DIN EN ISO 9080-2013 Plastics piping and ducting systems - Determination of the long-term hydrostatic strength of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation (ISO 9080 2.pdf

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1、Februar 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Kunststoffe (FNK) im DINPreisgruppe 19DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 23.040.20; 83.140.30!$wg“1908468www.din.deDD

2、IN EN ISO 9080Kunststoff-Rohrleitungs- und Schutzrohrsysteme Bestimmung des Zeitstand-Innendruckverhaltens vonthermoplastischen Rohrwerkstoffen durch Extrapolation(ISO 9080:2012);Deutsche und Englische Fassung EN ISO 9080:2012Plastics piping and ducting systems Determination of the long-term hydrost

3、atic strength of thermoplastics materials in pipeform by extrapolation (ISO 9080:2012);German and English version EN ISO 9080:2012Systmes de canalisations et de gaines en matires plastiques Dtermination de la rsistance hydrostatique long terme des matires thermoplastiquessous forme de tubes par extr

4、apolation (ISO 9080:2012);Version allemande et anglais EN ISO 9080:2012Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN ISO 9080:2003-10www.beuth.deGesamtumfang 78 SeitenDIN EN ISO 9080:2013-02 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN ISO 9080:2012) wurde vom Technischen

5、 Komitee ISO/TC 138 Plastics pipes, fittings and valves for the transport of fluids“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC 155 Kunststoff-Rohrleitungssysteme und Schutzrohrsysteme“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom NEN (Niederlande) gehalten wird. Das zustndige deutsche Normungsgremi

6、um ist der Arbeitsausschuss NA 054-05-02 AA Prfverfahren fr Rohre“ im Normenausschuss Kunststoffe (FNK) im DIN. Fr die in diesem Dokument zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 1167-1 siehe DIN EN ISO 1167-1 ISO 1167-2 siehe DIN EN

7、 ISO 1167-2 ISO 3126 siehe DIN EN ISO 3126 ISO 11357-3 siehe DIN EN ISO 11357-3 ISO 12162 siehe DIN EN ISO 12162 nderungen Gegenber DIN EN ISO 9080:2003-10 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) alle Verweisungen auf die Lebensdauer wurden heraus genommen, da sich diese Norm nur auf die Mathemati

8、k fr Extrapolation und die Berechnung der Zeitstand-Zugfestigkeit bezieht; b) eine genauere Angabe der Anzahl und der Verteilung der Beobachtungen und der Anwendung der Extrapolation wurden aufgenommen; c) die Liste der Prfergebnisse im Anhang C wurde modifiziert, um den Anforderungen dieser Norm zu

9、 entsprechen und die Ergebnisse der Regressionsberechnungen wurden aktualisiert; d) eine zweite Liste der Prfergebnisse wurde in Anhang D aufgenommen, um eine Bewertung entsprechend dem 3-Parameter-Modell bereitzustellen, siehe Anhang C, und entsprechend dem 4-Parameter-Modell, siehe Anhang D; e) ei

10、n zweites Software-Paket wurde ausgewertet und im Anhang E hinzugefgt. Frhere Ausgaben DIN EN ISO 9080: 2003-10 DIN EN ISO 9080:2013-02 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN EN ISO 1167-1, Rohre, Formstcke und Bauteilkombinationen aus thermoplastischen Kunststoffen fr den Transpo

11、rt von Flssigkeiten Bestimmung der Widerstandsfhigkeit gegen inneren berdruck Teil 1: Allgemeines Prfverfahren DIN EN ISO 1167-2, Rohre, Formstcke und Bauteilkombinationen aus thermoplastischen Kunststoffen fr den Transport von Flssigkeiten Bestimmung der Widerstandsfhigkeit gegen inneren berdruck T

12、eil 2: Vorbereitung der Rohr-Probekrper DIN EN ISO 3126, Kunststoff-Rohrleitungssysteme Rohrleitungsteile aus Kunststoffen Bestimmung der Mae DIN EN ISO 11357-3, Kunststoffe Dynamische Differenzkalorimetrie (DDK) Teil 3: Bestimmung der Schmelz- und Kristallisationstemperatur und der Schmelz- und Kri

13、stallisationsenthalpie DIN EN ISO 12162, Thermoplastische Werkstoffe fr Rohre und Formstcke fr Anwendungen unter Druck Klassifizierung, Werkstoffkennzeichnung und Gesamtbetriebs-(berechnungs-)Koeffizient DIN EN ISO 9080:2013-02 4 Leerseite EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN ISO 908

14、0 Oktober 2012 ICS 23.040.20 Ersatz fr EN ISO 9080:2003 Deutsche Fassung Kunststoff-Rohrleitungs- und Schutzrohrsysteme Bestimmung des Zeitstand-Innendruckverhaltens von thermoplastischen Rohrwerkstoffen durch Extrapolation (ISO 9080:2012) Plastics piping and ducting systems Determination of the lon

