Rohrgrößen-IPS erklärt: Außendurchmesser, metrische Äquivalente und Fitting-Auswahl

Zwei Monteure, eine 2er-Spule aus PVDF-Rohr und eine Kiste mit DN 50-Flanschadaptern. Alles kommt pünktlich an und nichts passt: Das Rohr hat einen Außendurchmesser von 60,3 mm, während der Adapter für einen Außendurchmesser von 50 mm gefertigt ist. Keine der beiden Bezeichnungen ist falsch. Die Teile gehören einfach zu zwei verschiedenen Größensystemen, und IPS ist dasjenige, das die meisten Projektteams überrascht.

Hier ist zunächst die kurze Antwort. IPS (Iron Pipe Size) ist eine nordamerikanische Neinminalbezeichnung. Ab 1/2 Zoll stimmt die Zahl im Namen weder mit dem Außendurchmesser noch mit der Bohrung überein. Was es festlegt, ist der Außendurchmesser, der direkt vom Stahlrohr übernommen wird: 1 Zoll IPS ist immer 33,4 mm Außendurchmesser, 2 Zoll ist immer 60,3 mm, 4 Zoll ist immer 114,3 mm, unabhängig von der Wandstärke. Metrische thermoplastische Rohre funktionieren umgekehrt – DN 50 bedeutet einen Außendurchmesser von 50 mm. Die beiden Systeme sind in keiner Größe austauschbar, und ihre Vermischung innerhalb einer Stückliste ist der häufigste Grund dafür, dass bei der Inbetriebnahme eine erste Schweißverbindung versagt oder ein Flansch kaputt geht.

Was folgt, ist, was die IPS-Zahl tatsächlich steuert, wie sie mit metrischen Größen übereinstimmt und wie Rohre, Formstücke und Ventile bei einem einzigen Auftrag maßhaltig gehalten werden.

Was IPS eigentlich bedeutet und warum die Zahl irreführend ist

IPS entstand aus der Eisen- und Stahlrohrpraxis des 19. Jahrhunderts. Die Hersteller standardisierten den Außendurchmesser, sodass Gewinde, Kupplungen und Flansche verschiedener Hersteller zusammenpassen konnten. Wenn für einen höheren Druck eine schwerere Wand erforderlich war, verdickten sie die Wand nach innen und ließen den Außendurchmesser unberührt. Diese einzige Entscheidung bestimmt immer noch das System und erklärt, warum Schedule 40- und Schedule 80-Rohre derselben Nenngröße in dasselbe Fitting eingeschraubt werden, obwohl sie deutlich unterschiedliche Bohrungen aufweisen.

Thermoplastische Rohre wenden dieselbe Logik unter einem anderen Vokabular an. Die Wandstärke wird durch die Druckklasse festgelegt – ausgedrückt als SDR oder als Nenndruck wie 1,0 MPa oder 1,6 MPa – während der Außendurchmesser fest bleibt. Ein PPH-Rohr mit einem Außendurchmesser von 63 mm hat in der 1,6-MPa-Klasse eine Wandstärke von etwa 5,7 mm und in der 1,0-MPa-Klasse eine Wandstärke von etwa 3,6 mm. Gleicher Außendurchmesser, gleiche Anschlüsse, unterschiedliche Bohrung, unterschiedlicher Durchfluss.

Lesen Sie die dritte Spalte genau durch. Ein „1-Zoll“-Rohr hat einen Durchmesser von 33,4 mm und ist damit mehr als ein Drittel größer als der Name vermuten lässt, während ein 1/2-Zoll-Rohr 21,3 mm statt 12,7 mm misst. Wer die Nennzahl direkt in Millimeter umrechnet, irrt sich in beide Richtungen, in der gleichen Größenordnung.

IPS- und metrische Größen sind bei keinem Durchmesser ein Ersatz

Die verlockende Abkürzung besteht darin, 2 Zoll als 50 mm zu behandeln und weiterzumachen. Die nächstgelegenen metrischen Thermoplastgrößen liegen nahe beieinander, aber der Fehler verläuft in beide Richtungen, was genau die Annahme gefährlich macht: Unter 1-1/4 ist das IPS-Rohr etwas größer als das metrische Äquivalent, und ab 1-1/2 Zoll aufwärts ist es etwas kleiner. Ein Team, das eine Zeichnung einmal „korrigiert“ und die Regel dann an anderer Stelle wiederverwendet, wird irgendwann die falschen Teile bestellen.

