Kwaliteit PVC Leidingen

Kiwa Technology kan door haar expertise ondersteuning bieden aan PVC-leidingeigenaren, zoals gasdistributiebedrijven en waterdistributiebedrijven. Maar ook aannemers, fabrikanten en verzekeringsmaatschappijen kunnen worden geholpen met gericht onderzoek.

Indien een PVC component heeft gefaald, kan onderzoek helpen bij het vinden van de oorzaak. Voor gastoepassingen betreft het vaak een externe slagbelasting, zoals graafschade, omdat de inwendige druk van het gas maximaal 100 tot 200 mbar is. Bij watertoepassingen kan de druk veel hoger zijn (tot wel 10 bar ofwel 1,0 MPa) waardoor er kleine scheurtjes kunnen ontstaan door het proces langzame scheurgroei (Slow Crack Growth, SCG). Maar door een inwendige of uitwendige stoot, zoals drukschommelingen of grondroering, kunnen kleine scheurtjes uitgroeien tot meters lange scheuren ten gevolge van het proces snelle scheurvoortplanting (Rapid Crack Propagation, RCP).

Vragen die mogelijk beantwoord dienen te worden zijn bijvoorbeeld:

• Is het materiaal van slechte kwaliteit?
  • Heeft dit te maken met de productie? Is bijvoorbeeld de geleringsgraad goed? Zijn de dimensies zoals die verwacht mogen worden? Of zijn de inwendige spanningen niet (extreem) hoog?
  • Is het materiaal verouderd, door fysische veroudering of ultraviolette straling (uv-straling)?
  • Is de aanleg correct uitgevoerd?
    • Heeft de leiding bijzonder hoge spanningen (bv buigbelastingen) te verduren gehad?
    • Is de inwendige belasting te hoog geweest?
    • Zijn de verbindingen in orde?
    • Betreft het lijmverbindingen of spiemoffen? Welke lijm of rubber (SBR, NBR, EPDM) is toegepast?

Uiteraard is dit slechts een greep uit de mogelijke invalshoeken voor het onderzoek. Zo heeft bijvoorbeeld temperatuur ook een grote invloed op de manier van falen van PVC (bros of taai).

Indien het PVC nog niet heeft gefaald kan naar de kwaliteit worden gekeken. Een exacte levensduurvoorspelling is altijd zeer lastig, maar er kan wel een goede indicatie van de restkwaliteit van het materiaal worden gegeven. Hierbij kunnen de eerder genoemde kwaliteitsindicaties van het materiaal worden onderzocht, maar kunnen ook mechanische testen informatie geven over bijvoorbeeld de weerstand tegen slagbelasting of RCP.

Ook als de omstandigheden veranderen, door bijvoorbeeld toepassing van groen gas of biogas, kunnen de effecten hiervan op de fysische, chemische en mechanische eigenschappen van het PVC worden onderzocht.

Ten slotte kunnen ook nieuwe ontwikkelingen op PVC worden vergeleken met al bestaande typen. Zo wordt in de gasdistributie gebruik gemaakt van hard PVC (uPVC of PVC-U) en slagvast PVC (PVC-CPE, PVC/A of PVC-HI) en in de waterdistributie hard PVC of biaxiaal georiënteerd PVC (PVC-O).

Proces en productnormen

Als eerste stap wordt in overleg met u vastgesteld wat precies de vraagstelling is, zodat met een gericht onderzoek uw vraag of probleem kan worden opgelost. Vervolgens zal vaak een onderzoek plaatsvinden op beschikbaar materiaal. Indien het een gefaalde component betreft, wordt het onderzoek op het component zelf uitgevoerd. Als basis worden, naast de kennis en ervaring van Kiwa Technology, de productnormen van PVC gebruikt, zoals:

