Temperaturbeständige Rohrhalter für industrielle Rohrleitungssysteme

Temperaturbeständige Rohrhalter werden überall dort benötigt, wo Rohrleitungen dauerhaft erhöhten Temperaturen, starken Temperaturschwankungen oder großen Temperaturdifferenzen ausgesetzt sind. Typische Beispiele sind Dampf-, Heißwasser-, Abgas- und Prozessleitungen im Anlagenbau, Kraftwerksbau und in der Energietechnik.

Bei solchen Anwendungen reicht es nicht aus, einen Rohrhalter allein nach Rohrdurchmesser und Gewicht auszuwählen. Mit steigender Temperatur verändern sich Werkstoffeigenschaften, Rohrleitungen dehnen sich aus und zusätzliche Kräfte können auf Halter, Führungen und Festpunkte wirken.

Eine für hohe Temperaturen geeignete Rohrhalterung muss deshalb mechanische Lasten sicher aufnehmen und gleichzeitig zum thermischen Verhalten der gesamten Rohrleitung passen.

Was bedeutet temperaturbeständig bei einem Rohrhalter?

Die Bezeichnung „temperaturbeständiger Rohrhalter“ beschreibt keinen einzelnen, genormten Produkttyp mit einer allgemein gültigen maximalen Einsatztemperatur.

Ob ein Rohrhalter für eine bestimmte Anwendung geeignet ist, hängt von mehreren Faktoren ab:

• tatsächliche Temperatur am Rohrhalter
• Dauer der Temperatureinwirkung
• Rohrdurchmesser und Rohrgewicht
• Gewicht von Medium, Isolierung und Armaturen
• Werkstoff des Rohrhalters
• statische und dynamische Belastungen
• thermische Längenänderung der Rohrleitung
• gewünschte Fest-, Führungs- oder Gleitfunktion
• Korrosions- und Umgebungsbedingungen
• Konstruktion von Schraub- und Schweißverbindungen

Auch die Temperatur des Mediums innerhalb der Rohrleitung ist nicht automatisch mit der Temperatur des Rohrhalters gleichzusetzen. Dämmungen, konstruktive Abstände und die Einbausituation können beeinflussen, welche Temperatur tatsächlich an den einzelnen Bestandteilen der Befestigung anliegt.

Grundlegende Informationen zu Bauformen, Werkstoffen und verfügbaren Ausführungen finden Sie auf der Produktseite Rohrhalter.

Warum hohe Temperaturen besondere Anforderungen an Rohrhalter stellen

Hohe Temperaturen wirken auf ein Rohrleitungssystem auf mehreren Ebenen gleichzeitig.

Werkstoffeigenschaften verändern sich

Die mechanischen Eigenschaften metallischer Werkstoffe sind temperaturabhängig. Bei erhöhten Temperaturen können sich unter anderem Festigkeit und Steifigkeit verändern.

Ein Rohrhalter darf deshalb nicht ausschließlich anhand von Kennwerten bewertet werden, die für Raumtemperatur gelten. Für anspruchsvolle Anwendungen müssen Werkstoff, Querschnitt und Konstruktion auf die vorgesehene Betriebs- beziehungsweise Auslegungstemperatur abgestimmt werden.

Das gilt nicht nur für den eigentlichen Halter. Auch Schrauben, Muttern, Schweißverbindungen, Gleitplatten, Einlagen und angrenzende Bauteile müssen für ihre jeweilige Temperaturbeanspruchung geeignet sein.

Rohrleitungen verändern ihre Länge

Metallische Rohrleitungen dehnen sich bei Erwärmung aus und ziehen sich beim Abkühlen wieder zusammen.

Je länger eine Leitung und je größer die Temperaturänderung ist, desto stärker kann die daraus resultierende Längenänderung ausfallen.

Wird diese Bewegung durch ungeeignete Rohrhalterungen blockiert, können zusätzliche Kräfte und Spannungen entstehen. Sie wirken beispielsweise auf:

• Rohrhalter
• Rohrschellen
• Festpunkte
• Führungen
• Schweißnähte
• Flansche
• Armaturen
• Tragkonstruktionen

Wie solche Bewegungen im Rohrleitungssystem berücksichtigt werden, erläutert der Ratgeber Temperaturausdehnung von Rohrleitungen richtig berücksichtigen.

Fester oder beweglicher Rohrhalter bei hohen Temperaturen?

Bei thermisch beanspruchten Rohrleitungen muss bereits bei der Planung festgelegt werden, welche Funktion ein Lagerpunkt übernehmen soll.

Nicht jeder Rohrhalter darf die Leitung vollständig fixieren.

Feste Rohrhalterungen

Eine feste Lagerung verhindert Bewegungen an einer definierten Stelle. Dadurch können erhebliche Kräfte entstehen, die über den Rohrhalter und seine Anschlüsse sicher in die Tragkonstruktion übertragen werden müssen.

