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Material Engineering

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Technologisches Gewerbemuseum Wien - TGM

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1, Schmidt, 2016

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Abtragung und Transport: 6.2. fluviale Systeme Vorgang Gewässerbett/Fl­us­sbett umfasst Wasser: Ufer Gewässersohle: Grund des Gewässers Böschungsoberka­nt­e/Hang flussaufwärtige Einträge: atmosphärische Deposition (Partikel aus Atmosphäre) und eingespülte Fracht , z.B. durch Uferrutschung (teils aufgrund fluvialer Prozesse), führt zu Ufererosion durch Suspension, Saltation und Reptation  Sedimenttranspo­rt flussabwärts flussabwärtige Austräge: differenziert nach Gerinnebettgrun­dri­ss (Gerinnebett=Fl­uss­bett),…

Schnelles Risswachstum


Schnelles Risswachstum


4BHKT

2016.01.17


Inhaltsverzeichnis



  1. Small scale steady state test


Auch S4 Test, er wird in der Norm Iso 14377:2008 beschrieben, er stellt fest in wie fern ein einlagiges thermoplastisches Rohr zum Transport von Gasen oder Flüssigkeiten geeignet ist.[1] Er stellt fest wie hoch der Widerstand für schnelle Rissfortpflanzung ist.

Für das Verfahren müssen zunächst die Begriffe Rissarrest und schnelle Rissfortpflanzung geklärt werden. Die schnelle Rissfortpflanzung oder auch Rapid Crack Propagation(RCP) ist eine schnelle Ausbreitung eines Risses mit ungefähr Schallgeschwindigkeit, dieser kann zum Beispiel durch eine äußere Beschädigung entstehen und durch den Innendruck kann dieser Riss lange Strecken des Rohres zerstören. [2] In dem small scale test zählt es als Rissfortpflanzung, wenn die Länge des Risses lc mehr als 4.7-mal den Nenn-Außendurchmesser dn hat, unter dieser Länge spricht man von Rissarrest. [3]

    1. Versuchsaufbau [4]

Das Rohr mit einen Nenn-Außendurchmesser dn wird auf beiden Seiten mit Endkappen verschlossen.

In dem Rohr sind Dekompressions-Prallscheiben und ein Widerlager wie in der Zeichnung verbaut. Die Prallscheiben verlangsamen den Druckabfall, der durch den Riss entsteht. Das Widerlager hat die Aufgabe von innen das Rohr zu stabilisieren, um eine Verformung so gering wie möglich zu halten. Außen muss ein Begrenzungskäfig angebracht sein, er darf das Rohr nicht berühren und hat die Aufgabe das Auseinanderplatzen des Rohres einzuschränken.

Die Fallklinge soll die Wand durchstoßen, aber nicht tiefer als 1.5-mal der Wandtiefe eindringen.

Abbildung 1 Aufbau eines S4 Prüfgeräts Vgl.

.....[read full text]






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    1. Kritischer Druck[7]

Hierbei bleibt die Prüftemperatur gleich, und der Prüfdruck ist variable.

Der kritische Druck pcS4 ist der höchste Druck bei dem Rissarrest stattfindet und unterhalb des niedrigsten Druck bei der Rissfortpflanzung erfolgt. Die kritische Umfangsspannung kann so berechnet werden.

Abbildung 4 Berechnung kritische Umfangsspannung Vgl.

ISO 13477


In dieser Gleichung ist σ der kritische Umfangsspannung, p der Prüfdruck, D der Mittelwert aus den Außendurchesser, et der Mittelwert aus der Wanddicke. Die A-Linie in dem folgenden Diagramm stellt die kritische Umfangsspannung und kritischer Druck dar.

Abbildung 5 Darstellung des kritischen Drucks Vgl.

ISO 13477


    1. Kritische Temperatur[8]

Hierbei wird die Temperatur verändert und der Druckbleibt gleich. Bei manchen Kunststoffen ist es möglich bei 0°C bei keinem Druck zu Rissfortpflanzung zu kommen, um bei solchen Kunststoffen noch zu einem Ergebnis zu kommen wird die Temperatur auf z.b. -15°C gesenkt.


    1. Verbindung[9]

Durch einen Gleichung kann das praxisnähere Ergebnis von dem full scale test mit dem Ergebnis des S4 Test verglichen werden.

Abbildung 6 Umrechnu.....

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Die Tiefe der Nut hängt von dem Rohr ab.

Abbildung 7 Nut Vgl. ISO 13478

Abbildung 8 Versuchsaufbau FST Vgl.

ISO 13478


Ein Kompressor muss das Fluid, welches dasselbe sein sollte wie in der Anwendung, in dem Rohr auf eine Genauigkeit von 2% komprimieren. Auch hier muss eine Metallklinge, die dann in das Rohr getrieben wird, vorhanden sein.

Abbildung 9 Fallklinge FST Vgl.

ISO 13478


Die Nut wird durch ein Kühlbecken gekühlt, es enthält eine PE-Folie und Alkohol.

Innerhalb des Rohres liegt unterhalb der Nut ein Holzstopfen, er stützt das Rohr, um große Verformungen zu vermeiden. Dieser Stopfen enthält ein Isolierschaum, er dient dazu das Druckerzeugungsfluid von der Kühlflüssigkeit zu isolieren. Das Rohr wird in einen Trog gelegt und wird mit 20-40mm großen Steinen bis zu 100m tief zugedeckt. In der Nähe von der Nut ist der K.....





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Bei der Abbildung 12 sieht man wie der Druck während der Ausbreitung des Risses kleiner wird.

Hinter den Dekompressionswellen ist noch der Prüfdruck. Danach nimmt er stetig ab bis zur Rissspitze, dann fällt der Druck auf den Atmosphärendruck



Abbildung 12 Dekompression Vgl.

ISO 13477


    1. Kritischer Druck und Temperatur[14]

Im Wesentlichen ist der kritische Druck und die kritische Temperatur genauso zu messen wie im S4 test.


    1. Maximaler Betriebsdruck[15]

Durch die Formel MOP=pcFS/1,5 errechnet man sich den maximalen Betriebsdruck von den Kunststoffrohren.


  1. Abbildungsverzeichnis



  1. Quelle

[1] DIN EN ISO 13478 (2007): Rohre aus Thermoplasten für den Transport von Fluiden – Bestimmung des Widerstandes gegenüber schneller Rissfortpflanzung (RCP) – Praxistest (FS-Prüfung)

[2] DIN EN ISO 13477 (2008): Rohre aus Thermoplasten für den Transport von Fluiden – Bestimmung des Widerstandes gegenüber schneller Rissfortpflanzung (RCP) – Laborprüfung (S4-Prüfung)

[3]

[4] Heiner Brömstrup: Rohrsysteme aus PE 100, 3 Auflage, München, Vulkan, 2008

1 Vgl.

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11 Eben da

12 Vgl.

DIN EN ISO 13478 (2007): Rohre aus Thermoplasten für den Transport von Fluiden – Bestimmung des Widerstandes gegenüber schneller Rissfortpflanzung (RCP) – Praxistest (FS-Prüfung)

13 Eben da

14 Eben da

15 Vgl.

Heiner Brömstrup: Rohrsysteme aus PE 100, 3 Auflage, München, Vulkan, 2008

Seite 5 von 9

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