Druckrohre richtig auswählen

Aufgabe eines Druckrohrs

Ein Druckrohr nimmt ein oder mehrere Membranelemente auf und bildet den druckfesten Gehäusekörper der Membranstufe. Das Rohwasser wird mit Betriebsdruck in das Membrangehäuse geführt, durchströmt das oder die Membranelemente und wird in Permeat und Konzentrat getrennt.

Damit die Membrananlage zuverlässig arbeitet, muss das Druckrohr mechanisch, hydraulisch und drucktechnisch zur Anlage passen. Ein mechanisch ähnlich aussehendes Druckrohr ist nicht automatisch geeignet, wenn Druckstufe, Anschlusspositionen, Membranlänge oder Dichtungssystem nicht übereinstimmen.

Membrangröße und Elementanzahl

Die wichtigste Grundlage für die Auswahl ist die Membrangröße. Gängige Größen sind zum Beispiel 2540, 4021, 4040 und 8040. Die ersten beiden Ziffern stehen für den ungefähren Membrandurchmesser, die letzten beiden für die ungefähre Membranlänge in Zoll.

Zusätzlich muss geprüft werden, wie viele Membranelemente im Druckrohr eingesetzt werden sollen. Es gibt Ausführungen für ein, zwei, drei oder mehrere Elemente. Die Elementanzahl beeinflusst Druckverlust, Ausbeute, Konzentratführung, Permeatleistung und Anlagenhydraulik.

Druckstufe und Betriebsdruck

Druckrohre werden für unterschiedliche Druckbereiche angeboten, zum Beispiel 300 psi oder 1.000 psi. Die erforderliche Druckstufe richtet sich nach Verfahren, Rohwasser, Membrantyp und Betriebsdruck.

Für viele Umkehrosmoseanlagen im Niederdruckbereich können 300-psi-Druckrohre passend sein. Bei höheren Drücken, speziellen Anwendungen oder bestimmten Nanofiltrations- und Umkehrosmoseprozessen können höhere Druckstufen erforderlich sein. Die Druckstufe des Druckrohrs muss immer mit maximalem Betriebsdruck, Sicherheitsreserve und Anlagensteuerung abgestimmt werden.

Endported-Druckrohre

Die auf der Seite beschriebenen Codeline-Druckrohre sind Endported-Membrangehäuse. Das bedeutet, dass Eintritt und Austritt über die Endbereiche des Druckrohrs geführt werden. Diese Bauweise wird häufig in industriellen Membrananlagen eingesetzt.

Bei Ersatz oder Umbau muss geprüft werden, ob die vorhandene Verrohrung zu dieser Anschlussart passt. Anschlussposition, Anschlussgröße, Flussrichtung, Permeatanschluss und Konzentratführung müssen zur bestehenden Anlage passen. Andernfalls sind Anpassungen an der Verrohrung erforderlich.

Werkstoff und Bauweise

Hochwertige Druckrohre bestehen häufig aus Composite-Kunststofftechnik beziehungsweise Epoxid-/Glas-Verbundwerkstoffen. Diese Bauweise ist für den Dauerbetrieb in Membranprozessen ausgelegt und bietet eine hohe Druckbeständigkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht.

Je nach Hersteller und Ausführung können Dichtungssystem, Endplatten, Sicherungsringe, Kopfdichtung, Permeatanschluss und Oberflächenbeschichtung unterschiedlich ausgeführt sein. Deshalb sollten Ersatzteile wie Dichtsätze oder O-Ringe immer passend zum konkreten Druckrohrtyp ausgewählt werden.

Druckrohre für Umkehrosmoseanlagen

In Umkehrosmoseanlagen sind Druckrohre zentrale Komponenten der Membranstufe. Sie bestimmen nicht die eigentliche Rückhalterate, beeinflussen aber Betriebssicherheit, Druckverlust, Wartungszugang und Membrananordnung.

Beim Austausch eines Druckrohrs sollte nicht nur die Membrangröße geprüft werden. Auch Betriebsdruck, Anschlussbild, Anzahl der Elemente, Permeatführung, Verrohrung und Anlagenrahmen müssen passen. Gerade bei bestehenden Anlagen kann ein anderes Druckrohr Anpassungen an Halterungen und Rohrleitungen erforderlich machen.

Druckrohre für Nanofiltrationsanlagen

Auch Nanofiltrationsanlagen arbeiten mit Membranelementen in Druckrohren. Die Anforderungen können sich je nach Membrantyp, Betriebsdruck und Ziel der Teilentsalzung unterscheiden.

Nanofiltration ist nicht einfach eine kleine Umkehrosmose. Sie wird häufig zur selektiven Reduzierung mehrwertiger Ionen, Härtebildner oder größerer organischer Moleküle eingesetzt. Deshalb müssen Druckrohr, Membranelement und Betriebsdruck zur konkreten Nanofiltrationsanwendung passen.

Dichtsätze und O-Ringe

Dichtungen sind Verschleiß- und Ersatzteile. O-Ringe, Kopfdichtungen und Dichtsätze müssen zum jeweiligen Druckrohrtyp passen. Bereits geringe Abweichungen bei Abmessung, Material oder Profil können zu Undichtigkeiten, internen Leckagen oder Montageproblemen führen.

Beim Wechsel von Dichtungen sollte das Druckrohr drucklos, entleert und fachgerecht geöffnet werden. Dichtflächen müssen sauber und unbeschädigt sein. Beschädigte Endplatten, Sicherungsringe oder Dichtflächen sollten nicht weiterverwendet werden, da sie die Betriebssicherheit beeinträchtigen können.