Vor Ort bedeutet ein Spalt von 0,2 mm bis 2,7 mm, dass aus nicht zusammenpassenden Teilen keine Schweißverbindung und keine Flanschverbindung hergestellt werden kann. Das Muffenschweißen hängt davon ab, dass der Außendurchmesser des Rohrs innerhalb der Herstellertoleranz in die Anschlussbohrung eindringt. Daher passt ein 60,3-mm-Rohr nicht in einen 50-mm-Muffenschnitt und ein 50-mm-Rohr sitzt locker in einem 60,3-mm-Muffenschnitt. Flanschadapter verzeihen nicht mehr, da sich der Lochkreis, die Lochanzahl und die Flächenabmessungen auch zwischen den Mustern ANSI Class 150 und PN 10/16 unterscheiden, selbst wenn die Bohrung nominell übereinstimmt.

Die gleiche Nenngröße kann zwei unterschiedliche Bohrungen verbergen

Größenentscheidungen beschränken sich selten auf den Außendurchmesser. Die Durchflusskapazität hängt von der Bohrung ab und die Bohrung wird durch die Druckklasse und nicht durch die Nenngröße in der Zeichnung bestimmt.

Nehmen Sie ein Rohr mit 63 mm Außendurchmesser. In der 1,6-MPa-Klasse beträgt die Wandstärke etwa 5,7 mm, sodass eine Bohrung von etwa 51,6 mm verbleibt. In der 1,0-MPa-Klasse sinkt die Wand auf etwa 3,6 mm und die Bohrung öffnet sich auf etwa 55,8 mm. Das entspricht einem Unterschied im Durchmesser von etwa 8 Prozent und einer Vergrößerung der Strömungsfläche von etwa 17 Prozent bei der niedrigeren Druckklasse – genug, um die Geschwindigkeit in einer Leitung zu verschieben, und oft genug, um den Betriebspunkt der Pumpe zu ändern.

Geschwindigkeit ist die Zahl, die man im Auge behalten sollte. Bei thermoplastischen Rohrleitungen halten Dauergeschwindigkeiten zwischen etwa 1 und 2,5 m/s das Druckverlust- und Druckstoßrisiko beherrschbar; Oberhalb dieses Bereichs kann ein schnelles Schließen des Ventils zu einer Druckspitze führen, die über die kurzfristige Festigkeit des Materials hinausgeht. Den Zusammenhang zwischen Durchmesser, Durchfluss, Geschwindigkeit und Druck erfahren Sie in unserem Hinweis zu wie Rohrdurchmesser, Durchflussmenge, Geschwindigkeit und Druck zusammenhängen , was lesenswert ist, bevor eine Zeilengröße festgelegt wird.

Die Temperatur fügt eine zweite Korrektur hinzu. Thermoplastische Druckwerte werden bei 20 °C angegeben, und der zulässige Arbeitsdruck sinkt mit steigender Betriebstemperatur, sodass ein 1,6 MPa-Rohr bei 60 °C kein 1,6 MPa-Rohr ist. Durchmesserauswahl und Druckklassenauswahl sollten daher gemeinsam und nicht nacheinander erfolgen.

Passen Sie die Fittings und Ventile an das Rohr an, das Sie tatsächlich haben

Sobald das Größensystem festgelegt ist, sollte sich der Rest der Stückliste daran orientieren. Fittings und Ventile werden anhand des Außendurchmessers und der Wand des Rohrs dimensioniert. Daher sollte eine Strecke, die aus metrischen PPH-Komponenten besteht, nicht mit IPS-Teilen vervollständigt werden, auch wenn die beiden Namen auf dem Papier ähnlich aussehen.

Auf der Rohrseite produzieren wir PPH-, PPN- und PVDF-Rohre mit metrischen Außendurchmessern ab 20 mm, wobei die Druckklasse auf dem Etikett aufgedruckt ist, damit die Bohrung vor der Installation bestätigt werden kann.

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Wählen Sie auf der Montageseite zunächst den Verbindungstyp vor der Größe, da beide miteinander verbunden sind. Bei den kleineren Größen ist die Hotmelt-Muffe-Fusion die schnellste Option; Kurze Stumpfnaht- und verlängerte Stumpfnaht-Fittings eignen sich für größere Durchmesser und höhere Druckklassen. Flanschadapter und Stützringe werden dort eingesetzt, wo eine Leitung zu Wartungszwecken unterbrochen oder in ein Flanschventil eingebunden werden muss.

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Ventile fügen eine weitere Entscheidung hinzu. Doppelte Anschlussenden ermöglichen das Abschrauben und Warten eines Kugelhahns, ohne die Leitung zu durchtrennen, während Flanschenden für größere Bohrungen und höhere Drehmomente geeignet sind. In jedem Fall muss der Endanschluss auf den gleichen Außendurchmesser dimensioniert sein wie das Rohr, zwischen dem er sitzt – ein als „2 Zoll“ beschriebenes Ventil überbrückt ein 60,3-mm-Rohr und ein 50-mm-Rohr nicht.

