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UNTERSCHEIDUNGSKRITERIEN

UNTERSCHEIDUNGSKRITERIEN. Wichtige Unterscheidungskriterien bei Industrierohren aus PP - Homopolymer und PP - Copolymer. INHALT. Beschreibung und Allgemeine Eigenschaften Zeitstandfestigkeit von Rohren und Formteile Chemische Widerstandsfähigkeit Widerstand gegenüber

jerry
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  1. UNTERSCHEIDUNGSKRITERIEN Wichtige Unterscheidungskriterien bei Industrierohren aus PP - Homopolymer und PP - Copolymer

  2. INHALT Beschreibung und Allgemeine Eigenschaften Zeitstandfestigkeit von Rohren und Formteile Chemische Widerstandsfähigkeit Widerstand gegenüber langsamen Rissfortschritt Folgerungen • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  3. ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN • Allgemeine Eigenschaften PP-H, PP-B, PP-R • hohe Zeitstandfestigkeit • sehr gute chemische Widerstandsfähigkeit • Beständigkeit gegenüber Mikroorganismen • hohe Wärmealterungsbeständigkeit • sehr gute Abrasionseigenschaften • gute Schweißbarkeit • keine Ablagerungen / kein Zuwachsen • ausgezeichnete akustische Dämpfungseigenschaften • sehr gute thermoplastische Verformbarkeit • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  4. ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN PP Produktklassen • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen PP-H (Polypropylen Homopolymerisat) Das Homopolymer besteht aus Makromolekülen, die nur aus einem Polymer, dem Propylen, aufgebaut sind: P - P - P - P - P - P - P - P - P - P PP-B (Polypropylen Blockcopolymerisat) Das Blockcopolymer besteht aus Makromolekülen, bei denen Ethylen in Blockform bis zu 12 % (Standard < 7%) eingebunden ist: P - P - P - P + P - P - E - E -P - P - P - E PP-R (Polypropylen Randomcopolymerisat) Das Randocopolymer ist aus Molekülen aufgebaut, in denen ein bestimmter Prozentsatz (2-7%) von Ethylen statistisch verteilt eingebettet ist: E - P - E - P - P - P -E - P - P - P

  5. ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN Kristallstrukturen von PP imVergleich • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen PP-Homopolymer mit groben sphärolitischen Überstrukturen (PP-H a-nukleiert) PP-Homopolymer mit feinem kristallinen Gefüge (PP-H b-nukleiert) PP-Randomcopolymer mit feinem kristallinen Gefüge

  6. ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN PP-H / PP-R Vergleich Wesentliche Eigenschaften Teil 1 • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen Eigenschaft PPH PPR Schweissqualität gut exzellent Biegewinkel unterschiedlich Biegewinkel > 160° auch Ausnahme: Biegewinkel bei Verschweissung von PPH bei Verschweissung von PPR nach DVS 2203-5 mit PPH und PPB, jedoch mit PPH, PPB und PPR deutlich niedriger als der Biegewinkel von PPR Chemische Beständigkeit gut gut NaOH (40%/80°C) niedriger beständig höher beständig 1,6 - Zulässiger Betriebsdruck 1,25 - Aufgrund der sehr Cm-Faktor niedriger als PPR guten Schlagzähigkeit

