Riser verbinden die Anlagen am Meeresboden mit der schwimmenden Förderplattform, Flowlines führen am Grund vom Bohrloch weiter. Ab etwa 1.500 Metern Wassertiefe spricht die Branche von Ultratiefwasser, auf Deutsch auch von Tiefstwasser; eine verbindliche Grenze gibt es nicht. In solchen Tiefen wird das Eigengewicht der Leitung selbst zur Last, und CO₂ im Fördergut kann die Stahldrähte herkömmlicher Flexrohre durch Spannungsrisskorrosion brechen lassen. Thermoplastische Composite-Rohre (TCP) setzen an beiden Punkten an: Sie bestehen aus endlosfaserverstärktem Thermoplast, rosten nicht, sind leicht und lassen sich auf Trommeln aufrollen. Das reine TCP und das angekündigte Hybrid-Flexrohr, das TCP mit Stahl kombiniert, behandelt dieses Dossier getrennt.
Aufbau: drei Lagen, eine Wand
Ein TCP hat eine einzige, massive Wand aus drei Lagen. Innen liegt ein Kunststoffrohr, der Liner: Er trennt das Fördermedium von der Verstärkung und bildet eine glatte Innenwand. Darüber folgen mehrere Lagen unidirektionaler Faserbänder (UD-Tapes), außen ein Schutzmantel. Beim niederländischen Hersteller Strohm bestehen Liner, Tapematrix und Mantel stets aus demselben Kunststoff, und alle Lagen sind miteinander verschmolzen – nach Herstellerangabe so fest und dauerhaft wie der Grundwerkstoff. Optional kommt als vierte Lage ein Beschwerungsmantel hinzu: derselbe Kunststoff, mit schweren Partikeln gefüllt.
Welche Werkstoffe kombiniert werden, folgt einer Faustregel des Herstellers: Temperatur und Medium bestimmen den Kunststoff, der Druck die Faser. Strohm bietet drei Paarungen an:
| Faser und Kunststoff | Temperatur bis | Hinweis des Herstellers |
|---|---|---|
| Glasfaser/Polyethylen | 65 °C | günstigste Paarung; bei großen Durchmessern bis etwa 345 bar |
| Carbonfaser/Polyamid 12 | 80 °C | 689 bar in allen Größen |
| Carbonfaser/PVDF (Polyvinylidenfluorid) | 121 °C | für noch höhere Temperaturen und dynamische Riser |
Auch der Faserwinkel folgt der Aufgabe. Für Flowlines legt Strohm die Bänder abwechselnd unter plus und minus 55 Grad zur Rohrachse – nahe dem Winkel, den die Netztheorie für reinen Innendruck liefert und der auch beim gewickelten GFK-Druckrohr üblich ist. So aufgebaut bleibt das Rohr biegsam: Der Hersteller lässt bei Flowlines mindestens 3,5 Prozent Biegedehnung zu, der kleinste Biegeradius liegt beim etwa 14-Fachen des Außendurchmessers. Riser müssen hohe Zugkräfte tragen und bekommen deshalb Fasern in Längs- und Umfangsrichtung; bei etwa 1,5 Prozent zulässiger Biegedehnung liegt ihr kleinster Biegeradius beim etwa 35-Fachen des Außendurchmessers.
Fertigung: gewickelt, nicht geformt
Eine Negativform gibt es bei TCP nicht. Zuerst wird der Liner extrudiert; er dient danach als Wickelkern und bleibt im Rohr. Auf ihn legen Wickelstationen die Faserbänder Lage für Lage und verschmelzen jede neue Lage mit der darunterliegenden – je nach Auslegung einige wenige bis 100 Lagen. Bei Strohm läuft das Rohr dafür zwischen großen Karussells hin und her durch die Fertigungsstationen, bis die Wandstärke erreicht ist. Zum Schluss wird die äußere Composite-Lage angeschmolzen und der extrudierte Mantel unter Druck aufgebracht. Die Größe der Karussells begrenzt die Länge: Gefertigt werden je nach Durchmesser und Druckstufe 3.000 bis 6.000 Meter am Stück; wie viel davon auf eine Trommel passt, hängt von deren Größe ab.
