Det här verket har digitaliserats vid Göteborgs universitetsbibliotek och är fritt att använda. Alla 
tryckta texter är OCR-tolkade till maskinläsbar text. Det betyder att du kan söka och kopiera 
texten från dokumentet. Vissa äldre dokument med dåligt tryck kan vara svåra att OCR-tolka 
korrekt vilket medför att den OCR-tolkade texten kan innehålla fel och därför bör man visuellt 
jämföra med verkets bilder för att avgöra vad som är riktigt.
Th is work has been digitized at Gothenburg University Library and is free to use. All printed 
texts have been OCR-processed and converted to machine readable text. Th is means that you 
can search and copy text from the document. Some early printed books are hard to OCR-process 
correctly and the text may contain errors, so one should always visually compare it with the ima-
ges to determine what is correct.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
C
M
Rapport R36:1975
Förenklade provningsme- 
toder för kvalitetskontroll 
av PEH-rör
Lars-Eric Janson 
Ingemar Björklund
Byggf orskningen
Förenklade provningsmetoder för 
kvalitetskontroll av PEH-rör
Lars-Eric Janson & Ingemar Björklund
Sammanfattning
Föreliggande forskningsrapport utgör 
en sammanställning och en utvärdering 
av en serie industrifmansierade prov­
ningar av polyetenrör (PEH-rör), vars 
syfte varit att skapa underlag för för­
enklade metoder för kvalitetskontroll av 
PEH-rör. Provningarna har huvudsak­
ligen omfattat tryckprovningar av 
PEH-rör, tillverkade av olika polyeten- 
råvaror samt provningar av statiskt be­
lastade dragstavar, vilka uttagits ur rö­
ren.
Bakgrund
Under senare hälften av 60-talet och 
början av 70-talet har PEH-rör börjat 
tillverkas i allt större dimensioner i de 
nordiska länderna. Den övre tillverk- 
ningsgränsen för ovannämnda rör lig­
ger i dag vid dimensionen 0 1 600 mm. 
Föreliggande svensk standard för 
PEH-rör bygger på internationell stan­
dard och föreskriver att PEH-rörens 
kvalitet skall bedömas på basis av prov­
tryckningar vid + 20 °C och + 80 °C. 
Provtryckning av rörprover i enlig­
het med ovannämnda standard kan ut­
föras utan större problem för mindre 
rördimensioner (0 < 400 mm). Har rören 
större dimensioner blir tryckprovningen 
mycket dyrbar och praktiskt svårge- 
nomförbar. Mot bakgrund av att allt 
fler PEH-rör tillverkas i stora dimensio­
ner har ett behov skapats av en förenk­
lad provningsmetod, vilken innebär att 
tryckprovning av rören undviks.
Avsikt
Vid Statens Provningsanstalt i Göte­
borg (f.d. Chalmers Provningsanstalt), 
Sintef i Trondheim samt Gränges Es­
sern Plast i Porsgrunn, Norge, har un­
der åren 1970—1973 en serie industrifi- 
nansierade provningar bedrivits, vars 
syfte varit att skapa ett underlag för en 
förenklad provningsmetod for kvalitets­
kontroll av PEH rör.
Detta forskningsprojekts målsättning 
har varit att sammanställa och utvärde­
ra de resultat som erhållits vid ovan­
nämnda undersökningar, i syfte att ge 
en sammanfattning av den kunskap 
som i dag finns vad gäller förenklade
provningsmetoder för kvalitetskontroll 
av PEH-rör.
Metod
De ovannämnda undersökningarna har 
omfattat tryckprovningar av PEH-rör, 
tillverkade av olika polyetenråvaror 
samt provningar av ett stort antal drag­
stavar, vilka uttagits ur rören. Dragsta­
varna har belastats med en konstant 
axialbelastning, varefter förlängningen i 
stavarna har uppmätts tills brott inträf­
fat, fig. 1—2. I rören har under tryck­
provningen diameterökningen på mitten 
av rörproven registrerats. Provningar 
har bedrivits vid + 20, 40, 60 och 80°C,
FIG. 1 Lokalflytningsbrott i provstavar av 
PEH-rör.
FIG. 2 Sprött brott i provstav av PEH-rör
Byggforskningen
Sammanfattningar
R36:1975
Nyckelord:
polyetenrör, PEH-rör, provningsmetod, 
materialprovning
Rapport R.36:1975 hänför sig till 
forskningsanslag 730198-8 från Sta­
tens råd för byggnadsforskning till Vat- 
tenbyggnadsbyrån, Stockholm.
UDK 620.17
621.643.29 
SfB (52) IN 6 
ISBN 91-540-2456-0
Sammanfattning av:
Janson, L-E, & Björklund, I, Förenkla­
de provningsmetoder för kvalitetskon­
troll av PEH-rör. (Statens råd för bygg­
nadsforskning) Stockholm. Rapport 
R36:1975, 129 s., ill. 23 kr+moms.
Rapporten är skriven på svenska med 
svensk och engelsk sammanfattning.
Distribution:
Svensk Byggtjänst
Box 1403, 111 84 Stockholm
Telefon 08-24 28 60
Grupp: byggprojektering
varigenom ett omfattande material 
erhållits vad gäller såväl töjningsför- 
lopp som brottider vid rör- och stav­
provning.
Resultat
Av de utförda undersökningarna fram­
går att töj ning still växten i rör och sta­
var av samtliga testade PEH-råvaror 
vid + 20 °C uppvisar ett linjärt för­
lopp i ett dubbellogaritmiskt diagram 
för töjningar mindre än ca 10 %, fig. 3.
börjar så småningom en lokal flytning ———
(necking) att ske i materialet, vilket PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2 400x36.4 400x33
medför att töjningskurvorna antar en TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL LONGITUDINAL .ONGITUDINAL LONGITUDINAL
krökt form. Stavprovningarna har av- TENSILE BAR DENSITY (kg/m») 961 963 962 959
brutits när 50 % förlängning erhållits i MELT INDEX MI& (g/10 min) . 0.60 0.34 0.20 1.8
dragstavarna, och detta värde på för- MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 16.2 12.6 10.2 21.4
längningen i stavarna definierats som FLOW RATIO MI21 g/MI5 27 37 50 12
”segt brott”. TEMPERATURE (°C) + 20 + 20 + 20 + 20
Trots att rören och stavarna varit ut- ENVIRONMENT WATER WATER AIR WATER
satta för olika belastningsfall har påfal­
lande lika töjningskurvor erhållits för 
rören och stavarna, när rören provats 
under en-axligt spänningstillstånd, fig. 
4. De sega brotten i rören inträffar 
emellertid tidigare än i stavarna. Tryck­
provas rören under två-axligt spännings­
tillstånd erhålls en mindre diameterök­
ning hos rörprovet än när provningen 
sker under en-axligt spänningstillstånd, 
fig 5. Dessutom inträffar de sega brot­
ten i rören senare, vilket medför att 
ungefar samma brottider erhålls vid 
stav- och rörprovningen.
