DE20010111U1 - Mehrschichtiges Rohr - Google Patents

Description

Mehrschichtiges Rohr

Die Erfindung betrifft ein Rohr aus gemeinsam die Rohrwand bildenden, koaxialen Schichten aus thermoplastischen Olefinen in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Rohr dieser Art (DE 299 06 998.2 U1) besteht das Rohr aus einer Außen- und einer Innenschicht, von denen die Innenschicht den FNCT-Wert bzw. den NPT-Wert eines einschichtigen Druckrohres hat und die Außenschicht einen zumindest etwa um den Faktor 3 höheren FNCT-Wert bzw. einen erhöhten NPT-Wert aufweist.

Hiervon ausgehend befaßt sich die Erfindung mit dem Problem die Beanspruchbarkeit.des Rohres bei und nach der Verlegung zu erhöhen. Die Erfindung löst das Problem durch ein Rohr mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 10 verwiesen.

Das Rohr nach der Erfindung besteht in sämtlichen Schichten aus unvernetztem Material, so daß die Rohre endseitig problemlos mit allen normalen Ver-

bindungstechniken wie Elektromuffen- oder Stumpfschweißen zuverlässig verbunden werden können. Das Rohr ist dabei problemlos recyclebar, da keine störenden vernetzten Bereiche vorhanden sind. Dabei hat das Rohr eine außerordentlich hohe Haltbarkeit, da das Rißwachstum in der beim Verlegen insbesondere in grabenloser Verlegetechnik kerbbeanspruchten Außenschicht sehr gering ist, was insbesondere auch bei niedrigen Temperaturen, wie sie bei erdverlegten Leitungen für Wasser, Gas etc. üblich sind, gegeben ist. Insbesondere aber widersteht das Rohr auch hohen äußeren Punktbelastungen, wie sie beispielsweise durch Steine hervorgerufen werden können, da die innerste dritte Schicht infolge ihres erhöhten FNCT- bzw. NPT-Wertes wesentlich höhere, bei Punktbelastungen auftretende Zugspannungen in der Innenschicht frei von Beschädigungen aufnehmen kann.

Die erste und die dritte Schicht können einen zumindest um etwa den Faktor 5 höheren FNCT-Wert oder einen zumindest etwa um den Faktor 2,5 höheren NPT-Wert als die zweite Schicht aufweisen, wenn dies zur Bewältigung besonderer Belastungen wünschenswert ist.

Sämtliche Schichten des Rohres sind durch Verschmelzen oder Verschweißen zu einer sich wie ein einschichtiges Rohr verhaltenden Rohreinheit verbunden, wobei das Rohr mit seinen drei Schichten einen genormten Außendurchmesser und ein genormtes Verhältnis von Außendurchmesser zu Gesamtwanddicke (SDR), das im allgemeinen 11 oder 17 beträgt, hat.

Vorteilhaft beträgt die Summe der Wanddicken der ersten und der dritten Schicht bis zu 50% der Gesamtwanddicke des Rohres, wobei zweckmäßig die Wanddicke der dritten Schicht zumindest 20% der Gesamtwanddicke des Rohres beträgt. Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, daß die Wanddicke der ers-

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ten und dritten Schicht je 25% und die der zweiten Schicht 50% der Gesamtdicke des Rohres beträgt.

Sämtliche Schichten des Rohres bestehen vorzugsweise aus Polyäthylen hoher Dichte (PEHD), wobei die Schichten des Rohres gleichermaßen aus PE 80 oder PE 100 bestehen können. Statt dessen kann für jede Schicht auch PE 100 oder PE 80 nach freier Wahl vorgesehen werden.

Die erste und die dritte Schicht bestehen vorteilhaft aus mit Hexen copolymerisiertem PEHD mit bimodaler Molekularverteilung. Das Material zumindest der ersten Schicht des Rohres kann eine Beimischung eines die UV-Beständigkeit erhöhenden oder farbgebenden Zuschlagstoffes aufweisen.

Die erste und die dritte Schicht haben einen zumindest etwa um den Faktor 3 höheren FNCT-Wert (Full Notched Creep Test) oder einen zumindest etwa um den Faktor 2 höheren NPT-Wert (Notched Pipe Test) als die zweite Schicht, die den FNCT-Wert bzw. den NPT-Wert eines einschichtigen Standard-Druckrohres hat. Hinsichtlich der Durchführung des Testes für die Ermittlung der FNCT-Werte wird auf den Aufsatz von S.H. Beech, SJ. Palmer und R.W. Burbidge mit dem Titel "ACCELERATED LABORATORY TESTS TO PREDICT THE RESISTANCE TO SLOW CRACK GROWTH OF HIGH PERFORMANCE POLYETHYLENE PIPE RESINS" in 1997 International Plastic Pipe Symposium (1997), S. 205 ff, verwiesen.

