Tabelle der gewünschten Stahlsorte aufklappen
Die Werte wurden nach der Barlow-Formel (P = 2St/D) berechnet, unter Annahme von 75 % der Streckgrenze des Werkstoffs. Die Daten dienen nur als Referenz und als Unterstützung bei der Werkstoffauswahl. Die endgültige Überprüfung sollte im Rahmen der Auslegungsberechnung nach den geltenden Normen erfolgen (z. B. EN 13480, ASME B31.3).
So verwenden Sie die Betriebsdrucktabelle
Die Tabelle gibt den maximalen Betriebsdruck nahtloser Edelstahlrohre bei Raumtemperatur (15–25 °C) an. Jeder Abschnitt entspricht einer Stahlsorte — von den austenitischen 1.4307 (TP304L) und 1.4404 (TP316L), über den superaustenitischen 1.4547 (S31254), bis hin zu Duplex 1.4462 (S312803/S32205) und den Nickellegierungen 2.4858 (N08825) und 2.4856 (N06625).
Um den richtigen Wert zu finden, wählen Sie die Stahlsorte und lesen Sie die Zeile ab, die Ihrem Außendurchmesser (AD) und Ihrer Wandstärke (WS) entspricht. Die Tabelle umfasst Durchmesser von 6,00 mm bis 457,20 mm (DN450), gruppiert in Abschnitte entsprechend den typischen DN-Größen. Die Werte sind parallel in psi und bar angegeben. Standardmäßig zeigt die Tabelle die Abmessungen in Millimetern und den Druck in bar — in der Werkzeugleiste können Sie auf Zoll oder psi umschalten.
Barlow-Formel — was die Werte bedeuten
Die Tabelle basiert auf der Barlow-Formel, die den maximalen Innendruck beschreibt, dem ein dünnwandiges zylindrisches Rohr standhält:
P = 2 · S · t / D
Dabei ist P der hydrostatische Prüfdruck, S die zulässige Umfangsspannung (hoop stress) im Wandwerkstoff, t die Wandstärke und D der Außendurchmesser. Die Werte in der Tabelle wurden mit S gleich 75 % der Streckgrenze (Rp0,2) der jeweiligen Stahlsorte berechnet — ein typischer Sicherheitsfaktor für hydrostatische Prüfungen.
Die Barlow-Formel setzt eine dünne Wand voraus (D/t > 20). Für Rohre mit höherem Wandstärke-Durchmesser-Verhältnis ist die Lamé-Formel genauer, aber für typische Sanitär-, Installations- und Prozessrohre liefert Barlow ein konservatives, sicheres Ergebnis.
Edelstahlsorten — welche wählen
1.4307 (TP304L) und 1.4404 (TP316L) — austenitische Standardsorten
Die am häufigsten eingesetzten Edelstahl-Rohrsorten. 1.4307 ist die kohlenstoffarme Variante des Stahls 1.4301 (304) — korrosionsbeständig gegen allgemeine Korrosion, gut geeignet für Wasser-, Molkerei- und Sanitärinstallationen. 1.4404 (TP316L) ist molybdänlegiert und dadurch beständig gegen Chloride — die Wahl für Meerwasser-, Schwimmbad- und Chemieanlagen. Für beide Sorten liegt die Streckgrenze typischerweise bei 220 MPa, daher die ähnlichen Druckwerte in der Tabelle.
1.4547 (S31254) — superaustenitisch
Eine Legierung mit erhöhtem Chrom-, Nickel- und Molybdängehalt (PREN > 40). Eingesetzt in meerwassergekühlten Wärmetauschern, Rauchgasentschwefelungsanlagen und Prozessen mit hohen Chloridkonzentrationen. Sie hält bei gleicher Rohrgeometrie etwa 40 % höhere Drücke aus als 1.4404.