Die Bänder kommen als fertiges Halbzeug. Für das Rohr aus Carbonfaser und Polyamid 12 verbindet Evonik in Marl die Fasern mit einer eigens entwickelten PA12-Type zu Tape, das Strohm in den Niederlanden zu Rohr verarbeitet. Flüssiges Harz kommt nicht vor, und weil die Lagen schon beim Ablegen vollständig verbunden werden, entfallen Aushärten und Autoklav. Geprüft wird in der Linie: Laut CompositesWorld hatte der Hersteller 2019 ein eigenes automatisches Prüfsystem in die Fertigung integriert; 2022 stellte Strohm zusätzlich ein digitales Röntgensystem vor, das Carbon-Rohre über den gesamten Querschnitt durchleuchtet und nach Herstellerangabe für den Einbau in die Fertigung bereitstand.
Verschmelzen statt Kleben
Kern des Verfahrens ist das Tapewickeln mit In-situ-Konsolidierung. Im Zwickel, wo das einlaufende Band auf den bereits gewickelten Untergrund trifft, werden beide aufgeschmolzen und dann zusammengepresst, bis die Schmelze erstarrt. Als Wärmequellen kommen Heißgas, Infrarot, Laser oder beheizte Kontaktflächen infrage. Ein Patent von Evonik erklärt die Regeln dafür: Für Tapematrix und angrenzende Oberfläche wählt man möglichst artgleiches Polymer, weil die Haftung bei ungünstiger Werkstoffpaarung nicht ausreicht. Doch selbst bei gleichem Kunststoff kann die Verbindung zu schwach werden, wenn erst eine heiße Schmelze eine erstarrte Oberfläche anschmelzen muss; besser hält sie, wenn beide Seiten angeschmolzen und dann aufeinandergepresst werden.
Welche Wärmequelle Strohm in der Serie nutzt, legt der Hersteller nicht offen; er spricht von einer eigenen Schmelzfügetechnik. Eine Patentanmeldung der früheren Muttergesellschaft Airborne International von 2012 trennt Wickeln und Verschmelzen: Konsolidiert wird dort nicht im Zwickel, sondern in einer Zone hinter der Wickelstation, bevorzugt mit Kontaktheizung. Magma, seit 2021 Teil von TechnipFMC, verschmilzt Carbon/PEEK-Tapes dagegen per Laser in einer vollautomatischen, robotergestützten Anlage. Eine Studie zu Fertigungsfehlern in TCP hält den Laser für die effizientere Wärmequelle; nach einer Arbeit der OTH Regensburg verlangt er aber eine Laserschutzkabine und die Abnahme durch einen zertifizierten Laserschutzbeauftragten. In jedem Fall ist das Prozessfenster eng: Zu wenig Temperatur und Druck ergeben schlechte Haftung zwischen den Lagen, zu viel schädigt den Werkstoff. Typische Fehler sind Faserfehlstellungen, Poren und Delaminationen. Wie In-situ-Konsolidierung beim flächigen Tape-Legen funktioniert, beschreibt der Leitartikel zu Thermoplast-Composites.
Endverbinder: der mechanische Anschluss
Strohm verbindet seine Rohre mit mechanisch geklemmten Endverbindern; geschweißt wird dabei nicht. Weil auch der Mantel mit der Wand verschmolzen ist, lässt sich das Rohr nach Herstellerangabe an beliebiger Stelle ablängen und im Feld mit einem Endverbinder versehen; Strohm schult Kunden, das selbst zu tun. Herkömmliche Flexrohre müssen laut Strohm dagegen im Werk konfektioniert werden, und ihre großen Endverbinder belegen 20 bis 30 Prozent des Trommelplatzes. Dass der Rohrabschluss ein eigenes Konstruktionsfeld ist, zeigt ein 2025 erteiltes US-Patent von Magma: Eine gestufte, auf das Rohrende aufgeschmolzene Composite-Aufdickung greift in einen passend gestuften Kragen, an dem der metallische Endverbinder verriegelt ist.
TCP, RTP und Flexrohr
Drei Rohrfamilien werden leicht verwechselt. Das klassische Flexrohr (Unbonded Flexible Pipe) besteht aus losen Lagen: innen die Karkasse, die das Rohr gegen hohen Außendruck stützt, darüber ein Kunststoff-Innenrohr, eine in Umfangsrichtung gewickelte Druckarmierung und die Zugarmierung – die Armierungen meist aus Stahldrähten, Stahlprofilen oder Stahlbändern. Das Reinforced Thermoplastic Pipe (RTP) hat einen Liner mit unverbundenen Aramid- oder Glasfaserlagen und arbeitet bei niedrigeren Drücken und Temperaturen, meist an Land. Beim TCP ist alles zu einer Wand verschmolzen, Metall enthält es nicht. Strohm nennt für RTP typischerweise bis 70 bar, für sein TCP eine Qualifizierung bis 689 bar.
