Aufgabenstellung und Berechnungsziel
Das Modul liefert Abmessungen und längenbezogene Masse nahtloser Stahlrohre nach DIN EN 10220. Die Norm legt die genormten Kombinationen aus Außendurchmesser und Wanddicke in drei Maßreihen fest und definiert die Berechnung der Meterrohrmasse. Ausgehend von Werkstoff, Liefernorm, Reihe, Außendurchmesser und ausgeführter Wanddicke ermittelt das Modul Innendurchmesser, längenbezogene Masse und – mit der Rohrlänge – die Gesamtmasse.
In der Praxis braucht man diese Werte ständig: für Stücklisten und Gewichtsermittlungen im Rohrleitungsbau, für die Materialbestellung nach Liefernormen wie DIN EN 10216 (nahtlose Rohre für Druckbeanspruchung), für Halterungs- und Transportberechnungen sowie als Geometrie-Eingang für Wanddicken- und Druckverlustberechnungen. Die Meterrohrmasse wird dabei mit der genormten Dichte von 7,85 kg/dm³ für unlegierte und niedriglegierte Stähle berechnet; für andere Werkstoffe wie nichtrostende Stähle lässt sich die Dichte anpassen.
Wer das Rohrgewicht nach DIN EN 10220 berechnen oder schnell den Innendurchmesser einer Durchmesser-Wanddicken-Kombination bestimmen will, erspart sich mit dem Tabellenmodul das Nachschlagen und vermeidet Übertragungsfehler aus den umfangreichen Maßtabellen.
Regelwerk und Berechnungsbasis: DIN EN 10220:2003-03
So läuft die Berechnung ab
- Werkstoff und Liefernorm wählen: Zunächst werden Werkstoff und zugehörige Liefernorm (Spezifikation) festgelegt; daraus ergibt sich die für die Masseberechnung anzusetzende Dichte.
- Maßreihe und Abmessung auswählen: Aus den Reihen 1 bis 3 der DIN EN 10220 werden Außendurchmesser und ausgeführte Wanddicke gewählt; Reihe 1 enthält die bevorzugten Abmessungen des europäischen Rohrleitungsbaus.
- Innendurchmesser berechnen: Aus Außendurchmesser und Wanddicke ergibt sich der Innendurchmesser als Differenz von Außendurchmesser und zweifacher Wanddicke – die Grundlage für Strömungsquerschnitt und weitere Berechnungen.
- Längenbezogene Masse ermitteln: Die Meterrohrmasse wird nach der Normformel aus Außendurchmesser, Wanddicke und Dichte berechnet; mit der Rohrlänge folgt daraus die Gesamtmasse für Stückliste, Transport und Montage.
Eingabegrößen
| Größe | Symbol | Einheit |
|---|---|---|
| Werkstoff | - | - |
| Liefernorm | - | - |
| Reihe (1, 2, 3) | Reihe | - |
| Rohr EN 10220 | - * | mm |
| Innendurchmesser | di | mm |
| Rohr EN 10220 | s | mm |
| Rohrlänge | l | m |
| Längenbezogene Masse | m | kg/m |
| Gesamtmasse | M | kg |
| Dichte | ρ | kg/dm³ |
| Mindestdicke smin | Smin ≤ ≤ = Smax | mm |
| Maximaldicke smax | Smin ≤ ≤ = Smax | mm |
| Text für Rohrauswahl | Rohrauswahl | – |
Gelöstes Beispiel
Für ein nahtloses Rohr 168,3 × 4,5 mm aus P235GH (Liefernorm DIN EN 10216-2) sollen Innendurchmesser, längenbezogene Masse und die Gesamtmasse einer Rohrlänge von 6 m bestimmt werden.
Gegebene Werte
| Außendurchmesser D | 168,3 mm |
| Wanddicke T | 4,5 mm |
| Dichte ρ | 7,85 kg/dm³ |
| Rohrlänge L | 6 m |
Lösungsweg
Innendurchmesser
di = D − 2 · T = 168,3 mm − 2 · 4,5 mm = 159,3 mm
Längenbezogene Masse nach DIN EN 10220
Die Norm gibt für Stahl mit ρ = 7,85 kg/dm³ die Formel an:
M = 0,024 6615 · (D − T) · T = 0,024 6615 · (168,3 − 4,5) · 4,5
M = 0,024 6615 · 163,8 · 4,5 ≈ 18,18 kg/m
Kontrolle über die Querschnittsfläche: A = π/4 · (168,3² − 159,3²) mm² ≈ 2 316 mm²; mit ρ = 7 850 kg/m³ ergibt sich ebenfalls 18,18 kg/m.
Gesamtmasse
mges = M · L = 18,18 kg/m · 6 m ≈ 109,1 kg
Ergebnis
| Innendurchmesser di | 159,3 mm |
| Längenbezogene Masse M | 18,18 kg/m |
| Gesamtmasse (6 m) | ≈ 109,1 kg |
Alle Werte sind beispielhaft. Maßgeblich sind das jeweils gültige Regelwerk und die projektspezifischen Randbedingungen.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen DIN EN 10220 und den Liefernormen wie DIN EN 10216?
DIN EN 10220 ist eine reine Maßnorm: Sie legt Außendurchmesser, Wanddicken und die Masseberechnung fest. Die technischen Lieferbedingungen – Werkstoffe, mechanische Eigenschaften, Prüfungen – regeln die Liefernormen, etwa DIN EN 10216 für nahtlose Rohre für Druckbeanspruchung. Bestellt wird immer die Kombination aus Liefernorm, Werkstoff und Abmessung nach EN 10220.
Warum weicht das gewogene Rohrgewicht vom Tabellenwert ab?
Die Meterrohrmasse ist ein Nennwert, berechnet mit Nennabmessungen und der genormten Dichte von 7,85 kg/dm³. Reale Rohre haben Wanddicken- und Durchmessertoleranzen nach der Liefernorm, sodass das tatsächliche Gewicht innerhalb der Toleranzbänder streut. Für Abrechnungs- und Auslegungszwecke gilt der berechnete Nennwert.
Gilt die Masseformel auch für nichtrostende Stähle?
Die Geometrieformel ja, die genormte Dichte nein: 7,85 kg/dm³ gilt für unlegierte und niedriglegierte Stähle. Austenitische nichtrostende Stähle haben rund 7,9 bis 8,0 kg/dm³; die Meterrohrmasse ist dann mit der werkstoffspezifischen Dichte zu berechnen, was das Modul über die Dichte-Eingabe berücksichtigt.
Welche Bedeutung haben die Reihen 1 bis 3?
Die Reihen ordnen die Außendurchmesser nach Gebrauchshäufigkeit: Reihe 1 enthält die bevorzugten Durchmesser, die den gängigen Nennweiten des Rohrleitungsbaus entsprechen und am besten verfügbar sind; Reihen 2 und 3 ergänzen seltener verwendete Abmessungen. Für Neuplanungen sollte man möglichst in Reihe 1 bleiben.