1.4539 (N08904) — hochlegiert austenitisch
Hochnickelhaltig (24–26 % Ni) mit Kupfer, beständig gegen reduzierende Säuren — Schwefel-, Phosphor- und Essigsäure. Häufig gewählt in der Papier-, Öl- und Pharmaindustrie. Die Streckgrenze liegt nahe an TP316L, daher sind die Druckwerte ähnlich — der Vorteil von 1.4539 liegt in der Korrosionsbeständigkeit, nicht in der mechanischen Festigkeit.
1.4462 (S31803/S32205) — Duplex
Duplexstahl mit ferritisch-austenitischem Gefüge. Er verbindet hohe mechanische Festigkeit (Rp0,2 ≈ 450 MPa, doppelt so hoch wie bei den Austeniten) mit guter Beständigkeit gegen Loch- und Spannungsrisskorrosion. Deshalb halten Rohre aus 1.4462 in der Drucktabelle bei identischen Abmessungen etwa 2× mehr aus als 1.4307. Eingesetzt in der Öl- und Gasindustrie, Meerwasserentsalzung und in Chemietanks.
2.4858 (N08825) und 2.4856 (N06625) — Nickellegierungen
Legierungen auf Nickelbasis (Incoloy 825 und Inconel 625) — sie übertreffen die Möglichkeiten der Edelstähle unter Extrembedingungen: hohe Temperaturen, starke Säuren, reduzierend-oxidierende Umgebungen. 2.4856 (Inconel 625) hat die höchste Festigkeit der angebotenen Sorten, daher erscheinen in der Tabelle hier die höchsten Betriebsdruckwerte. Eingesetzt in der Luftfahrt, Kernenergie und in Chloranlagen.
Grenzen der Referenzdaten
Die Werte in der Tabelle sind Referenzwerte und ersetzen keine vollständige Auslegungsberechnung. Vor dem Einsatz eines Rohres in einer realen Anlage sollten Sie berücksichtigen:
- Korrosionszuschlag — in aggressiven Umgebungen werden 1–3 mm von der Wandstärke abgezogen, bevor sie in die Formel eingesetzt wird. Die Tabellenwerte gelten für die Nennwandstärke ohne Zuschlag.
- Betriebstemperatur — steigende Temperatur verringert die zulässigen Spannungen. Für TP304L bei 400 °C sinkt der zulässige Druck um etwa 30 %. Die Tabelle ist für 15–25 °C berechnet.
- Schweißnähte und Verbindungen — geschweißte Rohre haben einen niedrigeren Schweißnahtfaktor (typisch 0,85–1,0). Nahtlose Rohre haben diese Einschränkung nicht, aber Bögen, Flansche und T-Stücke erfordern eine gesonderte Analyse.
- Zyklische Belastung — pulsierender oder schlagartiger Druck erfordert die Berücksichtigung der Werkstoffermüdung, die die Barlow-Formel nicht abdeckt.
- Auslegungsnormen — regulierte Anlagen (DGRL 2014/68/EU, ASME B31.3, EN 13480) haben eigene Berechnungsmethoden und Tabellen zulässiger Spannungen, die alle oben genannten Faktoren berücksichtigen.
Für kritische Anwendungen empfehlen wir, das Datenblatt des Rohrherstellers und die einschlägige Branchennorm zu konsultieren. Die Tabellenwerte eignen sich gut für die Vorauswahl der Abmessung und den Vergleich der Sorten, ersetzen aber keine Rohrleitungsplanung durch einen qualifizierten Planer.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen 1.4307 und 1.4404?
1.4307 (TP304L) und 1.4404 (TP316L) sind beide kohlenstoffarme austenitische Edelstähle. Der Hauptunterschied ist der Molybdängehalt (2–3 %) in 1.4404, der die Beständigkeit gegen Lochkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen (Meerwasser, Schwimmbäder, Salze) deutlich erhöht. Mechanische Festigkeit und Betriebsdruckwerte sind ähnlich, aber 1.4404 wählt man dort, wo die Beständigkeit zählt, und 1.4307 als wirtschaftlichere Option für Trinkwasser, Milch oder Lebensmittel.
