumen

Vorprfung der Querungsmglichkeiten solcher Gebiete hinsichtlich der Betrachtung der Erhaltungsziele dieser Gebiete bzw. der Notwendigkeit der Erstellung von Vertrglichkeitsuntersuchungen

Nutzung bestehender Leitungskorridore (Elektrizitt, Gas, Wasser, l) sowie von Verkehrswegen im Sinne einer raumordnerischen Trassenbndelung (Abstand zu Hochspannungsleitungen >110 kV: 10,0 m zum ueren Leiterseil)

Umgehung von Baumgruppen, Hecken, Windschutzstreifen sowie hervorragender Einzelbume (bei Feintrassierung)



Umgehung von Siedlungsgebieten (Bau- und Bauerwartungsland) sowie Bodendenkmlern

Umgehung weiterer unter Schutz stehender Rume (bedeutsame Gebiete oberflchennaher Rohstoffvorkommen)

Beachtung geplanter Verkehrsbauten (Straen, Bahnen, Wasserlufe)

Beachtung zur Renaturierung vorgesehener Rume (Feuchtgebiete, Fluss- und Bachlufe)

Beachtung konkreter Entwrfe geplanter Drainagen, Wasserversorgungen, Kanalisationen sowie von Kabel, Rohr- und Freileitungstrassen

Durchquerung von Waldgebieten in vorhandenen Schneisen oder Wegen


1) Parallelfhrung zu Hochspannungsleitung

2) Verlegung entlang einer Bundesstrasse

3) Verlegung entlang einer Landstrae und lleitung

Trassenfestlegung (5) Entwicklung der Trassenfindung mit Vorschlgen zu verschiedenen Trassenverlufen am Beispiel der FGL Brnicke Schwennenz


Erdgastransport



Trassenfestlegung

Genehmigungsplanung

Projektabwicklung


Rohrverlegung

Druckprfung

Korrosionsschutz




Genehmigungsplanung (1)

Durchfhrung Raumordnungsverfahren (ROV)

Dauer: Vorbereitung ca. drei Monate, Durchfhrung ca. sechs Monate

Vorbereitung und Durchfhrung des sog. Scoping-Termines (Vortermin) fr die gewhlte Trasse einschlielich der naturschutzfachlichen oder raumordnerischen begrndeten Umtrassierung

Einbeziehung erforderlicher Behrden (Raumordnungsbehrde, Naturschutzbehrde, Planungsmter etc.)

Beantragung Raumordnungsverfahren (Errterungsbericht, Planungsunterlagen)

Erarbeitung der Untersuchungen fr Umweltvertrglichkeitsprfung (UVP) sowie der Flora-Fauna-Habitate-Vertrglichkeitsberprfung (FFH)


Raum-

ordnungs- verfahren

Land- und Forstwirtschaft Erholung,

Tourismus

Ver- und Entsorgung

Siedlungs- entwicklung

Natur- und Umweltschutz

(UVP, FFH)

Wirtschaft

Verkehr


Aspekte des Raumordnungsverfahrens (ROV)



Vorbereitung Umweltvertrglichkeitsprfung

Umweltvertrglichkeitsstudie mit Bewertung vielseitiger Faktoren:

- Umwelt am Standort und im Einwirkungsbereich

- Pflanzen und Tiere (Biotopstrukturen, Empfindlichkeit, Arteninventar)

- Umweltauswirkungen durch Bau und Betrieb der Leitung auf Mensch, Pflanzen, Tiere, Boden, Wasser, Luft, Landschaft, Kultur

- Nutzungen (Land- und Forstwirtschaft, Fischerei, Jagd, Wasserwirtschaft, Bodenabbau, Lagersttten, Siedlung, Industrie, Gewerbe, Erholung, Tourismus, Verkehr)

- Landschaftsbild (Kultur- und sonstige Sachgter, Kulturdenkmale, kulturell und archologisch wertvolle Objekte)

- Boden (geologische Situation, natrliche Eigenschaften)

- Wasser (Grundwasser, Oberflchenwasser)

- Klimatische Verhltnisse im Untersuchungsraum



Vermeidungs- und Kompensationsmanahmen im Zusammenhang mit der Umweltvertrglichkeitsprfung (UVP)

