Renneberg Schneider. Kunststoffe im Anlagenbau. Werkstoffe, Konstruktion, Schweißprozesse, Qualitätssicherung. Wir

Transkript

1 Renneberg Schneider Kunststoffe im Anlagenbau Werkstoffe, Konstruktion, Schweißprozesse, Qualitätssicherung Wir

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 1 Anwendungsbereich Allgemeines Apparatebau Rohrleitungsbau Einsatzgrenzen Voraussetzung für die Dimensionierung 4 2 Werkstoffe und Eigenschaften Einleitung > Thermoplaste (Plastomere) Polyvinylchlorid (PVC) Polyethylen (PE) Polypropylen (PP) Polyvinylidenfluorid (PVDF) Duroplaste (Duromere) Ungesättigte Polyesterharze (UP-Harze) Vinylesterharze (VE-Harze) Epoxidharze (EP-Harze) Technologie von UP- und EP-Harzen Glasfaserverstärkungsmaterial Sonstige Fasern Vorimprägnierte Fasererzeugnisse Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) Glasfaserverstärkter Kunststoff mit thermoplastischer Auskleidung (GFK/Thermoplast) Glasfaserverstärkter Kunststoff mit Chemieschutzschicht Untersuchungen von Werkstoffeigenschaften Ermittlung der Eigenschaften von handelsüblichen PVC-Tafeln Festigkeitsuntersuchungen an glasfaserverstärkten Kunststofflaminaten Zeitstandverhalten des Werkstoffes GFK/PP Werkstoffmechanische Analyse von glasfaserverstärkten Duroplasten mit fertigungs- und umweltbedingten Fehlstellen bei Hand- und Wickellaminaten Verhalten der Kunststoffe unter Einwirkung von Chemikalien (chemische Widerstandsfähigkeit) Einleitung Vorgänge bei Medieneinwirkung Einflußfaktoren auf die Widerstandsfähigkeit von Kunststoffen Werkstoffspezifische Faktoren Herstellungs- und verarbeitungsbedingte Faktoren 46

3 3.3.3 Einflüsse der natürlichen Umgebung Temperatur Einwirkzeit Konzentration des Mediums Mechanische Spannungen Definition der Widerstandsfähigkeit Prüfung und Beurteilung des Werkstoffverhaltens Immersionsversuch Zeitstand-Innendruckversuch Praxistests und Erfahrungen * Beständigkeitslisten Untersuchungen über Chemikalieneinwirkung auf Kunststoffe Schwefelsäureleitung DN 80/PN 10 aus dem Werkstoff GFK/PP Lagerungsversuche von geschweißten PVC- und PVDF-Proben in Abfallschwefelsäure Praxiserfahrung mit dem Werkstoff PVDF bei Natronlauge Versagen eines PE-Rohres bei Beanspruchung durch Natronbleichlauge Lagerung von Flexoauswaschmittel in PE- und PP-Versuchsbehältern Eingehängte Biegeproben in einem Wäscher der Düngerproduktion 58 4 Richtlinien für die Konstruktion und Ausführung Einleitung und Voraussetzung Bauteile aus Thermoplasten Kennwerte für Thermoplaste Berechnungen von Apparaten und Behältern aus Thermoplasten Stehende, zylindrische Flachbodenbehälter aus Thermoplasten Berechnungsbeispiel eines stehenden, zylindrischen Flachbodenbehälters aus thermoplastischem Kunststoff Fertigungs- und Konstruktionshinweise für stehende, zylindrische Flachbodenbehälter aus Thermoplasten Rechteckbehälter aus Thermoplasten Berechnungsbeispiel eines Rechteckbehälters aus thermoplastischem Kunststoff Fertigungs- und Konstruktionshinweise für Rechteckbehälter aus Thermoplasten.' Flanschverbindungen Berechnungsbeispiel eines Apparate-Festflansches aus Thermoplasten Berechnungsbeispiel einer Losflanschverbindung für eine Thermoplast-Rohrleitung Konstruktionshinweise für Flansche aus Thermoplasten Berechnen und Verlegen von Rohrleitungen aus Thermoplasten Berechnung von Rohrleitungen aus Thermoplasten Konstruktionshinweise bei der Verlegung von thermoplastischen Rohrleitungen Normen Untersuchungen an Thermoplastbehältern Überdruck bei einem zylindrischen Flachbodenbehälter aus Polyethylen Ermittlung der Verformungen und Dehnungen an einem Rechteckbehälter aus Polypropylen 132

