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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. ISO 13477


Abbildung 2 Fallklinge S4 Vgl. ISO 13477


    1. Konditionierung[5]

Die Probe wird durch eine Konditionierungsfluid gekühlt in einem Becken gekühlt. Das Rohr muss für eine gewisse Dauer, die in ISO 1167-1 festgelegt ist, konditioniert werden. Die Konditionierungstemperatur Tcond hängt von der Prüftemperatur T ab, sie wird durch folgende Formel bestimmt, die Temperatur darf 1 Grad abweichen

Abbildung 3 Konditionierungstemperatur S4 Vgl. ISO 13477


    1. Prüfung[6]

Die Prüfung muss 180±20 s nach der Entnahme der Probe aus dem Fluid stattfinden. Die Fallklinge muss mit 15±5 m/s auf die Probe auftreffen. Der Prüfdruck darf höchsten mit ±2% von dem eingestellten Druck abweichen. Nach der Prüfung wird das Rohr entnommen und den gr.....[read full text]

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pc ist der kritische Druck, pcFS ist der kritische Druck des Full scale test, pcS4 ist der kritische Druck des S4 test. Diese Gleichung gilt unter der Voraussetzung der Luftdruck ist genau 1 bar.



  1. Full scale test[10]


Full scale test oder auch FST wird in der Norm Iso 14378:2007 beschrieben, er stellt fest in wie fern ein einlagiges thermoplastisches Rohr zum Transport von Gasen oder Flüssigkeiten geeignet ist. Bei dem Full scale Test zählt ein Vorgang erst ab Rissfortpflanzung, wenn der Riss mehr als 90% der gesamt Länge des Rohres misst.

    1. Versuchsaufbau[11]

Das Rohr hat eine Länge von 14-20m, einzelne kleine Rohrstücke können stumpfgeschwissen werden. Bei Rohren die einen hohen Widerstand gegen RCP haben kann ein Rissauslöserohr angeschweißt werden, dieses hat einen geringen Widerstand und dient so als Initiator des Risses.

Auf der einen Seite muss das Rohr mit einer Endkappe verschlossen sein. Auf der anderen Seite muss ein Stahltank befestigt sein, er muss mindesten die doppelte Länge des Rohres haben und das dreifache Volumen fassen, außerdem darf der Innendurchmesser nicht kleiner sein als der des Rohres.

Das Rohr muss an unter der Klinge gefast sein, mit den folgenden Maßen. Die Tiefe der Nu.....

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Abbildung 10 Querschnitt Holzstopfen Vgl. ISO 13478

Abbildung 11 detaillierte Ansicht FST Vgl. ISO 13478

    1. Konditionierung[12]

Das Becken indem das Rohr liegt wird mit Wasser oder auch mit Luft gekühlt. Dazu wird der Trog bis knapp unterhalb des Kies mit Wasser befüllt und auf Kühltemperatur gebracht. Die Konditionierungszeit ist in ISO 1167-1 festgelegt und die Temperatur ist auf ±1,5°C einzuhalten.


    1. Prüfung[13]

Die Metallklinge wird in die -60°C gekühlte Nut reingetrieben. Die Probe wird entnommen und die Länge der Riss(e) gemessen. Falls der Riss um das ganze Rohr herum geht und in sich selbst wieder endet ist das Ergebnis ungültig. Ein Riss, der nicht länger als der Kühltrog ist, ist wertlos, genauso wie ein Riss der in einer Schweißnaht endet.

Bei der Verwendung von einen Rissauslöserohrs, wird der Riss erst ab der Schweißnaht gemessen.

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 a.....

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

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

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

4 Eben da


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

6 Eben da

7 Eben da

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

9 Eben da

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

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

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