- Kleinrumige Umgehung besonders sensibler und geschtzter Bereiche im Rahmen der Feintrassierung

- Verminderung der Regelarbeitsstreifenbreite bei der Querung sensibler Strukturen und Biotope

- Querung linienfrmiger Gehlzbestnde in vorhandenen Lcken

- Baumschutzmanahmen gem DIN 18920 (Schutz von Bumen, Pflanzenbestnden und Vegetationsflchen bei Baumanahmen)

- standortgerechte Begrnung der Stationen

- Aufstellen von Amphibienzunen in Bereichen von Amphibienwanderwegen (Wanderzeiten)



Durchfhrung Planfeststellungsverfahren (PFV)

Dauer: Vorbereitung ca. drei Monate, Durchfhrung mindestens sechs Monate

- Vorbereitung und Durchfhrung der Antragskonferenz fr das Planfeststellungsverfahren (PFV) auf der Grundlage des raumordnerischen Bescheides

- Erarbeitung der Planfeststellungsunterlagen

- Antrag des Planfeststellungsverfahrens

- Erarbeitung des Landschaftspflegerischen Begleitplans (LBP)

- Planfeststellungsbeschluss


Erdgastransport



Trassenfestlegung

Genehmigungsplanung

Projektabwicklung


Rohrverlegung

Druckprfung

Korrosionsschutz




Detailplanung (1)

Konstruktive Bearbeitung

- Feintrassierung / Vermessung Durchfhrung der Trassierungsmessungen auf Grundlage der Genehmigungsplanung

- Anfertigung von Lage- und Hhenplnen und der Darstellung von Kreuzungen (Straen, Bahnen etc.)

- Abstimmung zu Sonderbauwerken (Dker, HDD Horzontal Directional Drilling)

- Wegerechtsbeschaffung

- Ausschreibungsunterlagen

- Materialauswahl /-stcklisten - Einsatz hherfester Sthle

- mgliche Druckstufen

- optimiertes Wanddicken-Durchmesserverhltnis

- Boden- und Baugrunduntersuchungen

- Abstimmung mit Archologie


Detailplanung (2)

Vorbereitung der Bauausfhrung und -berwachung

- Einsatz von Fachbauleitern fr die Gewerke: - Rohrbau einschlielich Schweien

- Tiefbau

- Wasser und Drainagen

- kologie

Vorbereitung der Erstellung der Dokumentation

- hohe Datengenauigkeit und hoher Informationsinhalt erforderlich

- Dokumentation von Versorgungssystemen erfolgt heute mittels digital gefhrter Dokumentationen


Projekt genehmigt

Projekt geplant

Projekt realisiert

1. Projektgenehmigungsphase

Idee Grob-AST

Projekt-antrag MBS

Engine-ering

2. Projektplanungsphase

Engineering BANF Unternehmerleistung

Bestellung Unternehmerleistung

3. Projektrealisierungsphase

Projektstart Projekt-durchfhrung

Projekt-abschluss

(Aufgabenstellung) (Mittelbewilligungsschein)

PG

(Projektgenehmigung)

(Bedarfsanforderung)

Projektablauf innerhalb eines Unternehmens


Verantwortlicher

Technologe

Entstehung des Projektes aus betrieblichen Erfordernissen

Projekterffnungsphase

Projekt beantragen und bilden des Technologenteams,

Festlegung verantwortlicher Technologe

Pro

jek

t-

pla

nu

ng

sp

ha

se Erarbeitung der technologischen

Anforderungen und Bindung externer

Kapazitten

Detailengineering mit Erarbeitung

erforderlicher Antrge und Genehmigungen

intern/extern durch externen Dienstleister

Besttigung und Abnahme der Leistung

Koordinierung der Realisierung , Bau-

berwachung, Beaufsichtigung externer

Auftragnehmer, Steuerung der Sach- und

Zeitziele durch externen Dienstleister

Besttigung und Abnahme der Leistung

Pro

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Verantwortlicher

Technologe

Technologische Begleitung der

Projektrealisierung, Bauausfhrung

berwachen und Steuerung der Kosten

Betr

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Bau

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Beispiel einer unternehmensinternen Projektorganisation