När stav- och rörprovningarna utförs 
vid förhöjd temperatur erhålls vid höga 
spänningsnivåer samma typ av töj- 
ningsförlopp som vid + 20 °C. Dvs 
töjningskurvorna är rätlinjiga upp till 
ca 10 %-töjning och antar därefter en 
krökt form. Vid lägre spänningsnivåer 
är töjningskurvorna för rör och stavar 
rätlinjiga eller svagt konvext krökta, 
och vid dessa spänningsnivåer inträffar 
sprödbrott (stress-cracking) i materia­
let, fig. 6.
De utförda undersökningarna har vi­
sat att det med hjälp av den använda 
stavprovningsmetoden är möjligt att 
särskilja olika PEH-rör ur kvalitetssyn­
punkt, fig. 7—8. Provningar av stavar 
som uttagits från rör av olika polyeten- 
råvaror visar att stora skillnader i brott­
tider erhållits för de olika stavarna, fig. 
7. Detta gäller speciellt för låga spän­
ningsnivåer vid + 80 °C, där spröda 
brott inträffar i stavarna.
Tryckprovningar av rören, fig. 8, har 
givit likartade resultat som erhållits vid 
stavprovningarna. Skillnaderna mellan 
de uppmätta brottkurvorna för rören är 
störst inom den branta delen av kur­
vorna vid + 8Q °C. Dessutom kan ob­
serveras att samma inbördes ordning
Fig.U Töjning i PEH-rör resp. stavar
PIPE DIMENSIONS:
environne:;.! :
TEMPERATORE :
PIPE -
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY:
200x18.1 
WATER
ONE-AXIAL
MELT INDEX MI5 :
MELT INDEX MI21 g: 
FLOW RATIO MI21 g/MIg
0.60
16.2
g/10 I 
g/10 I
TENSILE BAR -
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 96’ kg/m’
Fig.5 Töjning i PEH-rör resp. stavar
PIPE DIMENSIONS: 
ENVIRONMENT : 
TEMPERATURE :
200x18.2
WATER
MELT INDEX MI5: 
MELT INDEX MI21 
FLOW RATIO MI,,
0.34
12.6
g/10
g/10
PIPE - TENSILE BAR -
STATE OF STRESS: BI-AXIAL
KEAN DENSITY : 961
TENSILE B/.R ORIENTATION: LONGITUDINAL 
: ENSILE BAR DENSITY: 963 kg/rr.’
föreligger mellan de olika brottkurvor­
na for rören och stavarna inom detta 
område. Ovannämnda förhållande gäl­
ler under förutsättning att rören tryck- 
provats under en-axligt spänningstill- 
stånd. Tryckprovas rören med två-ax- 
ligt spänningstillstånd erhålls en flacka­
re lutning på brottkurvan vid + 80 °C, 
fig. 8.
Vid de utförda provningarna har läng­
re brottider erhållits för stavarna än för 
rören, fig. 9. Speciellt stora skillnader 
har härvid uppmätts vid de spänningsni- Fig.6 Töjningskurvor för statiskt belastade prov-
ta delen av brottkurvan). Dessa skillna- ———
der i brottider kan antas bero på ett PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2 200x18.2 400x33
flertal faktorer som t.ex. inbyggda ter- TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL LONGITUDINAL .ONGITUDINAL LONGITUDINAL
miska spänningar i rören, skillnader i TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 961 963 961 959
ytstruktur hos rör och stavar, fleraxligt MELT INDEX MI& (g/10 min) 0.60 0.34 0.21 1.8
spänningstillstånd i rören m.m. Det tor- MELT INDEX MI21 (g/10 min) 16.2 12.6 9.9 21.4
de vara möjligt att medelst något acce- FLOW RATIO MI21 6/MIs 27 37 47 12
lerationsförfarande förkorta brottiderna TEMPERATURE (°C) * 80 + 80 + 80 + 80
för stavarna, så att prövningstiderna för ENVIRONXENT WATER WATER WATER WATER
ren. Fortsatt forskningsarbete bör så­
lunda i första hand inriktas mot brott­
mekaniska studier av dragstavar för­
sedda med olika typer av brottanvis­
ningar (notch-effekter).
FESS-CRACVIN;
N/V
Fig.7 Brottkurvor för statiskt belastade provstavar 
av PEH
RAW MATERIAL DENSITY MELT INDEX MI,
961
963 (958) 
961-962 
959
0.60
0.34
0.21
1.8
90 YEARS
Fig.8 Brottkurvor för PEH-rör belastade av invändigt 
tryck
MI5 MEAN DENSITY
---  0.60 959
--- 0.34 961
---  0.21 959
50 YEARS
Fig.9 Brottkurvor för PEH-rör resp. provstavar
------------ TENSILE BAR MELT INDEX MI& * 0.60 g/10 min.
------------ PIPE (ONE-AXIAL
STATE OF STRESS)
Utgivare: Statens råd för byggnadsforskning
Simplified test methods for the 
quality control of HDPE pipes
Lars-Eric Janson & Ingemar Björklund
This research report is a compilation 
and evaluation of the results of a series 
of tests on HDPE pipes, financed by the 
industry, the object of which was to pro­
vide material for simplified methods for 
the quality control of HDPE pipes. The 
work mainly comprised internal hydro­
static pressure testing of HDPE pipes 
made from different polythene raw ma­
terials and static loading of tensile bars 
taken from the pipes.
Background
During the latter half of the sixties and 
the beginning of the seventies, HDPE 
pipes were made in increasingly larger 
dimensions in the Nordic countries. The 
present maximum diameter of these 
pipes is 1600 mm. Current Swedish Stan­
dards for HDPE pipes are based on in­
ternational standards and prescribe that 
the quality of HDPE pipes is to be as­
sessed on the basis of resistance to in­
ternal hydrostatic pressure at + 2Q°C 
and + 80 °C. Hydrostatic testing of 
pipes in conformity with the above stan­
dards can be carried out without major 
difficulties in the case of small pipe di­
mensions (0 < 400 mm), but testing is 
very expe nsive and difficult to carry out 
in practice when the dimensions are 
large. In view of the fact that more and 
more HDPE pipes are made in large di­
mensions, there is a need for a simpli­
fied test method which makes frequent 
internal hydrostatic pressure testing of 
pipes unnecessary.
Object
At Statens Provningsanstalt, National 
Authority for Testing, Inspection and 
Metrology at Gothenburg (previously 
Chalmers Provningsanstalt), Sintef at 
Trondheim and Gränges Essern Plast at 
Porsgrunn, Norway, a series of tests, fi­
nanced by the industry, were performed 
over the period 1970—73 with the ob­
ject of providing basis for simplified test 
methods for the quality control of 
HDPE pipes.
The aim of this research project was 
to compile and evaluate the results ob­
tained in these investigations, in order 
to provide a review of the knowledge 
available at present concerning simpli­
fied test methods for the quality control 
of HDPE pipes.
