dinen1778_1999-12d

Dezember 1999DEUTSCHE NORM

Charakteristische Kennwerte fr geschweiteThermoplast-Konstruktionen

Bestimmung der zulssigen Spannungen und Moduli fr die Berechnungvon Thermoplast-Bauteilen

Deutsche Fassung EN 1778 : 1999

{EN 1778

Normenausschu Kunststoffe (FNK) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.

ICS 83.080.20; 83.140.01

Characteristic values for welded thermoplastics constructions Determination of allowable stresses and moduli for design ofthermoplastics equipment; German version EN 1778 : 1999Valeurs caractristiques des constructions thermoplastiquessoudes Dtermination des contraintes admissibles et desmodules pour la conception du matriel thermoplastique;Version allemande EN 1778 : 1999

Die Europische Norm EN1778 : 1999 hat den Status einer DeutschenNorm.

Nationales Vorwort

Diese Europische Norm wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 249 Kunststoffe(Sekretariat: Belgien) erarbeitet.

Die Mitarbeit des DIN im CEN/TC 249 wird ber den Normenausschu Kunststoffe (FNK)wahrgenommen.

Die Arbeiten wurden im CEN/TC 249/SC 5 durchgefhrt. Seitens des DIN war der Arbeits-ausschu FNK-AA 501.8 Fgen von Kunststoffen an der Erstellung dieser EuropischenNorm beteiligt.

Fr die im Abschnitt 2 zitierten Internationalen Normen wird im folgenden auf die entspre-chenden Deutschen Normen hingewiesen:

ISO 899-2 siehe DIN EN ISO 899-2

ISO 8584-1 siehe DIN 16889-1

Nationaler Anhang NA (normativ)

Literaturhinweise

DIN 16889-1Bestimmung der chemischen Resistenzfaktoren an Rohren aus Thermoplast Rohreaus Polyolefinen

DIN EN ISO 899-2Kunststoffe Bestimmung des Kriechverhaltens Teil 2: Zeitstand-Biegeversuch beiDreipunkt-Belastung (ISO 899-2 : 1993); Deutsche Fassung EN ISO 899-2 : 1996

Fortsetzung 49 Seiten EN

Leerseite

EN 1778

Oktober 1999

ICS 83.080.20; 83.140.01

Deutsche Fassung

Charakteristische Kennwerte fr geschweiteThermoplast-Konstruktionen

Bestimmung der zulssigen Spannungen und Moduli fr die Berechnungvon Thermoplast-Bauteilen

Characteristic values for welded thermoplastics con-structions Determination of allowable stresses andmoduli for design of thermoplastics equipment

Valeurs caractristiques des constructions thermoplasti-ques soudes Dtermination des contraintes admissi-bles et des modules pour la conception du matriel ther-moplastique

Diese Europische Norm wurde von CEN am 2. September 1999 angenommen.

Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, inder die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jedenderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist.

Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren biblio-graphischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CEN-Mitglied aufAnfrage erhltlich.

Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch,Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied ineigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und demZentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellenFassungen.

CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dnemark, Deutsch-land, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Niederlande,Norwegen, sterreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der TschechischenRepublik und dem Vereinigten Knigreich.

EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG

European Committee for StandardizationComit Europen de Normalisation

Zentralsekretariat: rue de Stassart 36, B-1050 Brssel

h 1999 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. EN 1778 : 1999 D

Seite 2EN 1778 : 1999

Vorwort

Diese Europische Norm wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 249 Kunststoffe erarbeitet, dessen Sekretariat vonIBN gehalten wird.

Diese Europische Norm mu den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentlichung einesidentischen Textes oder durch Anerkennung bis April 2000, und etwaige entgegenstehende nationale Normen mssen bisApril 2000 zurckgezogen werden.

Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lndergehalten, diese Europische Norm zu bernehmen:

Belgien, Dnemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Niederlande,Norwegen, sterreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und das Vereinigte Knigreich.

Die EN 1778 enthlt im normativen Anhang A die erforderlichen Zeitstanddiagramme, die Kriechmodul-Diagramme sowiedie Abminderungsfaktoren. In die informativen Anhnge B und C wurden Erluterungen, Berechnungsbeispiele undLiteraturhinweise aufgenommen.

Einleitung

Da die meisten Bauteile mehrachsig beansprucht sind, werden fr die Bestimmung der Festigkeitswerte die Zeitstand-diagramme fr Rohre zugrunde gelegt. Diese sind durch Ergebnisse aus langjhrigen Messungen und Erfahrungenbesttigt (siehe [1] von Anhang C).

Die Extrapolation der Zeitstandkurven zu hheren Temperaturen ist nicht erlaubt. Aus den vorgenannten Grnden ist dieVerwendung der Zeitstandkurven von Zugstben nicht praxisgerecht.

Eine groe Zahl von Abminderungsfaktoren A2 fr den Medieneinflu unter Bercksichtigung von Werkstoff, Spannungund Temperatur wurden aufgenommen. Die Abminderungsfaktoren A2 fr den Medieneinflu und die Schweifaktoren f lsind unabhngig voneinander ermittelt worden.In Untersuchungen wurden die Gltigkeit der multiplikativen Verknpfung von Schweifaktoren f l und AbminderungsfaktorA2K (reziproker Wert des Chemikalien-Resistenzfaktors fcRs) nachgewiesen (siehe [2] und [3] von Anhang C).

1 Anwendungsbereich

Diese Norm legt ein Verfahren zur Ermittlung von Kenn-werten fr die Berechnung von geschweiten Konstruktio-nen fest, z. B. Behltern, Wannen, Tanks, Apparaten undVentilationsleitungen.Vorausgesetzt wird, da bei der Wahl der Werkstoffe undihrer Verarbeitung die Normen nach Abschnitt 2 berck-sichtigt werden. Die Angaben gelten fr berwiegend sta-tische Beanspruchungen.Fr die Berechnung, Mae, Ausfhrung und Prfung derverschiedenen Konstruktionen gelten die jeweiligen EN-Normen oder ISO-Normen.Die vorliegende Norm ist anwendbar auf einen groenBereich von thermoplastischen Werkstoffen, beispiels-weise Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlo-rid (PVC) und Polyvinylidenfluorid (PVDF).Anhang A gibt die Mindestwerte fr spezifizierte Typendieser Werkstoffe an. Der Gebrauch von anderen Thermo-plasten ist erlaubt, vorausgesetzt, da ihre Kriecheigen-schaften den Mindestwerten der genannten Werkstoffenach Anhang A entsprechen.Diese Eigenschaften sollten in bereinstimmung mit dengltigen ISO- und EN-Normen ermittelt werden.Unter diesen Voraussetzungen ist die Einfhrung/Anwen-dung von Thermoplasten mit verbesserten Eigenschaftenerlaubt.