Ausfhrung

Bauleistung

Durchfhrung

Bauoberleitung

Objektber-

wachung

GVU

Technik

Ing.-

bro

Bau-

DL

Mngel-

beseitigung

Erstellung

Leistungs-

abrechnung

Korrektur

Leistungs-

abrechnung

Voraussetzung

- Bestellung

- Kosten / Budget

- Termine / Freigabe Planung

Durchfhrung :

- kaufm. Dokumentation

- Archivierung Nachweisdokumente

- Dienstleistungsabrechnung

- Pachtgegenstand aktualisieren

Forderung

Leistungs-

abrechnung

Veranlassung

Korrektur

Prfung und

Freigabe Leistungs-

abrechnung

Durchfhrung

Abnahme

Vorbereitung

Abnahme

Vorprfung

Leistungs-

abrechnung

Durchfhrung :

-Dokumentation anlegen oder

ergnzen

(Digitalisierung)

i.O.

i.O. n.i.O.

i.O.

i.O.

n.i.O.

Abnahme

man

gelh

aft

Erstellung

Dokumentation

berprfung

Dokumentation

Freigabe

Dokumentation m

an

gelh

aft

Projektabwicklung Bauberwachung, Dokumentation, Abnahme, Abrechnung


Gesamtzeitplan fr ein Hochdruckleitungsbauprojekt


Erdgastransport



Trassenfestlegung

Genehmigungsplanung

Projektabwicklung


Rohrverlegung

Druckprfung

Korrosionsschutz




Die mit den Verlege- und Schweiarbeiten beauftragten Rohrleitungsbauunternehmen mssen das DVGW-Zertifikat der Gruppe 1 nach dem DVGW-Arbeitsblatt GW 301 besitzen.

- DVGW GW 301 Gruppe 1: Rohrleitungen fr alle Drcke und Nennweiten aus Stahl und Gusseisen

Die Durchfhrung der Tiefbau-, Schwei- und Verlegearbeiten sind durch sachkundige und erfahrene Aufsichtspersonen zu leiten und zu beaufsichtigen

Baustellenschild

Voraussetzungen


Errichtung eines Schutzstreifens zum Schutz der Leitung

keine Errichtung von Gebuden oder baulichen Anlagen

keine Ablagerung von Silagen bzw. von schwer zu transportierenden Materialien

Breite in Abhngigkeit vom Leitungs- durchmesser 2 - 10 m jeweils vom Leitungsmittelpunkt

Abstnde zu unterirdischen Anlagen:

- Kreuzungen: 0,2 m / Parallelverlegung: 0,4 m

- auerhalb ffentlicher Verkehrsflchen: 1 - 3,5 m

- Windkraftanlagen: in der Regel mindestens 50 m

Schutzstreifen


Abtrag des Mutterbodens

Trassenvorbereitung

archologische Untersuchungen


Festlegung des Arbeitsstreifens in Abhngigkeit vom:

- Leitungsdurchmesser

- Art und Menge des Aushubes

- Maschineneinsatz

Arbeitsstreifenbreite:

- freie Strecke: 15 - 33 m

- Wald: 13 - 24,5 m

im Arbeitsstreifen liegende Versorgungsleitungen drfen nicht gefhrdet werden

Festlegung Arbeitsstreifen


Endlosverlegung:

Vorzugsvariante

umfangreicher Gerte- und Maschineneinsatz erforderlich

hohe Verlegeleistung

Rohrstrang einschlielich Bgen wird neben Rohrgraben verschweit

Rohrvorstreckung


Grabenaushub

Grabenaushub mit Wasserhaltung

Rohrgraben


Verbauter Graben mit gebschtem Voraushub

Teilweise verbauter Graben

Varianten des Rohrgrabenaushubs nach DIN 4124 (1)


Graben mit senkrechten Wnden und gebschten Kanten

Vermeidung unzulssiger Spannungen in der Leitung innerhalb des Rohrgrabens

Sicherung gegen Auftrieb oder Absinken bei stark wasserhaltigen Boden

Sicherung gegen Drainage- wirkung des Rohrgrabens in Gefllstrecken

getrennte Lagerung von Mutter- boden beim Aushub

Varianten des Rohrgrabenaushubs nach DIN 4124 (2)