Method
The above investigations comprised in­
ternal hydrostatic pressure tests on 
HDPE pipes made from different poly­
thene raw materials and tests on a large 
number of tensile bars taken from the 
pipes. The bars were subjected to a con­
stant axial load, and the elongation of 
the bars was measured until failure oc­
curred, FIGs. 1—2. In the case of the 
pipes, the increase in diameter at the 
centre of the pipe was recorded during 
the hydrostatictest. Tests were performed 
at + 20, 40, 60 and 80 °C, and ex­
tensive data were thus obtained con­
cerning the elongation process and the 
time to failure for both the pipes and 
test bars.
FIG. 1 Necking failure in tensile bars of HDPE
Swedish
Building Research 
Summaries
R36:1975
Key words:
polythene pipes, HDPE pipes, test meth­
od, materials testing.
Report R36:1975 refers to research 
grant 730198-8 from the Swedish 
Council for Building Research to Vat- 
tenbyggnadsbyrån, Stockholm.
UDC 620.17
621.643.29 
SfB (52) IN 6 
ISBN 91-540-2456-0
Summary of:
Janson, L-E, & Björklund, I, Förenkla 
de provningsmetoder för kvalitetskon­
troll av PEH-rör. Simplified test meth­
ods for the quality control of HDPE 
pipes. (Statens råd för byggnadsforsk­
ning) Stockholm. Report R36:1975, 
129 p„ ill. Kr 23.
The report is in Swedish with Swedish 
and English summaries.
Distribution:
Svensk Byggtjänst,
Box 1403, S-lll 84 Stockholm 
Sweden
Results
It is evident from the investigation re­
sults that the increase in elongation in 
both pipes and tensile bars, for all 
HDPE raw materials tested at + 2Q °C, 
is linear for elongations less than al>out 
10 % when plotted in a double-log­
arithmic diagram, FIG. 3. When the 
elongation exceeds this figure, local 
yield (necking) gradually develops in 
the material, with the result that the 
elongation curves begin to assume a 
curved shape. The tests on the tensile 
bars were terminated when elongation 
reached 50 %, and this value of the 
elongation in the bars was defined as 
ductile failure.
In spite of the fact that the pipes and 
bars were subjected to different loading 
conditions, the elongation curves ob­
tained for the pipes and bars were evident­
ly similar when the pipes were tested in 
a uniaxial state of stress. FIG. 4. How­
ever, ductile failure in the pipes occurs 
earlier than in the bars. If the pipes are 
tested in a biaxial state of stress, the 
increase in diameter in the pipe tested is 
less than when testing takes place in a 
uniaxial state of stress, FIG. 5. In addi­
tion, ductile failure in the pipes occurs 
later, with the result that approximately 
the same times to failure are obtamed 
for both bars and pipes.
When bar and pipe tests are perform­
ed at elevated temperatures, the same 
type of elongation curve is obtained at 
high stress levels as at + 2Q °C, i.e. the 
elongation curves are linear up to about 
10 % elongation and then assume a 
curved shape. For lower levels of stress 
the strain curves for both pipes and 
bars are linear or slightly convex, and 
at these stress levels brittle failure 
(stress cracking) occurs in the material, 
FIG. 6.
The investigations have shown that 
the bar testing method makes it possible 
to distinguish between different HDPE 
pipes from the point of view of quality, 
see FIGs. 7—8. Tests on bars taken 
from pipes made from different poly­
thene raw materials show that there are 
large differences in times to failure for 
the different bars, FIG. 7. This is partic­
ularly the case for low stress levels at 
+ 8Q°C when brittle failure occurs in 
the bars.
Internal hydrostatic pressure testing 
of the pipes, FIG. 8, yielded results sim­
ilar to those in the bar tests. The larg­
est differences between the failure curves 
for pipes occur in the steep portion of 
the curves at + 80 °C. It can also be 
noted that there is the same relationship 
between the different failure curves for 
the pipes and bars in this region. This is 
valid on condition that the pipes are 
subjected to internal pressure in a uni­
axial state of stress. If testing is carried 
out in a biaxial state of stress, the fail­
ure curve at + 80 °C has a flatter slope, 
see FIG. 8.
In the tests, longer times to failure
f *
<0000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE
e x
10000 HOURS
FIG 4 ELONGATIONS IN HDPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min
ENVIRONMENT : WATER MELT INDEX MIj., g: 16.2 g/10 min
TEMPERATURE: 20 "C FLOW RATIO MI21 g/MIgt 27
PIPE------------------------- TENSILE BAR-----------------------------
STATE OF STRESS: ONE-AXIAL TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
MEAN DENSITY: 959 fcg/m’ TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m*
e x
10000 HOURS
FIG 5 ELONGATIONS IN HDPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI5: 0 •34 g/10 mi
ENVIRONMENT: WATER MELT INDEX MI21 g: 12.6 g/10 mi
TEMPERATURE: + 20 °C FLOW RATIO Ml21 g/MIj: 37
PIPE---------------------- TENSILE BAR----------------------- -
STATE OF STRESS: BI-AXIAL TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
MEAN DENSITY : 961 kg/m> 1 ENSILE BAP. DENSITY : 963 kg/m*
were obtained for the bars than for the 
pipes, FIG. 9. Particularly large differ­
ences were recorded at the stress levels 
where brittle failure occurs (the steep 
portion of the failure curve). It may be 
assumed that these differences are due 
to a number of factors such as frozen-in 
stresses in the pipes, differences in the 
surface structures as well as in density 
and melt viscosity of pipes and bars, 
multiaxial state of stress in the pipes, etc. 
It should be possible to shorten the 
times to failure in the case of the bars 
by some acceleration procedure, so that 
the test times for these may be made as 
short as for the pipes. Further research 
should thus primarily concentrate on 
studies of tensile bars provided with dif­
ferent types of notches.
FIG 6 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HOPE
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2 200x18.2 400x33
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL LONGITUDINAL .ONGITUDINAL LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 961 963 961 959
MELT INDEX MIS (g/10 min) 0.60 0.34 0.21 1.8
MELT INDEX MI21 (g/10 min) 16.2 12.6 9.9 21.4
FLOW RATIO MI21 6/MI& 27 37 47 12
TEMPERATURE (°C) f 80 + 80 ♦ 80 + 80
ENVIRONMENT
.
WATER WATER WATER WATER
• STRESS-CRACKING FAILURE
SO YEARS
FAILURE CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
RAW MATERIAL DENSITY MELT INDEX MI,
961
963 (958) 
961-962
0.60
0.34
0.21
1.8959
50 YEARS
FIG 8 FAILURE CURVES FOR HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
MIj MEAN DENSITY
0.60 959 
0.34 961 
0.21 959
N/mm3
104 HOURS 
50 YEARS
FIG 9 FAILURE CURVES FOR HOPE PIPES AND TENSILE BARS
■-----------  TENSILE BAR MELT INDEX MI5 - 0.60g/10 min.