Warum die Tiefsee: Gewicht, Außendruck und CO₂
In großer Tiefe zählt jedes Kilogramm, das an der Plattform hängt. Die Angaben zum Gewichtsvorteil schwanken und haben verschiedene Bezugsgrößen: CompositesWorld zufolge wiegt TCP mitunter nur ein Zehntel eines Stahlrohrs, Strohm nennt 80 Prozent weniger Gewicht als bei metallischen Rohren, und 2H Offshore setzt es mit etwa einem Zehntel eines vergleichbaren Flexrohrs an. Für dickwandige Rohre, bei denen die Composite-Lage auf Druck versagt, gibt der Hersteller eine vereinfachte Faustregel an: Der Kollapsdruck liegt bei etwa der Hälfte des Nenn-Innendrucks. Ein 6-Zoll-Rohr für 689 bar reicht damit für mehr als 3.000 Meter Wassertiefe; bei dünnwandigen Rohren für niedrige Drücke entscheidet dagegen das Beulen. Qualifiziert ist TCP laut Strohm bis 3.000 Meter, im Einsatz bis 2.140 Meter.
Der zweite Treiber ist Korrosion. In den brasilianischen Vorsalz-Feldern (Pre-Salt), deren Lagerstätten unter einer mächtigen Salzschicht liegen, greift CO₂ unter hohem Druck die Zugarmierung herkömmlicher Flexrohre durch Spannungsrisskorrosion an; die brasilianische Erdölbehörde ANP gab dazu 2017 eine Warnung heraus. Nach einem Fachbeitrag des Ingenieurbüros 2H Offshore rissen in den Feldern Sapinhoá und Lula 2016 und 2017 zwei flexible Riser für die Reinjektion, Anfang 2020 ein dritter in der Vorsalz-Provinz des Santos-Beckens – erwartet hatte man mehr als 20 Jahre Lebensdauer, sie hielten weniger als fünf. TCP enthält kein Metall, das so angegriffen werden könnte.
Einsätze und Qualifizierungen
Wie weit TCP im Tiefwasser ist, zeigen die Meldungen des Herstellers:
- November 2023: DNV bestätigt für ein 6-Zoll-Rohr aus Glasfaser/Polyethylen die Eignung nach DNV-ST-F119 als Flowline und als Jumper, also kurze Verbindungsleitung, im Tiefwasser.
- Juli 2024: TotalEnergies bestellt für das Vorsalz-Gebiet des Santos-Beckens eine 6-Zoll-Flowline mit 600 bar Auslegungsdruck zur Gasinjektion in 2.200 Metern Tiefe; der Einbau war für 2026 angekündigt.
- Juli 2025: Strohm meldet den Abschluss erster Feldversuche mit Petrobras im Campos-Becken in rund 1.500 Metern Tiefe.
- September 2026: Petrobras beauftragt Strohm mit TCP für Wasserinjektion und Gaslift in Feldern oberhalb der Salzschicht (Post-Salt) in bis zu 1.500 Metern Tiefe, einschließlich Qualifizierungsprüfungen und Offshore-Erprobung.
- September 2026: Ein gemeinsames Programm von Petrobras, Shell und Strohm ist abgeschlossen. DNV qualifizierte darin ein 6-Zoll-Rohr aus Carbonfaser/Polyamid 12 für die abwechselnde Injektion von Wasser und Gas; zusammengerechnet liefen mehr als 50.000 Prüfstunden. Nach Feldversuchen im Juli 2026 soll Anfang 2027 eine Pilotleitung in einem Vorsalz-Feld folgen.
Alle diese Angaben stammen aus Mitteilungen von Strohm; eine Meldung über die Verlegung der TotalEnergies-Leitung gab es bis zum Stand dieses Dossiers nicht. Auch in Deutschland liegt TCP: Für das Gasterminal Wilhelmshaven 2 lieferte Strohm mehr als 11 Kilometer, sechs Leitungen von je rund zwei Kilometern, durch die seit Juni 2025 Erdgas fließt und die später flüssiges CO₂ transportieren sollen. Den Durchtritt von Wasserstoff ließ der Hersteller sechs Monate lang bei TÜV SÜD prüfen; die Verstärkungslage senkte ihn gegenüber unverstärkten Rohren nach seinen Angaben etwa auf ein Zehntel.