4 4.4 Bauteile aus Duroplasten Kennwerte für GFK Ermittlung der Kennwerte bei glasfaserverstärkten Kunststoffen GFK Darstellung von zwei typischen GFK-Laminaten Schnittgrößen für Laminate : Materialkennwerte aus einem Prüfbescheid Zulässige Spannung Abminderungsfaktoren und deren Auswirkung für den GFK-Verarbeiter Berechnungen von Behältern und Apparaten aus glasfaserverstärkten Kunststoffen Berechnungsbeispiel für einen Druckbehälter mit innerem Überdruck nach AD-Merkblatt Nl Berechnungsbeispiel für einen Druckbehälter mit äußerem Überdruck nach AD-Merkblatt Nl Berechnungsbeispiel eines liegenden Lagerbehälters Berechnung von stehenden, zylindrischen Flachbodenbehältern aus GFK Berechnungsbeispiel eines stehenden Flachbodenbehälters aus GF-UP Konstruktionsbeispiele für Behälter und Apparate aus GFK Berechnungs-, Planungs- und Konstruktionshinweise von Rohrleitungen aus glasfaserverstärkten Kunststoffen Berechnungshinweise Planungshinweise Konstruktionshinweise bei der Verlegung Normen und Unterlagen Untersuchungen an GFK-Behältern und Rohrleitungen Druckbehälter aus GFK/PP Konstruktive Ausführung der Verbindung Behälterwand und Stutzen im GFK-Apparatebau Laminatverbindungen von GFK-Rohren Ermittlung der Axialkraft bei verhinderter Längenausdehnung einer GFK/PP-Rohrleitung Sonderbetrachtungen bei Kunststoffrohrleitungen Wärmespannungen im Verbund GFK/PP-Rohr Spannungsverlauf des PP-Auskleidungsrohres bei Temperaturwechselbeanspruchung Dichtungen bei Kunststoff-Flanschverbindungen Einsatzdrücke und Schraubenanzugsmomente Relaxation '. ' Technologie Verarbeitung und Fertigung von thermoplastischen Kunststoffen Spanlose Formgebung Spanabhebende Formgebung Schweißen Warmgasschweißen Heizelementschweißen Reibschweißen Heizstrahlschweißen Kleben Auskleidungen 315

5 5.1.6 Untersuchungen bei der Verarbeitung von Thermoplasten Herstellen von Großrohrbogen aus Polyolefinen Einziehen von Polyethylen-Rohren Zerspanungsversuche Warmgasschweißen von PVDF mit gefärbtem Schweißdraht Heizelement-Stumpfschweißen von Rohren 400 x 25 aus PP-R Verschweißen verschiedener PP-Sorten mit- und untereinander Schweißversuche mit dem Auskleidungswerkstoff E-CTFE Sicherheitsmaßnahmen bei der Verarbeitung von Thermoplasten Verarbeitung und Fertigung von glasfaserverstärkten Duroplasten Verarbeitungsverfahren Handwerkliche Verfahren Maschinelle Verfahren Mechanische Bearbeitung Reparaturarbeiten Kleben Untersuchungen bei der Verarbeitung von GFK Tränkungsversuche beim Handlaminieren Handlaminieren von dickwandigen GFK-Flanschen Verbesserung des Klebverbundes GFK/PVC Untersuchung von Klebverbindungen mit ungesättigten Polyesterharzen Sicherheitsmaßnahmen bei der Verarbeitung von GFK Prüfung und Qualitätssicherung Einleitung und Einführung Güteüberwachung Eigenüberwachung Fremdüberwachung Kennzeichnung der Überwachung Anforderungsklassen Vorschriften, Verordnungen, Gesetze Wassergefährdende Stoffe Fachbetrieb nach 19 1 WHG Personelle Voraussetzung/Fachkräfte Prüfrichtlinien für Kunststoffschweißer Prüfmittel-Überwachung Nachweise, Dokumentation Kennzeichnung des Bauteils Qualitätssicherung für Bauteile aus Thermoplasten Qualitätssicherung für Rohrleitungen aus Thermoplasten Verarbeitungs-, Anforderungs- und Prüfrichtlinien bei Thermoplasten Qualitätssicherung für Bauteile aus textilglasverstärkten Duroplasten mit und ohne Auskleidung Qualitätssicherung für Rohrleitungen aus textilglasverstärkten Duroplasten mit und ohne Auskleidung Verarbeitungs-, Anforderungs- und Prüfrichtlinien bei GFK 377

6 6.14 Qualitätssicherung für metallische Bauteile mit Beschichtungen oder Auskleidungen Transport- und Aufstellungshinweise für Behälter aus GFK Transport Auflagerung, Fundament Aufstellung eines liegenden Behälters Aufstellung eines Flachbodenbehälters Aufstellung eines stehenden Behälters Endmontage ' Untersuchung der Qualität von Kunststoffbauteilen Zeitstand-Innendruckversuch einer Apparateflanschverbindung aus Polyethylen Prüfung von PVDF-Bunden Ermittlung der Qualität einer GFK/PP-Rohrleitung 386 Schrifttum 389 Sachverzeichnis 393