------------ PIPE (ONE-AXIAL
STATE OF STRESS)
Utgivare: Statens råd för byggnadsforskning
Rapport R36:1975
FÖRENKLADE PROVNINGSMETODER 
FÖR KVALITETSKONTROLL AV PEH-RÖR
Sammanställning och utvärdering av provningsresultat 
från en serie industrifinansierade laboratorieunder- 
sökningar.
Av Lars-Eric Janson 
och Ingemar Björklund
Denna rapport hänför sig till forskningsanslag 
730/£7&—8 Statens råd för byggnadsforskning
till Vattenbyggnadsbyrån (VBB), Stockholm.
Statens råd för byggnadsforskning, 
ISBN 91-540-2456-0
Stockholm
LiberTryck Stockholm 1975
3FÖRORD
Föreliggande forskningsrapport utgör en sammanställ­
ning och bearbetning av en serie industrifinansierade 
provningar, vars syfte varit att skapa underlag för 
förenklade metoder för kvalitetskontroll av PEH-rör 
samt att bättre lära känna långtidshålIfastheten hos 
stora PEH-rör. Provningarna, vilka i huvudsak bekos­
tas av Gränges Essem Plast A/S, har utförts vid Sta­
tens Provningsanstalt i Göteborg (f.d. Chalmers Prov— 
ningsanstalt), Sintef i Trondheim samt vid Gränges 
Essem Plasts eget laboratorium i Porsgrunn, Norge. 
Vissa av provningarna har delvis finansierats av PEH- 
råvarutillverkare som Farbwerke Hoechst, Amcel och 
Unifos. Ovannämnda provningar har pågått i stort 
sett kontinuerligt i ca 4 års tid och VBB har under 
denna tid lett och deltagit i provningsarbetet som^ 
konsult åt Gränges Essem Plast A/S. Resultaten från 
ovannämnda provningar har av Gränges Essem Plast A/S 
ställts till förfogande för föreliggande rapport.
4INNEHÅLL
1. BAKGRUND 7
1.1 Nuvarande provnings förf arande 7
för PEH-rör
1.2 Undersökningarnas syfte 7
1.3 Provningsmetoder 7
2. UNDERSÖKNINGARNAS OMFATTNING n
3. PROVNINGSMETODIK 12
3.1 Provstavsutformning 12
3.2 Uttagning av provstavar 12
3.3 Stavprovning 13
3.4 Rörprovning 14
4. DENSITETSFÖRDELNING OCH INBYGGD 15
SPÄNNING I RÖREN
4.1 Uppmätning av densitetsfördel- 15
ning i rörvägg
4.2 Inbyggda spänningar i rören 15
5. RESULTAT FRÅN RÖR- OCH STAV- 20
PROVNINGAR VID + 20° C
5.1 Definitioner 20'
5.2 Stavlägets betydelse 21
5.3 Töjningskurvor för stavar av 28
olika råvaror
5.4 Töjningskurvor för stavar från 35
rör av olika tryckklasser
5.5 Inverkan av tillverkningsbe- 37
tingelser
5.6 Rörprovning vid + 20° C 39
5.7 Jämförelser mellan töjningar i 45
rör och stavar
5. 8 Erhållna resultat. Sammanfattning 51
6 RESULTAT FRÅN RÖR- OCH STAV- 53
PROVNINGAR VID FÖRHÖJD TEMPERATUR
6.1 Stavprovning vi d + 40° C 53
56.2 Stavprovning vid + 60° C
6.3 Rörprovning vid + 60° C
6.4 Stavprovning vid + 80° C. 
Stavorienteringens inverkan på 
töjningskurvorna
6.5 Stavprovning vid + 80° C. 
Töjningskurvor för stavar av 
olika råvaror
6.6 Stavprovning vid + 80° C. 
Töjningskurvor för stavar från 
rör av olika godstjocklek
6.7 Rörprovning vid + 80° C
6.8 Jämförelser mellan töjningar i 
rör och stavar
6.9 Erhållna resultat. Sammanfattning
6.10 Teoretisk behandling av redovisade 
töjningskurvor
7. UPPMÄTTA BROTTIDER. JÄMFÖRELSE 
MELLAN RÖR- OCH STAVPROVNINGSMETOD
7.1 Brottkurvor för stavar
7.2 Brottkurvor för rör
7.3 Jämförelse mellan brottkurvor för 
rör och stavar
7.4 Stavprovning i vätmedelhaltigt 
vatten
7.5 Provning av stansade stavar
7.6 Provning av stavar med samma
tjocklek som rörväggen
8. OLIKA FAKTORERS INVERKAN PÂ
BROTTIDER I PEH-RÖR
8.1 Parametrar
8.2 Brottyper
8.3 PEH-råvarans egenskaper
8.4 Medeldensitet och densitetsför- 
delning i rörväggen
8.5 Inbyggda spänningar
8.6 Brottanvisningar
54
55
58
65
72
73
79
80
82
83
83
86
89
91
98
101
103
103
103
104
104
105
106
69. OLIKHETER I BELASTNINGSFALL
MELLAN RÖR OCH STAVAR
108
9.1 Parametrar 108
9.2 Spänningar och spänningsför- 
delning i rör och provstavar
108
9.3 Inbyggda spänningar 109
9.4 Skillnader i spänningstillstånd 109
9.5 Skillnader i ytstruktur 111
9.6 Densitetskillnader 112
10. STAVPROVNING SOM METOD FÖR
FÖRENKLAD KVALITETSKONTROLL
AV PEH-RÖR
113
10.1 Avsikt 113
10.2 Brotthållfasthet hos rör 113
10.3 Stavprovningsmetod 114
1 1 . LÅNGTIDSHÅLLFASTHET FÖR PEH-RÖR 116
11.1 Allmänt 116
11.2 Extrapolering med hjälp av
Larson-Mi1ler-korrelationen
116
11.3 Extrapolering med hjälp av töj- 
ningskurvornas utseende
116
12. YTTERLIGARE FORSKNINGSBEHOV 120
12.1 Allmänt 120
12.2 A. Materialhållfasthet hos 
polymerer
121
12.3 B. Långtidshållfasthet hos 
plaströr som produkt
121
12.4 C. Långtidshållfasthet hos 
plaströr för olika typer 
av belastningsfall under 
nyttjandeskedet
122
LITTERATURREFERENSER 123
1 BAKGRUND
1.1 Nuvarande provninqsförfarande för PEH-rör
För att beskriva långtidshållfastheten hos PEH-rör 
används vanligan de i fig. 1 angivna kurvorna. Kur­
vorna har framtagits på grundval av ett stort antal 
rörprovningar, vilka huvudsakligen omfattat provning­
ar av rör med små dimensioner tillverkade av en viss 
PEH-råvara (Hostalen GM 5010). För rör av andra PEH- 
råvaror finns likartade kurvor framtagna som de i 
fig. 1. Gemensamt för dessa är emellertid att prov­
ningsunderlaget är avsevärt mindre än för den först­
nämnda råvaran. I svensk och utländsk standard för 
PEH-rör har därför den föreskrivna hållfastheten hos 
rören huvudsakligen baserats på förstnämnda kurvor, 
fig. 1 .
