Neuer Standard bei PE-Formteilen

Eine Mate­ri­al­rev­o­lu­tion hat beim öster­re­ichis­chen Kun­st­stof­f­ex­perten AGRU Einzug gehal­ten. Als weltweit erster Her­steller hat AGRU das kom­plette Formteil­sor­ti­ment seines PE-Rohrsys­tems AGRULINE auf den span­nungsriss­beständi­gen Kun­st­stoff PE 100-RC umgestellt. Betrieb­ssicher­heit und Lebens­dauer von Druck­rohrleitun­gen aus PE erre­ichen damit eine völ­lig neue Dimen­sion. Dank dieses Inno­va­tionsvor­sprungs bietet AGRU nun als Erster ein durchgängiges Rohrsys­tem (Formteile und Rohre) aus PE 100-RC an.

Bei benötigten Abzwei­gun­gen, Kur­ven, Winkel aber auch zum Dimen­sion­swech­sel sind soge­nan­nte „Fit­tings“, also Formteile, nötig. Diese Formteile stellen nach ein­er Schweißung eine dauer­haft dichte Verbindung zwis­chen den Rohrsträn­gen her. Die AGRU Kun­st­stofftech­nik GmbH fer­tigt als weltweit erster Her­steller sämtliche PE-Formteile aus PE 100-RC. Der Zusatz RC bedeutet „Resis­tant to cracks“ und macht den maßge­blichen Unter­schied aus. Mit PE 100-RC wer­den PE 100-Werk­stoffe beze­ich­net, die einen her­vor­ra­gen­den Wider­stand gegenüber Span­nungsris­sen aufweisen.

Problemstellung

Durch immer häu­figer ange­wandte und effiziente „alter­na­tive Ver­legemeth­o­d­en“, wie die Graben­ver­legung ohne Sand­bett, Berstlin­ing oder das Hor­i­zon­tal-Spül­bohrver­fahren, erhöht sich die Gefahr von Punk­t­las­ten auf die Rohrleitung, welche z.B. durch Steine entste­hen. Durch den Innen­druck steigt diese Last zusät­zlich und es kommt zu Span­nungskonzen­tra­tio­nen in der Rohrwand. Über einen län­geren Zeitraum kön­nen dabei bei herkömm­lichen PE-Rohrleitun­gen auf der Innen­seite Risse entste­hen, welche dann nach außen wan­dern und unweiger­lich zu Leck­a­gen führen. Somit sind solche effizien­ten Ver­legemeth­o­d­en mit herkömm­lichen PE-Mate­ri­alien nicht zu empfehlen.

Spannungsrissbeständiges PE 100-RC

Die Entwick­lung von PE-Werk­stof­fen hat sich deshalb in den let­zten Jahren beson­ders auf eine Eigen­schaft konzen­tri­ert, der Erhöhung des „Wider­standes gegenüber langsamen Ris­s­wach­s­tum“, auch als „Span­nungsriss­beständigkeit“ beze­ich­net. Im Jahr 2006 haben Rohrher­steller und Rohstof­fliefer­an­ten mit der Spez­i­fika­tion PAS 1075 ein ein­heitlich­es Qual­ität­sniveau für Rohre aus Poly­ethylen, deren Nutzungs­dauer auch bei alter­na­tiv­er Ver­legung min­destens 100 Jahre betra­gen sollte, definiert. Darin wur­den diese ver­fahren­stech­nisch opti­mierten Werk­stoffe erst­mals als „PE 100-RC“ beze­ich­net. Solche „Resis­tant to cracks“-Rohre sind beson­ders unempfind­lich gegen Punk­t­las­ten, Ker­ben und das, daraus resul­tierende, langsame Ris­s­wach­s­tum. Damit eignen sich Rohre aus „PE 100-RC” für die sand­bett- und graben­lose Ver­legung. Einzige Schwach­stelle waren bis­lang die Verbindungsstücke zwis­chen den einzel­nen Rohrsträn­gen. Denn kein einziger Her­steller ver­fügte bis dato über ein kom­plettes Sor­ti­ment an Formteilen und Rohren aus PE 100-RC.