Ferner wird verwiesen auf den Aufsatz von M. Fleissner mit dem Titel "Experience With a Full Notch Creep Test in Determining the Stress Crack Performance of Polyethylenes " in POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, Febr. 1998, Vol. 38, No. 2.

Auf der Grundlage der beschriebenen Testbedingungen beträgt bei 80° C, 4,6 Mpa und 2% Arkopal N100 als Seife der FNCT-Wert eines einschichtigen Standarf-Druckrohres aus PE 100 etwa 200-500 h und der FNCT-Wert des Materials der ersten und der dritten Schicht beträgt erfindungsgemäß etwa 600 bis 1500 h. Bei der Verwendung von mit Hexen copolymerisiertem PEHD mit bimodaler Molekurlargewichtsverteilung überschreitet der FNCT-Wert 2200 h und kann eine Größe von ca. 3000 h erreichen.

Hinsichtlich der Durchführung des Testes für die Ermittlung des NCT-Wertes wird auf den Bericht von WJ. Allwood und S.H. Beech "THE 'NOTECHED PIPE TESTS' FOR THE PERFORMANCE ASSESSMENT OF POLYETHYLENE PIPE", Plastic Fuel Gas Pipe Symposium, (1993), S.339 ff, verwiesen. Auf der Grundlage der dort beschriebenen Testsbedingungen beträgt bei 80⁰C und 4,6 Mpa der NPT-Wert eines einschichtigen Standard-Druckrohres aus PE 100 etwa 3000 h, und der NPT-Wert des Materials der ersten und der dritten Schicht beträgt erfindungsgemäß zumindest etwa 6000 h. Bei Verwendung von mit Hexen copolymerisiertem PEHD mit bimodaler Molekulargewichtsverteilung kann der NPT-Wert auch eine erheblich darüberliegende Größe von bis zum 7500 h erreichen.

Claims (10)

1. Rohr aus Schichten aus thermoplastischen Polyolefinen gleicher Art, jedoch mit unterschiedlichen Eigenschaften, die untereinander untrennbar verbunden sind, wobei eine äußere erste Schicht und eine an diese innenseitig angrenzende zweite Schicht aus unvernetztem Material bestehen, die zweite Schicht annähernd den FNCT-Wert oder den NPT-Wert eines einschichtigen Standard-Druckrohres hat und die erste Schicht einen zumindest etwa um den Faktor 3 höheren FNCT-Wert bzw. einen höheren NPT-Wert als die zweite Schicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine an die zweite Schicht innenseitig angrenzende dritte Schicht vorgesehen ist, die ebenfalls aus unvernetztem Material besteht und einen zumindest um den Faktor 3 höheren FNCT-Wert bzw. einen zumindest etwa um den Faktor 2 höheren NPT-Wert als die zweite Schicht hat.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die dritte Schicht einen zumindest um etwa den Faktor 5 höheren FNCT-Wert oder einen zumindest etwa um den Faktor 2,5 höheren NPT-Wert als die zweite Schicht aufweisen.

3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schichten des Rohres durch Verschmelzen oder Verschweißen zu einer sich wie ein einschichtiges Rohr verhaltenden Rohreinheit verbunden sind.

4. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Wanddicken der ersten und der dritten Schicht bis zu 50% der Gesamtwanddicke des Rohres beträgt.

5. Rohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der dritten Schicht zumindest 20% der Gesamtwanddicke des Rohres beträgt.

6. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schichten des Rohres aus Polyäthylen hoher Dichte (PEHD) bestehen.

7. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schichten des Rohres aus PE 80 und/oder PE 100 bestehen.

8. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der ersten und der dritten Schicht des Rohres aus mit Hexen copolymerisiertem PEHD mit bimodaler Molekulargewichtsverteilung besteht.

9. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Außenschicht des Rohres eine Beimischung eines die UV- Beständigkeit erhöhenden Zuschlagstoffes aufweist.

10. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Außenschicht des Rohres eine Beimischung eines farbgebenden Zuschlagstoffes aufweist.