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Bestellen Sie Rohre, Formstücke und Ventile aus einem dimensionalen System, einer Materialfamilie und einer Druckklasse, und das Montagerisiko sinkt auf gewöhnliches Handwerk.

Eine fünfminütige Größenprüfung, bevor Sie die Bestellung freigeben

1. Bestätigen Sie das Referenzsystem in der Zeichnung: Geben Sie an, ob es sich bei der Spezifikation um einen IPS- oder einen metrischen Außendurchmesser handelt, und schreiben Sie die Antwort in das Schriftfeld, anstatt sie implizit zu belassen.
2. Messen statt vermuten. Überprüfen Sie den Außendurchmesser des gelieferten Rohrs mit einem Messschieber an drei Punkten entlang der Länge und vergleichen Sie ihn mit der Anschlussbohrung, nicht mit der Nenngröße auf der Packliste.
3. Passen Sie die Druckklasse an die Arbeitstemperatur und den Arbeitsdruck an. Beachten Sie dabei, dass der veröffentlichte Nennwert bei 20 °C angegeben ist.
4. Berechnen Sie die Bohrung, dann den Strömungsquerschnitt und dann die Geschwindigkeit. Zwei Rohre mit gleichem Außendurchmesser können sich bei einer Änderung der Wandstärke im Durchflussquerschnitt um etwa 17 Prozent unterscheiden.
5. Stellen Sie sicher, dass der Verbindungstyp in der von Ihnen benötigten Größe verfügbar ist und dass die Schweißausrüstung vor Ort diesen Durchmesserbereich abdeckt.
6. Überprüfen Sie das Flanschmuster. ANSI Class 150- und PN 10/16-Flansche unterscheiden sich im Lochkreis und der Lochanzahl, auch wenn die Flächen ähnlich aussehen.

Keine dieser Prüfungen dauert einzeln lange. Zusammengenommen sind sie der übliche Grund dafür, dass sich ein Stillstand um einen Tag verlängert, während ein Ersatzteil beschafft wird.

Häufig gestellte Fragen

Ist IPS dasselbe wie NPT?

Nein. IPS beschreibt eine Außendurchmesserserie für Rohre, während NPT eine auf das Rohr zugeschnittene Gewindeform beschreibt. Die beiden hängen in der Praxis zusammen – ein 1-Zoll-NPT-Gewinde wird in ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 33,4 mm geschnitten –, aber ein Rohr kann IPS-Größe haben, ohne überhaupt ein Gewinde zu tragen.

Hat ein 1-Zoll-IPS-Rohr eine 1-Zoll-Bohrung?

Fast nie. Bei Schedule 40-Stahl beträgt die Bohrung eines 1-Zoll-IPS-Rohrs etwa 26,6 mm, und bei thermoplastischen Rohren wird die Bohrung durch den SDR oder die Druckklasse und nicht durch einen festen Zeitplan festgelegt. Der Außendurchmesser ist das einzige Maß, das das Nennmaß zuverlässig vorhersagt.

Können IPS-Rohre direkt mit metrischen Rohren verbunden werden?

Nicht durch Muffenschweißen oder Stumpfschweißen, da sich die Außendurchmesser um mehr unterscheiden, als jede Schweißtoleranz zulässt. Ein Übergang erfordert einen speziell angefertigten Adapter oder eine Flanschverbindung, bei der beide Seiten von Anfang an auf die gleiche Flanschnorm festgelegt wurden.

Welche Größen und Materialien stehen für metrische Systeme zur Verfügung?

Unser Rohrsortiment umfasst β-PPH, PPN und PVDF in den Klassen 1,0 MPa, 1,6 MPa und 6 MPa, je nach Material, unterstützt durch passende Fittings in den Serien Schmelzmuffe, kurze Stumpfschweißung und erweiterte Stumpfschweißung sowie Kugel-, Absperrklappen-, Rückschlag- und Fußventile mit Überwurf- oder Flanschenden.

Auf Anhieb die richtige Größe finden

Wenn eine Spezifikation mit IPS-Zahlen vorliegt und Sie das metrische Äquivalent benötigen, ist es am sichersten, vom Außendurchmesser und der Druckklasse auszugehen und nicht von der Nennzahl. Senden Sie uns die Zeichnung, das Medium, die Arbeitstemperatur und den erforderlichen Durchfluss und wir bestätigen, welche metrische Größe und Druckklasse tatsächlich zur Leitung passt – und welche Armaturen und Ventile dazu bestellt werden sollten.

Sie erreichen unser technisches Team über die Kontaktseite , und wir werden Ihnen eine Größenliste zukommen lassen, anhand derer Sie direkt ein Angebot erstellen können.