1.2 Undersökningarnas syfte
De tryckprovningar som föreskrivs i ovannämnda stan­
dards, fig. 1, kan utföras utan större problem för 
PEH-rör av mindre dimensioner. För rör större än 
0 400 mm blir emellertid provningarna besvärliga och 
kostsamma att utföra. Huvudsyftet med de utförda un­
dersökningarna har därför varit att skapa underlag för 
en förenklad metod för kvalitetskontroll av PEH-rör, 
innebärande att tryckprovning av rören om möjligt und­
viks .
Ett bisyfte har dessutom varit att kontrollera i vad 
mån långtidshållsfastheten hos de provade rören avvi­
kit från kurvorna i fig. 1. Eftersom dessa kurvor i 
stor utsträckning baserats på provningar av små PEH- 
rör är det inte osannolikt att de verkliga brottkur­
vorna för större PEH-rör kan avvika från ovannämnda 
kurvor. I små PEH-rör erhålls på grund av den rela­
tivt tunna väggtjockleken en förhållandevis snabb kyl- 
ning av röret vid tillverkningen. Detta resulterar i 
en liten densitetsskillnad mellan rörväggens ut- och 
insida samt en låg medeldensitet i rörväggen. Den tun 
na rörväggen medför även att de inbyggda termiska spän 
ningarna i rören blir låga. För större PEH-rör med 
väggtjocklekar mellan 2-4 cm erhålls på grund av rör­
väggens tjocklek en långsam avsvalning av rörets in­
sida. Därmed uppkommer en påtaglig densitetsskillnad 
mellan rörväggens in- och utsida samt icke obetydliga 
inbyggda spänningar.
Eftersom såväl PEH-råvarans egenskaper som densiteten 
och den inbyggda spänningens storlek kan förväntas 
inverka på rörens långtidshållfasthet har det ansetts 
angeläget att bedöma långtidshållfastheten för de oli­
ka PEH-rör som använts vid undersökningarna.
1.3 Provningsmetoder
De provningar som utförts har i huvudsak omfattat 
provningar av statiskt belastade dragstavar, vilka
8SMS, DIN
SMS, DIN
50 years
FIG. 1 BURST CURVES FOR HDPE PIPES
SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
uttagits på olika sätt ur rörväggen. Förutom dessa 
provningar har även smältindex, inbyggda spänningar 
samt densitetsfördelning i rörväggen uppmätts för 
rören. De aktuella rörens hållfasthet har bestämts 
genom provningar med invändigt vattentryck i rören.
Avsikten med provningarna har varit att utveckla en 
metod att fastställa rörens kvalitet på basis av re­
sultaten från stavprovningarna samt resultat från mät 
ningarna av densitet, smältindex och inbyggd spänning
10
Investigation 1 2 3 4 5
Testing started 1970 1971 1972 1972 1972
Material HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE
Raw material manufacture A A,B A,C C D
Melting index Measured Measured Measured Measured Measured
Pipe dimensions 400x36.4 200x18.2 200x7.7
200x18.2
200x18.2 315x12.7
400x33
Frozen-in stresses Measured Measured Measured Measured Measured
Density distribution 
of pipewall
Measured Measured Measured Measured Measured
Testing of pipe 
samples in water
10 samples 
at +20°C
110 samples 
at +20, 60 
and 80 C
57 samples 
at +20 and
8o°c
~ “
Testing of pipe 
samples in water 
with surfactant
- 8 samples 
at +80°C
- “ -
Stresses in pipewall 
caused by internal 
pressure
Hoop 
stresses 
and longi­
tudinal
stresses
Hoop
stresses
only
Hoop 
stresses 
and longi­
tudinal 
stresses
Direction of tensile Longitudi- Longitudi- Longitudi- Longitudi- Longitudi-
bars nal and 
tangential
nal and 
tangential
nal and 
tangential
nal nal
Number of different 
positions from which 
tensile bars have 
been taken out of 
pipe wall
6 1 1 1 1
Testing of tensile 
bar samples in air
60 samples 
at +20 C
- - - 22 samples at +20°C
Testing of tensile 
bar samples in water
- 152 samples 
at +20, 40, 
60 and 80°C
80 samples 
at +20 and 
80°C
60 samples 
at +20°C
67 samples 
at +20 and
8o°c
Testing of tensile 
bar samples in 
water with surf­
actant
58 samples 
at +20, 40, 
60 and 80°C
l8 samples 
at +80°C
Other tests Fracto- 
graphic 
tests of 5 
bar samples. 
Relaxation 
tests of 
frozen-in 
stress in 10 
pipe samples 
Testing of
5 tensile 
bar samples 
with the 
same thick­
ness as pipe 
wall
Fracto- 
graphic 
tests of
4 bar 
samples
Remarks 6 pipe 
samples 
tested with 
only hoop 
stresses 
caused by 
internal 
pressure
Tensile bar 
samples 
loaded and 
reloaded at 
+80°C be- 
fore test­
ing at 
+20°C
Both
stamped and 
machined 
bar samples 
tested
TABLE 1 TESTS PERFORMED
11
2 UNDERSÖKNINGARNAS OMFATTNING
Totalt omfattar de utförda undersökningarna ca drygt 
500 provningar av dragstavar samt ca 200 tryckprov­
ningar av PEH-rör fördelade på 5 olika undersökningar 
under åren 1970-1973, tabell 1. Rör av dimensionerna 
0 200 - 0 400 mm, tillverkade av sammanlagt fyra olika 
råvaror, har härvid provats. De olika råvarorna, vil­
ka i tabell 1 betecknats med bokstäverna A-D, är samt­
liga av HD-typ och enligt tillverkarna avsedda för 
rörtillverkning.
Ett mått på de olika råvarornas medelmolekylvikt och 
molekylviktsfördelning kan erhållas ur tabell 2, där 
smältindexvärden för de olika materialen redovisats. 
Värdena som anges i tabell 2 utgör de värden som upp­
mätts på de aktuella rören. Siffrorna inom parentes 
anger de av råvarufabrikanterna uppgivna normalvärdena 
för resp. råvara.
Raw material 
manufacture
Pipe dimensions mi5
(g/10 min.)
MI21.6 
(g/10 min.)
MI21.6
A 400x36.4 0.20 (0.3) 10.2 50
II 200x18.2 0.21 9.9 47
B 200x18.2 0.60 16.2 27
C 200x18.2 0.34 (0.4) 12.6 37
II 200x18.2 0.35 11.9 34
II 200x7.7 0.43 14.4 34
D 400x33 1 .8 21 .4 1 2
•I 315x12.7 2.3 25.9 1 1
TABLE 2, MEASURED MELT INDEX VALUES FOR HDPE PIPES TESTED
3 PROVNINGSMETODIK
3.1 Provstavsutformning
Vid provningarna har två olika typer av dragstavar an­
vänts, fig. 2. Bägge stavtyperna har haft en mätlängd 
av 50 mm och ett stavtvärsnitt på 4x10 mm. Stavtyp 1 
har huvudsakligen använts vid provningar i luft vid 
+ 20°C, medan övriga provningar har utförts på stavar 
av typ 2.