15、g-term hydrostatic strength of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation (ISO 9080:2012) Systmes de canalisations et de gaines en matires plastiques Dtermination de la rsistance hydrostatique long terme des matires thermoplastiques sous forme de tubes par extrapolation (ISO 9080:2012) D

16、iese Europische Norm wurde vom CEN am 6. Oktober 2012 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten

17、 Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum des CEN-CENELEC oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer an

18、deren Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dne

19、mark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien,

20、Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATION Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2012 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welche

21、r Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. EN ISO 9080:2012 D EN ISO 9080:2012 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung .4 0.1 Allgemeines 4 0.2 Grundlagen .4 0.3 Anwendung der Verfahren 5 1 Anwendungsbereich .7 2 Normative Verweisungen 7 3

22、 Begriffe .7 4 Ermittlung der Prfergebnisse .9 4.1 Prfbedingungen .9 4.2 Verteilung der Innendruckstufen und Zeitbereiche .9 5 Durchfhrung .9 5.1 Datenerfassung und Analyse .9 5.2 Extrapolationszeitfaktoren fr Polyolefine (teilkristalline Polymere) 13 5.3 Extrapolationszeitfaktoren fr glasartige, am

23、orphe Polymere auf Vinylchloridbasis . 14 5.4 Extrapolationszeitfaktoren fr nicht in 5.2 und 5.3 behandelte Polymere 14 6 Berechnungsbeispiel, Software-Validierung . 14 7 Prfbericht . 15 Anhang A (normativ) Analyseverfahren 16 Anhang B (normativ) Automatische Knieerkennung . 20 Anhang C (informativ)

24、 Anwendung des SEM auf Versagensspannungswerte eines teilkristallinen Polymers 22 Anhang D (informativ) Beispiel fr die Anwendung des SEM auf Versagensspannungswerte eines Polymers auf Vinylchloridbasis 30 Anhang E (informativ) Software fr die Berechnung von Versagensspannungsdaten nach ISO 9080 . 3

25、6 Literaturhinweise . 37 DIN EN ISO 9080:2013-02 EN ISO 9080:2012 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (EN ISO 9080:2012) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 138 Plastics pipes, fittings and valves for the transport of fluids“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC 155 Kunststoff-Rohrleitung

26、ssysteme und Schutzrohrsysteme“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom NEN gehalten wird. Diese Europische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis April 2013, und etwaige entgegenstehende nationale Normen mss

27、en bis April 2013 zurckgezogen werden. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Dieses Dokument ersetzt EN ISO 9080:2003.

28、 Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, die ehemalige jugoslawische Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island

29、, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Trkei, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. Anerkennungsnotiz Der Text von ISO 9080:2012 wurde vom CEN al

30、s EN ISO 9080:2012 ohne irgendeine Abnderung genehmigt. DIN EN ISO 9080:2013-02 EN ISO 9080:2012 (D) 4 Einleitung 0.1 Allgemeines Dieses Standard-Extrapolationsverfahren (SEM) ist fr die Bewertung des Zeitstand-Innendruckverhaltens von Rohrwerkstoffen vorgesehen. Produkt- und Systemnormen fr speziel

31、le Anwendungen enthalten zustzliche Anforderungen an die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des verwendeten Werkstoffs. Es ist hervorzuheben, dass das in diesem Dokument beschriebene Standard-Extrapolationsverfahren (SEM) nicht bezweckt, bestehende Verfahren zur Bestimmung der zulssigen S

32、pannungen bzw. Drcke von Kunststoff-Rohrleitungen oder deren Werkstoffe zu disqualifizieren, die nach diesen Verfahren geprft wurden und sich entsprechend langjhriger Erfahrung als tauglich erwiesen haben. Fr die in den Anhngen A und B beschriebene SEM-Analyse wurden Softwarepakete entwickelt. Progr

33、amme auf der Grundlage von Windows sind im Handel erhltlich (siehe Anhang E). Die Anwendung dieser Softwarepakete wird empfohlen. 0.2 Grundlagen Die Gebrauchstauglichkeit eines Kunststoffwerkstoffes fr ein Druckrohr wird durch sein Langzeit-Verhalten unter hydrostatischer Beanspruchung in Rohrform b

34、ei Bercksichtigung der vorgesehenen Betriebs-bedingungen (z. B. Temperatur) bestimmt. blicherweise wird das Werkstoffverhalten durch die Umfangsspannung angegeben, bei der die zu erwartende Lebensdauer eines Rohres aus dem zu untersuchenden Kunststoff bei einer Umgebungstemperatur von 20 C und unter

35、 Verwendung von Wasser als Prfmedium 50 Jahre betrgt. Die uere Prfumgebung kann Wasser oder Luft sein. Dieses Verfahren ist nicht dafr vorgesehen, die Nutzungsdauer miteinzubeziehen. In bestimmten Fllen ist die Innendruckfestigkeit entweder fr krzere Standzeiten oder hhere Temperaturen oder gegebene

