Rohrleitungen in Kühlkreisen: Werkstoffe und Verbindungen machen den Unterschied

Rohrleitungen von Kühlsystemen sind häufiger von Korrosion betroffen als solche von Heizsystemen. Der Grund: Die Beschaffenheit der Medien und deren niedrige Temperaturen begünstigen sowohl die Innen- als auch die Außenkorrosion des Rohres.

Die Wahl geeigneter Rohrleitungswerkstoffe kann die Korrosionsbeständigkeit der gesamten Installation wesentlich verbessern. Welche Werkstoffe ideal, welche optional einsetzbar und welche definitiv ungeeignet sind, ist dabei zum Teil anlagenspezifisch. Der Einsatz von Pressverbindersystemen ist generell zu empfehlen. Denn durch die einfache Handhabung sinken die Montagekosten und Instandsetzungs-beziehungsweise Reparaturarbeiten sind deutlich schneller auszuführen.

Die qualifizierte Aufbereitung von Kühlwasser ist wesentlich, um Rohrleitungssysteme gegen Korrosion und Inkrustation im Inneren zu schützen. Dazu haben die Verbände VDI und BTGA im April 2023 die neue Richtlinie 6044 „Vermeidung von Schäden in Kaltwasser- und Kühlkreisläufen“ veröffentlicht.

Ebenso wichtig ist der Korrosionsschutz von außen: Unter der nach DIN 4140 normativ geforderten Dämmung der Rohrleitungen kann sich „Schwitzwasser“ bilden. Enthält die Dämmung zudem wasserlösliche Chloride oder Sulfate, sind bei ungeschützten Rohrleitungen (insbesondere aus unlegierten Stählen) massive Schäden vorprogrammiert. Dieses sehr häufig auftretende Phänomen wird „Corrosion under Insulation“ (CUI) genannt.

Um dem vorzubeugen, hat die Arbeitsgemeinschaft Industriebau e. V. das Arbeitsblatt AGI Q151 „Korrosionsschutz unter Dämmung“ herausgegeben. Es empfiehlt anwendungsabhängig nachträglich aufzutragende Korrosionsschutzsysteme für unlegierte und niedriglegierte Stähle sowie für nicht rostende austenitische Stähle.

Rohrleitungen aus Edelstahl oder Kupfer sind in Kühlkreisläufen jedoch in der Regel nicht zu beschichten. Denn die DIN 4140:2023-05 „Dämmarbeiten an betriebstechnischen Anlagen in der Industrie und in der technischen Gebäudeausrüstung – Ausführung von Wärme- und Kältedämmungen“ sieht für nicht rostende Werkstoffe nur dann eine Schutzbeschichtung vor, wenn die Rohrleitungen bzw. die darin geführten Medien einen Temperaturbereich von +35 °C bis +120 °C erreichen.

Für die Beständigkeit und Wirtschaftlichkeit von Kühlsystemen ist neben dem Korrosionsschutz also auch die Wahl des „richtigen“ Installationssystems mitentscheidend. In den Dimensionen DN 10 bis DN 100 haben sich entsprechende Pressverbindersysteme durchgesetzt.

Sie zeichnen sich sowohl bei Neuinstallationen als auch in der Instandsetzung und Erweiterung von Kühlsystemen durch eine hohe Flexibilität sowie eine messbare Zeitersparnis bei der Montage aus. Viega bietet diese für offene und geschlossene Kühlkreisläufe geeigneten Pressverbindersysteme – je nach Anwendung – für Rohre aus Stahl, Edelstahl oder Kupfer an.

Für eine effizientere Montage und Instandsetzung

Der generelle Vorteil von Pressverbindersystemen wird insbesondere im direkten Vergleich zum Schweißen deutlich. Werden Kühlkreise aus unlegiertem Stahlrohr geplant, sind immer noch Schweißverbindungen üblich – aber in Verbindung mit dem erforderlichen Korrosionsschutz nach Arbeitsblatt AGI Q151 sehr aufwendig: Vor dem Schweißen ist bei vorlackierten oder vorbeschichteten Rohren der Korrosionsschutz an den Rohrenden zu entfernen. Anschließend sind Schweißverbinder und Verbindungs-stelle mit einem Korrosionsschutz zu versehen. Der sollte identisch mit dem Korrosionsschutz des Rohres sein, damit an den Übergängen keine chemischen Reaktionen auftreten oder Haftungsprobleme den Schutz schwächen. Dieses Risiko lässt sich nur ausschließen, wenn nach der Rohrleitungsinstallation und vor der Dämmung ein einheitlicher Korrosionsschutzanstrich aufgetragen wird. Das erfordert allerdings die zusätzliche Koordination weiterer Arbeitsgänge und entsprechend mehr Bauzeit sowie Kosten.

