Mehr Sicherheit durch neue Prüfmethoden

Das SKZ untersucht die Tauglichkeit einer neuen zerstörungsfreien Prüfmethode für den Rohrleitungsbau

12/09/2018

Kunststoffrohre zeichnen sich durch ihre hohe Chemikalienbeständigkeit und eine relativ sichere und einfache Verbindungstechnik aus. Deshalb nimmt der Marktanteil von Kunststoffrohren vor allem im Bereich der Gas- und Wasserinstallation stetig zu. Laut Jahresbericht des Kunststoffrohrverbandes (KRV e.V.) werden in Deutschland jedes Jahr rund 747.000 Tonnen Kunststoff zu Rohren verarbeitet.

Im Durchschnitt liegt in Europa die Fehlerquote für Kunststoff-Schweißnähte bei knapp unter 5 %. Aus diesem Grund ist eine flächendeckende Qualitätskontrolle in der Verbindungstechnik solcher Kunststoff-Leitungssysteme notwendig. Nach den aktuellen Richtlinien des Deutschen Verbands für Schweißen und verwandte Verfahren e.V. (DVS) sind Bewertungen zur Schweißnahtqualität vor allem über zerstörende Prüfungen vorgesehen. Auf diese Weise lassen sich jedoch die Schweißnähte eines Leitungssystems nur stichprobenartig kontrollieren. Eine solche Prüfung ist außerdem mit großem Reparaturaufwand verbunden, da Nähte nach einer bestandenen Prüfung nicht wieder eingebaut werden können. Dennoch haben sich die Verfahren der zerstörenden Prüfverfahren zur Beurteilung von Schweißnähten etabliert. Ergänzend dazu werden auch zerstörungsfreie Prüfungen eingesetzt, beispielsweise Ultraschall-Techniken wie Phased Array und Time of Flight Diffraction (TOFD) oder die Computertomographie (CT). Jedoch besitzen diese Verfahren noch eine Reihe von Nachteilen, die ihre Baustellentauglichkeit einschränken. Dabei fehlt unter anderem eine Bewertungsmatrix, die eine Differenzierung der Schweißmerkmale ermöglicht. Ein solches Bewertungssystem ist weltweit an verschiedenen Instituten aktueller Gegenstand der Forschung.

Eine weitere einfache zerstörungsfreie Prüfmethode ist der „Bead-Bend-Back-Test (BBBT)“. Das SKZ untersucht die Eignung dieser Prüfmethode für das Heizelement-Stumpfschweißen im Rahmen des Forschungsprojekts GW 201716, das durch den Deutschen Verein für Gas- und Wasserversorgung e.V. (DVGW) bewilligt wurde. Innerhalb der 18-monatigen Projektlaufzeit soll bis Oktober 2019 in Kooperation mit Netzgesellschaften und Rohrherstellern das Verfahren untersucht und gegebenenfalls validiert werden. Darüber hinaus sollen die Möglichkeiten sowie die Grenzen des BBBT evaluiert werden. Dieses Verfahren wird bereits seit Jahren in Großbritannien erfolgreich eingesetzt. Erfahrungen mit zunehmend in Deutschland eingesetzten Rohren aus dem Werkstoff PE100-RC liegen dagegen noch nicht vor.

Der BBBT nutzt die für Heizelementstumpf-Schweißverfahren charakteristische Schweißwulst der Fügezone, um Aussagen über die Schweißnahtqualität zu treffen. Dabei wird die Wulst nach der optischen Begutachtung von der Rohrwandung abgeschält und über eine Umlenkrolle gebogen. Treten dabei Spalteffekte oder andere optische Auffälligkeiten an der Wulst auf, lassen sich Rückschlüsse auf mögliche Einschlüsse oder Schweißfehler ziehen. Vorversuche zeigten bereits vielversprechende Ergebnisse bei der Detektion gängiger Schweißfehler nach der DVS-Richtlinie  2202.

Interessierte Firmen sind jederzeit eingeladen, als Mitglieder im projektbegleitenden Ausschuss mitzuwirken. Das SKZ dankt dem DVGW für die Bereitstellung der Fördermittel.

Abbildung 1-Heizelementstumpfschweißen von Rohren aus PE_kl

In der Verbindungstechnik von Kunststoff-Leitungssystemen ist eine flächendeckende Qualitätskontrolle notwendig.


Ansprechpartner:
Marc Eckes, Dr. Eduard Kraus, Dr. Benjamin Baudrit,  SKZ – Das Kunststoff-Zentrum, Friedrich-Bergius-Ring 22, 97076 Würzburg

Werner Wessing, E.ON SE, Brüsseler Platz 1, 45131 Essen

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