Bestimmung der axialen Scherfestigkeit im Rohrgraben (Bildquelle: IMA)
Seit Jahrzehnten werden für die Fernwärmeversorgung Kunststoffmantelrohrsysteme verlegt. Diese sind in der Regel für eine technische Nutzungsdauer von mindestens 30 Jahren ausgelegt. In einer Reihe von Verbundforschungsvorhaben hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) die Untersuchung dieser Systeme gefördert [1-3]. Das Thema, wie lange diese Rohrsysteme noch im Einsatz verbleiben können, gewinnt zunehmend an Bedeutung – vor allem auch im Hinblick auf die hohen logistischen und finanziellen Herausforderungen, die mit der Modernisierung dieser Netze einhergehen.
Die Anforderungen und Prüfverfahren für Kunststoffmantelrohrsysteme sind in der EN 253 festgelegt. Mit der Überarbeitung der EN 253 im Jahr 2019 wurde das Verfahren zur Bestimmung der Dauerbetriebstemperatur für eine Mindestnutzungsdauer von 30 Jahren für 120 °C (Calculated Continuous Operating Temperature, CCOT) gestrichen [4;5]. Gründe dafür waren:
- aus den verschiedenen Forschungsprojekten konnte abgeleitet werden, dass die handelsüblichen Schaumsysteme die Anforderungen an die Dauerbetriebstemperatur von 120 °C und die Mindestlebensdauer von 30 Jahren bestehen,
- dass das Prüfverfahren aufgrund des beschleunigten Sauerstoffeintrags zu verfälschten Prüfergebnissen führen kann,
- dass die Restscherfestigkeit den Zustand des Schaumsystems nicht umfassend betrachtet (Versprödung des Schaumsystems).
Im Rahmen des Verbundforschungsvorhabens „Technische Gebrauchsdaueranalyse von Wärmenetzen unter Berücksichtigung volatiler erneuerbarer Energien“ (TGdA) übernahm die IMA Materialforschung und Anwendungstechnik aus Dresden die Quantifizierung des zyklischen und zeitabhängigen Materialverhaltens von Polyurethanschäumen unter definierten Umgebungsbedingungen mit Bewertung der rheologisch relevanten Einflüsse aus Temperatur und Beanspruchungsgeschwindigkeit [3].