2 Normative Verweisungen

Diese Europische Norm enthlt durch datierte oderundatierte Verweisungen Festlegungen aus anderenPublikationen. Diese normativen Verweisungen sind an

den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationensind nachstehend aufgefhrt. Bei datierten Verweisungengehren sptere nderungen oder berarbeitungen die-ser Publikationen nur zu dieser Europischen Norm, fallssie durch nderung oder berarbeitung eingearbeitetsind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabeder in Bezug genommenen Publikation.

prEN 12202Kunststoff-Rohrleitungssysteme fr Hei- und Kalt-wasser Polypropylen (PP)

ISO 899-2Plastics Determination of creep behaviour Part 2:Flexural creep by three-point-loading

ISO 1167Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids Resistance to internal pressure Test method

ISO 8584-1Thermoplastics pipes for industrial applications underpressure Determination of the chemical resistancefactor and of the basic stress Part 1: Polyolefinpipes

ISO/TR 8584-2Thermoplastics pipes for industrial applications underpressure Determination of the chemical resistancefactor and of the basic stress Part 2: Pipes made ofhalogenated polymers

ISO/TR 9080Thermoplastics pipes for the transport of fluids Methods of extrapolation of hydrostatic stress rupturedata to determine the long-term hydrostatic strength ofthermoplastics pipe materials

Seite 3EN 1778 : 1999

3 Definitionen, Symbole und Abkrzungen

K Zeitstandfestigkeit fr Betriebstemperaturund Betriebszeit in Newton pro Quadratmilli-meter

S SicherheitsfaktorA1 Abminderungsfaktor fr die spezifische

ZhigkeitA2K Abminderungsfaktor fr den Einflu des

Umgebungsmediums (reziproker Resistenz-faktor fcRs)

fcRs ResistenzfaktorA2E Abminderungsfaktor fr den Einflu des

Umgebungsmediums auf den Elastizittsmo-dul

Ec Kriechmodul (temperatur-, spannungs- undzeitabhngig) in Newton pro Quadratmillime-ter

Ec(al.),St zulssiger Kriechmodul fr Stabilittsberech-nungen (abhngig von Temperatur, Span-nung, Zeit, Medium, Sicherheit) in Newton proQuadratmillimeter

Ec(al.),D zulssiger Kriechmodul fr Deformationsbe-rechnungen (abhngig von Temperatur, Span-nung, Zeit, Medium) in Newton pro Quadrat-millimeter

T Betriebstemperatur in Grad Celsiusfs Kurzzeit-Schweifaktorf l Langzeit-Schweifaktorsef. vorhandene Spannung in Newton pro Qua-

dratmillimetersal. zulssige Spannung in Newton pro Quadrat-

millimetern Anzahl der Teilbeanspruchungena1, a2 .. an Anteile der Teilbeanspruchungszeiten von

der Gesamtbeanspruchungszeit in Prozentt1, t2 .. tn Standzeit bei den einzelnen Betriebsbedin-

gungen (Druck und Temperatur konstant)tx rechnerische Standzeit mit oder ohne inter-

mittierender Beanspruchungss Spannung in Newton pro Quadratmillimeter

4 Bestimmung der zulssigen Spannungenund Kriechmoduls

4.1 Allgemeines

Die Berechnung von Bauteilen erfolgt grundstzlich aufder Basis von Langzeitwerten. In Abhngigkeit von derBelastungsart ergeben sich 3 generelle Kriterien:1) Spannung;2) Verformung (z. B. Biegung);3) Stabilitt (z. B. Beulen bei Kurz- oder Langzeit).Die Spannungsberechnung mu mit den angegebenenZeitstandfestigkeiten erfolgen, da mehraxiale Spannungs-zustnde in den meisten Fllen vorliegen. Die maximaleHauptspannung darf die zulssige Zeitstandfestigkeitnicht berschreiten.Die zulssigen Werte werden durch die Anwendung derwerkstoffabhngigen Abminderungsfaktoren (sieheAbschnitt 5), Fgefaktoren (siehe Abschnitt 6) und denSicherheitsfaktoren (siehe Abschnitt 7) erhalten.Die Kennwerte fr Stabilitt und Deformation sind die derKriechmodule. Diese knnen in Abhngigkeit von Zeit,Temperatur und Spannung den Kriechmodul-Diagram-men entnommen werden. Bei Stabilittsproblemen ist einentsprechender Sicherheitsfaktor (siehe Abschnitt 7) zuverwenden.

4.1.1 Berechnung auf Festigkeit

Die zulssige Spannung ergibt sich aus der Zeitstandfe-stigkeit, den Abminderungsfaktoren, den Fgefaktorenund dem Sicherheitsbeiwert.

sal. =K fl (1)

A1 A2K S

Die fr die Berechnung zugrunde zu legende Zeitstandfe-stigkeit K ist fr die bestimmte Betriebszeit und Betriebs-temperatur den Diagrammen in A.1.1 zu entnehmen oderin bereinstimmung mit ISO/TR 9080 zu bestimmen.

4.1.1.1 ZeitstandfestigkeitskurvenDie Zeitstandfestigkeitskurven zeigen die Festigkeit inAbhngigkeit von Zeit und Temperatur. Sie wurden durchLangzeit-Innendruckprfungen an mit Wasser geflltenRohren ermittelt und stellen Mindestkurven dar (sieheISO 1167).Die Mindest-Zeitstandfestigkeitskurven anderer Halb-zeugformen mssen gleich oder hher sein als die fr dieermittelten Rohre.

Andere Werkstoffe als jene, wie in den Bildern A.1 bis A.12angegeben, drfen in Erwgung gezogen werden, fallsnachweislich geeignete Prfungen nach ISO/TR 9080durchgefhrt wurden.

4.1.1.2 Intermittierende Beanspruchung

Fr Anwendungsflle, bei denen regelmig wechselnde(intermittierende) Beanspruchungen auftreten, kannnherungsweise die Theorie der linearen Schadensakku-mulation (Minersche Regel) zugrunde gelegt werden(siehe [4] von Anhang C). Mit dieser Regel wird die zuerwartende Standzeit durch Addition der Schdigungsra-ten aus den intermittierenden Betriebsbedingungenermittelt.

Siehe das Beispiel in B.2.2.