Der Maßstab: DNV-ST-F119
Maßgeblich für TCP im Offshore-Einsatz ist der Standard DNV-ST-F119 der Klassifikationsgesellschaft DNV. Er entstand 2015 als Empfehlung (Recommended Practice) in einem Industrieprojekt mit 18 Firmen der gesamten Lieferkette, von Polymerherstellern über Rohrhersteller bis zu Ölgesellschaften, und wurde 2018 in einen Standard umgewandelt. Die geltende Ausgabe stammt von September 2019 und wurde im September 2021 geändert. Sie gilt für alle neu gebauten TCP-Systeme und kann auch bei Änderung, Betrieb und Ertüchtigung bestehender Leitungen und Riser angewendet werden. Nach Darstellung von Strohm wird der Werkstoff dabei im späteren Fördermedium bei der niedrigsten und der höchsten Auslegungstemperatur geprüft, kurz- wie langzeitig, einschließlich Alterung, Zeitstandbruch und Ermüdung; Versuche am ganzen Rohr – etwa Berst-, Kollaps- und Biegewechselprüfungen – bestätigen dann die Auslegungsrechnung. Für Hybridrohre gibt es seit 2024 einen eigenen Standard, DNV-ST-F207.
Das Hybrid-Flexrohr: TCP innen, Stahl außen
Im Mai 2026 haben Baker Hughes und Strohm eine Absichtserklärung unterzeichnet, gemeinsam ein hybrides Flexrohr (HFP) für Riser und Flowlines zu entwickeln und zu qualifizieren. TCP ersetzt darin Karkasse, Innenrohr und Druckarmierung eines herkömmlichen Flexrohrs; Zugarmierung, Außenmantel und Endverbinder bleiben. Einsetzbar sein soll das HFP nach Angaben der Partner in Wassertiefen über 3.000 Meter. Nach Angaben der Partner wird es etwa 50 Prozent leichter als ein herkömmliches Flexrohr; selbst in über 3.000 Metern soll die hängende Gesamtlast damit rund 40 Prozent unter der herkömmlicher Rohre in geringerer Wassertiefe liegen. Qualifizierungsrohre werden gefertigt, auf den Markt kommen soll das HFP ab 2028.
Warum überhaupt hybrid? Reines TCP sei für Riser zu leicht, sagte Magma-Geschäftsführer Martin Jones 2021 in einem Interview von TechnipFMC: Die Stahldrähte der Zugarmierung brächten Gewicht und Längsfestigkeit. Das HFP ist damit nicht metallfrei und auch nicht rostfrei. Die Composite-Lage soll aber den Durchtritt von CO₂ in den Ringraum, in dem die Stahldrähte liegen, verringern und so die Zugarmierung schonen. Neu ist der Ansatz nicht: TechnipFMC arbeitet seit 2018 mit Magma an einem HFP aus Carbonfaser und PEEK, peilte 2021 den Markteintritt für 2023 an und meldete im Mai 2025, das Rohr sei in der Qualifizierung.
Grenzen
- Kosten: TCP und Hybridrohre sind in Werkstoff und Fertigung teurer als Flexrohre und Stahlrohre und damit eine teure Wahl, wo herkömmliche Rohre für die Einsatzbedingungen gut qualifiziert sind (2H Offshore, 2021). Bei Verbundrohren können das nach TWI geringere Kosten für Transport, Verlegung, Betrieb und Wartung ausgleichen. Strohm hält TCP gegenüber Stahlrohr bei Leitungslängen bis etwa 10 bis 20 Kilometer für wettbewerbsfähig.
- Temperatur und Zeit: Die Einsatzgrenze setzt der Kunststoff, und Thermoplaste kriechen – ihre Eigenschaften hängen von Zeit und Temperatur ab.
- Durchmesser: Composite-Rohre sind in Durchmesser und Temperatur noch begrenzt (2H Offshore, 2021); Strohm fertigt Flowlines bis 7,5 Zoll Innendurchmesser.
- Dynamik: Ein sehr leichter Riser wird von Wellen und Strömung stark bewegt und seitlich ausgelenkt (2H Offshore, 2021). Abhilfe schaffen ein Beschwerungsmantel, mit dem Strohm die Masse reiner TCP-Riser anpasst, oder die Stahlarmierung des Hybridrohrs.
- Logistik: Nach 2H Offshore sind Composite-Rohre biegesteifer als Flexrohre und haben einen größeren kleinsten Biegeradius; sie brauchen deshalb Trommeln mit größerem Durchmesser oder Karussells. Strohm hält dagegen, seine Rohre seien vergleichsweise biegeweich und ließen sich dank ihres kleineren Biegeradius in großen Längen auf Standardtrommeln aufrollen.