Erdgastransport



Trassenfestlegung

Genehmigungsplanung

Projektabwicklung


Rohrverlegung

Druckprfung

Korrosionsschutz




Auslegung der Leitung nach maximal zulssigem Betriebsdruck (MOP - Maximal Operating Pressure)

Maximal zulssiger Betriebsdruck darf Auslegungsdruck (DP - Design Pressure) nicht bersteigen

Beachtung der notwendigen Prfungen (z.B. Druckprfung)

bei Verlegung in Kanlen:

- ausreichende Be- und Entlftung,

- Verfllung oder Mantelrohr welches auerhalb des Kanals endet

Abstnde der Armaturen in Abhngigkeit vom :

- Betriebsdruck / Leitungsdurchmesser

- Zeit zum Erreichen / Erfordernisse fr betriebliche Zwecke

-

Konstruktionskriterien


Berechung der Wanddicke:

auf der Grundlage des DVGW Arbeitsblattes G 463 und der DIN EN 1594

Werkstoffauswahl nach DIN EN 10208-2

-

(Bsp.: L360 NB / L360 MB)

- mit steigender Streckgrenze

wird Schweibarkeit komplizierter

Sicherheitsbeiwert in Abhngigkeit

der Stahlsorte zwischen 1,50 und 1,60

Stahlrohre werden nach Gewicht berechnet

Konstruktionskriterien


DN-Bereiche der Rohre von DN 100 - 1400

Rohrwanddicken im Bereich von 5,6 - 28 mm

Rohrwerkstoffe aus Feinkornbausthlen bis zur Streckgrenze von Re


DIN 2559, DIN EN ISO 9692-2

Stumpfnahtschweien mit V-Naht-Vorbereitung (Winkel 60, Spalt 1,6 mm)

C

Vermeidung von Beschdigungen der Schweiphase, des Schweispaltes, des Kantenversatzes

Beispiel: DN 800, 12 mm Wandstrke

- 1.Lage = Wurzel

- 2. Lage = Hotpass (heie Lage)

- 3. Lage = mehrere Zwischenlagen

- 4. Lage = Decklage

- Zeit: ca. 1,5 h inklusive Nahtvorbereitung

Schweinahtvorbereitung


Lichtbogenhandschweien (E) (steigend bzw. fallend)

- Elektrodenhandschweien

Metall-Aktivgasschweien (MAG) (automatisches Schweiverfahren)

- CRC-Schweien (Schutzgas: CO2-Argon-Mischung)

Wolfram-Inertgasschweien (WIG)

Induktionsschweien

Schweier mssen nach DIN EN 287 Teil 1 geprft sein.

Angewandte Schweiverfahren (1)


Lichtbogenhandschweien:

Handschweiverfahren mittels Elektrodenhandschweiung

Ansetzen eines Einzelrohres mittels Rohrleger

Vorbreitung fr Rundnahtschweiung

CRC-Schweien:

CRC-Schweien (automatisches Schweiverfahren auf MAG-Basis (Schutzgas: CO2-Argon-Mischung)

Schweiung in Etappen

Haupe schtzt vor Witterungseinflssen



Wolfram-Inertgasschweien:

besonders fr Montagenhte geeignet um den manuell vorbereiteten Luftspalt zu berbrcken

Induktionsschweien:

Herstellung von Schweinahtverbindungen durch Induktionswrme

Temperaturfhrung fr das Schweien von Rundnhten mittels induktiver Vorwrmung

Primrspule induziert berhrungslos Strom

Rohr dient als Sekundrspule



Qualifizierung und Zertifizierung des Prfpersonals nach DIN EN 473

bei Schweiarbeiten fr Rohrleitungen ber 25 bar werden 100% aller Schweinhte zerstrungsfrei geprft

Besichtigung Schweinaht:

Erkennen von Oberflchen- fehlern (Decklagenberhhung, Einbrandkerben, Rissen, Poren etc.)