Nach dieser Regel gilt:

7i=1

na1 tx

= 1 (2)100 t i

Fr zwei fraktionale Beanspruchungen gilt danach:

a1 tx

100 t1+

a2 tx

100 t2= 1 (3)

oder

tx =100 t1 t2

a1 t2 + a2 t1(4)

4.1.2 Berechnung auf Stabilitt und Biegung

Der Kriechmodul (Ec) wird bei Thermoplast-Konstruktio-nen anstelle des Elastizittsmoduls verwendet. DerKriechmodul ist zeit-, spannungs- und temperaturabhn-gig. Er kann auch mediumabhngig sein (insbesonderebei quellend wirkenden Substanzen; Kennwerte sind nochzu bestimmen). Der Kriechmodul ist fr die angegebenenWerkstoffe in Abhngigkeit von den gewnschten Para-metern aus den Kriechmodul-Kurven (Bilder A.13 bisA.27) zu entnehmen oder nach ISO 899-2 zu bestimmen.

Das Kriechmodul wird gebraucht:

in Stabilittsberechnungen

Ec(al.)St =Ec

A2E S(5)

Seite 4EN 1778 : 1999

zum Berechnen von Verformungen

Ec(al.)D =Ec

A2E(6)Ec(al.)D =

Ec

A2E(6)

5 Abminderungsfaktoren

5.1 Abminderungsfaktor A2 (siehe [4] und [5])

5.1.1 Abminderungsfaktor A2KDer Abminderungsfaktor A2K quantifiziert den Einflu desBetriebsmediums auf die Zeitstandfestigkeit von thermo-plastischen Kunststoffen.

Der Abminderungsfaktor A2K ist der reziproke Resistenz-faktor fcRs (fcRs wird bestimmt nach ISO 8584-1 oderISO/TR 8584-2).

In A.1.3 sind fr eine groe Anzahl von Medien Abminde-rungsfaktoren angegeben.

Andere Medien als in A.1.3 angegeben, drfen in Erw-gung gezogen werden, falls geeignete nachweisbareErfahrungen und/oder Prfungen mit hnlichen Flssig-keiten aber gleichem Werkstoff nach ISO 8584-1 oderISO/TR 8584-2 vorliegen.

5.1.2 Abminderungsfaktor A2EBei nicht quellenden Medien ist der AbminderungsfaktorA2E = 1.

Fr quellende Medien (siehe Funote 9 von A.1.3) ist A2Edurch geeignete Versuche zu bestimmen.

5.2 Abminderungsfaktor A1(Spezifische Zhigkeit des Werkstoffes in Abhngigkeitvon Temperatur und Schlagzhigkeit)

Dieser Faktor bercksichtigt die Zhigkeit der Werkstoffein Abhngigkeit der Temperatur und ist deshalb aus denWerten der Schlagzhigkeit abgeleitet. Tabelle 1 enthltdie Werte fr A1. Fr andere Werkstoffe mssen die Wertein bereinstimmung mit Anhang B nachgewiesen werden.

Weitere Erklrungen sind in B.1 zu finden.

6 Fgefaktor (Schweifaktor)(siehe [7] und [8])

Die Werte fr diese Faktoren gelten nur fr geschweiteVerbindungen. Fr ausgewhlte Werkstoffe sind dieSchweifaktoren (fs und f l) in Tabelle 2 angegeben.

Die genannten Werte setzen die Beherrschung der ange-gebenen Schweiverfahren und die Ausfhrung durchqualifiziertes Personal voraus.

Die Kurzzeitfaktoren gelten fr Belastungszeiten bis zueiner Stunde. Die Langzeitfaktoren werden grundstzlichbei tragenden Bauteilberechnungen angewendet. Beianderen Werkstoffen und/oder Fgeverfahren sind dieWerte im einzelnen nachzuweisen.

ANMERKUNG: Die Schweifaktoren in der Tabelle 2 wer-den zur Zeit durch CEN/TC 249/SC 5/WG 2 ber-prft und falls erforderlich korrigiert.

Tabelle 1: Abminderungsfaktoren A1

WerkstoffBetriebstemperatur T

10 9C 20 9C 40 9C 60 9C

PE-HD,

PP-H

PP-B

PP-R

PVC-NI

PVC-RI

PVC-C

PVDF-H

hohe Dichte

Homopolymerisat

Blockcopolymerisat

Random Copolymerisat

normal schlagzh (PVC-U)

erhht schlagzh (PVC-U)

nachchloriert

Homopolymerisat

1,2

1,8

1,2

1,2

1,8

1,6

1,9

1,6

1

1,3

1,0

1

1,6

1,3

1,8

1,4

1

1

1

1

1,4

1

1,6

1,2

1

1

1

1

1,1

1

1,2

1

Tabelle 2: Kurzzeit- (fs-) und Langzeit-(fl-)Schweifaktoren

VerfahrenWerkstoff

PE-HD PP*) PVC-U**) PVC-C PVDF

HeizelementstumpfschweienHS

fs 0,9 0,9 0,9 0,8 0,9f l 0,8 0,8 0,6 0,6 0,6

Warmgas-ExtrusionsschweienWE

fs 0,8 0,8 f l 0,6 0,6

WarmgasschweienW

fs 0,8 0,8 0,8 0,7 0,8f l 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

*) PP-H, PP-B, PP-R

**) PVC-NI, PVC-RI

Seite 5EN 1778 : 1999

7 Sicherheitsfaktor

Der Sicherheitsfaktor S bedeutet, da bei bestimmungsgemer Verwendung des Bauteils zu jeder Zeit whrend derzugrunde gelegten Gebrauchsdauer noch die Sicherheit zur Zeitstandfestigkeit des Werkstoffes gegeben ist.

Der Sicherheitsfaktor bercksichtigt somit auch die Vereinfachung bei den Lastannahmen und beim rechnerischen oder

experimentellen Festigkeitsnachweis.

In dem Fall, wo keine anderen EN-Normen vorliegen und/oder Regeln den Sicherheitsfaktor vorschreiben, sind die ange-

gebenen Werte der Tabelle 3 anzuwenden.

Die Sicherheitsfaktoren der Tabelle 3 sind fr zwei Belastungsflle entsprechend der Gefhrdung angegeben, die von den

Behltern und Apparaten ausgeht. Der Konstrukteur hat im Einzelfall zu entscheiden, welche Einstufung fr das auszule-

gende Bauteil zutrifft.

Gegebenenfalls knnen Zwischenwerte angemessen sein.

Tabelle 3: Sicherheitsfaktoren

Belastungsart S

Belastungsfall 1

Ruhende Behlter bei Raumtemperatur und konstanten Bedingungen. Im Schadensfall keineGefhrdung von Personen, Sachen und Umwelt mglich.

