Grundsteine: Die ersten Erdgasleitungen – Teil 1

Weitgehend unbemerkt blieb die Entwicklung sicherer und zuverlässiger Pipelines ein Eckpfeiler der Erdgasverdichtungsindustrie. In den Anfängen der US-amerikanischen Ölförderung galt Erdgas als Abfallprodukt, sofern es nicht in der Nähe der Förderstelle genutzt werden konnte. Zwar wurden riesige Gasquellen entdeckt, doch Erdgas wurde als „wertloser Rohstoff“ betrachtet, der abgefackelt oder einfach in die Atmosphäre entweichen gelassen wurde. Die Idee, es über weite Strecken zu transportieren und so zu einem marktfähigen Produkt zu machen, war noch nicht entstanden.

Die erste Ölpipeline war eine 8 Kilometer lange, 51 mm dicke Schmiedeeisenleitung, die 1865 in der Nähe von Pithole, Pennsylvania, verlegt wurde. Obwohl sie anfangs belächelt wurde, konkurrierten Pipelines damals mit den Eisenbahnen und Fuhrwerken, die Öl transportierten. John D. Rockefeller sagte, die gesamte Industrie wäre ohne die Entwicklung von Pipelines in ihrer Entwicklung gehemmt gewesen.

Da Erdgas nicht in Fässern verpackt und transportiert werden konnte, war der Bau von unterirdischen Pipelines notwendig, um entfernte Märkte zu erreichen.

Aus Holz gefertigt

Die ersten Gasleitungen bestanden aus Holz und wurden 1821 in Fredonia, New York, in Betrieb genommen. 1823 wurde dort aus dem Südufer des Eriesees austretendes Gas aufgefangen und durch Kiefernstämme zu einem Leuchtturm geleitet. Bereits 1854 wurden in mehreren Städten des Bundesstaates New York Holzleitungen für Stadtgas verwendet, von denen einige noch 1929 in Betrieb waren.

Abbildung 1: Ausgehöhltes Gasrohr aus Baumstamm mit Absperrventil aus Eisen.

Die Entstehung des tausende Kilometer langen unterirdischen Fernleitungsnetzes in den USA begann mit einem kühnen Experiment, das kläglich scheiterte . 1870 begannen die Arbeiten an einer 40 Kilometer langen Pipeline von West Bloomfield nach Rochester, New York.

Da große Eisenrohre zu jener Zeit selten waren und Stahlrohre noch nicht existierten, verwendete man ausgehöhlte Kiefernstämme. Eisenbänder wurden um 0,6 bis 2,4 Meter lange, ausgehöhlte Stämme gewickelt, die innen und außen mit Teer bestrichen wurden.

Die Verbindungen wurden abgedichtet, indem das Ende eines Holzstamms in heißen Teer getaucht und in einen anderen Stamm getrieben wurde. Da Holzstämme wenig flexibel waren, erfolgten die Biegungen sehr sanft. An häufigen Stellen wurden eiserne Absperrventile in die Leitung eingesetzt; ein Beispiel dafür ist in Abb. 1 zu sehen, das nach jahrelangem Betrieb freigelegt wurde.

Im Zuge des New Yorker Projekts floss Gas durch die Leitung. Jedes installierte Ventil wurde zunächst geschlossen, um einen Druck von etwa 0,6 bar (8 psig) für Dichtigkeitsprüfungen zu gewährleisten. Die Ventile wurden nicht vollständig verschlossen, da befürchtet wurde, der Bohrlochdruck könnte die Leitung beschädigen. Leckagen wurden abgedichtet, indem die Leitung mit teergetränkten Jute- oder ausrangierten Decken aus dem Amerikanischen Bürgerkrieg umwickelt und mit zwei miteinander verschraubten Halbringen aus Eisen fixiert wurde.

Das Projekt war damals eine ingenieurtechnische Meisterleistung. Anfangs gab es nur wenige Lecks, und ein guter Gasfluss mit geeignetem Druck wurde bis auf 8 km an Rochester herangeführt. Dann baute sich ein hoher Druck auf, und die Pipeline platzte.