Ein Rohrhalter wird jedoch nicht allein dadurch zu einem technisch ausgelegten Festpunkt, dass er besonders massiv gebaut oder fest mit der Unterkonstruktion verbunden wird.

Die gesamte Lastkette muss berücksichtigt werden:

Rohrleitung → Rohrhalter beziehungsweise Rohrschelle → Anschluss → Konsole oder Stahlbau → Tragkonstruktion.

Bei hohen Temperaturen kommen zusätzlich die Kräfte aus der thermischen Bewegung angrenzender Leitungsbereiche hinzu.

Bewegliche Rohrhalterungen

An anderen Stellen muss eine Rohrleitung ihre temperaturbedingte Längenänderung kontrolliert ausführen können.

Dafür kommen beispielsweise Gleitlager, Führungslager oder Rohrschlitten zum Einsatz.

Ein bewegliches Lager kann:

• das Rohrgewicht aufnehmen,
• Bewegungen in Längsrichtung ermöglichen,
• seitliche Bewegungen begrenzen,
• die Rohrleitung auf einem definierten Weg führen.

Für größere thermische Bewegungen bietet STEBA Rohrschlitten in unterschiedlichen Bauformen und kundenspezifischen Ausführungen an.

Rohrhalter und Rohrschlitten bei thermischer Belastung unterscheiden

Rohrhalter und Rohrschlitten können innerhalb eines Rohrlagersystems unterschiedliche Aufgaben übernehmen.

Welche Lösung benötigt wird, lässt sich deshalb nicht allein aus der Betriebstemperatur ableiten. Das gesamte Bewegungs- und Lagerungskonzept der Rohrleitung muss betrachtet werden.

Weitere Grundlagen zur Belastungsauslegung finden Sie im Beitrag Welche Belastungen müssen Rohrhalter aufnehmen?.

Welche Werkstoffe eignen sich für temperaturbeständige Rohrhalter?

STEBA verarbeitet für Rohrhalter unter anderem die Werkstoffe S235, S355 sowie die Edelstähle 1.4301, 1.4404, 1.4571 und 1.4462.

Welcher Werkstoff für ein bestimmtes Temperaturprofil geeignet ist, muss anhand der tatsächlichen Einsatzbedingungen festgelegt werden.

Baustähle

S235 und S355 werden für zahlreiche industrielle Rohrhalter und Schweißkonstruktionen eingesetzt.

Bei der Auswahl müssen neben der Temperatur insbesondere berücksichtigt werden:

• mechanische Belastung
• erforderliche Materialstärke
• Schweißkonstruktion
• Korrosionsbeanspruchung
• gewünschte Oberflächenbehandlung

Ein höherfester Werkstoff ersetzt dabei keine temperaturbezogene Auslegung. Die für das Projekt zulässigen Werkstoffkennwerte müssen für den vorgesehenen Temperaturbereich betrachtet werden.

Edelstahl

Edelstahl kann insbesondere dann interessant sein, wenn hohe Temperaturen mit korrosiven Umgebungsbedingungen zusammentreffen.

STEBA verarbeitet beispielsweise:

• 1.4301
• 1.4404
• 1.4571
• 1.4462

Die Auswahl sollte sich nicht allein an der Bezeichnung „Edelstahl“ orientieren. Festigkeit, Temperaturbeanspruchung, Korrosionsbedingungen und gegebenenfalls chemische Belastungen müssen gemeinsam berücksichtigt werden.

Mehr zur grundsätzlichen Werkstoffauswahl erfahren Sie im Ratgeber Rohrbefestigungen aus Edelstahl oder Stahl.

Dämmung und Wärmeübertragung am Rohrhalter berücksichtigen

Bei gedämmten Heißleitungen entsteht an Rohrhalterungen eine besondere Schnittstelle.

Die Befestigung muss mechanische Kräfte übertragen, kann gleichzeitig jedoch einen Wärmeweg zwischen heißer Rohrleitung und Tragkonstruktion bilden. Deshalb sollten Rohrhalter, Dämmung und gegebenenfalls eingesetzte Zwischen- oder Gleitmaterialien konstruktiv aufeinander abgestimmt werden.

Zu prüfen sind unter anderem:

• Temperatur unmittelbar am Kontaktpunkt
• Dämmstärke
• Aufbau und Unterbrechung der Dämmung
• verwendete Einlagen oder Zwischenlagen
• Wärmebeständigkeit nichtmetallischer Komponenten
• Belastbarkeit von Gleitplatten
• Wärmeübertragung in die Unterkonstruktion

Besonders Kunststoff-, Elastomer- und Gleitkomponenten besitzen eigene Temperaturgrenzen. Ein metallischer Rohrhalter kann für eine hohe Temperatur geeignet sein, während eine eingesetzte Einlage oder Gleitplatte bereits deutlich früher ihre Einsatzgrenze erreicht.