Komplettes Formteilprogramm aus PE 100-RC

Bei Spezialan­wen­dun­gen mit hohen mech­a­nis­chen Belas­tun­gen spie­len ins­beson­dere die Verbindung­steile, also die Form­stücke, eine tra­gende Rolle. Von diesen war bis­lang kein kom­plettes Sor­ti­ment aus PE 100-RC am Markt ver­füg­bar. Der Grund dafür liegt in der unter­schiedlichen Ver­ar­beitung. Während Rohre extrudiert wer­den, stellt man Formteile im Spritz­guss her. Und hier ist der Umstel­lungsaufwand um ein Vielfach­es höher, da sich PE 100-RC beim Spritzgießen anders ver­hält als herkömm­lich­es PE 100. Leichte Verän­derun­gen im Schrumpfver­hal­ten und im Schmelzfluss bedin­gen eine genaue Abstim­mung der zahlre­ichen Para­me­ter und der Anpas­sung der Spritzgußw­erkzeuge. Viele Stun­den Entwick­lungsar­beit, Tüfteln an den Para­me­tern und Werkzeu­gen sowie die jahrzehn­te­lange AGRU-Erfahrung waren für die Fein­justierung der zahlre­ichen Spritz­gussprozesse erforder­lich. Die AGRU Kun­st­stofftech­niker gaben ihr Bestes, um auch die PE 100-RC Formteile in der gewohn­ten AGRU Spitzen­qual­ität zu fertigen.

100-jährige Nutzungsdauer auch ohne Sandbett

Um PE-Rohrleitun­gen vor mech­a­nis­chen Belas­tun­gen  zu schützen, wer­den diese häu­fig in einem Sand­bett ver­legt. Das bedeutet in der Baustel­len­prax­is, dass nach dem Aushub der Künette große Men­gen an feinkörnigem Sand einge­bracht wer­den müssen. Diese Proze­dur treibt natür­lich die Kosten in die Höhe und ver­schlingt eine Menge Arbeit­szeit. Dank dem neuen AGRU Formteil­pro­gramm kön­nen nun kom­plette Rohrleitun­gen aus PE 100-RC mit ein­er zu erwartenden 100-jähri­gen Nutzungs­dauer ganz ohne Sand­bett ver­legt wer­den. Eine deut­liche Pro­duk­tiv­itätssteigerung ist die Folge. Zudem ist die Verbindungsqual­ität bei Schweißun­gen von PE 100-RC Formteilen höher. Hohe Betrieb­s­drücke sowie die Dehnung und Kon­trak­tion bei Tem­per­aturschwankun­gen, speziell bei oberirdisch ver­legten Rohrsys­te­men, set­zen den Schweißverbindun­gen zu. Denn der Rand­bere­ich der Schweiß­zone in Muf­fen­mitte ist auftre­tenden Zug- und Innen­druck­be­las­tun­gen am stärk­sten aus­ge­set­zt. Der höhere Wider­stand gegen langsames Ris­s­wach­s­tum von PE 100-RC führt daher nach­weis­lich zu besseren Langzeit­ergeb­nis­sen. Durch den Ein­satz der nun kom­plett aus PE 100-RC gefer­tigten AGRU Formteile und Rohre wird eine erhe­bliche Verbesserung von Heizwen­del- und Stumpf­schweißverbindun­gen erzielt. Das erhöht die langfristige Sicher­heit von erd — und freiver­legten Rohrsystemen.

Stresstest übertroffen

Wie sehr sich die Verbesserun­gen am neuen AGRU Formteil­pro­gramm in der Prax­is auswirken, zeigt die Span­nungsris­sprü­fung. Der Full Notch Creep Test (FNCT) nach ISO 16770 ist eine der wichtig­sten Prüfmeth­o­d­en zur Bes­tim­mung des langsamen Ris­s­wach­s­tumsver­hal­tens von Poly­ethylen. Dabei wird der gekerbte Prüfling in 80 °C heißem Wass­er ein­er Zugspan­nung von 4 N/mm² aus­ge­set­zt, wobei 2 %-iges Arkopal N‑100 als Net­zmit­tel zur Beschle­u­ni­gung des Ver­suchs dient. Diese extremen Bedin­gun­gen müssen PE 100-Formteile im Rah­men der bauauf­sichtlichen Zulas­sung durch das DIBt min­destens 300 Stun­den lang stand­hal­ten. Für Formteile aus PE 100-RC erhöht sich die Min­dest­standzeit auf 8760 Stun­den, also ein kom­plettes Jahr. Die für AGRU Formteile erhobe­nen Mess­werte übertr­e­f­fen dabei die geforderte Mindeststandzeit!

Zusammenfassung

Mit der Pro­duk­t­gruppe AGRULINE bietet AGRU nun ein kom­plettes und hochw­er­tiges Sor­ti­ment an Formteilen, Ven­tilen, Son­der­bauteilen und Rohren aus PE 100-RC und set­zt damit einen neuen Stan­dard in der umwelt­fre­undlichen und sicheren Ver­sorgung mit Gas und Trinkwass­er sowie der Entsorgung von Abwass­er. Dank homogen ver­schweißter Verbindun­gen ist das Rohrsys­tem dauer­haft dicht, längskraftschlüs­sig und maßhaltig.