Kriechverhalten Zeitstandinnendruckversuch - Versionsgeschichte

Loeffler-Kamann am 23. Oktober 2024 um 10:12 Uhr

2024-10-23T10:12:34Z

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			==Siehe auch==
			*[[Kriechen Kunststoffe]]
			*[[Linear-viskoelastisches Verhalten]]
			*[[Viskoelastisches Werkstoffverhalten]]
			*[[Kriechverhalten Ermittlung]]
			*[[Zugversuch Überlagerung Kriechen Relaxation]]
			*[[BOLTZMANN'sches Superpositionsprinzip]]
			*[[VOIGT-KELVIN-Modell]]
			*[[Instrumentierte Härtemessung, Kriechen]]
			*[[Stepped Isothermal Methode, Zugbeanspruchung]]
			*[[Kriechverhalten Rückfederungsversuch]]
			*[[Kriechverhalten Zeitstandzugversuch]]


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	\|Höninger, H.: Statisches Langzeitverhalten. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (~~2015~~) 3. Auflage, S. ~~634–660~~ (ISBN 978-3-446-~~44350~~-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|Höninger, H.: Statisches Langzeitverhalten. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2024), 4. Auflage S. 613–638 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 23)
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Oluschinski am 13. August 2019 um 05:35 Uhr

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	==Allgemeines==		==Allgemeines==

	Der Zeitstandinnendruckversuch wird für die Untersuchung von [[Bauteilversagen\|Kunststoffbauteilen]] unter Innendruck, wie Rohre, Fittings, Schläuche u. a., für langzeitige [[Beanspruchung]]en verwendet und ist damit eigentlich der ~~Formteilprüfung~~ zuordenbar. Das Einsatzgebiet der PVC-, PE-, PP-PB- als auch von vernetzten PE (PE-X)- oder GFK-~~Werkstoffe~~ (siehe [[Kurzzeichen]] Kunststoffe) mit Druckbeanspruchung sind dabei insbesondere die Chemie- und Sanitärindustrie als auch die Trinkwasserversorgung.		Der Zeitstandinnendruckversuch wird für die Untersuchung von [[Bauteilversagen\|Kunststoffbauteilen]] unter Innendruck, wie Rohre, Fittings, Schläuche u. a., für langzeitige [[Beanspruchung]]en verwendet und ist damit eigentlich der [[Bauteilprüfung]] zuordenbar. Das Einsatzgebiet der PVC-, PE-, PP-, PB- als auch von vernetzten PE (PE-X)- oder GFK-Werkstoffen (siehe [[Kurzzeichen]] Kunststoffe) mit Druckbeanspruchung sind dabei insbesondere die Chemie- und Sanitärindustrie als auch die Trinkwasserversorgung.
	Die wesentliche messtechnische Voraussetzung besteht in der Erzeugung eines regelbaren Innendrucks des gefüllten Rohrabschnitts bei gleichzeitiger klimatischer Beanspruchung durch Temperatur und Medien [1].		Die wesentliche messtechnische Voraussetzung besteht in der Erzeugung eines regelbaren Innendrucks des gefüllten Rohrabschnitts bei gleichzeitiger klimatischer Beanspruchung durch Temperatur und Medien [1].

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	==Das Zeitstandinnendruck-Schaubild==		==Das Zeitstandinnendruck-Schaubild==

	Da bei diesen Rohren eine Mindestgebrauchsdauer von 50 Jahren zu garantieren ist, müssen unter den konkreten Gebrauchsbedingungen (Mindest-Vergleichsspannung bzw. Innendruck, Temperatur und Medium) zumeist über die Belastungsdauer hinausgehende Extrapolationen z. B. nach der DIN EN ISO 9080 [5] vorgenommen werden. Ein Beispiel für ein Zeitstandinnendruck-Schaubild in Abhängigkeit von der Temperatur ist für Polypropylen ([[Kurzzeichen]]: PP) in '''Bild 2''' dargestellt, wo zu erkennen ist, dass mit ansteigender Prüftemperatur die Standzeit deutlich reduziert wird.		Da bei diesen Rohren eine Mindestgebrauchsdauer von 50 bis teilweise schon 100 Jahren zu garantieren ist, müssen unter den konkreten Gebrauchsbedingungen (Mindest-Vergleichsspannung bzw. Innendruck, Temperatur und Medium) zumeist über die Belastungsdauer hinausgehende Extrapolationen z. B. nach der DIN EN ISO 9080 [5] vorgenommen werden. Ein Beispiel für ein Zeitstandinnendruck-Schaubild in Abhängigkeit von der Temperatur ist für Polypropylen ([[Kurzzeichen]]: PP) in '''Bild 2''' dargestellt, wo zu erkennen ist, dass mit ansteigender Prüftemperatur die Standzeit deutlich reduziert wird.