Deshalb sollte jede Komponente des gesamten Befestigungsaufbaus separat geprüft werden.

Temperatur und Korrosion gemeinsam betrachten

Hohe Temperatur tritt in Industrieanlagen häufig nicht isoliert auf.

Zusätzlich können beispielsweise folgende Belastungen bestehen:

• Feuchtigkeit
• Kondensation
• chemische Dämpfe
• aggressive Prozessatmosphären
• Außenbewitterung
• salzhaltige Luft
• Reinigungsmedien

Werkstoff und Korrosionsschutz sollten deshalb anhand der kombinierten Beanspruchung ausgewählt werden.

STEBA kann Rohrhalter je nach Projekt unter anderem roh beziehungsweise blank, gestrahlt, grundiert, lackiert, mehrschichtig lackiert, teilverzinkt oder feuerverzinkt ausführen.

Welche Oberfläche geeignet ist, hängt vom Werkstoff, der Temperaturbeanspruchung und der tatsächlichen Umgebung ab. Informationen zu besonders korrosiven Einsatzbedingungen finden Sie unter Korrosionsschutz bei Rohrbefestigungen.

Typische Anwendungen für temperaturbeständige Rohrhalter

Rohrhalter für thermisch beanspruchte Leitungen kommen in vielen industriellen Bereichen zum Einsatz.

Typische Anwendungen sind:

Dampf- und Heißwasserleitungen

Dampf- und Heißwasserleitungen können große Temperaturunterschiede zwischen Montage-, Stillstands- und Betriebszustand aufweisen.

Hier müssen Tragfähigkeit, Lagerabstände, Festpunkte, Führungen und Bewegungswege aufeinander abgestimmt werden.

Kraftwerks- und Energieanlagen

Im Kraftwerksbau sowie in der Energietechnik werden zahlreiche Rohrleitungssysteme dauerhaft unter erhöhten Temperaturen betrieben.

Neben der Temperatur können hohe Rohrgewichte, Druckbelastungen und wechselnde Betriebszustände hinzukommen.

Chemische und verfahrenstechnische Anlagen

In der chemischen Industrie können Temperatur, korrosive Atmosphäre und chemische Einflüsse gleichzeitig auf eine Rohrhalterung einwirken.

Werkstoff und Oberfläche müssen deshalb auf das konkrete Umfeld abgestimmt werden.

Industrieller Rohrleitungsbau

Im Rohrleitungsbau treten bei langen Leitungsabschnitten häufig erhebliche thermische Längenänderungen auf.

Hier bildet der Rohrhalter nur einen Teil eines Systems aus Festpunkten, Führungen, Gleitlagern und Rohrschlitten.

Häufige Fehler bei Rohrhaltern für hohe Temperaturen

Nur die Mediumtemperatur angeben

Für die Auslegung ist wichtig, welche Temperatur tatsächlich am Rohrhalter und an dessen einzelnen Komponenten auftritt.

Zusätzlich sollten minimale und maximale Betriebs- beziehungsweise Auslegungstemperaturen angegeben werden.

Thermische Längenausdehnung nicht berücksichtigen

Ein ausreichend tragfähiger Rohrhalter kann trotzdem ungeeignet sein, wenn er eine erforderliche Bewegung der Rohrleitung blockiert.

Festpunkte und bewegliche Lagerungen müssen als Gesamtsystem geplant werden.

Kunststoffteile und Einlagen vergessen

Einlagen, Gleitplatten oder andere nichtmetallische Bauteile können geringere Temperaturgrenzen besitzen als der metallische Halter.

Nur das Rohrgewicht berechnen

Zum tatsächlichen Lastfall können zusätzlich gehören:

• Medium
• Isolierung
• Armaturen
• Flansche
• Begleitheizungen
• Prüfzustände
• thermische Kräfte
• Reibkräfte
• Schwingungen

Tragkonstruktion nicht einbeziehen

Ein temperaturbeständiger und ausreichend dimensionierter Rohrhalter hilft nicht, wenn Schweißverbindungen, Schrauben, Konsolen oder die Unterkonstruktion die auftretenden Kräfte nicht aufnehmen können.

Welche Angaben werden für die Auswahl benötigt?

Für eine technische Klärung sollten möglichst vollständige Betriebs- und Konstruktionsdaten vorliegen.