  7. Eigenschaft PPH PPR Lunker bei Fittingen erhöhtes Risiko von Lunkern gute Verarbeitbarkeit niedrigerer E-Modul, E-Modul (Steifheit) höherer E-Modul, d.h. Stützabstand höher d.h. niedrigere Stützweite niedrigere Schlagzähigkeit - höhere Schlagzähigkeit - Schlagzähigkeit Anwendbar nur für Temperaturen >5°C Anwendbar bei Temperaturen > -5°C Untere Temperaturgrenze +5°C -5°C niedrige Relaxierung aufgrund schnelle Relaxierung durch Spannungsrelaxierung höherem Kriechmodul niedrigeren Kriechmodul ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN PP-H / PP-R Vergleich Wesentliche Eigenschaften Teil 2 • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  8. INHALT Beschreibung und Allgemeine Eigenschaften Zeitstandfestigkeit von Rohren und Formteile Chemische Widerstandsfähigkeit Widerstand gegenüber langsamen Rissfortschritt Folgerungen þ • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  9. ZEITSTANDFESTIGKEIT VON ROHREN UND FORMTEILEN • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  10. PP-H PP-R 50,0 50,0 40,0 40,0 30,0 30,0 10°C 20°C 20,0 20,0 10°C 30°C 40°C 20°C 50°C 30°C 60°C 40°C 70°C 50°C 10,0 10,0 9,0 9,0 80°C 60°C ] ] 8,0 8,0 2 2 70°C 90°C 7,0 7,0 [N/mm [N/mm 95°C 80°C 6,0 6,0 s v v s 90°C 5,0 5,0 95°C 4,0 4,0 Vergleichspannung Vergleichspannung 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 1,0 0,9 0,9 0,8 0,8 0,7 0,7 1 10 25 50 100 1 10 25 50 100 0,6 0,6 Standzeit [Jahre] Standzeit [Jahre] 0,5 0,5 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 0,1 1,0 10 10 10 10 10 10 1,0 10 10 10 10 10 10 0,1 Standzeit [h] Standzeit [h] ZEITSTANDFESTIGKEIT VON ROHREN UND FORMTEILEN Zeitstandverhalten von Rohren nach DIN 8077 PP-H und PP-R im Vergleich • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  11. PP-H 10,0 9,0 PP-R 8,0 7,0 2 [N/mm ] 6,0 s v 5,0 PP-B 4,0 Vergleichsspannung 3,0 2,0 1 10 25 50 100 Standzeit [Jahre] 1,0 6 2 3 4 5 0,1 1,0 10 10 10 10 10 10 Standzeit [h] ZEITSTANDFESTIGKEIT VON ROHREN UND FORMTEILEN Zeitstandverhalten von Rohren aus PP nach DIN 8077 bei 60 °C • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  12. 10,0 9,0 PP-H 8,0 7,0 PP-R 6,0 5,0 4,0 PP-B 2 3,0 [N/mm ] s v 2,0 Vergleichsspannung 1,0 0,9 0,8 0,7 1 10 25 50 100 0,6 Standzeit [Jahre] 0,5 6 2 3 4 5 0,1 1,0 10 10 10 10 10 10 Standzeit [h] ZEITSTANDFESTIGKEIT VON ROHREN UND FORMTEILEN Zeitstandverhalten von Rohren aus PP nach DIN 8077 bei 80 °C • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  13. = Sicherheits beiwert 1,25 1,6 1,4 1,25 ZEITSTANDFESTIGKEIT VON ROHREN UND FORMTEILEN Zulässiger Betriebsüberdruck nach DIN 8077 für Medium Wasser • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  14. Y-Anguß Vergleichsapannung [N/mm²] Rückenanguß Ringanguß Seitenanguß log. s log. t Belastungsdauer [h] ZEITSTANDFESTIGKEIT VON ROHREN UND FORMTEILEN Standzeit von formgespritzten Teilen Einfluss des Angusssystems • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  15. ZEITSTANDFESTIGKEIT VON ROHREN UND FORMTEILEN Standzeit von formgespritzten Teilen Zeitstandinnendruckversuch nach DIN 8078 T-Stücke SDR 11 • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  16. ZEITSTANDFESTIGKEIT VON ROHREN UND FORMTEILEN Schwundverhalten / Lunkerbildung Ausgedrehter Vorschweißbund aus PP-H • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  17. INHALT þ Beschreibung und Allgemeine Eigenschaften Zeitstandfestigkeit von Rohren und Formteile Chemische Widerstandsfähigkeit Widerstand gegenüber langsamen Rissfortschritt Folgerungen • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen þ

  18. CHEMISCHE WIDERSTANDSFÄHIGKEIT • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  19. 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 3 7 14 28 56 84 Einlagerungsdauer in Tagen [d] 01 - PPH natur, - 05 - PPR natur, - 06 - PPR grau, TiO2 03 - PPH grau, TiO2 02 - PPH grau, TiO2 09 - PPB grau, TiO2 07 - PPR grau, TiO2 / ZnS 04 - PPH grau, ZnS 08 - PPR grau, ZnS 10 - PPB grau, ZnS CHEMISCHE WIDERSTANDSFÄHIGKEIT Vergleich der Massenänderung PP-Formmassen in HCl + MCB + o-DCB bei 60°C • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  20. CHEMISCHE WIDERSTANDSFÄHIGKEIT VON PP • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen Rohr und Formteil aus PP mit ZnS Farbpigmentierung nach dem Einsatz in einer Salzsäureleitung

  21. 10,0 9,0 8,0 2 7,0 [N/mm ] PP-H 6,0 s v 5,0 PP-R 4,0 Vergleichsspannung 3,0 PP-B 2,0 1,0 0,9 0,8 0,7 1 10 25 50 100 0,6 Standzeit [Jahre] 0,5 2 3 4 5 6 0,1 1,0 10 10 10 10 10 10 Standzeit [h] CHEMISCHE WIDERSTANDSFÄHIGKEIT VON PP Zeitstandinnendruckversuch • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen Natronlauge 50%T = 80°C,

  22. CHEMISCHE WIDERSTANDSFÄHIGKEIT VON PP Standzeiten verschiedener PP-Formmassen im Zeitstandzugversuch bei 80°C in 40%iger Natronlauge, Prüfspannung: 5,5 N/mm² • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  23. CHEMISCHE WIDERSTANDSFÄHIGKEIT VON PP • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen Spannungsrissbildung infolge Temperaturbelastung, produktionsbedingter Eigenspannungen und Chemikalieneinwirkung

  24. EIGENSPANNUNGEN IM SCHWEIßNAHTBEREICH EigenspannungenimSchweißnahtbereich • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen • Maximale Eigenspannungen (Zug) treten häufig im Bereich der Wulstkerbe auf. • Infolge Beanspruchung findet eine zusätzliche Überlagerung weiterer Spannungen statt. • Ein Versagen des Bauteils (der Schweißnaht) geht häufig von der Wulstkerbe aus.