Als Lösung bietet Viega hier die Pressverbindersysteme „Megapress“ und „Megapress S“ (für dickwandi-ge Stahlrohre von 3/8 bis 2 Zoll) beziehungsweise „Megapress S XL“ (für dickwandige Stahlrohre von 2½ bis 4 Zoll) an. Damit lassen sich auch industriell vorlackierte Rohre schnell und einfach verarbeiten. Die Zink-Nickel-beschichteten Pressverbinder benötigen keinen zusätzlichen Korrosionsschutz. Nach der Dichtheitsprüfung kann die Rohrleitungsinstallation also direkt gedämmt werden.

Zusätzlich zu diesem Montagevorteil entstehen durch die kalte Presstechnik keine Brandrisiken wie beim Schweißen mit offener Flamme. Trotz aufwendiger Schutzvorkehrungen kommt es beim Schweißen immer wieder zu Bränden. Nicht nur, dass Werkstoffe in unmittelbarer Umgebung Feuer fangen. Die Weiterleitung der hohen Wärme von der Schweißstelle über das Rohr kann brennbares Material auch weiter entfernt entzünden. In manchen Industriebetrieben ist Schweißen deshalb verboten.

Darüber hinaus erhöht das Pressen nicht nur die Sicherheit, sondern auch die Flexibilität. Durch die Vielzahl an Verbindern, wie Bögen, T-Stücke oder Übergangsstücke, und Armaturen aus unterschiedlichen Werkstoffen in den Dimensionen DN 10 bis DN 100 ist mit Pressverbindersystemen von Viega die Rohrleitungsmontage auf jede Installationsumgebung sehr einfach anzupassen.

Dazu zwei typische Beispiele: Ist ein Kühlkreislauf zu erweitern, kann der Rohrleitungswerkstoff gewechselt werden – bespielweise von verzinktem Stahl auf korrosionsbeständigen Edelstahl. Der Übergang wird dann mit Pressverbindern aus Rotguss oder Siliziumbronze („Sanpress“) ausgeführt, um Kontaktkorrosion zu verhindern. Insbesondere bei offenen Systemen muss die Fließregel beachtet werden: In Fließrichtung gesehen muss immer das unedlere Material vor dem edleren Material installiert werden. Im umgekehrten Fall kommt es zu elektrochemischen Prozessen, die zu Lochkorrosion führen können.

Ein zweites Beispiel für den Vorteil von Pressverbindersystemen mit einem breiten Produktsortiment sind die Reparaturmuffen von Viega.

Damit können Leckagen in Kühlrohrleitungen aus sämtlichen Werkstoffen sehr einfach überbrückt werden. Zur Instandsetzung wird der beschädigte Rohrabschnitt herausgetrennt und mit Hilfe der Viega Schiebemuffen ersetzt.

Anlagenspezifische Kriterien beachten

Die Pressverbindungstechnik ist aber nur ein entscheidendes Kriterium für die Systemwahl bei der Installation von Kühlkreisläufen. Das zweite ist die Frage des Werkstoffs des Pressverbindersystems.

Denn das Wasser in offenen und geschlossenen Kühlkreisläufen wird unterschiedlich aufbereitet. Zudem stellt die Anlagentechnik bestimmte Anforderungen an die Beschaffenheit des Kühlwassers. Daher ist eine chemische Wasseranalyse notwendig, um den geeigneten Rohrleitungswerkstoff auswählen zu können. Außerdem ist zu berücksichtigen, welche Stoffe – wie Korrosions- oder Frostschutzmittel – dem Wasser zugesetzt sind. Das bestimmt über den Rohrleitungswerkstoff hinaus, welches Dichtelement die Pressverbinder haben müssen.

Hier spielt zusätzlich die chemische Beständigkeit sowie die Druck- und Temperaturbeständigkeit eine wesentliche Rolle. Viega bietet deswegen den Service, anhand einer Wasseranalyse und Betriebsparametern der Anlage die geeigneten Dichtelemente zu bestimmen (viega.de, „Anfrage Werkstoffbeständigkeit“).

Grundsätzlich geeignet für Pressverbinder in Kühlsystemen sind Dichtelemente aus folgenden Materialien:

• EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk der M-Gruppe nach DIN ISO 1629), Temperaturbereich von -25 °C bis +105 °C oder einen Betriebsdruck von 1,6 MPa (16 bar), chemisch resistent bis 50-prozentiger Konzentration von Frostschutzmittel oder Kühlsolen.
• FKM (Fluor-Karbon-Kautschuk der M-Gruppe nach DIN ISO 1629 und ASTM D1418), Temperaturbereich von -5 °C bis +140 °C oder einen Betriebsdruck von 1,6 MPa (16 bar), chemisch resistent bis 50-prozentiger Konzentration von Frostschutzmittel oder Kühlsolen.

Die fachgerechte Werkstoffwahl für ein geeignetes Pressverbindersystem hängt bei offenen Kühlsystemen entscheidend mit der permanenten Zuführung von Sauerstoff und gelösten Chloriden in die Installation zusammen – zwei Beschleuniger für Korrosionsprozesse.