1,3

Belastungsfall 2 2,0

Belastung unter wechselnden Bedingungen (z. B. Temperatur, Fllhhe). Im SchadensfallGefhrdung von Personen, Sachen und Umwelt mglich.

Bei Stabilittsberechnungen nach 4.1.2 ist ein Mindest-Sicherheitsfaktor von 2 einzusetzen (siehe [9]).

Einflsse durch Exzentrizitt und Unrundheit sind gesondert zu bercksichtigen (siehe [10]).

Seite 6EN 1778 : 1999

Anhang A (normativ)

Zeitstanddiagramme, Kriechmodul-Diagramme und Abminderungsfaktoren

A.1.1 Zeitstandfestigkeits-Diagramme (Bilder A.1 bis A.12)

Bild A.1: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus Polyethylen hoher Dichte(PE-HD vergleichbar mit ISO 8584-1)

Seite 7EN 1778 : 1999

Bild A.2: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus Polyethylen (PE 63)

Seite 8EN 1778 : 1999


Seite 9EN 1778 : 1999


Seite 10EN 1778 : 1999

Bild A.5: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus Polypropylen (PP-H)

*) Dieser Temperaturparameter wurde im Gegensatz zu prEN 12202 mit aufgenommen.

Seite 11EN 1778 : 1999

Bild A.6: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus Polypropylen (PP-B)


Seite 12EN 1778 : 1999

Bild A.7: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus Polypropylen (PP-R)


Seite 13EN 1778 : 1999

Bild A.8: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid(PVC-NI vergleichbar mit PVC-U), normal schlagzh

Seite 14EN 1778 : 1999

Bild A.9: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus schlagzh modifiziertem weichmacherfreiemPolyvinylchlorid (PVC-RI)

Typ 1: Mischung aus Vinylchlorid-Homopolymerisat und Pfropfcopolymerisat auf Basis vonAcrylsureester-Vinylchlorid

Seite 15EN 1778 : 1999

Bild A.10: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus schlagzh modifiziertem weichmacherfreiemPolyvinylchlorid (PVC-RI)

Typ 2: Mischung aus Vinylchlorid-Homopolymerisat und chloriertem Polyethylen

Seite 16EN 1778 : 1999

Bild A.11: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus chloriertem Polyvinylchlorid (PVC-C)

Seite 17EN 1778 : 1999

Bild A.12: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus Polyvinylidenfluorid (PVDF)

Seite 18EN 1778 : 1999

A.1.2 Kriechmodul-Diagramme (Bilder A.13 bis A.27)

Bild A.13: Kriechmodul von Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) fr 1 Jahr

Seite 19EN 1778 : 1999

Bild A.14: Kriechmodul von Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) fr 10 Jahre

Seite 20EN 1778 : 1999

Bild A.15: Kriechmodul von Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) fr 25 Jahre

Seite 21EN 1778 : 1999

Bild A.16: Kriechmodul von Polypropylen (PP-H) fr 1 Jahr

Seite 22EN 1778 : 1999

Bild A.17: Kriechmodul von Polypropylen (PP-H) fr 10 Jahre

Seite 23EN 1778 : 1999

Bild A.18: Kriechmodul von Polypropylen (PP-H) fr 25 Jahre

Seite 24EN 1778 : 1999

Bild A.19: Kriechmodul von Polypropylen (PP-B) fr 1 Jahr

Seite 25EN 1778 : 1999

Bild A.20: Kriechmodul von Polypropylen (PP-B) fr 10 Jahre

Seite 26EN 1778 : 1999

Bild A.21: Kriechmodul von Polypropylen (PP-B) fr 25 Jahre

Seite 27EN 1778 : 1999

Bild A.22: Kriechmodul von Polypropylen (PP-R) fr 1 Jahr

Seite 28EN 1778 : 1999

Bild A.23: Kriechmodul von Polypropylen (PP-R) fr 10 Jahre

Seite 29EN 1778 : 1999

Bild A.24: Kriechmodul von Polypropylen (PP-R) fr 25 Jahre

Seite 30EN 1778 : 1999

Bild A.25: Kriechmodul von weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC-NI) fr den Spannungsbereich

s = 2,5 bis 10 N/mm2

Seite 31EN 1778 : 1999

Bild A.26: Kriechmodul von Polyvinylidenfluorid (PVDF-H) fr den Spannungsbereich

s = 2 bis 5 N/mm2

Seite 32EN 1778 : 1999

Bild A.27: Kriechmodul von chloriertem Polyvinylchlorid (PVC-C) fr den Spannungsbereich

s = 5 bis 20 N/mm2

Seite 33EN 1778 : 1999

A.1.3

AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A

2K)

TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A

2K)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Abwasserauseiner

Cellulose-Fabrik

4)

M100

1,05

Abwasserauseiner

Cellulose-Fabrik4)

alkalisch

M100

1

sauer

M100

1

Abwasserauseiner

Chemiefaser-Fabrik3)

M100

1,33

Abwasserauseiner

Molkeverwertung3)

M100

1,37

Acetessigsureethylester9

)CH3COCH2COOC2H5

O100

17)

Acetessigsuremethylester

CH3COCH3COOCH3

O100

1,18

Akkusure

H2SO4

I51

11

11

11

11

1

Alaune

(Me(I)-Me(III)-Sulfate)5

)

IS

11

11

11

11

1

alkalischeLsungen4)

M100

2

Aluminiumchlorid5)

AlCl 3

IS

11

11

11

11

1

Aluminiumsulfat5

)Al 2(SO4) 3

IS

11

11

11

11

1

Ameisensure

HCOOH

O60

11

1,4

1,4

11

85

1,4

Ammoniak,flssig

5)

NH3

ITP

11

11

Ammoniak,gasfrm

ig5)

NH3

ITP

11

11

11

11

1

Ammoniakw

asser5

)NH4OH

IS

11

11

11

11

1

Ammoniumacetat

5)

CH3COONH4

MS

11

11

11

(fortgesetzt)

Seite 34EN 1778 : 1999


2K)(fortgesetzt)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Ammoniumbromid

5)

NH4Br

IS

11

11

11

11

1

Ammoniumcarbonat5

)(NH4) 2CO3

IS

11

11

11

11

1

Ammoniumchlorid5)

NH4Cl

IS

11

11

11

11

1

Ammoniumdihydrogen-

phosphat5

)NH4H2PO4

IS

11

11

11

11

11

1

Ammoniumfluorid5)