• EN 1329 “Kunststofleidingsystemen voor binnenriolering (lage en hoge temperatuur) - Ongeplasticeerd polyvinylchloride (PVC-U)”
• ISO 1452 “Kunststofleidingsystemen voor drinkwatervoorzieningen en voor boven- en ondergrondse rioolpersleiding - Ongeplasticeerd polyvinylchloride (PVC-U)”
• ISO 6993 “Ondergrondse slagvaste poly(vinyl chloride) (PVC-HI) leidingsystemen voor het transport van gasvormige brandstoffen”
• NEN 7230 “Kunststofleidingsystemen voor gasvoorziening - Buizen van slagvast polyvinylchloride (slagvast PVC) - Eisen en beproevingsmethoden”
• NEN 7231 “Kunststofleidingsystemen voor gasvoorziening - Hulpstukken van slagvast polyvinylchloride (slagvast PVC) - Eisen en beproevingsmethoden”
• NEN 7244-5 “Gasvoorzieningsystemen - Leidingen voor maximale druk tot en met 16 bar - Deel 5: Specifieke functionele eisen voor slagvaste PVC-leidingen met een maximale bedrijfsdruk van 200 mbar”
• ISO 16422 “Buizen en verbindingen gemaakt van georiënteerde ongeplasticeerde poly(vinylchloride) (PVC-O) voor het transport van water – Specificaties”
• KE 10 “Keuringseisen voor slagvast PVC buizen voor ondergrondse aardgasleidingen”
• BRL-K17301 “Beoordelingsrichtlijn voor Leidingsystemen van PVC voor transport van drinkwater en ruw water”

Testmogelijkheden

De onderzoeksmogelijkheden zijn zeer uitgebreid, maar hier volgt een kleine greep uit de mogelijke testen:

• Bepaling geleringsgraad met behulp van de dichloormethaantest (DCM test of DCMT, volgens EN 580 / ISO 9852) of eventueel een bepaling van de extrusietemperatuur met behulp van de DSC (volgens ISO 18373-1)
  • EN 580 “Kunststofleidingsystemen - PVC-U buizen - Beproevingsmethode voor de bepaling van de weerstand tegen aantasting door dichloormethaan bij een vastgestelde temperatuur (DCMT)”
  • ISO 9852 “Unplasticized poly(vinyl chloride) (PVC-U) pipes -- Dichloromethane resistance at specified temperature (DCMT) -- Test method”
  • ISO 18373-1 “Rigid PVC pipes -- Differential scanning calorimetry (DSC) method -- Part 1: Measurement of the processing temperature”
  • Bepaling wanddikte en diameter
  • Onderzoek breukvlak en breukinitiatiepunt met o.a. optische microscopie
  • Extractie en identificatie van additieven m.b.v. FTIR (infrarood spectroscopie)
  • Vaststelling degradatie door ultraviolette straling (uv-straling) m.b.v. FTIR
  • Bepaling mate van fysische veroudering m.b.v. DSC
  • Bepaling overlap i.v.m. interne restspanningen volgens o.a. de methode van Janson.
  • Uitvoering trekslagbeproevingen, gebaseerd ISO 8256 en DIN 53448, maar veel uitgebreider door de testtemperatuur te variëren
    • ISO 8256 “Kunststoffen - Bepaling van de trek-slagsterkte”
    • DIN 53448 “Testing Of Plastics; Tensile Impact Test”
    • J. Weller, E.J.W. van der Stok, R.J.M. Hermkens, Tensile Impact Experiments of PVC-U at a Wide Range of Temperatures, Plastic Pipes XVI Conference – Barcelona Spain, September 20-22, 2012.
    • Uitvoering RCP-beproevingen, gebaseerd op ISO 13477, maar aangepast voor water
      • ISO 13477 “Buizen van thermoplasten voor het transport van vloeistoffen - Bepaling van de weerstand tegen snelle scheurvoortplanting - Stationaire beproeving op kleine schaal (S4-proef)”
      • Frans Scholten, Ernst van der Stok, Snelle scheurvoortplanting (RCP) in PVC waterbuizen, H2O-online, 20 november 2013.
      • Jan Breen, Frans Scholten, De invloed van restspanningen op de weerstand van PVC buizen tegen RCP, H2O-online, 20 november 2013.