Charakterisierung des spröden Risswachstums in Polyethylen-Rohrwerkstoffen mit beschleunigten Prüfmethoden

In der vorliegenden Arbeit wurde langsames Risswachstum (Slow Crack Growth, SCG) verschiedener Polyethylen (PE) Rohrwerkstoffe mittels Full Notch Creep Test (FNCT) sowie mittels einer neu entwickelten Methode bei der Cracked Round Bar (CRB) Prüfkörper zyklisch belastet werden, untersucht. Ein Materialranking hinsichtlich des Widerstandes gegen SCG wurde mittels beider Prüfmethoden erstellt. Zusätzlich wurde der Einfluss des Netzmittelalters beim FNCT begutachtet. Mittels REM Aufnahmen konnte gezeigt werden, dass die Bruchoberflächen von FNCT- und von CRB Proben eine ähnliche fibrillare Struktur aufweisen. Trotz der unterschiedlichen Belastung und der unterschiedlichen Prüftemperaturen ist somit der Versagensmechanismus bei FNCT- und CRB Versuchen ähnlich. Die in beiden Versuchen erstellten Materialrankings wurden gegenübergestellt, und es konnte gezeigt werden, dass der FNCT und Ermüdungsversuche an CRB Prüfkörper grundsätzlich zum selben Ranking führen. Im Vergleich zum FNCT konnte jedoch bei den Ermüdungsversuchen die Versagenszeit bei modernen PE 100 Typen um mehr als das 100-fache reduziert werden. Die CRB Methode scheint somit besonders geeignet zu sein, um beispielsweise die Qualität neu entwickelter PE Materialien rascher abzuschätzen.