Livslängdsbedömning av rörtätningar av termoplastisk elastomer

Hur snabbt sker nedbrytningen av tätningsringar av olika material i rörfogar i marken? Vid experiment med accelererad åldring visade sig undersökta EPDM-gummi och termoplastiska polymerer ha mycket bra skydd mot nedbrytning i en torr miljö med tillgång på syre. I denna miljö kan man förvänta sig att materialen inte bryts ner under en önskad livslängd hos rörsystemet på 150 år. Projektet har inte kunnat fastställa några nya krav på tätningsringar.

Läckor i VA-ledningar i mark är i dag ett stort problem och en stor kostnad för Sveriges kommuner. En av de ”svaga länkarna” är gummiringsfogarna hos plast-, stål- och betongrör. På vattenledningsnätet leder otäta fogar till stora förluster och på avloppsledningsnätet till att markvatten tränger in och ökar belastningen på lednings- och reningssystemen. I dag byggs rörsystem i Sverige för att hålla i 100−150 år. Projektet motiverades av svårigheten att bedöma om tätningar, som lever upp till dagens aktuella standarder, håller ledningssystemets önskade livslängd. Allt oftare används tätningar av termoplastiska elastomerer (TPE) i självfallsledningar av plast i stället för EPDM-gummi. Det nya tätningsmaterialet TPE består vanligtvis av bitar av EPDM omslutna av en termoplast. Sammansättningen hos olika TPE-kvaliteter varierar. En förstudie kom fram till att livslängden behöver undersökas experimentellt. Forskarna undersökte termo-oxidativ nedbrytning hos två kvaliteter av TPE och en kvalitet av EPDM. Materialen utsattes för accelererad åldring i luft genom att temperaturen i ett värmeskåp höjdes till 70, 80 och 90 °C. Materialen provades när det gäller draghållfasthet, brottöjning och sättning (kvarstående deformation).

Om livslängdskriteriet baseras på halverad brottöjning så har samtliga undersökta tätningskvaliteter en livslängd på minst 150 år. För EPDM-kvaliteten påvisades nedbrytning då brottöjningen undersöktes för provstavar som lagrats vid temperaturen 90 °C efter drygt ett års åldring. Någon nedbrytning av TPE-kvaliteterna konstaterades inte, men infraröd spektroskopi visade att nedbrytning skett även för TPE-materialen, men då endast på ytan där syretillgången var god. Det visade sig också att stabilisatorhalten hos EPDM-kvaliteten och den ena TPE-kvaliteten är tillräckligt stor för att skydda materialen från oxidativ nedbrytning vid åldring med syretillgång i ett år vid 90 °C. Den andra TPE-kvaliteten har mycket lägre stabilisatorhalt redan som jungfruligt material, men någon försämring av materialegenskaperna efter åldring kunde inte konstateras. För sättning valde forskarna 50 procent som kriterium för när livslängden är slut. Man konstaterade en sättning på mindre än 50 procent för de undersökta materialen vid den önskade livslängden 150 år, då resultat vid laboratorietemperatur extrapolerades.

I ett kommande projekt bör accelererad åldring utföras med TPE i miljöer där materialet exponeras för petroleum som kan förekomma i förorenad mark, och även för vatten som skulle kunna leda till urlakning av stabilisatorer. Projektet har utförts vid RISE Pipe Centre i Göteborg i samarbete med nätverket 4S Ledningsnät och Tekniska förvaltningen, Mölndals Stad.

English summary

How quickly does the degradation of sealing rings of different materials occur in pipe joints in the ground? In accelerated ageing experiments, investigated EPDM rubber and thermoplastic polymers proved to have very good protection against degradation in a dry environment with access to oxygen. In this environment, it can be expected that the materials will not degrade during a desired service life of the pipe network of 150 years. The project has not been able to establish any new requirements for sealing rings.

Övrig information

Författare: ,
Utgivare:
Artikelnummer: 2019-08
Utgivningsår: 2019

Scroll to Top