Daher sind hier nur Pressverbindersysteme aus den nicht rostenden Werkstoffen Kupfer, Rotguss und Siliziumbronze sowie aus hochlegiertem Edelstahl geeignet. Bei der Auswahl des optimalen Systems aus Pressverbindern, Dichtelementen und Rohrwerkstoffen steht Viega beratend zur Seite.

Folgende Pressverbindersysteme sind geeignet:

• „Sanpress Inox“ mit Pressverbindern aus Edelstahl 1.4401, geeignet für „Sanpress“-Rohre aus den Edelstählen 1.4401 und 1.4521.
• „Sanpress“ mit Pressverbindern aus Siliziumbronze oder Rotguss, geeignet für „Sanpress“-Rohre aus den Edelstählen 1.4401 und 1.4521 und Rohre aus Kupfer.
• „Profipress“ mit Pressverbindern aus Kupfer, Rotguss oder Siliziumbronze zur Verbindung von Rohren aus Kupfer.

In geschlossenen Kühlsystemen sind außerdem folgende Pressverbindersysteme geeignet:

• „Prestabo“ mit Pressverbindern aus verzinktem Stahl für außen galvanisch verzinkte „Prestabo“-Rohre. Voraussetzung ist aber ein äußerer Korrosionsschutz nach dem AGI-Arbeitsblatt Q151 “Korrosi-onsschutz unter Dämmung“.
• „Megapress“ und „Megapress S“ mit Pressverbindern aus unlegiertem Stahl 1.0308 mit einer äußeren galvanischen Zink-Nickel-Beschichtung für dickwandige Stahlrohre, in den Dimensionen 3/8 bis 4 Zoll. Die Pressverbinder sind durch die Zink-Nickel-Beschichtung von außen korrosionsgeschützt und können direkt mit industriell vorlackierten Rohren verpresst werden. Ist ein Korrosionsschutz nach DIN EN ISO 12944 vertraglich vereinbart, entfallen sogar sämtliche Nacharbeiten zum Aufbringen des Korrosionsschutzes im Bereich der Verbindungsstellen.
• „Temponox“ mit Pressverbindern aus Edelstahl für „Temponox“-Rohre aus Edelstahl 1.4520. Ein Korro-sionsschutzanstrich ist in vielen Fällen nicht erforderlich.

„Temponox“: Beständigkeit und Wirtschaftlichkeit

Besonders wirtschaftlich für die Installation geschlossener Kühlkreise ist das von Viega entwickelte Pressverbindersystem „Temponox“. Alle Komponenten dieses Systems sind aus Edelstahl und erfüllen vollständig die Anforderungen beispielsweise von Kühlkreisen mit Kaltwassersätzen oder Monoblock-Wärmepumpen für die Gebäudeklimatisierung. Gleichzeitig reduziert das „Temponox“-System die Materialkosten, und die Beständigkeit dieses Edelstahls erspart zusätzliche Aufwendungen für den Korrosionsschutz. Um das „Tem­ponox“-System deutlich von Trinkwasserrohrleitungen unterscheiden zu können, sind alle Bauteile klar und dauerhaft mit braunen Farbmarkierungen gekennzeichnet.

Das Pressverbindersystem „Temponox“ ist in den Abmessungen 15 bis 108 mm verfügbar. Das gesamte Sortiment umfasst etwa 300 Produkte. Damit sind auch aufwendige Rohrleitungsstrecken und Anbindungen problemlos zu installieren.

Um weitverzweigte Kühlkreisläufe in größeren Gebäuden realisieren zu können, ist in der Praxis neben den verfügbaren Dimensionen und Verbindern ebenso ein breites Sortiment an Armaturen und Ventilen entscheidend. Im Systemverbund mit „Temponox“ steht hier beispielsweise das umfangreiche Armaturenprogramm „Easytop“ von Viega zur Verfügung. Es umfasst Armaturen aus Edelstahl, Rotguss oder Siliziumbronze mit Press-, Gewinde- oder Flanschanschlüssen. Für eine Vielzahl an „Easy-top“-Armaturen bietet Viega auch passgenaue Dämmschalen an. Das vereinfacht und beschleunigt die Isolation der Kühlkreise.

Fazit

Beständige Rohrleitungsinstallationen in Kühlkreisläufen erfordern eine fachgerechte Abstimmung geeigneter Pressverbindersysteme und deren Dichtelemente mit eventuellen Korrosionsschutzmaßnahmen. Bei der Wahl von Rohrleitungswerkstoffen ist außerdem die Unterscheidung zwischen offenen und geschlossenen Kühlkreisen wichtig. Die wassergeführte Klimatisierung in geschlossenen Kühlkreisen ist eine häufige Anwendung in der Technischen Gebäudeausstattung – und aufgrund des Klimawandels eine mit großem Wachstum. Das korrosionsbeständige Pressverbindersystem „Temponox“ bietet hierfür ein besonders wirtschaftliches Komplettsystem aus Edelstahl an.