Typische Auswahlfehler vermeiden

Ein häufiger Fehler ist die Auswahl nur nach Membrangröße. Ein 4040-Druckrohr ist nicht automatisch mit jedem 4040-Druckrohr austauschbar. Druckstufe, Anschlussart, Endplatten, Permeatanschluss, Dichtungssystem und Elementanzahl müssen ebenfalls stimmen.

Auch der Betriebsdruck darf nicht unterschätzt werden. Ein Druckrohr mit zu niedriger Druckstufe ist sicherheitstechnisch ungeeignet. Umgekehrt kann ein technisch passendes, aber hydraulisch anders aufgebautes Druckrohr eine Anpassung der Anlage erforderlich machen.

Angaben für die Auswahl

Für die Auswahl eines passenden Druckrohrs oder Dichtsatzes sind folgende Angaben hilfreich:

• vorhandene Membrangröße, zum Beispiel 2540, 4021, 4040 oder 8040
• Anzahl der Membranelemente pro Druckrohr
• Hersteller und Typ des vorhandenen Druckrohrs
• Druckstufe, zum Beispiel 300 psi oder 1.000 psi
• Anwendung: Umkehrosmose, Nanofiltration oder Sonderprozess
• Betriebsdruck und maximaler Anlagendruck
• Anschlussart und Anschlussgrößen
• Position von Feed-, Konzentrat- und Permeatanschluss
• Fotos vom Druckrohr, Typenschild, Endkappen und Anschlüssen
• vorhandene Membranelemente
• Einbaulage und verfügbare Baulänge
• ob ein komplettes Druckrohr oder nur ein Dichtsatz benötigt wird

Bei bestehenden Anlagen sind Fotos der Einbausituation häufig entscheidend. So lässt sich prüfen, ob ein Ersatzdruckrohr nicht nur technisch, sondern auch mechanisch in die vorhandene Anlage passt.
 

Häufige Fragen zu Druckrohren und Membrangehäusen

Was ist ein Druckrohr bei einer Umkehrosmoseanlage?

Ein Druckrohr ist das druckfeste Membrangehäuse, in dem ein oder mehrere Membranelemente eingebaut werden. Es führt Rohwasser, Permeat und Konzentrat entsprechend der Anlagenhydraulik und muss zum Betriebsdruck und zur Membrangröße passen.

Was bedeutet 2540, 4040 oder 8040?

Diese Bezeichnungen beschreiben die Membrangröße. Die ersten beiden Ziffern stehen für den ungefähren Durchmesser, die letzten beiden für die ungefähre Länge des Membranelements in Zoll. Ein 4040-Element hat also etwa 4 Zoll Durchmesser und 40 Zoll Länge.

Kann jedes Standard-Membranelement in jedes Druckrohr eingebaut werden?

Nicht pauschal. Die Membrangröße muss passen, aber auch Druckrohrtyp, Elementanzahl, Permeatadapter, Dichtungssystem und Anschlussart müssen zur Anlage und zum Membranelement passen.

Was bedeutet 300 psi oder 1.000 psi?

Das ist die Druckstufe des Druckrohrs. Sie gibt an, für welchen maximalen Druckbereich das Druckrohr ausgelegt ist. Die Druckstufe muss zum maximalen Betriebsdruck der Membrananlage passen.

Wann brauche ich ein 1.000-psi-Druckrohr?

Ein 1.000-psi-Druckrohr wird bei Anwendungen mit höheren Betriebsdrücken benötigt. Ob diese Druckstufe erforderlich ist, hängt von Verfahren, Membrantyp, Rohwasser, Betriebsdruck und Sicherheitsreserve ab.

Was ist ein Endported-Druckrohr?

Bei einem Endported-Druckrohr liegen Eintritt und Austritt im Endbereich des Membrangehäuses. Diese Bauweise wird häufig in industriellen Umkehrosmose- und Nanofiltrationsanlagen eingesetzt. Die Verrohrung muss zu dieser Anschlussart passen.

Wann muss ein Druckrohr ersetzt werden?

Ein Druckrohr muss ersetzt werden, wenn es mechanisch beschädigt ist, nicht mehr zur Anlage passt, undicht ist oder sicherheitstechnisch nicht mehr verwendet werden sollte. Auch bei Umbauten oder Wechsel auf andere Membrananordnungen kann ein neues Druckrohr erforderlich sein.

Wann werden Dichtsätze oder O-Ringe benötigt?

Dichtsätze oder O-Ringe werden benötigt, wenn Druckrohre undicht sind, Membranelemente gewechselt werden oder die Endkappen demontiert wurden. Die Dichtsätze müssen exakt zum jeweiligen Druckrohrtyp passen.

Kann ich ein anderes Fabrikat als Ersatz verwenden?

Das ist nur nach technischer Prüfung sinnvoll. Membrangröße und Druckstufe reichen nicht aus. Anschlussbild, Baulänge, Dichtungssystem, Endplatten, Halterung und hydraulische Einbindung müssen ebenfalls passen.

Welche Angaben werden für eine technische Rückfrage benötigt?

Hilfreich sind Membrangröße, Elementanzahl, Druckstufe, Hersteller, Typenschild, Betriebsdruck, Anschlussgrößen sowie Fotos vom vorhandenen Druckrohr, den Endkappen und der Einbausituation.