	[[Datei:K_Zeitstandinnendruck_2.jpg\|400px]]		[[Datei:K_Zeitstandinnendruck_2.jpg\|400px]]
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	\|Höninger, H.: Statisches Langzeitverhalten. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 634–660 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|Höninger, H.: Statisches Langzeitverhalten. In: [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 634–660 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
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Reincke am 16. Februar 2018 um 14:21 Uhr

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	==Allgemeines==		==Allgemeines==

	Der ~~Zeitstand-Innendruckversuch~~ wird für die Untersuchung von [[Bauteilversagen\|Kunststoffbauteilen]] unter Innendruck, wie Rohre, Fittings, Schläuche u. a., für langzeitige [[Beanspruchung]]en verwendet und ist damit eigentlich der Formteilprüfung zuordenbar. Das Einsatzgebiet der PVC-, PE-, PP-PB- als auch von vernetzten PE (PE-X)- oder GFK-Werkstoffe (siehe [[Kurzzeichen]] Kunststoffe) mit Druckbeanspruchung sind dabei insbesondere die Chemie- und Sanitärindustrie als auch die Trinkwasserversorgung.		Der Zeitstandinnendruckversuch wird für die Untersuchung von [[Bauteilversagen\|Kunststoffbauteilen]] unter Innendruck, wie Rohre, Fittings, Schläuche u. a., für langzeitige [[Beanspruchung]]en verwendet und ist damit eigentlich der Formteilprüfung zuordenbar. Das Einsatzgebiet der PVC-, PE-, PP-PB- als auch von vernetzten PE (PE-X)- oder GFK-Werkstoffe (siehe [[Kurzzeichen]] Kunststoffe) mit Druckbeanspruchung sind dabei insbesondere die Chemie- und Sanitärindustrie als auch die Trinkwasserversorgung.
	Die wesentliche messtechnische Voraussetzung besteht in der Erzeugung eines regelbaren Innendrucks des gefüllten Rohrabschnitts bei gleichzeitiger klimatischer Beanspruchung durch Temperatur und Medien [1].		Die wesentliche messtechnische Voraussetzung besteht in der Erzeugung eines regelbaren Innendrucks des gefüllten Rohrabschnitts bei gleichzeitiger klimatischer Beanspruchung durch Temperatur und Medien [1].

	==Zeitstandprüfstand für ~~Innendruckvesuche~~==		==Zeitstandprüfstand für Innendruckversuche==

	Ein Beispiel für einen Zeitstandversuch mittels Innendruckbelastung für Rohrsegmente ist in '''Bild 1''' dargestellt.		Ein Beispiel für einen Zeitstandversuch mittels Innendruckbelastung für Rohrsegmente ist in '''Bild 1''' dargestellt.

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Kriechverhalten Zeitstandinnendruckversuch

==Allgemeines==

Der Zeitstand-Innendruckversuch wird für die Untersuchung von [[Bauteilversagen|Kunststoffbauteilen]] unter Innendruck, wie Rohre, Fittings, Schläuche u. a., für langzeitige [[Beanspruchung]]en verwendet und ist damit eigentlich der Formteilprüfung zuordenbar. Das Einsatzgebiet der PVC-, PE-, PP-PB- als auch von vernetzten PE (PE-X)- oder GFK-Werkstoffe (siehe [[Kurzzeichen]] Kunststoffe) mit Druckbeanspruchung sind dabei insbesondere die Chemie- und Sanitärindustrie als auch die Trinkwasserversorgung.
Die wesentliche messtechnische Voraussetzung besteht in der Erzeugung eines regelbaren Innendrucks des gefüllten Rohrabschnitts bei gleichzeitiger klimatischer Beanspruchung durch Temperatur und Medien [1].

==Zeitstandprüfstand für Innendruckvesuche==

Ein Beispiel für einen Zeitstandversuch mittels Innendruckbelastung für Rohrsegmente ist in '''Bild 1''' dargestellt.

[[Datei:K_Zeitstandinnendruck_1.jpg|450px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px" |Schematische Darstellung der Erfassung der zeitabhängigen Dehnung von Kunststoffen im Zeitstandinnendruckversuch mittels Zeitstandprüfstand
|}

Der Innendruck kann auf die Rohrabschnitte mittels Druckluft aufgebracht werden, wobei der jeweilige Druck durch Manometer und Druckventile kontrolliert und geregelt wird. Die unter Druck stehenden Ausgleichgefäße dienen zur Kompensation von Druckverlusten infolge Leckagen oder dem [[Bruch]] der Rohrsegmente. Die mit einem praxisrelevanten Medium gefüllten Zwischenbehälter befinden sich in einem Temperierbehälter, der als Wärmeträger Wasser oder Silikonöl enthält. Entstehende Druckverluste während der Beanspruchung werden über Leckdetektoren angezeigt. Derartige Prüfständen können auch zur Untersuchung des Berstverhaltens von Rohr- oder Behälterabschnitten verwendet werden, wobei aufgrund der Kompressibilität der Druckluft eine Schutzeinrichtung vorhanden sein muss [2].