  25. INHALT þ Beschreibung und Allgemeine Eigenschaften Zeitstandfestigkeit von Rohren und Formteile Chemische Widerstandsfähigkeit Widerstand gegenüber langsamen Rissfortschritt Folgerungen • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen þ þ

  26. WIDERSTAND GEGENÜBER LANGSAMEN RISSFORTSCHRITT • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  27. WIDERSTAND GEGENÜBER LANGSAMEN RISSFORTSCHRITT Prozeß des langsamenRisswachstums • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  28. WIDERSTAND GEGENÜBER LANGSAMEN RISSFORTSCHRITT FNCT - Darstellung des Probekörpers • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  29. 900 841 800 700 622 600 500 t [h] 397 387 400 267 300 164 200 100 0 1 2 3 4 5 6 PP-R PP-R PP-H PP-H PP-H PP-B (Typ B) (Typ D) (Typ S, a -Nukleiert) ( b -Nukleiert) ( a -Nukleiert) (Typ B) Werkstoff WIDERSTAND GEGENÜBER LANGSAMEN RISSFORTSCHRITT FNCT-Ergebnisse (Standzeiten) an Polypropylen geprüft in Wasser unter2%igem Netzmitteleinfluß (Arkopal N100) • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  30. WIDERSTAND GEGENÜBER LANGSAMEN RISSFORTSCHRITT • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen FNCT-Ergebnisse (Standzeiten) an Polypropylen Rohrproben geprüft in Wasser unter 2%igem Netzmitteleinfluß (Arkopal N-100)

  31. WIDERSTAND GEGENÜBER LANGSAMEN RISSFORTSCHRITT • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen Derzeit vom DIBt geforderte Mindestwerte im FNCT (Standzeiten) für PP-Formmassen (2% Arkopal N-100)

  32. INHALT þ Beschreibung und Allgemeine Eigenschaften Zeitstandfestigkeit von Rohren und Formteile Chemische Widerstandsfähigkeit Widerstand gegenüber langsamen Rissfortschritt Folgerungen • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen þ þ þ

  33. FOLGERUNGEN • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  34. PP-H, PP-B und PP-R im Vergleich FOLGERUNGEN • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen • Vorteile PP-H • hohe Zeitstandfestigkeit bei niedrigen Temperaturen • höherer E-Modul, größere Stützweiten möglich • geringerer Rohstoffpreis • Vorteile PP-B • günstiges Schwindungsverhalten, • dadurch lunkerfreie und größere Spritzgußteile möglich • vermindertes Eigenspannungspotential • hohe Zähigkeit • sehr hohe Schlagzähigkeit

  35. PP-H, PP-B und PP-R im Vergleich FOLGERUNGEN • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen • Vorteile PP-R • hohe Zeitstandfestigkeit bei hohen Temperaturen • höherer Widerstand gegen langsames Risswachstum • höhere Druckbelastbarkeit • günstiges Schwindungsverhalten, • dadurch lunkerfreie und größere Spritzgußteile möglich • vermindertes Eigenspannungspotential • hohe Zähigkeit

  36. Typische Anwendungsgebiete der PP-Typen FOLGERUNGEN • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen • PP-Homopolymerisate: • HalbzeugeimBehälterbau • Rohre für industrielleAnwendungen • PP-Blockcopolymerisate: • Rohrleitungssysteme für die Abwassertechnik (Erdverlegung) • PP-Randomcopolymerisate • Rohrleitungsysteme für hoheDruck- und Temperaturbeanspruchungen (Brauchwassersysteme) • Schweißdraht • FormgespritzteTeile (besonders in großenDimensionen)

  37. Modifizierte PP-Formmassen: FOLGERUNGEN • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen PP-R, schwarz: UV-StabilisierungdurchhohenRußanteil (Schlagzähigkeitnimmtab). PP-R, natur: Reinstwasseranwendungen, da keineFarbadditivevorhanden. PP-H-s: SchwerentflammbaresHomopolymerisatz.B. für den Einsatz in Lüftungs-, Abgas- oderKaminsystemen. PP-R-s-el: SchwerentflammbaresRandomcopolymerisat das wegen seiner elektrischenLeitfähigkeithäufig für den Transport von leichtentzüdbarenMedieneingesetztwird.

  38. Formgespritzte Bauteile für Druckrohrsysteme: Bögen 90°aus PP bis d 500 in SDR 33, 17,6 und 11 T-Stücke aus PP bis d 500 in SDR 33, 17,6 und 11 Losflansche aus PP/St bis d 630 für max. Betriebsüberdruck von 10 bar FOLGERUNGEN • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen

  39. INHALT þ Beschreibung und Allgemeine Eigenschaften Zeitstandfestigkeit von Rohren und Formteile Chemische Widerstandsfähigkeit Widerstand gegenüber langsamen Rissfortschritt Folgerungen • Eigenschaften • Zeitstandsfestigkeit • Chem. • Widerstandsfähigkeit • Widerstand • gegenüber • Rissfortschritt • Folgerungen þ þ þ þ

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