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100 Jahre Lebensdauer

Den hohen Anforderungen an Leitungsnetze für Ver- und Entsorgung sowie Telekommunikation werden Rohre aus Polyethylen uneingeschränkt gerecht. Der zentrale Vorteil besteht in der stoffschlüssigen, homogenen Verbindung der Rohre mittels Schweißen. Das niedrige Gewicht und die hohe Flexibilität erlauben eine problemlose und umweltschonende Verlegung. Während der gesamten Lebensdauer entstehen weder Korrosion noch Ablagerungen oder Verkrustungen. Das Material besitzt ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, so daß bei fachgerechter Verlegung keine Beschädigung der Polyethylenrohre zu erwarten ist. Und nicht zuletzt macht die Beständigkeit gegenüber nahezu allen polaren Lösungsmittel sowie Säuren, Laugen, Wasser und Alkohole das Polyethylen zu einem idealen Werkstoff für die Rohrproduktion.

Genormte Lebensdauer
Die heute von den führenden Rohstoffherstellern gefertigten Polyethylentypen für Rohre erfüllen die Anforderungen der DIN 8074/75 für eine wissenschaftlich und normativ abgesicherte Lebensdauer von mehr als 100 Jahren. Wie ist das möglich, da doch Polyethylen ein Rohstoff ist, der erst seit ca. 50 Jahren hergestellt wird? Mit Hilfe von Kurzzeitversuchen bei einer Temperatur von 80° C kann auf die Lebensdauer von PE-Rohren unter Anwendung des Ansatzes von Arrhenius rückgeschlossen werden.

Zur Lebensdauer von Polyethylenrohren ist in der Ausgabe 4/2007 der Fachzeitschrift 3r international ein Fachbeitrag von Dr. Joachim Hessel erschienen.

Entwicklung neuer Katalysatoren
Die Polyethylenrohrwerkstoffe werden eingestuft nach ihrem Verhalten im Zeitstandsinnendruckversuch. Die ersten Qualitäten waren als PE 63 eingeteilt: Die Zeitstandsfestigkeit der daraus hergestellten Rohre beträgt nach 50 Jahren mindestens 6,3 MPa bei 20°C (Wasser). Durch die Entwicklung neuer Katalysatoren ist es gelungen, Polymerblends aus lang- und kurzkettigen Polyethylenmolekülen zu erzeugen, wodurch sich Zähigkeit und Steifigkeit gleichermaßen erhöhten. Solche modernen bimodalen Polyethylene erreichen eine Zeitstandsfestigkeit von über 10,0 MPa bei 20°C (Wasser) nach 50 Jahren und sind somit eingeteilt als PE 100.

Zwei Fortentwicklungen
Die höhere Festigkeit des Rohrwerkstoffes ermöglicht zwei Fortentwicklungen bei PE 100-Rohren im Vergleich zu Rohren aus PE 80 – den Betriebsdruck bei gleicher Wanddicke zu erhöhen oder bei gleich bleibendem Betriebsdruck die Wanddicke zu verringern. Alternativ dazu ist auch eine Erhöhung des Sicherheitsfaktors möglich.

PE 100-RC
Die Weiterentwicklung der bewährten PE 100-Werkstoffe in Bezug auf Spannungsrissbeständigkeit macht es möglich, den besonderen Anforderungen der alternativen Verlegetechniken zu genügen. Diese besonderen Werkstoffe zeichnen sich durch eine Standzeit im FNCT (Full Notch Creep Test) bzw. im Punktlastversuch bei 80°C; Sigma 4 N/mm2; 2 % Arkopal N-100 von mindestens 8.760 Stunden aus. Nur PE 100-Werkstoffe, die diese Anforderung erfüllen, dürfen zukünftig als PE 100-RC bezeichnet werden. Zum Vergleich: die Mindestanforderung für die Zulassung von PE 100 beim Deutschen Institut für Bautechnik liegt bei nur 300 Stunden unter gleichen Prüfbedingungen.

PE-RT
PE-RT (Polyethylene of Raised Temperature Resistance) stellt eine Weiterentwicklung dar, welche zum Ziel hat Polyethylen auch bei erhöhten Betriebstemperaturen einsetzen zu können Im Gegensatz zu den vernetzten Polyethylentypen (PEX) wurde dies durch eine Modifizierung des strukturellen Aufbaus der PE-Makromoleküle erreicht, ohne dabei die vorteilhaften Eigenschaften wie z.B. die gute Spannungsrissbeständigkeit oder Zähigkeit des unmodifizierten Polyethylens zu beeinträchtigen.

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Vorteilhafte Eigenschaften im Überblick