==Bestimmung der Innendruckfestigkeit==

Prüf- und Auswertegrundlagen für Zeitstandinnendruckversuche sind hauptsächlich durch die Normen [3–11] definiert, wobei die Aufnahme von temperaturabhängigen Zeitstandinnendruck-Diagrammen im Allgemeinen mit einem hohen zeitlichen und technischen Aufwand verbunden ist. Die Zeitstandinnendruckfestigkeit wird bei definierten Zeiten durch die Innendruckfestigkeit als Vergleichsspannungswert nach der modifizierten Kesselformel bestimmt, die sich nach Gl. (1) berechnet.

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math>\sigma _{v}=\frac{p_{i}(d_{a}-s_{min})}{2s_{min}}</math>
|width="50px" |(1)
|}

mit:

{|
|-
|width="20px"|
|width="40px"|da
|width="30px"|
|width="20px"|=
|width="20px"|
|width="300px" |mittlerer Rohrdurchmesser
|}
{|
|-
|width="20px"|
|width="40px"|smin
|width="30px"|
|width="20px"|=
|width="20px"|
|width="300px" |minimale Rohrwanddicke
|}
{|
|-
|width="20px"|
|width="40px"|σv
|width="30px"|
|width="20px"|=
|width="20px"|
|width="300px" |Vergleichsspannung
|}
{|
|-
|width="20px"|
|width="40px"|pi
|width="30px"|
|width="20px"|=
|width="20px"|
|width="300px" |Rohrinnendruck
|}

==Das Zeitstandinnendruck-Schaubild==

Da bei diesen Rohren eine Mindestgebrauchsdauer von 50 Jahren zu garantieren ist, müssen unter den konkreten Gebrauchsbedingungen (Mindest-Vergleichsspannung bzw. Innendruck, Temperatur und Medium) zumeist über die Belastungsdauer hinausgehende Extrapolationen z. B. nach der DIN EN ISO 9080 [5] vorgenommen werden. Ein Beispiel für ein Zeitstandinnendruck-Schaubild in Abhängigkeit von der Temperatur ist für Polypropylen ([[Kurzzeichen]]: PP) in '''Bild 2''' dargestellt, wo zu erkennen ist, dass mit ansteigender Prüftemperatur die Standzeit deutlich reduziert wird.

[[Datei:K_Zeitstandinnendruck_2.jpg|400px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 2''':
|width="600px" |Zeitstandinnendruck-Schaubild von PP für unterschiedliche Prüftemperaturen
|}

'''Literaturhinweise'''
{|
|-valign="top"
|[1]
|Höninger, H.: Statisches Langzeitverhalten. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 634–660 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
|-valign="top"
|[2]
|DIN EN 921 (1995-01): Kunststoff-Rohrleitungssysteme – Rohre aus Thermoplasten – Bestimmung des Zeitstand-Innendruckverhaltens bei konstanter Temperatur (zurückgezogen)
|-valign="top"
|[3]
|DIN 16887 (1990-07): Prüfung von Rohren aus thermoplastischen Kunststoffen – Bestimmung des Zeitstand-Innendruckverhaltens
|-valign="top"
|[4]
|DIN EN ISO 9967 (2016-07): Thermoplastische Rohre – Bestimmung des Verformungsverhaltens
|-valign="top"
|[5]
|DIN EN ISO 9080 (2013-02): Kunststoff-Rohrleitungs- und Schutzrohrsysteme – Bestimmung des Zeitstand-Innendruckverhaltens von thermoplastischen Rohrwerkstoffen durch Extrapolation
|-valign="top"
|[6]
|DIN EN 12106 (1997-11): Kunststoff-Rohrleitungssysteme – Rohre aus Polyethylen (PE) – Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegen Innendruck nach Abquetschen
|-valign="top"
|[7]
|DIN 53759 (1975-02): Prüfung von Kunststoff-Fertigteilen – Zeitstand-Innendruckversuch an Hohlkörpern (zurückgezogen)
|-valign="top"
|[8]
|DIN EN ISO 1167-1 (2006-05): Rohre, Formstücke und Bauteilkombinationen aus thermoplastischen Kunststoffen für den Transport von Flüssigkeiten – Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegen inneren Überdruck – Teil 1: Allgemeines Prüfverfahren
|-valign="top"
|[9]
|DIN EN ISO 1167-2 (2006-05): Rohre, Formstücke und Bauteilkombinationen aus thermoplastischen Kunststoffen für den Transport von Flüssigkeiten – Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegen inneren Überdruck – Teil 2: Vorbereitung der Rohr-Probekörper
|-valign="top"
|[10]
|DIN EN ISO 1167-3 (2008-02): Rohre, Formstücke und Bauteilkombinationen aus thermoplastischen Kunststoffen für den Transport von Flüssigkeiten – Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegen inneren Überdruck – Teil 3: Vorbereitung der Rohrleitungsteile
|-valign="top"
|[11]
|DIN EN ISO 1167-4 (2008-02): Rohre, Formstücke und Bauteilkombinationen aus thermoplastischen Kunststoffen für den Transport von Flüssigkeiten – Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegen inneren Überdruck – Teil 4: Vorbereitung der Bauteilkombinationen

[[Kategorie:Kriechverhalten Kunststoffe]]