Hilfreich sind insbesondere:

• Rohraußendurchmesser
• Rohrwerkstoff
• Rohrgewicht
• Medium und Füllgewicht
• Dämmstärke und Dämmgewicht
• minimale Betriebstemperatur
• maximale Betriebstemperatur
• Auslegungstemperatur
• Umgebungstemperatur
• vertikale Lasten
• axiale und horizontale Lasten
• erwarteter Bewegungsweg
• gewünschte Fest-, Führungs- oder Gleitfunktion
• Einbaulage
• Anschluss an die Tragkonstruktion
• gewünschter Werkstoff
• Korrosions- und Umgebungsbedingungen
• benötigte Oberflächenbehandlung
• Zeichnungen oder CAD-Daten
• Stückzahl
• Prüf- und Dokumentationsanforderungen

Bei besonderen Einbausituationen fertigt STEBA auch Sonderanfertigungen im Rohrleitungsbau nach Zeichnung, Muster, Werksnorm oder projektspezifischer Vorgabe.

Temperaturbeständige Rohrhalter individuell fertigen lassen

Hohe Temperaturen stellen nicht nur Anforderungen an den Werkstoff eines Rohrhalters. Rohrgewicht, Temperaturbewegung, Lagerfunktion, Korrosion und die angeschlossene Tragkonstruktion müssen gemeinsam berücksichtigt werden.

STEBA fertigt industrielle Rohrhalter aus unterschiedlichen Stahl- und Edelstahlwerkstoffen. Abmessungen, Stegformen, Materialstärken, Anschlüsse und Oberflächen können an projektspezifische Anforderungen angepasst werden.

Bei thermisch stark beanspruchten Rohrleitungssystemen können Rohrhalter außerdem mit Rohrschlitten, Führungs- und Gleitkomponenten zu einer abgestimmten Befestigungslösung kombiniert werden.

Für eine konkrete Anfrage sollten Sie neben Zeichnungen und Abmessungen insbesondere die auftretenden Lasten, den Temperaturbereich, erforderliche Bewegungswege sowie Werkstoff- und Oberflächenanforderungen angeben.

Häufige Fragen zu temperaturbeständigen Rohrhaltern

Welche Rohrhalter eignen sich für hohe Temperaturen?

Das lässt sich nicht anhand einer einzelnen Bauform oder eines bestimmten Werkstoffs pauschal beantworten. Die Eignung hängt von Temperatur, Einwirkdauer, Belastung, Lagerfunktion, Werkstoff und Umgebungsbedingungen ab. Auch Schrauben, Schweißverbindungen, Einlagen und Gleitkomponenten müssen berücksichtigt werden.

Welcher Werkstoff eignet sich für einen temperaturbeständigen Rohrhalter?

Je nach Anwendung können Baustähle oder Edelstahlwerkstoffe eingesetzt werden. STEBA verarbeitet bei Rohrhaltern unter anderem S235, S355, 1.4301, 1.4404, 1.4571 und 1.4462. Welcher Werkstoff geeignet ist, muss anhand der tatsächlichen Temperatur- und Belastungsbedingungen geprüft werden.

Müssen sich heiße Rohrleitungen im Rohrhalter bewegen können?

Bei Temperaturänderungen dehnen sich metallische Rohrleitungen aus oder ziehen sich zusammen. Je nach Lagerungskonzept müssen bestimmte Lagerpunkte diese Bewegung zulassen, während andere als Führungen oder Festpunkte ausgeführt werden. Eine durchgehend starre Befestigung kann unzulässige Zusatzkräfte erzeugen.

Sind Rohrschlitten für Hochtemperaturleitungen erforderlich?

Nicht bei jeder Leitung. Rohrschlitten werden eingesetzt, wenn eine Rohrleitung getragen werden und gleichzeitig kontrollierte Längsbewegungen ausführen soll. Ob und wo Rohrschlitten erforderlich sind, ergibt sich aus dem Lagerungs- und Bewegungskonzept.

Muss die Isolierung bei der Auslegung berücksichtigt werden?

Ja. Isolierungen erhöhen das Gewicht der Rohrleitung und beeinflussen die konstruktive Gestaltung des Halters. Außerdem muss geprüft werden, welche Temperaturen an Kontaktflächen, Einlagen und anderen Komponenten tatsächlich auftreten.

Können temperaturbeständige Rohrhalter nach Zeichnung gefertigt werden?

Ja. STEBA fertigt Rohrhalter nach Zeichnung, CAD-Daten, Muster, Werksnorm und projektspezifischer Vorgabe. Rohrdurchmesser, Bauhöhe, Steggeometrie, Materialstärke, Anschlussmaße, Werkstoff und Oberfläche können an die jeweilige Anwendung angepasst werden.

Welche Daten sollte eine Anfrage für einen Hochtemperatur-Rohrhalter enthalten?

Neben Rohrdurchmesser und Zeichnung sollten insbesondere Rohr- und Mediumgewicht, Dämmung, Betriebs- und Auslegungstemperaturen, auftretende Kräfte, Bewegungsweg, Lagerfunktion, Werkstoff, Korrosionsbedingungen und gewünschte Oberfläche angegeben werden.