Rohrleitungsdichtungen verhindern ruinöse Wasserschäden

Es gibt viele chemische und mechanische Dichtungslösungen für die gesamte Palette an Rohrleitungsanwendungen. In diesem Beitrag befassen wir uns speziell mit Dichtungen, die das Eindringen von Wasser verhindern, und mit der Prüfung von Dichtungen.

Rohrleitungsdichtungen verhindern ruinöse Wasserschäden

Die Abdichtung von Elektro- oder Kommunikationsleitungen und -rohren ist nicht nur eine Maßnahme zur Einhaltung von Vorschriften. Sie ist der einfachste Weg, um kostspielige und möglicherweise katastrophale Schäden an Geräten zu vermeiden. Woher wissen wir, wann eine Abdichtung notwendig ist? Die einfache Antwort: Sie ist erforderlich, wenn wir einen Bereich von einem anderen Bereich isolieren wollen. Diese Trennung kann Wasser, Gas, Feuer, Staub, Ungeziefer oder alle dieser Faktoren ausgrenzen. Eine Abdichtung wird oft vorgeschrieben, um die geltenden Branchenvorschriften wie NEC, CEC, TIA und BICSI zu erfüllen. Es stehen viele chemische und mechanische Dichtungslösungen für die gesamte Palette an Leitungsanwendungen zur Verfügung. Sehen wir uns die Abdichtung zur Vermeidung von Wassereintritten genauer an.

Warum brauchen wir eine Abdichtung gegen Wasser?

Das Vorhandensein von Wasser ist der häufigste Grund für die Notwendigkeit von Abdichtungen. Elektro- und Kommunikationsgeräte müssen vor Wasser geschützt werden, um teure Ausfälle zu vermeiden. Kellergeschosse von Gebäuden und andere Räume müssen trocken bleiben.

Denken Sie an eine Rohrleitung, die in ein unterirdisches Bauwerk führt. Wenn der Grundwasserspiegel über die Höhe der offenen Rohrleitung ansteigt, fließt Wasser durch die Rohrleitung in das Bauwerk. Ein Beispiel dafür ist der Wassereintritt in einen Transformator oder Kabelkasten, der höher liegt als der Einspeisepunkt des Gebäudes. Anschließend kann das Wasser durch Verbindungsleitungen in das Gebäude fließen. Wasser kann auch durch den Ringraum um eine Rohrleitung eindringen, die durch eine Hülse oder eine kerngebohrte Öffnung in ein Gebäude führt. Gute Dichtungen verhindern diese Wasserbewegungen. Unabhängig davon, ob die Veränderung des Grundwasserspiegels auf eine Sturmflut, starken Regen, Schneeschmelze oder ein anderes Ereignis zurückzuführen ist – eine ordnungsgemäß klassifizierte Abdichtung bietet Schutz. In der Praxis kann es vorkommen, dass zwei Abdichtungen erforderlich sind. Die offene Rohrleitung muss abgedichtet werden, und die Verbindungsstelle zwischen der Wand des Gehäuses und der Außenseite der Rohrleitung muss möglicherweise ebenfalls abgedichtet werden.

Kondenswasser aufgrund eines Temperaturunterschieds zwischen Bereichen ist ebenfalls eine Quelle für schädliche Feuchtigkeit und Wasser. Gekühlte Bereiche in Gebäuden sind anfällig für diese Kondensation, wenn wärmere Luft eintritt. Geeignete Abdichtungen verhindern die Bildung von Kondenswasser durch eine Isolierung der Temperaturzonen.

Abdichtungen an der Oberseite sind üblich, wenn eine vertikale Rohrleitung den Elementen ausgesetzt ist. Eine einfache Kappe reicht unter Umständen nicht aus, wenn die Kabel oben aus der Rohrleitung austreten. Eventuell ist eine spezielle Abdichtung erforderlich, um das Eindringen von Wasser durch Regen oder Schnee zu verhindern.

Wird die Abdichtung funktionieren?

Installateure müssen entscheiden, welche der unzähligen Abdichtungsmethoden für den jeweiligen Standort geeignet ist. Eine Abdichtung, die gegen den sehr niedrigen Druck von Kondenswasser schützt, schützt nicht unbedingt gegen eine 16 Meter hohe Sturmflut. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass die Abdichtungen das Eindringen von Wasser tatsächlich bis zum vorgeschriebenen Druckniveau verhindern. Dichtungshersteller können für ihre Abdichtungen eine Einstufung für Nassbereiche angeben. Andere legen eventuell eine maximale Druckstufe für ihre Abdichtungen fest. Wenn man versteht, wie diese Werte ermittelt werden, kann man Abdichtungen für kritische Installationen besser auswählen.

Wie werden Abdichtungen geprüft?

Bei einigen Prüfverfahren wird die Abdichtung mit Wasser besprüht, um ihre Integrität zu überprüfen. Underwriters Laboratory und andere staatlich anerkannte Prüflabors wenden diesen Test an. Siehe Abbildung 1. Bei dieser Prüfung wird Wasser aus drei Sprühköpfen 1 Stunde lang mit 34,5 kPa (5 psi) auf das Anschlussstück oder die Abdichtung gesprüht. Bei einer erfolgreichen Prüfung dürfen nicht mehr als 0,1 Gramm Wasser in das Anschlussstück oder die Dichtung eindringen.

Beschriftete Abbildung eines hydrostatischen Geräts mit Druckmessern

ABBILDUNG 1

Solche Kurzzeitprüfungen mit Sprühköpfen sind unter Umständen nicht geeignet, wenn ein Anschlussstück oder eine Dichtung langfristig und/oder unter hohem Druck Wasser ausgesetzt ist.