Zerstrungsfreie Prfung (zfP) (1)


Oberflchenrissprfung:

Ergnzung zum Erkennen von Rissen bei rissanflligen Sthlen

Durchstrahlungsprfung und Ultraschallprfung:

Sichtbarmachung von Fehlern im Inneren der Schweinaht sowie im Wurzelbereich

30 % Durchstrahlprfung

70 % Ultraschallprfung

Magnetpulverprfung

Sichtbarmachung von magnetischen Feldlinien

Zerstrungsfreie Prfung (zfP) (2)


Kaltbiegevorrichtung zur Darstellung kleiner Richtungsnderungen auf der Baustelle

maximale Biegung darf auf einer Lnge von einem Rohrdurchmesser 1,5 nicht berschreiten und der Radius darf den 40-fachen Auendurchmesser nicht unterschreiten

minimaler Biegeradius fr die elastische Biegung wird in Abhngigkeit von Auendurchmesser, Sicherheitsbeiwert und Mindest- streckgrenze errechnet (nach DVGW G 463)

Biegungsverfahren


Absenkung eines endlos verschweiten Rohrstranges mittels fahrbaren Hebezeugen (Seitenbaumtraktoren)

genaue konstruktive Durcharbeitung der Trasse erforderlich

Rohrabsenkung (1)


Rohrabsenkung (2)


Armaturen / Schieber als Baugruppe zusammengeschweit

Einbindung in den Rohrstrang

Armaturen werden auf Fundamente gesetzt und durch Isolierplatten elektrisch vom Fundament getrennt

Einbau einer Schiebergruppe Nachumhllung von Schweinhten an einer Armaturengruppe

Einbau von Armaturengruppen


Pressung der Rohrleitung


Getrocknete Luft wird durch die Leitung geblasen

Aufnahme der Restfeuchtigkeit der Leitung

Messung der Luftfeuchte der ausstrmenden Luft am Leitungsende mit Taupunktmessgert

Trocken bei einem Taupunkt von -15C

Trocknung des Rohres mit Luft


Aufbereiten und Sieben des vorhandenen Erdreiches, welches dann zum Verfllen verwendet wird

Minimal 10 cm Schichtdicke um Leitung mit Bodenmaterial kleiner Korngre (Einbettung)

Einsparung von Zukauf/Transport von Sand sowie Abtransport und Entsorgung des Aushubs (kostengnstig, umweltfreundlich)

Grabenverfllung (1)


Wiederherstellung des Grabenaushubs bei

zerstrter Drainage Verdichtung des Erdreiches

Grabenverfllung (2)


Deckung mindestens 0,8 m ber dem Rohr

Deckung sollte 2,0 m nicht berschreiten

Unterschreitung in Ausnahmefllen zulssig (Anzeige in 5 (1) GasHL-VO), dazu Sachverstndige erforderlich

Einbringung eines Trassenwarnbandes

Rohrleitungsscheitel

Verfllung mit Warnband

Grabenverfllung (3)


Wiederherstellung der Oberflche unter Beachtung der DIN 4124

Aufbringung von Mutterboden zur landwirtschaftlichen Nutzung

Kennzeichnung der Leitung im Gelnde durch Setzen von Schilderpfhlen, Schildern oder Merksteinen (DIN 4065)

Oberflchenwiederherstellung


Erdgastransport



Trassenfestlegung

Genehmigungsplanung

Projektabwicklung


Rohrverlegung

Druckprfung

Korrosionsschutz




in der Regel Anwendung von:

Wasserdruckprfung nach dem Druckmessverfahren mit zweimaligen Aufdrcken (B2)

Wasserdruckprfung nach dem Druck-/Volumenmessverfahren (D2, Stresstest)

wenn technisch nicht mglich oder unzweckmig (bei Umverlegung, kurzen Anschlussleitungen etc.):

Luftdruckprfung nach dem Druckmessverfahren

Luftdruckprfung nach dem Druckdifferenzmessverfahren

Luftdruckprfung nach dem Sichtverfahren

Gasleitungen krzer als 500 m: Sichtprfung

Auswahl der Druckprfverfahren nach DVGW G 469


Hauptzweck: Beurteilung der Dichtheit und Festigkeit

Anwendung bei erdverlegten Leitungen

Feinmessung des ermittelten Druckverlaufes unter Beachtung von Temperaturschwankungen:

- des Prfmediums

- der Rohrwand und

- der umgebenden Atmosphre

Druckprfung erst nach Temperatur- angleichung

Prfdruck betrgt das 1,3-fache des zulssigen Betriebsdruckes (Wasser als Prfmedium) bzw. max. 95% d. Festigkeitskennwertes

