Klassifizierung der unterschiedlichen Polyethylentypen

Klassifizierung der unterschiedlichen Polyethylentypen FeedbackE-Mail

Klassifizierung nach der Festigkeit:

Die Polyethylene können nach ihrem Verhalten im Zeitstand-Innendruckversuch klassifiziert werden. Die ersten Qualitäten wurden als PE 63 bezeichnet. Die Zeitstand-Innendruckfestigkeit der daraus hergestellten Rohre beträgt nach 50 Jahren mindestens 6,3 MPa bei 20°C (Wasser).

Durch neue Katalysatoren konnten Polymerblends aus lang- und kurzkettigen Polyethylenmolekülen erzeugt werden, wodurch sich die Zähigkeit und die Steifigkeit gleichermaßen erhöhten. Solche bimodalen Polyethylene stehen seit Anfang der 90er Jahre für die Rohrherstellung zur Verfügung. Diese Polyethylene werden als Typ PE 100 bezeichnet und erreichen nach 50 Jahren eine Zeitstand-Innendruckfestigkeit von mindestens 10,0 MPa bei 20°C (Wasser).

Der Nachweis der Langzeitfestigkeit muss nach dem in ISO 9080 oder DIN 16887 festgelegten Verfahren geführt werden. Die so ermittelten Zeitstand-Innendruckkurven dürfen in keinem Punkt die jeweiligen in DIN 8075 vorgegebenen Referenzkennlinien unterschreiten.

Entscheidend für die Dauerhaltbarkeit der Rohre unter extremen Einsatzbedingungen ist der Widerstand des Rohrwerkstoffes gegenüber Spannungsrissen. Aufschluss über das Spannungsrissverhalten (Slow Crack Growth) eines Rohrwerkstoffes liefert der FNCT-Test. Die Belastung einer Rohrleitung unter Verlegebedingungen in der sandbettfreien bzw. grabenlosen Verlegung kann mit einem Punktlastversuch beschrieben werden.

Um Prognosen über die Dauerhaltbarkeit von Rohren unter zusätzlicher Punktlast treffen zu können, wurde zwischen dem Verhalten der Rohren unter Innendruck und Ergebnissen im FNCT-Test ein funktionaler Zusammenhang hergestellt. Werkstoffe, die die im DVGW-Merkblatt GW 323 geforderten Mindestanforderung von Standzeiten im FNCT-Test erfüllten (3300 h), werden als PE 100-RC bezeichnet.

PE-RT (Polyethylene of Raised Temperature Resistance) stellt eine Weiterentwicklung dar, die zum Ziel hat, Polyethylen auch bei erhöhten Betriebstemperaturen einsetzen zu können. Die Erweiterung des Anwendungsspektrums wird durch eine Modifizierung des strukturellen Aufbaus der PE-Makromoleküle erreicht, ohne dabei die Eigenschaften wie z.B. die gute Spannungsrissbeständigkeit oder Zähigkeit des unmodifizierten Polyethylens zu beeinträchtigen.

Polyethylen-Typen
MRS
(Minium Required Strength)
PE 63
6,3 N/mm2
PE 80
8,0 N/mm2
PE 100
10,0 N/mm2
PE 100-RC
10,0 N/mm2
Hinweis:
Aufgrund der gesteigerten Materialfestigkeit von PE 100 im Vergleich zu PE 80, können Rohrleitungen aus PE 100 laut DIN 8074 mit geringeren Wandstärken dimensioniert werden (Verringerung des Materialeinsatzes) bzw. es erhöht sich bei gleicher Wandstärke die mögliche Belastbarkeit des Rohres.

Klassifizierung nach der Dichte:

Polyethylen-Typen
MRS
PE-LD
Polyethylen low density (geringe Dichte)
PE-MD
Polyethylen medium density (mittlere Dichte)
PE-HD
Polyethylen high density (hohe Dichte)

Bild4_MolekularerAufbau_Typen_PE

Bild: Molekularer Aufbau unterschiedlicher Polyethylen-Typen