Der konstante, direkte Wasserdruck ist eine strenge hydrostatische Prüfung, die konsistente Ergebnisse liefert und die Leistung der Abdichtung genauer vorhersagt. Die hydrostatische Prüfung ist ein bewährtes Verfahren, das in verschiedenen ASTM- und UL-Prüfmethoden zu finden ist. Zur Durchführung der hydrostatischen Prüfung wird eine Abdichtung in einer Rohrleitung installiert, wobei an einem Ende der Rohrleitung etwa 30,5 cm leer bleiben. Die Rohrleitung wird in vertikaler Position installiert, wobei sich der leere Teil des Rohrs oben befindet. Das Befüllen des leeren oberen Teils mit Wasser ist ein einfacher Vortest für die Integrität der Abdichtung. Eine sofortige Leckage weist auf eine defekte Abdichtung hin.

Um höhere Wasserdrücke zu überprüfen, wird die wassergefüllte Rohrleitung mit einem Anschlussstück für Druckluft verschlossen. In vertikaler Position mit der zu prüfenden Dichtung unter Wasser wird oberhalb des Wassers Luftdruck in das Rohr eingeleitet, um einen wesentlich höheren Wasserdruck zu simulieren. Die Prüfung über einen längeren Zeitraum unter einem derartigen Druck vermittelt ein genaues Bild der Dichtungsleistung. Siehe Abbildung 2.

Beschriftete Abbildung eines hydrostatischen Geräts

ABBILDUNG 2

Die Verwendung von Farbstoff im Wasser für diese Prüfung kann hilfreich sein, um die Quelle von auftretenden Leckagen aufzuspüren, da der Farbstoff „Spuren“ hinterlässt. Der Einsatz einer durchsichtigem PVC-Rohrleitung trägt ebenfalls dazu bei, diese Spuren sichtbar zu machen. Diese Prüfmethode ist sowohl für mechanische als auch für chemische Dichtungen geeignet. Sie funktioniert in unterschiedlichen Konfigurationen von Rohrleitungsgrößen und -arten, mit oder ohne Kabeln. Zu den Testvarianten zählen:

  • Material der Rohrleitung
  • Handelsgröße der Rohrleitung
  • Kabelgröße und -qualität (% Füllung)
  • Geschwindigkeit des Druckanstiegs
  • Druckdauer
  • Definition von Versagen

Ein Versagen kann auf verschiedene Weise definiert werden, von jeglicher Feuchtigkeitsübertragung bis hin zu einem katastrophalen Versagen der Abdichtung. Bei der Betrachtung hydrostatischer Prüfergebnisse ist es wichtig zu verstehen, wie die Prüfung durchgeführt wurde, um die Ergebnisse besser vergleichen zu können oder festzustellen, ob die Abdichtung für den vorgesehenen Einsatz geeignet ist.

Der Wasserdruck an einer Abdichtung wird oft in Fuß oder Metern einer Wassersäule ausgedrückt, die einfach als die Tiefe des Wassers über der Abdichtung dargestellt wird. Die bereits erwähnte Sturmflut von 16 m (50 Fuß) führt beispielsweise zu einer Wassersäule von 16 m (50 Fuß) über der Abdichtung. Wir können den Luftdruck über der Wassersäule nutzen, um diesen Druck zu erzeugen, ohne dass wir eine übermäßig hohe Wassersäule benötigen. Eine Wassersäule von 16 m (50 Fuß) lässt sich leicht in 156 kPa (21,7 psi) umrechnen. Daher wird durch das Einleiten von 156 kPa (21,7 psi) Luftdruck auf das Wasser oberhalb der Musterdichtung der gewünschte Wasserdruck simuliert. Siehe Tabelle 1.

TABELLE 1Tabelle 1 zeigt die Höhe der Wassersäule und den Druck

Fazit: Ist es eine Abdichtung oder nicht?

Es ist wichtig anzumerken, dass die kostengünstige oder handelsübliche Abdichtung der Wahl eines Installateurs eine ungenaue Spezifikation oder einen uninformierten Prüfer zufriedenstellen kann – aber das ultimative Ziel aller Beteiligten (Installateure, Prüfer, Planer und Eigentümer) muss die langfristige Integrität der Abdichtung sein, um Katastrophen zu verhindern. Eine Abdichtung, die eine Inspektion besteht, um kurz darauf – oder später, wenn die Krise eingetreten ist – zu versagen, ist keine echte Abdichtung. Die Kosten im Zusammenhang mit dem Versagen von Abdichtungen enden oft nicht mit beschädigten Kabeln und Geräten, sondern erstrecken sich auch auf die daraus resultierenden Serviceausfälle, die insbesondere für Notrufzentralen, Krankenhäuser, petrochemische Anlagen, Kernkraftwerke und andere wichtige Einrichtungen verheerend sein können. Die Abdichtung gegen das Eindringen von Wasser umfasst eine Vielzahl von Anwendungen mit unterschiedlichsten Abdichtungen. Die Prüfung und Einstufung von Abdichtungen auf ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber höheren Wasserdrücken ist ein wichtiger Aspekt. Daher sollte die Auswahl von Rohrleitungsdichtungen ein fundierter Prozess sein, der auf den Parametern der Anwendung und den erprobten technischen Spezifikationen des chemischen oder mechanischen Dichtungsprodukts basiert.

Quellen:

ASTM E1003-13(2018) Standard Practice for Hydrostatic Leak Testing

UL 514B Sixth Edition STANDARD FOR SAFETY Conduit, Tubing, and Cable Fittings