NH4F

IU10

11

11

11

11

1

Ammoniumhydrogencarbonat

(NH4)HCO3

IS

11

11

11

11

1

Ammoniumnitrat5

)NH4NO3

IS

11

11

11

11

11

1

Ammoniumsulfat5

)(NH4) 2SO4

IS

11

11

11

11

11

1

Ammoniumsulfid

(NH4) 2S

IS

11

11

11

11

1

Apfelsaft5)

OC

11

11

11

11

11

1

Apfelwein

5)

OC

11

11

11

11

1

Bariumcarbonat5

)BaCO3

IS

11

11

11

11

1

Bariumchlorid5)

BaCl 2

IS

11

11

11

11

1

Bariumhydroxid

5)

Ba(OH) 2

IS

11

11

11

11

11

1

Bariumnitrat5

)Ba(NO3) 2

IS

11

11

11

11

1

Bariumsulfat5

)BaSO4

IS

11

11

11

11

1

Bariumsulfid

5)

BaS

IS

11

11

11

11

1

Bariumsalze5)

I/M

S

11

11

11

11

11

1

Benzin

C5H12bisC12H26

O100

1,1

6)8)

1,1

6)8)

1,088)

1,068)

Benzol

C6H6

O100

16)8)

16)8)

18)

18)

(fortgesetzt)

Seite 35EN 1778 : 1999


2K)(fortgesetzt)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Benzolsulfonsure

5)

O40

11

1

Bernsteinsure

5)

OTP

11

1

Bier5

)O

C1

11

11

11

11

11

Bleiacetat5

)Pb(CH3COO) 2

IS

11

11

11

Bleinitrat5

)Pb(NO3) 2

IS

11

1

Bleisulfat5)

PbSO4

IS

11

11

1,1

11

1

Borsure

5)

ITP

11

1

BranntweineallerArt

5)

OC

11

11

11

11

1

Butterm

ilch5)

OC

11

11

11

11

11

1

Cadmiumchlorid5)

CdCl 2

IS

11

11

11

11

1

Cadmiumcyanid

5)

Cd(CN) 2

IS

11

11

11

11

1

Cadmiumsulfat5

)CdSO4

IS

11

11

11

11

1

Calciumacetat5

)(CH3COO) 2Ca

MS

11

11

11

11

1

Calciumbromid

5)

CaBr 2

IS

11

11

11

11

1

Calciumcarbonat5

)CaCO3

IS

11

11

11

11

11

1

Calciumchlorid5)

CaCl 2

IS

11

11

11

11

11

1

Calciumfluorid5)

CaF2

IS

11

11

11

11

1

Calciumhydroxid

Ca(OH) 2

IS

11

11

11

11

1

Calciumnitrat5

)Ca(NO3) 2

IS

11

11

11

11

1

Calciumsulfat5

)CaSO4

IS

11

11

11

11

1

Calciumsulfid

CaS

IS

11

11

11

1

(fortgesetzt)

Seite 36EN 1778 : 1999


2K)(fortgesetzt)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Calciumsulfit5)

CaSO3

IS

11

11

11

11

1

Casein

5)

TP

11

1

Chloroform

9)

CHCl 3

O100

2,22

Chlorwasser

Cl 2H2O

Ijede

1,4

1,4

1,4

1,4

11

Chromalaune5)

IS

11

1

Chromsure

H2CrO

4I

10

2,046)

1,89

1,61

1,43

20

9,1

53,57

2,63

Chromschwefelsure

H2CrO

4+

H2SO4+H2O

I100

U100

Citronensure

5)

(CO2H)CH2CO2H

O10

11

11

11

11

11

1

Decan9)

C10H22

O100

1,057)

Desinfektionsmittel

M100

1,54

Dextrose5)

O20

11

11

11

11

1

Dichlorethan9)

C2H4Cl 2

O100

1,11

1,1-Dichlorethylen

CH2=CCl 2

O100

U100

Diethylentriaminpentaessig-

sure

(z.B.TrilonC)

O100

1,4

1,4

1,4

1,4

Dimethylsulfat

(CH3) 2SO4

O100

1,15

Dngesalz

5)

IS

11

11

11

11

1

Eisen(II)-und-(III)-chlorid5)

FeCl 2

FeCl 3

IS

11

11

11

11

1

Eisen(II)-chloridsulfat5

)Fe3(ClSO4) 2

IS

1,1

1,1

11

1

Eisen(III)-chloridsulfat

FeClSO4

IS

11

11

11

1

(fortgesetzt)

Seite 37EN 1778 : 1999


2K)(fortgesetzt)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Eisen(II)-sulfat5

)FeSO4

IS

1,2

1,2

11

1

Erdgas

HauptbestandteilCH4

O100

11

11

Erdgaskondensat9

)O

100

17)

Erdnul9)

O100

1,37

unfraktioniertesErdl9)

O100

17)

Essig

5)

C1

11

11

11

11

11

Essigsure

9)

CH3COOH

O60

1,856)8)1,726)8)1,438)

1,258)

98

8,338)

8,338)

7,698)

1,678)

Ethylendiamintetraessigsure

OC

1,4

1,4

1,4

1,4

Ethylenglycol9)

CH2OHCH2OH

OTP

1,1

1,1

11,1

11

1

Fettsure

OTP

11

1

Flssigdnger

C1

11

1

Fluorborsure

HBF4

I50

1,4

1,4

1,4

1,4

Flusure

HF

I75

1,4

1,4

1,4

1,4

Form

aldehyd

CH2O

O40

1,61

Fotochemikalien

IC

11

11

11

Frostschutzmittel

M100

1

50

17)

Fruchtgetrnkund-sfte5)

OC

11

11

11

11

11

1

Fructose5)

OU10

11

11

11

11

11

1

Glycolsure

5)

O30

1,1

1,1

11

1

(fortgesetzt)

Seite 38EN 1778 : 1999


2K)(fortgesetzt)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Harnstoff5)

CO(NH2) 2

OS

11

11

11

11

1

Hefe

5)

Ojede

11

11

11

11

1

Heizl9)

O100

1,067)

Hexanol9)

C6H13OH

O100

17)

Hydraulikl9)

O100

2,33

Hydrazinhydrat

N2H4H2O

O24

11

11

11

Hydrogel-Emulsion

(pH-W

ert=9,5)

100

1

Hydroxylammoniumsulfat5

)(NH2OH) 2H2SO4

I12

11

11

11

11

1

Hydroxyethylendiamintri-

essigsure

(z.B.TrilonD)

OC

1,4

1,4

1,4

1,4

Kaliumhydroxid

5)