3.2 Uttagninq av provstavar
Stavarna har uttagits ur rörväggen medelst fräsning. 
Utfräsning har skett i två etapper. Först har en 
platta av samma tjocklek som dragstaven frästs ut ur 
rörväggen. För att förhindra uppvärmning av PEH- 
materialet, och därmed sannolikt förändrade hållfast- 
hetsegenskaper, har under fräsningen arbetsstycket be- 
gjutits med kylvätska. Den slutliga provstaven har 
sedan frästs ut ur plattan.
För att undersöka i vad mån ytfinishen hos stavarna 
påverkar brottiderna har även några provningar ut­
förts på stavar vilka stansats ut ur plattan. I det 
sistnämnda fallet erhålls stavar med en sämre ytfinish 
än för de utfrästa stavarna. De stansade stavarnas di­
mensioner har varit i överensstämmelse med stavtyp 1, 
fig. 2.
TYPE 1
o 4---------v J-------- !
10 j
____ Î
r 50- ------------- a_ _ _ _ _ _ _ _ _ s--------J L.
,é-------------------------------
130 ------------- ?
Thickness: 4 mm
TYPE 2
10 A
^ 1
--- 1
1 0
r 1 \____ I
50 _______ j L
1 20
------------------------------ ---------------------------------
Thickness: 4 mm
FIG. 2 TENSILE BAR DIMENSIONS
3.3 Stavprovning
13
De uttagna provstavarna har belastats med en konstant 
axialkraft, varefter tiden till brott har uppmätts. 
Under provningen har dessutom förlängningen i provsta­
varna uppmätts som funktion av tiden. När provningar­
na skett vid höga spänningsnivåer har en mycket kraf­
tig deformation föregått det slutliga brottet. I des­
sa fall har en lokal avsmalning av stavtvärsnittet 
("necking") kunnat observeras, fig. 3. I detta områ­
de på provstaven har sedan en kraftig töjningstillväxt 
ägt rum. Eftersom den verkliga töjningen i detta fall 
varierar kraftigt i olika punkter på provstaven och 
dessutom brottöjningen är mycket stor har det bedömts 
vara av mindre intresse att bedriva provningarna till 
slutgiltigt brott. Provningarna har därför avbrutits 
när förlängningen av stavarna uppgått till 50 %. Detta 
värde på förlängningen har i fortsättningen definierats 
som "segt brott" i provstavarna.
Fig. 3 Necking failure in
tensile bars of HDPE
14
Förlängningen i provstavarna har, beroende på stavty­
pen, uppmätts på två olika sätt. För stavtyp 1, vilken 
provats i luft vid + 20°C, har förlängningen på mät- 
sträckan uppmätts med hjälp av skjutmått. För stav­
typ 2 har förlängningen registrerats med hjälp av po­
tentiometer, vilken mätt förskjutningen mellan infäst- 
ningsklämmorna på provstaven. Mätnoggrannheten har i 
bägge fallen varit ^ 0.05 mm.
När stavprovningarna utförts vid förhöjd temperatur 
och låga spänningsnivåer har brotten i stavarna skett 
i form av en långsam spricktillväxt (stress-cracking), 
fig. 4. Spricktillväxten har resulterat i att stav­
tvärsnittet har gått av vid den uppkomna sprickan med 
följd att segbrott erhållits i den resterande delen 
av stavtvärsnittet.
3.4 Rörprovning
Rören har tryckprovats på vanligt sätt i vattenbad. 
Tryckprovningen har utförts på rörprover med en längd 
av 3 x rörets diameter, och under provningens gång 
har diameterutvidgningen på mitten av rörproverna upp­
mätts. Vid provningarna har vidare två olika typer av 
ändförslutningar använts. En typ har varit förankrad 
i PEH-röret medan den andra typen av ändförslutning 
varit rörlig gentemot röret. Vid den förstnämnda 
koppiingstypen har det invändiga vattentrycket åstad­
kommit såväl längd- som ringspänningar i röret, medan 
sistnämnda kopplingstyp inte förorsakat några längd­
spänningar av betydelse i rörprovet. Oavsett typen 
av ändförslutning råder emellertid alltid en viss 
grad av fleraxligt spänningstillstånd i rören, efter­
som inbyggda spänningar finns i rörens axialriktning 
och en viss friktion mellan rör och ändförslutningar 
svårligen kan undvikas.
Fig. 4 Stress-cracking failure in 
tensile bar of HOPE
4 DENSITETSFÖRDELNING OCH INBYGGD SPÄNNING I RÖREN
4.1 Uppmätning av densltetsfördelninq i rörvägg
Densitetsfördelningen i rörväggen har uppmätts på ett 
varierande antal prover från de olika rörtyper som 
provats. Varje uppmätning av densitetsfördelning har 
omfattat bestämningar av densiteten i olika punkter i 
rörväggen från insidan till utsidan. Densitetsbestäm- 
ningarna i de olika punkterna har utförts på kuber med 
ca 4 mm sida, vilka skurits ut ur rörväggen. PEH- 
kuberna har därefter nedsänkts i en densitetskolonn 
där de fått tid att inlagra sig på stabil nivå. Den an­
vända metoden har medgivit densitetsbestämningar med 
en noggrannhet på ± 0.05 kg/m3. Av de olika uppmät­
ningar av densitetsfördelning i rörväggen som företa­
gits har framgått att spridningen i uppmätta densitets­
värden är ungefär lika stor för samtliga testade rör­
typer och uppgår till ca ± 0.5 kg/m3. I det följande 
anges därför densitetsvärden för rör och stavar med en 
noggrannhet av ± 0.5 kg/m3. De uppmätta densitetsför- 
delningarna i rörväggen för samtliga testade rörtyper 
har redovisats i fig. 5-6. Vid uppmätningen av ovan­
nämnda densitetsprofiler har ingen hänsyn tagits till 
var i förhållande till rörets hjässa vid extruderingen 
som densitetsmätningarna ägt rum. Eftersom kylningen 
av rören vid tillverkningen kan variera något längs 
rörets omkrets är det inte uteslutet att även densite­
ten kan uppvisa variationer, beroende på var på röret 
densitetsmätningen utförts. För att undersöka i vil­
ken utsträckning en dylik densitetsvariation kan före­
komma har i några enstaka fall densiteten uppmätts i 
åtta olika punkter jämnt fördelade längs periferin i 
en och samma sektion på röret. I dessa fall har inga 
signifikanta densitetsskillnader kunnat iakttas, 
utan spridningen har varit godtycklig och ungefär lika 
stor sorti tidigare observerats (ca ± 0.5 kg/m3).
4.2 Inbyggda spänningar i rören
I alla termoplaströr uppkommer spänningar i materialet 
härrörande från tillverkningsförloppets kylningsetapp. 
