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
Bild A.3: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus Polyethylen (PE 80)
Seite 9EN 1778 : 1999
Bild A.4: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus Polyethylen (PE 100)
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)
*) Dieser Temperaturparameter wurde im Gegensatz zu prEN 12202 mit aufgenommen.
Seite 12EN 1778 : 1999
Bild A.7: Zeitstandfestigkeit von Rohren aus Polypropylen (PP-R)
*) Dieser Temperaturparameter wurde im Gegensatz zu prEN 12202 mit aufgenommen.
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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
TabelleA.1:AbminderungsfaktorfrdenMedieneinflu(A
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.
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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.
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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
TeilbeanspruchungFestigkeitskennwert
KN/mm2
TemperaturT9C
Zeitanteila
Standzeit bei Teilbeanspruchungt
Jahre
1 3,560
20% 9,1
2 2 80% 103
Die zu erwartende Standzeit betrgt nach Gleichung (4)
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.
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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
TeilbeanspruchungFestigkeitskennwert
KN/mm2
TemperaturT9C
Zeitanteila
Standzeit bei Teilbeanspruchungt
Jahre
1 5 50 75% 80
2 2 80 25% 14,3
Bild B.4: Standzeit bei wechselnden Spannungen und wechselnden Temperaturen
Die zu erwartende Standzeit betrgt nach Gleichung (4)
tx =100 80 14,3
= 37,2 Jahre75 14,3 + 25 80
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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
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[4] Miner, M. A.: Zeitschrift Machine Design, Dez. 1945, S. 111
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[6] Kempe, B.: Prfmethoden zur Ermittlung des Verhaltens von Polyolefinen bei der Einwirkung von Chemikalien.Z. Werkstofftechnik 15 (1984), S. 157/72
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[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