Forschung
Der Strain Hardening Test (SHT) ermöglicht eine präzise Überprüfung der Spannungsrissbeständigkeit von Kunststoffen. - © SKZ
25.03.2024

SKZ setzt neue Maßstäbe in der Kunststoffprüfung mit innovativem Strain Hardening Test (SHT)

SKZ setzt neue Maßstäbe in der Kunststoffprüfung mit innovativem Strain Hardening Test (SHT)

Das Kunststoff-Zentrum SKZ setzt auf fortschrittliche Prüfverfahren zur Qualitätssicherung von Kunststoffen aus Polyolefinen. Der Strain Hardening Test (SHT) ermöglicht eine präzise Überprüfung der Spannungsrissbeständigkeit von Kunststoffen, insbesondere von Rohren aus PE80, PE100 und dem verbesserten PE100RC.

Die Empfindlichkeit von Polyethylen gegenüber langsamem Risswachstum, auch bekannt als "Environmental Stress Cracking" (ESC) oder "Slow Crack Growth" (SCG), ist von entscheidender Bedeutung für das Langzeitverhalten von Polymeren. Herkömmliche Testverfahren, wie der (accelerated) Full Notch Creep Test (aFNCT, FNCT), der (accelerated) Notched Pipe Test (aNPT/NPT) oder der Notched Constant Tensile Load (NCTL) Test erweisen sich aufgrund der langen Prüfzeiten als zunehmend ungeeignet für hochentwickelte polymere Rohrwerkstoffe. Die bisher dafür verwendeten Netzmittel fallen unter REACH und dürfen daher in Europa nicht mehr verkauft werden. Daher sind dringend alternative, umweltfreundliche Testverfahren zu etablieren. Für Dichtungsbahnen ist der NCTL-Test bereits seit einiger Zeit ein anerkanntes Prüfverfahren.

Deutliche Reduzierung des Prüfaufwands

Durch den SHT werden nicht nur die herkömmlichen Prüfzeiten erheblich verkürzt, sondern es ermöglicht auch eine präzise Abschätzung der SCG-Eigenschaften, da die Reproduzierbarkeit bzw. Genauigkeit besser ist. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung des Prüfaufwands und ermöglicht schnell verfügbare Messergebnisse. Der Test entspricht einem Zugversuch bei einer Temperatur von 80°C. Das Dehnverfestigungsmodul wird aus der Steigung des neo-hookeschen Werkstoffmodells zwischen einem Verstreckungsgrad von 8 bis max. 12 berechnet. Grundlage des Tests ist die Annahme, dass das Verhalten der Kunststoff-Fibrillen unter Verformung dem Verhalten des Dehnverfestigungsmoduls oberhalb des natürlichen Verstreckungsgrades bei erhöhter Temperatur entspricht.

Zwei Normen mit sehr ähnlichen Testverfahren

Für den SHT gibt zwei Normen mit zwei sehr ähnlichen Testverfahren: Zum einen ISO 18488 für Rohrwerkstoffe: Aus Granulaten werden Pressplatten hergestellt und Probekörper durch Stanzen entnommen. Zum anderen DIN EN 17096 für Dichtungsbahnen: Probekörper werden direkt aus der Dichtungsbahn ausgestanzt.

„Ein bedeutender Schritt in der Kunststoffprüfung“

Dr. Andrea Monami, Bereichsleitung Kunden- und Projektmanagement, erklärt: „Die Einführung des Strain Hardening Tests ist ein bedeutender Schritt in der Kunststoffprüfung. Diese innovative Methode ermöglicht es uns, die Spannungsrissbeständigkeit von Polyethylen-Rohren effizienter und genauer zu bewerten, was von entscheidender Bedeutung für die langfristige Zuverlässigkeit und Performance dieser Materialien ist.“

Laufende Forschungen zur Korrelation zwischen dem SHT und anderen etablierten Prüfverfahren

Das SKZ weist darauf hin, dass in den gängigen Normen und Regelwerken, wie z.B. DIN EN 1555-1 bis DIN EN 1555-4 für die Gasversorung oder DIBt-Zulassungen für LAU-Anlagen, bereits Anforderungen an den Strain Hardening Modul bestehen. Darüber hinaus gibt es laufende Forschungen zur Korrelation zwischen dem Strain Hardening Test und anderen etablierten Prüfverfahren wie FNCT, aFNCT und NCTL.

(Quelle: Pressemeldung SKZ)

Schlagworte

ADAIAMERPForschungGasKIKunststoffMESNormNormenPolymerePrüfverfahrenQualitätssicherungRegelwerkRegelwerkeStanzenTIGVerformungWerkstoffeZugversuch

Verwandte Artikel

Die vier Gäste Wladimir Schamai, Prof Sandro Wartzack, Jan Seyler und Stefan Seidel (v.l.) mit Moderatorin Sarah Yvonne Elsser.
30.06.2024

Gutes Datenmanagement ist Voraussetzung für KI in Unternehmen

Beim Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) in Entwicklung und Produktion wie auch in internen Prozessen gibt es in Unternehmen noch viele Fragen und Unsicherheiten. Da...

KI
Mehr erfahren
29.06.2024

Kunststoffe im Automobilbau: Auf dem Weg zur Kreislaufwirtschaft

Kunststoffe bleiben im Automobilbau unverzichtbar. Doch wie kann die Nutzung in Zukunft nachhaltiger werden, bis hin zu einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft? Das di...

AI Automobilbau KI Kunststoffe Leichtbau Nachhaltigkeit
Mehr erfahren
Wegweisende Lösung für Abstimmungsarbeiten: Die Laminum®-Passelemente von MARTIN bestehen aus hauchdünnen und manuell abziehbaren Folienschichten, deren Dicke sich feinstufig reduzieren lässt.
27.06.2024

Freigesetztes Optimierungspotenziale in der Baugruppen-Montage

Bei Konstruktion und Montage spielen Passscheiben eine zentrale Rolle. Mit den mehrlagigen Laminum-Elemente von MARTIN lassen sich rotierende Walzen etc. mit Genauigkeite...

Antriebstechnik Baugruppen Baugruppen-Montage Instandhaltung Konstruktion Montage Qualitätssicherung Zulieferer
Mehr erfahren
25.06.2024

Transfer und Normung sichern Ideen für den Fortschritt

„Wenn am Ende die Praxis nicht funktioniert, weil die Normung fehlt, haben wir nichts gewonnen. Deshalb ist die Zusammenarbeit von DIN, DKE und AiF [...] so wertvoll“, so...

Digitalisierung Forschung Mittelstand Normung
Mehr erfahren
23.06.2024

Call for Papers für die Tagung ROBOTER 2025

Die Tagung ROBOTER 2025 findet am 18. und 19. Februar 2025 in der Schwabenlandhalle in Fellbach statt. Ab sofort können Vorträge für die Veranstaltung eingereicht werden....

Additive Fertigung Automation Cloud Robotics Cobots Cybersicherheit Digitalisierung Energieeffizienz Fügetechnik Handwerk Industrie Industrieroboter KI Kosteneffizienz Robotik Schweißtechnik
Mehr erfahren