Dessa spänningar, vilka vanligen benämnes inbyggda 
spänningar, uppkommer på följande sätt. När rören vid 
tillverkningen kyls utvändigt sammandrar sig det ut- 
vändiga ytskiktet termiskt och åstadkommer därvid en 
plastisk hoptryckning av det ännu varma ytskiktet på 
rörets insida. När insidan senare svalnar strävar det 
invändiga ytskiktet till följd av den termiska längd­
ändringen att sammandra sig men hindras härvid av det 
utvändiga ytskiktet, som tidigare svalnat och redan 
antagit sin form. Följden blir att dragspänningar 
uppkommer vid rörets insida, medan utsidan får tryck­
spänningar. Skär man upp ett rör i axialriktningen 
uppkommer sålunda en periferiminskning, som är ett di­
rekt mått på den inbyggda spänningens storlek.
Density (kg/m3) 964 964
16
Inside of 
pipe wall
Outside
of pipe
wall
PIPE DIMENSIONS (mm) 400x36.4 200x18.2
MELT INDEX MI5 (g/10 min) 0.20 0.21
MELT INDEX MI21 6 (g/10 min) 10.2 9.9
FLOW RATIO MI21 6/MI5 50 47
Density (kg/m3) 964 964
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2
MELT index mi5 (g/10 min) 0.60 0.35
MELT INDEX MI21 6 (g/10 min) 16.2 11.9
FLOW RATIO MI21 6/MI5 27 34
FIG. 5 MEASURED DENSITY DISTRIBUTIONS
IN PIPE WALLS FOR HDPE PIPES TESTED
Dansi ty (kg/m3)
Outside ofInside of
pipe wall pipe wall
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x7.7
MELT INDEX mi5 (g/10 min) 0.34 0.43
MELT INDEX MI 21 .6 (g/10 min) 12.6 14.4
FLOW RATIO MI21.6/MI5 37 34
Density (kg/m3 ) 964 964
962
PIPE DIMENSIONS (mm) 315x12.7 400x33
MELT INDEX MIg (g/10 min) 2.3 1 .8
MELT INDEX MI21 6 (g/10 min) 25.9 21 .4
FLOW RATIO MI21 6/MI5 1 1 1 2
FIG. 6 MEASURED DENSITY DISTRIBUTIONS
IN PIPE WALLS FOR HDPE PIPES TESTED
18
De inbyggda spänningarna i de olika testade rörtyperna 
har uppmätts på ett stort antal prover från resp. rör­
typ. Den inbyggda spänningens storlek har härvid be­
stämts genom mätning av periferiminskningen efter upp- 
snittning av rörprover vid + 20°C. Rörprovernas längd 
har i samtliga fall varit lika stor som rörens diame­
ter. Med hjälp av det uppmätta värdet på periferi­
minskningen kan den inbyggda spänningen beräknas med 
formeln:
Q" = ___^_ _  . ®_ . g
•K- D-a D km m
där E^ = rörmaterialets krypmodul 
s = godstjockleken 
D = rörets medeldiameter
(tidsberoende E- 
modul)
Ovanstående formel förutsätter en linjär spännings- 
fördelning i rörväggen. I verkligheten är spännings- 
fördelningen i rörväggen inte alltid linjär, varför 
de beräknade spänningsvärdena endast utgör ett 
approximativt mått på den inbyggda spänningen i rören. 
En viss hjälp att bedöma den inbyggda spänningens för­
delning i rörväggen har man av den uppmätta densi- 
tetsfördelningen. Den inbyggda spänningens fördel­
ning är nämligen sannolikt approximativt konform med 
densitetsfördelningen i rörväggen. Av fig. 5-6 fram­
går således att en linjär spänningsfördelning kan 
förväntas i de tunnväggiga rören, medan allt större 
avvikelser från en linjär fördelning erhålls med en 
ökad väggtjocklek hos rören.
Eftersom ett icke uppsnittat rör är bundet till sin 
form blir den av den inbyggda spänningen förorsakade 
töj ningen i rören konstant. Detta innebär i sin tur 
att spänningen genom relaxation kommer att minska med 
tiden. Den inbyggda spänningen är således störst ef­
ter rörets tillverkning och avtar därefter med tiden.
I de aktuella undersökningarna har därför den inbygg­
da spänningen uppmätts dels efter rörens tillverkning 
dels samtidigt som rören tryckprovats. En samman­
ställning av uppmätta inbyggda spänningar för de oli­
ka testade rörtyperna har redovisats i tabell 3. De 
i tabellen angivna värdena har beräknats under förut­
sättning att linjär spänningsfördelning råder i 
rörväggen och avser den inbyggda spänningens storlek 
ca 1-2 månader efter rörens tillverkning. Den spän- 
ningsrelaxaticn som därefter uppmätts fram till dess 
rören tryckprovats har varit relativt obetydlig och 
i stort sett legat inom det uppmätta spridningsområ­
det + 0.15 N/mm2 för de i tabell 3 angivna värdena.
Raw material 
manufacture
Pipe dimensions Frozen-in stress 
(N/mm2)
A 400x36.4 2.4
II 200x18.2 2.3
B 200x18.2 2.1
C 200x18.2 2.1
II 200x18.2 2.1
II 200x7.7 2.6
D 400x33 ~ 4.51)
II 315x12.7 5.01 }
1 ) Estimated value
TABLE 3. FROZEN-IN STRESSES IN HDPE PIPES TESTED
20
5 RESULTAT FRAN RÖR- OCH STAVPROVNINGAR VID + 20°C
5.1 Definitioner
I rapporten angivna spännings- och töjningsvärden har 
definierats enligt följande:
^îëlâ_sEânnin2en_i_£rovstayarna_avses :
där
P = axiell belastning
A = tvär snittsarea hos provstaven före belastning
^iëâ_YËi2iS2ëS_i_EY2Y§YâYâE2â_ËYEêE:
e ALL
där
AL = uppmätt förlängning hos provstaven 
L = provstavens längd före belastning 
Med_§pännin2en_i_rören_avses:
där
p = invändigt vattentryck
D = medeldiameter (Di + Dy) hos rörprovet före be­
lastning 2
s = medelgodstjocklek hos rörprovet före belast­
ning
Med_tö j_nin2en_i_rören_§Yses :
e = Ao 
o
där
A o = omkretsökningen på mitten av rörprovet 
o = rörprovets omkrets före belastning
5.2 Stavlägets betydelse
För att undersöka i vad mån stavarnas läge och orien­
tering i rörväggen påverkar resultaten vid stavprov­
ningen har en serie provningar av stavar uttagna från 
0 400 NT 10 rör utförts, fig. 7-14.
Av fig. 7-8 framgår uppmätta töjningskurvor för sta­
var, vilka uttagits i rörets längdriktning på ett av­
stånd av 3 mm från rörväggens insida. Stavarna har 
uttagits ur olika kvadranter i röret och stav nr 3 
är alltid uttagen ur den del av rörväggen som mot­
svarar rörets hjässa vid extruderingen. Som framgår 
av fig. 7-8 erhålls en viss spridning mellan de upp­
mätta töjningskurvorna. Spridningen är emellertid 
slumpmässig och ingen signifikant skillnad mellan 
töjningskurvorna för de olika stavarna kan observe­
ras.