Warum hält Duplexstahl 1.4462 höhere Drücke aus?
Duplexstahl 1.4462 hat eine Streckgrenze von etwa 450 MPa, mehr als doppelt so hoch wie die austenitischen 1.4307 oder 1.4404 (220 MPa). Das ergibt sich aus dem gemischten ferritisch-austenitischen Gefüge, in dem sich die Phasen gegenseitig verfestigen. Bei gleicher Rohrgeometrie hält Duplex daher den doppelten Innendruck.
Gelten diese Werte für geschweißte Rohre?
Nicht direkt. Die Tabelle gilt für nahtlose Rohre, die keine Festigkeitsminderung im Nahtbereich haben. Für längsnahtgeschweißte Rohre muss der Wert P mit dem Schweißnahtfaktor (E) multipliziert werden, der je nach Prüfumfang und Norm üblicherweise 0,85–1,0 beträgt.
Was ist die Barlow-Formel?
Die Barlow-Formel ist eine vereinfachte Gleichung zur Bestimmung des Innendrucks, dem ein dünnwandiges zylindrisches Rohr standhält: P = 2·S·t/D. Dabei ist P der Druck, S die zulässige Umfangsspannung des Werkstoffs, t die Wandstärke und D der Außendurchmesser. Sie wird in überschlägigen Rohrleitungsberechnungen und als Grundlage vieler Normen verwendet. Für dickwandige Rohre (D/t < 20) ist die Lamé-Formel genauer.
Ändert sich der Druck mit der Temperatur?
Ja — und deutlich. Die Streckgrenze von Stahl sinkt mit steigender Temperatur. Für TP304L bei 200 °C sinkt der zulässige Druck um etwa 15 %, bei 400 °C um etwa 30 % und bei 600 °C um mehr als die Hälfte. Die Tabelle gibt Werte für 15–25 °C an. Für den Betrieb bei höheren Temperaturen sind die Spannungstabellen der Normen zu verwenden (z. B. ASME B31.3 Tabelle A-1 oder EN 13480-3 Anhang H).
Wie wähle ich die Wandstärke für einen geforderten Druck?
Durch Umstellen der Formel: t = P·D / (2·S). Für einen gegebenen Druck P und Durchmesser D berechnen Sie mit S aus dem Werkstoffdatenblatt (75 % der Streckgrenze der Sorte) die Mindestwandstärke. Addieren Sie den Korrosionszuschlag (üblicherweise 1–3 mm) und die Minustoleranz der Wandstärke (üblicherweise 12,5 % nach ASTM oder EN). Wählen Sie dann die nächste Standardwandstärke aus dem Katalog (Schedule oder EN-Reihe).
Warum unterscheiden sich manche Rohrgrößen um Bruchteile eines Millimeters?
Der Markt für Edelstahlrohre vereint zwei Maßtraditionen: die amerikanische (Zoll, z. B. 1/2", 3/4", 1") und die metrische (mm). Deshalb erscheinen in der Tabelle benachbarte Größen wie 25,00 mm und 25,40 mm (also 1") oder 19,05 mm (3/4") neben 20,00 mm. Das ist kein Fehler — es sind zwei parallel verwendete Standards, abhängig von der Herkunft der Auslegungsnorm (ASTM/ASME vs. EN/DIN). Dasselbe gilt bei größeren Abmessungen: 60,00 mm neben 60,30 mm (2") oder 219,10 mm (8" nach ASME) neben 200,00 mm.
Was ist der Unterschied zwischen Betriebsdruck und Berstdruck?
Der Betriebsdruck ist der sichere Druck im Dauerbetrieb mit einberechnetem Sicherheitsfaktor (in der Tabelle — 75 % der Streckgrenze). Der Berstdruck ist der theoretische Druck, bei dem das Rohr versagt — üblicherweise 3–4× höher als der Betriebsdruck. Die Tabelle gibt den Betriebsdruck an, also den Wert, mit dem das Rohr unter normalen Betriebsbedingungen sicher belastet werden kann.
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