36、nfalls fr beide zu ermitteln. Das in dieser Internationalen Norm beschriebene Verfahren ist fr beide Arten der Bestimmung vorgesehen. Als Ergebnis wird die vorhergesagte untere Vertrauensgrenze (LPL) fr diejenige Umfangsspannung ermittelt, die nach der vorgegebenen Zeit und bei einer vorgegebenen Te

37、mperatur ein Versagen bewirken kann. Diese Internationale Norm beschreibt ein definitives Verfahren einer Extrapolation unter Anwendung von Prf-ergebnissen, die bei unterschiedlichen Temperaturen durch mehrfache lineare Regressionsanalyse ermittelt wurden. Die Ergebnisse ermglichen die Bestimmung de

38、r werkstoffspezifischen zulssigen Werte nach den Verfahren, die in den jeweiligen Produktnormen beschrieben werden. Die mehrfache lineare Regressionsanalyse beruht auf den Stufenverfahren, die am genauesten durch die Modelle log10(Spannung)/log10(Zeit) beschrieben werden. Zur Ermittlung des Vorhersa

39、ge-Wertes des verwendeten Modells wurde es als notwendig erachtet, die vorher-gesagte untere Vertrauensgrenze (LPL) bei 97,5 % anzuwenden. Diese entspricht der unteren Vertrauens-grenze des 97,5-%-Vertrauensbereiches fr den vorhergesagten Wert. In bereinstimmung mit der entspre-chenden Literatur gil

40、t diese Vereinbarung fr die Berechnungen. Dieser Aspekt erfordert die Anwendung statistischer Verfahren. Das Verfahren kann als systematische Grundlage fr die Interpolation und Extrapolation von Versagens-spannungen bei Betriebsbedingungen dienen, die von den blichen 50 Jahren und 20 C abweichen (si

41、ehe 5.1.5). Thermoplastische Materialien in Rohrform wie mineralverstrktes thermoplastisches Polymer, faserstoff-verstrkte Thermoplaste, weichmacherhaltige Thermoplaste, Gemische und Legierungen knnen weitere Aspekte in Bezug auf die Prognose des Langzeitverhaltens bieten, welche in den entsprechend

42、en Produktnormen bercksichtigt werden mssen. DIN EN ISO 9080:2013-02 EN ISO 9080:2012 (D) 5 Es ist wichtig, dass das zur Druckbeaufschlagung des Rohres verwendete Medium keinen schdlichen Ein-fluss darauf ausbt. Im Allgemeinen wird Wasser als solch ein geeignetes Medium erachtet. Umfangreiche berleg

43、ungen waren fr die Entscheidung erforderlich, welche Variable als unabhngige Gre zur Berechnung der Zeitstand-Innendruckfestigkeit angewendet wird. Es bestand die Wahl zwischen Zeit und Spannung. Die beiden Grundfragen fr das Verfahren knnen folgendermaen formuliert werden: a) Welcher maximalen Span

44、nung (oder welchem maximalen Druck) kann ein bestimmter Rohrwerkstoff bei einer vorgegebenen Temperatur ber eine bestimmte Zeit widerstehen? b) Wie lang ist die erwartete Standzeit eines Rohrwerkstoffs, wenn dieser bei einer vorgegebenen Spannung und Temperatur ausgesetzt wird? Beide Fragen sind wic

45、htig. Zeigen die Prfergebnisse fr das untersuchte Rohr keine Streuung und kann der Rohrwerkstoff mit dem gewhlten empirischen Modell eindeutig beschrieben werden, sind zeit- und spannungsabhngige Regression identisch. Praktisch tritt dieser Fall jedoch nicht auf, weil die Prfbedingungen nicht ideal

46、sind und der Werk-stoff nicht zu 100 % homogen ist. Folglich treten immer Streuungen der Ergebnisse auf. Die unter Verwen-dung von zwei wahlfreien unabhngigen Variablen berechneten Regressionen sind nicht identisch, und die Abweichung vergrert sich mit zunehmender Streuung. Die Variable, die vermutl

47、ich am strksten durch die grte Vernderlichkeit (Streuung) beeinflusst wird, ist die Zeit; sie ist als abhngige Variable (Zufallsvariable) zu betrachten, um eine korrekte statistische Auswertung des nach diesem Verfahren ermittelten Datensatzes zu ermglichen. Aus praktischen Grnden wird es jedoch in

48、der Industrie bevorzugt, die Spannung als unabhngige Variable ber der Zeit anzugeben. 0.3 Anwendung der Verfahren Der Zweck dieses Extrapolationsverfahren ist Folgendes zu ermitteln: a) die untere vorhergesagte Vertrauensgrenze1)(aus einem Wahrscheinlichkeitsniveau von 97,5 %) der Spannung, die ein

49、aus dem betrachteten Werkstoff hergestelltes Rohr bei einer Standzeit von 50 Jahren und einer Umgebungstemperatur von 20 C unter Verwendung von Wasser oder Luft als Prfmedium widerstehen kann. Entsprechend ISO 12162 wird dieser kategorisierte Wert dieser unteren Vertrauensgrenze als MRS definiert und fr die Klassifizierung des Werkstoffs verwendet; b) der Spannungswert der unteren