Die Strecke bis Rochester wurde schließlich 1872 fertiggestellt. Sie war jedoch von Lecks und eindringendem Wasser und Schlamm, die gefror, stark beeinträchtigt. Bei geringer Nachfrage baute sich Druck auf, der zum Platzen der Rohre führte. Die Strecke wurde daher bald stillgelegt .

Erste Verwendung eines Eisenrohrs

Die erste Verwendung von Eisenrohren für eine Ferngasleitung erfolgte 1872. Gusseisenrohre gab es bereits seit den 1840er Jahren, und Guss- sowie Schmiedeeisenrohre (duktile Rohre) verschiedener Durchmesser wurden häufig an Ölförderanlagen eingesetzt. Eine 51 mm (2 Zoll) große Schmiedeeisenleitung von Newton nach Titusville, Pennsylvania, ermöglichte es, Gas mit einem Bohrlochkopfdruck von 6,2 bar (90 psig) über eine Strecke von etwa 8 km (5 Meilen) zu transportieren.

Im Jahr 1876 wurde eine 27 km lange und 152 mm dicke gusseiserne Gasleitung von Butler County nach Etna, Pennsylvania, verlegt, um ein Eisenwerk mit einem Druck von 8,2 bar zu versorgen. Weitere Eisen- und Stahlwerke in Pittsburgh wurden in den 1880er Jahren über neue Pipelines beliefert, die von regionalen Brunnen gespeist wurden, darunter einer, den George Westinghouse auf seinem Anwesen hatte bohren lassen.

Abbildung 2: Tong-Gangs verschrauben Eisenrohrstücke miteinander, ca. 1900.

Das Harper's Magazine berichtete 1886, dass Erdgas in Pittsburgh bereits täglich über zehntausend Tonnen Kohle verdrängte.

1885 verlegten Rockefeller-Unternehmen eine 203 mm (8 Zoll) dicke Schmiedeeisenleitung von Oil City nach Titusville, von der ein Teil 70 Jahre lang in Betrieb blieb. 1889 fertigte die Equitable Gas Company eine 34 km (21 Meilen) lange und 914 mm (36 Zoll) dicke Pipeline aus 6,4 mm (0,25 Zoll) dickem Stahlblech, das vernietet und abgedichtet wurde, um Leckagen zu verhindern.

Im Jahr 1886 wurde eine 140 km lange, 203 mm (8 Zoll) dicke Schmiedeeisenleitung mit Gewindekupplungen von Kane, Pennsylvania, nach Buffalo, New York, verlegt. Sie war noch 1973 in Betrieb, als sie durch das Einlegen einer 102 mm (4 Zoll) dicken Kunststoffleitung modernisiert wurde. Eine parallel verlaufende 203 mm (8 Zoll) dicke Leitung verwendete 1898 erstmals Dresser-Kupplungen anstelle von Gewindeverbindungen. Diese von Solomon R. Dresser entwickelten selbstdichtenden Kupplungen mit Gummidichtungen ermöglichten den Betrieb dieser Pipeline mit einem Druck von 17,2 bar (250 psig).

Arbeitsintensiv

Der Bau der frühen Pipelines war sehr arbeitsintensiv. Die Pipelinegräben wurden mit Spitzhacken und Schaufeln ausgehoben. Arbeiter schwangen acht Pfund schwere Hämmer auf einen Bohrpfahl, um Felsen zu beseitigen und Tunnel unter massiven Felsformationen zu graben. Nachdem die unterschiedlich langen Eisenrohre mit Maultiergespannen, die Wagen oder Schlitten zogen, herangebracht worden waren, wurden sie, wie in Abb. 2 dargestellt, von Zugzangen-Teams miteinander verschraubt und festgezogen.

Es dauerte fast 70 Jahre nach der Entdeckung der ersten Gasquelle in Fredonia, bis man herausfand, wie man Gas über eine Entfernung von mehr als 161 km transportieren konnte.

Im Jahr 1891 wurden zwei parallel verlaufende, 193 km lange und 203 mm dicke Gewinderohrleitungen aus Schmiedeeisen von der Nähe von Greenwood, Indiana, mit einem Bohrlochkopfdruck von 36,2 bar bis nach Chicago, Illinois, gebaut .

Kurz nach 1900 verbreitete sich Erdgas in Industriezentren wie Cincinnati, Cleveland und Toledo, Ohio.

Erdgasleitungen – Zeitleiste.