KOH

I50

11

11

11

11

Kaliumaluminiumsulfat5

)KAl(S

O4) 2

IU10

11

1

Kaliumborat5

)K3BO3

IS

11

11

11

11

1

Kaliumbromat,wrig5)

KBrO

3I

10

11

11

11

11

1

Kaliumbromid

KBr

IS

11

11

11

Kaliumcarbonat

K2CO3

IS

11

11

11

11

1

Kaliumchlorat5

)KClO

3I

S

11

11

11

11

1

Kaliumchlorid5)

KCl

IS

11

11

11

11

1

Kaliumcyanid

5)

KCN

IU10

11

11

11

11

1

Kaliumfluorid5)

KF

IS

11

11

11

11

1

Kaliumhexacyanoferrat(II)

und(III)5

)

K4[Fe(CN) 6]

K3[Fe(CN) 6]

IS

11

11

11

11

1

(fortgesetzt)

Seite 39EN 1778 : 1999


2K)(fortgesetzt)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Kaliumhydrogen-

carbonat5

)KHCO3

IS

11

11

11

11

1

Kaliumhypochlorit

KOCl

I12,5

1,9

1,9

1,9

1,9

Kaliumiodid

5)

KJ

IS

11

11

11

11

1

Kaliumnitrat5

)KNO3

IS

11,1

11,1

11

1

Kaliumperoxodisulfat5

)K2S2O8

IS

11

1

Kaliumphosphat5

)K3PO4

IS

11

11

11

11

1

Kaliumsulfat5

)K2SO4

IS

11,1

11,1

11

1

Kochsalzlsung5)

NaCl

IS

11

11

11

11

11

11

Kohlendioxid,gasfrm

ig5)

CO2

Ijede

11

11

11

11

1

Kupfer(II)-chlorid5)

CuCl 2

IS

11

11

11

11

1

Kupfer(I)-cyanid

5)

CuCN

IS

11

11

11

11

1

Kupfer(II)-nitrat

Cu(NO3) 2

IS

11

11

11

1

Kupfer(II)-sulfat5

)CuSO4

IS

11

11

11

11

1

Lithiumsulfat5

)Li 2SO4

IS

11

1

Luft

O2/N

2I

100

11

11

11

11

11

11

Magnesiumcarbonat5

)MgCO3

IS

11

11

11

11

1

Magnesiumchlorid5)

MgCl 2

IS

11

11

11

11

11

1

Magnesiumhydrogencarbonat

MgHCO3

IS

11

11

11

11

1

Magnesiumsalz

5)

IMS

11

11

11

11

1

Magnesiumsulfat5

)MgSO4

IS

11,1

11

11

11

11

(fortgesetzt)

Seite 40EN 1778 : 1999


2K)(fortgesetzt)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Meerwasser5

)I

C1

11

11

11

11

11

Methanol9)

CH3OH

O100

11

11

Methylenchlorid9)

CH2Cl 2

O100

1,096)7)1,086)7)1,067)

1,057)

Milch9)

OC

11

11

11

11

11

1

Milchsure

5)

OC

11

1

Mineralwasser5

)I

C1

11

11

11

11

11

1

Monoethylamin

9)

CH3CH2NH2

O100

1

Natriumacetat5

)CH3COONa

MS

11

11

11

11

11

1

Natriumaluminiumsulfat5

)NaAl(S

O4) 2

IU10

11

1

Natriumbromid

5)

NaBr

IS

11

11

11

11

1

Natriumsulfit,w

rig5)

Na2SO3

I40

11

11

11

11

11

1

Natriumcarbonat,wrig5)

Na2CO3

I50

11

11

11

11

1

Natriumchlorat5

)NaClO

3I

S

11

11

11

11

1

Natriumchlorid5)

NaCl

IS

11

11

11

11

11

11

Natriumchlorit

NaClO

2I

S

1,4

1,4

1,4

1,4

1,2

1,2

Natriumcyanid

5)

NaCN

IS

1,1

1,1

11

1

Natriumdichromat

Na2Cr 2O7

IS

11

11

11

Natriumdisulfit5)

Na2S2O5

IS

11

1

Natriumhydrogencarbonat5

)NaHCO3

IS

11

11

11

11

11

1

Natriumhydrogensulfat5

)NaHSO4

IS

11

11

11

11

1

Natriumhydrogensulfit5)

NaHSO3

IU10

11

11

11

11

1

(fortgesetzt)

Seite 41EN 1778 : 1999


2K)(fortgesetzt)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Natriumnitrat5

)NaNO3

IS

11

11

11

11

1

Natriumnitrit5

)NaNO2

IS

11

11

11

11

1

Natriumperborat5

)I

S

11

1

Natriumphosphat5)

Na3PO4

IS

11

11

11

11

11

1

Natriumsilicat5

)Wasserglas

IU10

11

11

11

11

1

Natriumsulfat5)

Na2SO4

IS

11

11

11

11

1

Natriumsulfid

5)

Na2S

IS

11

11

11

11

1

Natriumsulfit,w

rig5)

Na2SO3

I40

11

11

11

11

11

1

Natriumtetraborat5

)Na2B4O7

IS

11

11

11

11

1

Natriumthiosulfat5

)Na2S2O3

IS

11

11

11

11

1

Natronlauge

NaOH

I30

1,43

11

1

40

11

50

1,1

11,1

11

1

Nickelnitrat

Ni(NO3) 2

IS

1,1

11

11

1

Nickel(II)-sulfat5

)NiSO4

IS

1,1

1,1

11

1

Nicotinsure

5)

OTP

11

1

Nitrilotriessigsure

(z.B.TrilonA)

IC

1,4

1,4

Octanol9)

C8H17OH

O100

11

1

lsu

re5)

OTP

11

1

Olivenl5)9)

OC

1,1

1,1

11

1

(fortgesetzt)

Seite 42EN 1778 : 1999


2K)(fortgesetzt)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Oxalsu

re5)

OS

11

1

Palml5)9)

OC

11

1

Pflanzenl9)

OTP

1,1

11

11

Phosphate5)

IS

11

11

11

11

1

Phosphorsu

reH3PO4

I30

11

1

75

11,43

95

1,2

11,2

1,43

1,1

Polysulfide

Me2S

I100

1,33

11

11

11

Quecksilberchlorid

HgCl 2

IS

11

11

11

1

Quecksilbernitrat

Hg(NO3) 2

IS

11

11

11

1,1

Quecksilbersalze

5)