Prfabschnitte ca. 15 km bzw. max. 3000 m

Wasserdruckprfung nach dem Druckmessverfahren (1)


zeitlicher Ablauf einer Druckprfung fr Leitungen nach dem Druckmessverfahren mit Wasser bei zweimaligem Aufdrcken (B2)

1 - erstes Aufdrcken 2 - erste Haltezeit unter Prfdruck 3 - erstes Absenken

4 - zweite Haltezeit mit mindestens 2 bar im Hochpunkt der Leitung

5 - zweites Aufbringen des Prfdruckes 6 - zweite Haltezeit 7- Entspannung

Wasserdruckprfung nach dem Druckmessverfahren (2)


Wasserdruckprfung mit Beanspruchung der Leitung bis an den Bereich der Streckgrenze der Rohre unter Beachtung der zulssigen integralen plastischen Verformung

Beanspruchung der Rohrwand durch Aufbringen eines Wasserdruckes, so dass ein Flieen des Werkstoffes messbar wird

Prfdruck liegt wesentlich ber zulssigem Betriebsdruck und wird mehrmals aufgebracht

Messwagen fr Druckprobe

Wasserdruckprfung - Druck-Volumen-Messverfahren (Stresstest) (1)


Wasserdruckprfung - Druck-Volumen-Messverfahren (Stresstest) (2)

Vorteile der Stressdruckprfung:

ermglicht das Auffinden von Schwachstellen

begnstigt die Gesundung von kerb- und risshnlichen Fehlern durch Plastifizierung und Abrundung von Kerb- und Rissspitzen

Abbau von Spannungen in Schweinhten

Nachweis der sachgerechten Konstruktion, Verlegung, Fertigung und Werkstoffwahl

Erhhung der Lebensdauer der Leitung

Ermglichung der Bewertung von Sicherheitsmanahmen und des Berechungsbeiwertes

bei Prfung bestehender Leitungen sind Gutachten von Sachverstndigen bzw. die Rehabilitation der Rohrleitung mglich


Erdgastransport



Trassenfestlegung

Genehmigungsplanung

Projektabwicklung


Rohrverlegung

Druckprfung

Korrosionsschutz




Korrosion nach DIN ISO 8044:

chemische Wechselwirkung zwischen einem Metall und seiner Umgebung, die zu einer Vernderung der Eigenschaften des Metalls fhrt und die zu erheblichen Beeintrchtigungen der Funktion des Metalls bzw. der Umgebung (technisches System) fhren kann

Korrosion im Erdboden:

durch Anwesenheit von Sauerstoff korrodieren (oxidieren) Eisen und Stahl im Erdboden

Korrosion durch anaerobe (ohne Sauerstoff lebende) Mirkoorganismen bei nicht belfteten Bden (Tonbden, Moorbden)

starke Anfressungen an Rohrleitungen durch elektrische Rohrstrme bei Verlegung durch verschiedene Bodenarten

Streustrme durch Gleichstromquellen in Leitungsumgebung

Definition von Korrosion


verhindert die Berhrung des Elektrolyten (Erdboden) mit Metall

wichtigste Voraussetzung auch fr den aktiven Korrosionsschutz

Formen: Umhllungen (Kunststoff, Bitumen, Faserzementumwandlung), Schutzanstriche, metallische berzge

Umhllungsaufbringung: Aufwickeln, Aufsintern, Aufschrumpfen

Anforderungen: porenfrei, schlagbestndig, hoher Eindruckwiderstand, geringe Reidehnung, hoher Umhllungswiderstand, geringe Wrme- und Lichtalterung

Prfung auf Fehlstellen erfolgt mittels Hochspannungsprfgerten bei 25 kV

Fehlstellen werden aus dem Gerusch des berschlagenden Funkens oder durch vom Gert ausgesendete Signale erkannt

Passiver Korrosionsschutz (1)


Stahl

Epoxid

0,35 mm

0,8 - 1,5 mm

Schichtdicke duroplastischer Umhllungen (werksseitig)

Einsatz bei:

-Pressungen

-Bohrungen 0,8 - 1,5 mm



Aufbau einer dreischichtigen Polythylenumhllung (werksseitig)

1,8 - 3 mm Mindestschichtdicke in Abhngigkeit der Nennweite

Polythyle

n

Stahl

Hartkleber

Epoxidgrundierung

kein temporrer

Schutzanstrich

Stahl

Polythylen



50 mm 50 mm

Voranstrich

bergang von Nachumhllung zur Werksumhllung (Schweinaht)

DVGW-Arbeitsbltter GW 14 und GW 15

Schulung des Personals nach GW 15 (Umhllerpass)

ca. 300 mm berlappung:



Kathodischer Korrosionsschutz (KKS)

Gleichstromquellen ohne Fremdstrom mittels galvanischer Anoden (Zink, Magnesium) als Opferanoden

Gleichstromzufhrung ber Fremdstromanlagen

Galvanische Anoden (nur rtlich begrenzt nutzbar):

- Einbettung von Metallkrpern (unedler als Stahlbauteile) in Erdboden (z.B. Magnesium-Anoden)

- Schutzstrom durch Spannung des Galvanischen Elementes

Leitungsschutzanlagen mit Fremdstrom fr Ferngasleitungen:

- Zufhrung eines Gleichstromes ber den Bodenelektrolyten der dem Korrosionsstrom der Metalloberflche entgegen gerichtet ist

- Kompensierung des Elementstromes

- Erzwingung eines zustzlichen Stromeintritts an allen mit dem Bodenelektrolyt kontaktierenden Metallflchen

Aktiver Korrosionsschutz (1)


6 m 6 m 60 m

0,4

m 1,2

0 m

0,8

m

1

2

3 4

5

6

7 8

9

10

11

1. Gleichrichter

2. Schutzgehuse

3. Anodenkabel

4. Starkstroman-schluss

5. Kabelmuffe

6. Koksbettung

7. Anschluss fr Voltmeter

8. Schutzstrom- anschluss

9. Fremdstrom-anode

10. Dauerbezugs- elektrode

11. Rohrleitung Voraussetzungen fr Kathodischen Korrosionsschutz (KKS)

durchgehende elektrische Leitfhigkeit der Leitung

hoher elektrischer Widerstand der Rohrumhllung

elektrische Trennung der Rohrleitung von anderen niederohmigen Anlagen

Aktiver Korrosionsschutz (2)


Erdgastransport



Trassenfestlegung

Genehmigungsplanung

Projektabwicklung


Rohrverlegung

Druckprfung

Korrosionsschutz




Gerichtetes Bohren (Horizontal Directional Drilling HDD) eignet sich fr rumlich

begrenzte Verlegungen von Rohrleitungen

in Bereichen mit besonderen Anforderungen,

wie z.B. Querungen von

Flssen, Straen und Eisenbahnen

Landebahnen,

sowie Anlandungen, Auslufe und Naturschutzgebiete

Anwendungsgebiete


Pilotloch mit kleinem Durchmesser auf vorgeplantem Profil

Bohrkopf mit Dsen besetzter Jet-Bit oder Rollenmeiel

Steuerung mittels abgewinkeltem Steuerelement, montiert zwischen Bohrkopf und Bohrstrang

Richtungsnderung durch Drehen des Bohrstranges

Bestimmung der Lage des Bohrkopfes (Richtung und Neigung) mittels kabelgesttztem untertgigem Messsystem

Pilotbohrung


Ankopplung eines Rumers an den Bohrstrang im Bohrloch

Zurckziehen des Rumers zum Bohrgert (splend und drehend)

Nachsetzen von Bohrgestnge hinter dem Rumer

Wiederholen des Aufweitvorganges mit nchstgrerem Rumer bis zum Erreichen des Enddurchmessers

Vorrumen bzw. Aufweiten


Montage des Zugkopfes an das vorgestreckte Produktrohr

Verbinden des Zugkopfes ber Drehgelenk und Rumer mit dem Bohrstrang

drehendes Einziehen des Produktrohres in Richtung Bohranlage

Rohr dreht nicht mit, da Drehgelenk die Drehbewegung aufnimmt

Einziehen des Rohres

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Einführung in energie und rohstoffe kapitel 4 transport