Kritische media voor thermoplastische tanks en leidingen

Dr. Boris GibbeschNIKK BV

www.NIKK.NU

Inhoud

Intro NIKK

Definitie van kritische media

Invloed op het materiaal

Meten van de afminderingsfactor A2 en A2i

Praktijk ervaringen

Welke stappen zijn nodig voor het bouwen van tanks en

leidingen voor kritische media

Discussie

Over ons

Onafhankelijk en

geprivatiseerd instituut 

Gevestigd op CHEMELOT

2012

Meer dan 20 jaar ervaring

in de kunststof

Kernactiviteiten

Advies in materiaalkeuze Project ondersteuning Kwaliteitsbewaking

Toezicht en inspectie Statische berekeningen Schadeonderzoek Materiaal en product ontwikkeling Octrooiaanvragen

Seminars, Congressen en opleidingen

Lascursus volgens DVS 2212 en EN 13067 Kunststoffen: Basis kennis Kunststoffen: Praktijk ervaringen Chemische eigenschappen van kunststoffen Schadeonderzoek

Expertise

Materiaaladvies kritische media Inspectie van tanks en leidingen Beoordeling tanks en leidingwerk

(volgens BRL en DVS) Oorzaken van schade en het

vermijden van schade Resterende levensduur van

kunststof componenten Corrosie bescherming van staal en

beton Lijmen van kunststoffen, staal en

beton Productie proces van kunststoffen

Thermoplasten, rubber en GVK

Samenwerkingsverbanden

DVS- Meerdere werkgroepen- AiF projecten

DIBt KIWA NEN Geregistreert bij: Nederlands Arbitrage Instituut Medewerker EU-Project:

NDT van lasnaden

“Öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger”

Door de overheid gecertificeerd expert Mitglied-Nr. 3371/3440

Onderzoekmethoden

Mechanische testen Trek, buig, slag

Thermo analytische methoden DSC, TGA, TMA

Chemische methoden GPC, immersie tests, XPS, FT-IR

Rheologische methoden MFR, demping

Microscopie Lichtmicroscopie, elektronenmicroscopie

NIKK B.V.

Voor meer informatie Klik op www.NIKK.NU

Definitie kritische media

Volgens DIBt lijst september 2011: Alle chemicaliën met A2 en/of A2i en/of A2k > 1,4 Typische kritische media: chloorwater, kalium

hypochloride, natrium hypochloride, salpeterzuur (iedere concentratie) en zwavelzuur (> 78 %).

Afminderingsfactoren A2 = chemische invloed op stabiliteit A2i = chemische invloed op stevigheid A2k = chemische invloed op korte termijn

eigenschappen (3 of 6 maanden)

Afminderingsfactoren voor kritische media

Let op: A2 – afminderingsfactoren alleen geldig voor DIBt

gecertificeerde grondstoffen en materialen

Voor alle andere materialen moeten de A2 – factoren gemeten en bewezen worden.D.w.z. bepalen van de veiligheidsfactoren door een “Sachverständigen” (Door de overheid gecertificeerd expert)

Bepalen van de A2 factoren voor kritische media

Bepalen door de “Sachverständige”

Hoe: Praktijk Theorie

Bepalen van de A2 factoren voor kritische media

Praktijk Ervaringen met bestaande tanks en leidingwerken Testen in bestaande tanks Beproeven van bestaande tanks

Bepalen van de A2 factoren voor kritische media

Theoretisch Inschatting op basis van chemische structuur van de

chemicaliën en de kunststof Laboratorium testen

Binnendruktest ‘Immersion’ tests FNCT Lange termijn ‘creep’ test

Meten van de A2 factoren

A2 = stabiliteit

Bijv. knikbelasting, belastingen op druk, afschuiven, trekbelastingToetsen van faal hypotheses

A2i = stevigheid

Binnendruktest

A2k = korte termijn

Bijv. knikbelasting (max. 6 maanden)

Meten van de A2 - factor

Brosse breuk(Zonder vervorming)

Taaie breukMet vervorming

Verschil tussen een brosse en taaie breuk

Meten van de A2 factoren

De testen moeten uitgevoerd worden in het brosse gebied van het materiaal

Door het bepalen van de juiste spanningen kan de A2 factor berekend worden

Gemeten wordt de langzame scheurvorming

Invloed van kritische media

Chemische aantasting

Degradatie

Afbraak van stabilisatoren

Oplossen van “weekmakers”

Fysische processen

Spanningscorrosie

Zwellen

Oplossen

Chemische aantasting

Afbreken van de keten Polymeerketens worden korter Materiaal wordt dus bros

Chemisch aantasten

Carboniseren Ketens worden afgebroken Afgebroken ketens worden verder aangetast

totdat er alleen koolstof overblijft

Zwellen

Zwellen is een fysisch proces dat ook omkeerbaar is

Kunststoffen zijn organische materialen met ruimte tussen de ketens

Organische media worden geabsorbeerd en liggen tussen de ketens van de kunststof

Volume van de kunststof wordt groter

Door uitdampen gaat het volume weer omlaag

Zwellen

Mechanische eigenschappen worden gewijzigd

E-Moduul wordt lager

Treksterkte wordt lager

Uitzetting wordt hoger

Spanningscorrosie

Spanningscorrosie ontstaat door een fysisch proces beïnvloed door: Chemische eigenschappen van de kunststof Chemicaliën Mechanische spanning Temperatuur Tijd

Spanningscorrosie

Mechanische belasting in combinatie met chemicaliën Materiaal: PP-H Chemie: salpeterzuur >37% Temperatuur: 50° C

Spanningscorrosie

Spanningscorrosie door resterende spanningen Lasnaden Vervormingen Thermische uitzetting Stabiliteitsproblemen

Spanningscorrosie

Spanningscorrosie is niet omkeerbaar De kunststof wordt niet aangetast De reactie (groeien van de scheur) is

afhankelijk van de temperatuur Geen lineaire scheurgroei maar volgens

exponentiele verhouding Langzame scheur groei )

Spanningscorrosie meten

Laboratorium Proefmonsters met lasnaad Proefmonster met en zonder lasnaad met gedefinieerde

buiging Buigradius bepaalt de trekspanning aan de buitenkant Door variatie van de buigradius kan de maximaal

toegestane spanning bepaald worden voor iedere chemicalie en materiaal

Chemische bestendigheid in de praktijk

Aanpak van een “Sachverständiger” als het medium niet bekend is voor mengsels voor chemicaliën die niet in de laboratoria

gehandhaafd kunnen worden (veiligheid, etc.)

1. Proefmonsters in een kooi, in te hangen in een tank2. Na bepaalde tijd worden meerdere proefmonsters

weggenomen en getest.- Mechanisch testen- Gewichts opname- Scheuren- Chemische eigenschappen

Beproeving volgens DIN 16888 of ISO 4033

Volume Massa Mechanische eigenschappen Spanningscorrosie (alleen DIN) DSC, TGA, FT-IR Microscopie

Het bouwen van tanks en leidingen voor kritische media

“Sachverständigen” inschakelen

Laten bepalen van de A2i- en A2- factoren

Bepalen van de theoretische levensduur

Bepalen van de herhalende beproevingen

Kwaliteitsbewaking

Testen / monitoren tijdens de productie

Herkeuringen

Bedankt voor uw aandacht!Mocht u nog vragen hebben kunt u

contact met ons opnemen via info@nikk.nu