IMS

11

11

11

11

1

Quecksilbersulfat

HgSO4

IS

11

11

11

Salmiakgeist5

)NH4OH

IS

11

11

11

11

1

Salpetersu

reHNO3

15

1,67

30

11

1

50

3,13

1,2

1,2

1,2

53

3,3

65

3,3

Salpetersu

reund

Flusure

HNO3+HF

I15+4

2

(fortgesetzt)

Seite 43EN 1778 : 1999


2K)(fortgesetzt)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Salzsu

reHCl

I20

1,11

11

1

30

1,75

2,13

11

1

37

1,2

1,33

1,2

11

1

Sau

erstoff

O2

I100

11

11

Schwefelsu

reH2SO4

I40

11

11

78

1,4

11

1,4

1,67

11

1

85

3,3

11

90

9,1

11

95

U100

11,1

1,2

98

10

5,56

7,69

U100

Schwefelwasserstoff

ITP

11

1

Silbernitrat

5)

AgNO3

IS

11

11

11

11

1

Silbersalz5)

MS

11

11

11

11

1

Soda5)

Na 2CO3

I50

11

11

11

11

1

Strke5)

Ojede

11

11

11

11

1

Stearinsure

5)

OTP

11

1

Tetrachlorkohlenstoff9

)CCl 4

O100

1,856)7)1,676)7)1,547)

1,437)

Toluol9)

C6H5CH3

O100

1,057)

Trafol9)

O100

16)7)

16)7)

17)

17)

Trau

benzucker,w

rig5)

I20

11

11

11

11

11

1

Triacetin

9)

Triacetylglycerin

O100

11

11

(fortgesetzt)

Seite 44EN 1778 : 1999


2K)(abgeschlossen)

Medium

chemische

Form

el

1)

Konzentra-

tion2)

%

PE-HD

PP

PVC-NI

209C

409C

609C

809C

209C

409C

609C

809C

959C

209C

409C

609C

Trichlorfluorm

ethan5)

CCl 3F

O100

16)

1,126)

1,43

1,82

1,3,5-Trimethylbenzol9)

C6H3(CH3) 3

O100

1,117)

Urin5)

C1

11

Waschmittel,verschieden

M

Wasser

H2O

I100

11

11

11

11

11

11

WassermitNetzmittel

M2

1,67

Wasserstoffperoxid

5)

H2O2

I70

11

Weine5)

MC

11

11

11

11

1

Weinsure

5)

OC

11

11

11

11

1

Zinkchlorid

ZnCl 2

IS

11

11

11

1

Zinknitrat

Zn(NO2) 2/Zn(NO3) 2

IS

11

11

11

1

Zinksalze

5)

IMS

11

11

11

11

1

Zinksulfat5

)ZnSO4

IS

1,1

1,1

11

1

Zinn(II)-chlorid5)

SnCl 2

IS

11

11

11

11

1

Zinn(IV)-chlorid5)

SnCl 4

IS

11

11

11

11

1

Zuckersirup5)

OC

11

11

11

11

1

1)I:

anorgan

ischeSubstan

zO:organ

ischeSubstan

zM:Mischungvonan

organ

ischerundorgan

ischerSubstan

z2)S:

gesttigt(bei209C

),w

rigeLsung

TP:technisch

rein

C:

han

delsblicheZusammensetzungoderwieinderNatur

vorkommend

3)Nichtbertragbar

aufan

dere

Abwsser

4)88,25Teile

Wasser,10Teile

Natriumperchlorat,1TeilNatriumhydroxid,

0,25Teile

Anilin,0,25Teile

Monochlorbenzol,0,25Teile

Toluoldiamin

5)AufgrundvonlangjhrigenPraxiserfah

rungen

A2=1(sieheau

ch5.1)

6)ExtrapolierteWertenachISO/TC138SC3N382

7)Weitere

Inform

ationenunterB.4[6]

8)NurgeeignetfrSpan

nungen2N/m

m2

9)QuellendeSubstan

z

Seite 45EN 1778 : 1999

Anhang B (informativ)

Erluterungen und Berechnungsbeispiele

B.1 Erluterungen zum Abminderungsfaktor A1Die angegebenen Werte basieren auf der Kerbschlagzhigkeit nach Charpy, die in ISO 179/e A bei 23 9C angegeben ist.Der Faktor A1 = 1 ist vergleichbar mit einer Kerbschlagenergie von 16 kJ/m

2 bei 23 9C.Das Produkt des Sicherheitsfaktors mit A1 (S A1) ist vergleichbar mit dem Sicherheitsfaktor von Rohren, hergestellt ausdem gleichen Werkstoff.

B.2 Berechnungsbeispiele

Nachfolgend werden Beispiele gebracht, die die Ermittlung der Werkstoffkennwerte fr verschiedene Anwendungsflle

beschreiben.

B.2.1 Festigkeitskennwert bei gleichbleibender Beanspruchung

Gesucht: Festigkeitskennwert K

Gegeben: Betriebstemperatur T = 40 9Cverlangte Standzeit t = 10 Jahre

Fllgut Wasser

Der Festigkeitswert K wird aus dem Zeitstandfestigkeitsdiagramm fr Rohre beispielsweise aus PE-HD (siehe Bild B.1)

erhalten. Die Linie fr 10 Jahre Standzeit schneidet die 40 9C-Zeitkurve fr Wasser im Punkt P1. Eine Parallele zur X-Achsedurch den Punkt P1 ergibt an der Y-Achse den Punkt P2 , an dem K = 5,1 N/mm

2 abgelesen werden kann.

Bild B.1: Ermittlung des Festigkeitskennwertes K bei gleichbleibender Beanspruchung fr PE-HD

B.2.2 Standzeit bei intermittierender Beanspruchung

Zur Abschtzung der rechnerischen Standzeit tx bei intermittierenden Beanspruchungen wird zunchst mit den vor-

handenen Spannungen sef. der einzelnen Teilbeanspruchungen und den vorgegebenen Abminderungsfaktoren A1 und A2sowie dem Sicherheitsbeiwert S und gegebenenfalls dem Schweifaktor fl der jeweils zugeordnete Werkstoffkennwert K

ermittelt. Es ist nach Gleichung (B.1)

K =sef. A1 A2 S

(B.1)fl

Mit diesem Kennwert wird aus den Zeitstandkurven des verwendeten Werkstoffs fr die jeweilige Temperatur die zugeh-

rige Standzeit bei Teilbeanspruchung abgelesen. Mit Hilfe der Minerschen Regel nach Gleichung (4) kann damit die zu

erwartende resultierende Standzeit tx errechnet werden.

In B.2.3 bis B.2.5 ist die Handhabung fr die verschiedenen Beanspruchungsflle an einfachen Beispielen dargestellt. In

diesen grundstzlichen Beispielen ist K einer tatschlichen Werkstoffbeanspruchung gleichgesetzt, damit wird die rechne-

rische Standzeit tx zur Bruchzeit.

Seite 46EN 1778 : 1999

B.2.3 Wechselnde Temperaturen bei gleichbleibender Spannung, siehe Bild B.2

Gesucht: rechnerische Standzeit txGegeben: Festigkeitskennwert K

Betriebstemperatur T1, T2

Die rechnerische Standzeit tx liegt entsprechend den Zeitanteilen bei den einzelnen Temperaturen zwischen denStandzeiten der Teilbeanspruchungen t1(K, T1) und t2 (K, T2). Die Parallele zur Spannungsachse durch tx ergibt mit dergegebenen Spannung K den Punkt P. (P liegt auf einer Zeitstandkurve, die sich bei einer konstanten Temperatur Txzwischen T1 und T2 ergeben wrde).

Bild B.2: Standzeit bei wechselnden Temperaturen und gleichbleibender Spannung

Tabelle B.1: Beispiel fr PE-HD, siehe Bild A.1

TeilbeanspruchungFestigkeitskennwert

KN/mm2

TemperaturT9C

Zeitanteila

Standzeit bei Teilbeanspruchungt

Jahre

15

30 90% 80

2 50 10% 1,5

Die zu erwartende Standzeit betrgt nach Gleichung (4)

tx =100 80 1,5

= 12,8 Jahre1)tx =100 80 1,5

= 12,8 Jahre1)90 1,5 + 10 80

1) Die gleiche Standzeit wrde bei K = 5 N/mm2 und einer konstanten Temperatur von 40 9C erreicht werden.

Seite 47EN 1778 : 1999

B.2.4 Wechselnde Spannungen bei gleichbleibender Temperatur, siehe Bild B.3

Gesucht: Rechnerische Standzeit txGegeben: Festigkeitskennwerte K1 , K2

Betriebstemperatur T

Die rechnerische Standzeit tx liegt entsprechend den Zeitanteilen bei den einzelnen Spannungen zwischen denStandzeiten der Teilbeanspruchungen t1 (K1 , T) und t2 (K2 , T). Die Parallele zur Spannungsachse durch tx schneidet dieZeitstandkurve im Punkt P. (Hieraus ergibt sich die quivalente Spannung Kx .)

Bild B.3: Standzeit bei wechselnden Spannungen und gleichbleibender Temperatur

Tabelle B.2: Beispiel fr PP-B, siehe Bild A.6


KN/mm2

TemperaturT9C

Zeitanteila


Jahre

1 3,560

20% 9,1

2 2 80% 103


tx =100 9,1 103

= 33,6 Jahre2)tx =100 9,1 103

= 33,6 Jahre2)20 103 + 80 9,1

2) Die gleiche Standzeit wrde bei einer Temperatur von 60 9C und einer konstanten Spannung Kx = 2,6 N/mm2 erreicht

werden.

Seite 48EN 1778 : 1999

B.2.5 Wechselnde Spannungen und wechselnde Temperaturen, siehe Bild B.4

Gesucht: rechnerische Standzeit txGegeben: Festigkeitskennwerte K1, K2

Betriebstemperaturen T1 , T2

Die rechnerische Standzeit tx liegt entsprechend den Zeitanteilen der verschiedenen Betriebsbedingungen zwischen denStandzeiten der Teilbeanspruchungen t1 (K1 , T1) und t2 (K2 , T2).

Tabelle B.3: Beispiel fr PP-H, siehe Bild A.5


KN/mm2

TemperaturT9C

Zeitanteila


Jahre

1 5 50 75% 80

2 2 80 25% 14,3

Bild B.4: Standzeit bei wechselnden Spannungen und wechselnden Temperaturen


tx =100 80 14,3

= 37,2 Jahre75 14,3 + 25 80

Seite 49EN 1778 : 1999

Anhang C (informativ)

Literaturhinweise

ISO 1043-1Plastics Symbols and abbreviated terms Part 1: Basic Polymers and their special characteristics

ISO 1163-1Plastics Unplasticized poly(vinyl chloride) (PVC-U) moulding and extrusion materials Part 1: Designation systemand basis for specifications

ISO 1872-1Plastics Polyethylene (PE) moulding and extrusion materials Part 1: Designation system and basis for specifica-tions

ISO 1873-1Plastics Polypropylene (PP) moulding and extrusion materials Part 1: Designation system and basis for specifica-tions

[1] Gaube, E., G. Diedrich und W. Mller: Rohre aus thermoplastischen Kunststoffen Erfahrungen aus 20 Jahren Zeit-standprfung, Kunststoffe 66 (1976), H. 1, S. 2/8

[2] Kempe, B., und J. Hessel: Zeitstandverhalten von Schweiverbindungen aus HDPE bei der Einwirkung von Chemika-lien. Z. Werkstofftechnik 14 (1983), S. 37/41

[3] Hessel, J., D. Hausdrfer und B. Kempe: The influence of oxidizing, surface active and swelling fluids on weldedPE-HD joints. IIW Doc. XVI-453-84

[4] Miner, M. A.: Zeitschrift Machine Design, Dez. 1945, S. 111

[5] Diedrich, G., B. Kempe und K. Graf: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus Polyethylen hart (HDPE) und Polypropylen(PP) unter Chemikalieneinwirkung. Kunststoffe 69 (1979), H. 8, S. 470/76

[6] Kempe, B.: Prfmethoden zur Ermittlung des Verhaltens von Polyolefinen bei der Einwirkung von Chemikalien.Z. Werkstofftechnik 15 (1984), S. 157/72

[7] Barth, E., und R. Schommer: Messungen der Langzeitfestigkeit von Schweiverbindungen aus Hart-PVC.Kunststoffe 74 (1984), H. 9

[8] Hessel, J.: Langzeitprfung von Schweiverbindungen aus Polyethylen bei komplexer Beanspruchung.Z. Werkstofftechnik 15 (1984), S. 153/57

[9] Menges, G., und E. Gaube: Knicken und Beulen von thermoplastischen Kunststoffen am Beispiel des Hart-Polyethy-lens. Kunststoffe 58 (1968), H. 9, S. 642/48

[10] DAST-Richtlinie 013, Beulsicherheitsnachweise fr Schalen

Date post:	05-Nov-2015
Category:	Documents
Upload:	alex
View:	1 times
Download:	0 times

dinen1778_1999-12d

Documents