Motsvarande provningar av stavar, vilka uttagits i 
rörets tangentialriktning, har även utförts, fig. 
9-10. Även i detta fall erhålls en spridning mel­
lan de uppmätta töjningskurvorna. Denna är ungefär 
lika stor som för de stavar som uttagits i rörets 
längdriktning och även i detta fall kan ingen sig­
nifikant skillnad mellan töjningskurvorna observe­
ras .
Om stavarna uttages på olika avstånd från rörväg­
gens insida erhålls däremot en skillnad mellan töj­
ningskurvorna, fig. 11-12. Ovannämnda figurer vi­
sar uppmätta töjningskurvor för stavar vilka utta­
gits i rörens längdriktning 3 resp. 23 mm från rör­
väggens insida. I detta fall erhålls genomgående 
större töjningar i de stavar som uttagits 23 mm 
från rörväggens insida än för de stavar som utta­
gits nära insidan.
Ett likadant förhållande kan även observeras för 
stavar som uttagits i tangentiell riktning i rören, 
fig. 13-14.
22
e %
10000 HOURS1000
FIG 7 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS:
TENSILE BAR ORIENTATION: 
TENSILE BAR DENSITY: 
ENVIRONMENT:
400x36.4 mm 
LONGITUDINAL 
962 kg/m3
AIR
MELT INDEX MI5: 0.20
MELT INDEX MI21 ß: 10.2
FLOW RATIO MI21 50
TEMPERATURE: + 20
g/10 min 
g/10 min
e %
10000 HOURS
FIG 8 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 400x36.4 mm MELT INDEX MIjî 0.20 g/10 min 
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL MELT INDEX MI21 g: 10.2 g/10 min 
TENSILE BAR DENSITY: 962 kg/m3 FLOW RATIO MI21 6/MI5: 50
ENVIRONMENT: AIR TEMPERATURE : + 20
23
e x
FIG 9 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 400x36.4 iron
TENSILE BAR ORIENTATION: TANGENTIAL 
TENSILE BAR DENSITY: 962 kg/m*
ENVIRONMENT: AIR
MELT INDEX MI021.6*
FLOW RATIO MI21 g/MIg: 50 
TEMPERATURE: +20
0.20 g/10 min
10.2 g/10 min
£ X
10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPEFIG 10
PIPE DIMENSIONS: 400x36.4 mm MELT INDEX MI5: 0.20 g/10 min 
TENSILE BAR ORIENTATION: TANGENTIAL MELT INDEX MI21 g: 10.2 g/10 min 
TENSILE BAR DENSITY: 962 kg/mJ FLOW RATIO MI21 g/MIg: 50
ENVIRONMENT: AIR TEMPERATURE : + 20
60
0,1 1 10 100 1000 10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 400x36.4 mm MJ3LT INDEX MIg : 0.20 g/10 min
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL MELT INDEX MI21.6; 10.2 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 962; 959 (1y) kg/ms FLOW RATIO MI21.6/MI5: 50
ENVIRONMENT: AIR TEMPERATURE: + 20 °c
e %
10000 HOURS
FIG 12 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 400x36.4 nun MELT INDEX Mlgt 0.20 g/10 min
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL MELT INDEX MI21 g: 10.2 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 962; 959 (1y) kg/m3 FLOW RATIO MI21 g/MI^: 50
ENVIRONMENT: AIR TEMPERATURE : + 20
60
0,1 1 10 100 1000 10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 400x36.4 mm MELT INDEX 0.20 g/io min
TENSILE BAR ORIENTATION: TANGENTIAL MELT INDEX «21.6 = 10.2 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 962; 959(1y) kg/m3 FLOW RATIO MI21.6/MV 50
ENVIRONMENT: AIR TEMPERATURE : + 20 °c
e x
10000 HOURS
FIG 14 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 400x36.4 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: TANGENTIAL 
TENSILE BAR DENSITY: 962; 959 (1y) kg/m!
MELT INDEX MI5: 0.20 g/10 min
MELT INDEX MI21.6! 10.2 g/10 min
FLOW RATIO MI21.6/MI5: 50
ENVIRONMENT: AIR TEMPERATURE: + 20
Orsaken till skillnaden mellan töjningskurvorna 
kan i detta fall hänföras till densitetsskillnader 
mellan stavarna. Eftersom man i tjockväggiga PEH- 
rör får en relativt kraftig densitetsvariation i 
rörväggen på grund av kylningsförloppet vid till­
verkningen kommer de stavar som uttagits nära rör­
väggens insida att få en högre densitet än de sta­
var som uttagits närmare rörväggens utsida, fig.15. 
I detta fall var densitetsskillnaden mellan stavar­
na ca 3 kg/m3, vilket tydligen är tillräckligt för 
att påverka töjningskurvor och brottider för sta­
varna i så måtto att en högre densitet ger en ökad 
segbrottshållfasthet.
Density (kg/m3) 
964
Inside of
pipe wall
Positions of 
tensile bars
Outside of 
pipe wall
FIG. 15 MEASURED DENSITY
DISTRIBUTION IN PIPE 
WALL FOR HDPE PIPES 
400x36.4
27
En jämförelse mellan uppmätta töjningskurvor för sta­
var uttagna i rörets längd- resp. tangentialriktning 
visar att några större skillnader inte föreligger, 
fig. 16-17. De obetydliga skillnader som redovisats 
i ovannämnda figurer ligger samtliga inom töjnings- 
kurvornas spridningsområden.
De erhållna resultaten, fig. 7-14, visar således att 
det sannolikt inte har någon större betydelse i vil­
ken kvadrant i röret som provstavarna varit belägna, 
och inte heller i vilken riktning de uttagits. Däre­
mot erhålls olika resultat beroende på hur nära rör­
väggens insida som stavarna uttagits. I de fortsatta 
undersökningarna har därför stavarna genomgående ut­
tagits i rörets längdriktning 3 mm från rörväggens 
insida, utan närmare beaktande av i vilken kvadrant i 
röret som stavarna varit belägna.
£ x
10000 HOURS
LOADED TENSILE BARS OF HDPEELONGATION CURVES FOR STATI:FIG 16
—
PIPE DIMENSIONS (mir,) 400 x 36.4
TENSILE BAR ORIENTATION
LONGITUDINAL TANGENTIAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/mJ) 962
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0 20
MELT INDEX MI21 (g/10 min) 10.2
FLOW RATIO MI21 ß/MI5 50
TEMPERATURE (°C) + 20
ENVIRONMENT AIR
e %
10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPEFIG 17
—
PIPE DIMENSIONS (mm) 400 36.4
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL TANGENTIAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 962
MELT INDEX MI& (g/10 min) 0 20
MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 10.2
FLOW RATIO MI21 g/MI5 50
TEMPERATURE (°C) +20
ENVIRONMENT AIR
5.3 Töjningskurvor för stavar av olika råvaror
För sammanlagt fyra olika PEH-råvaror har stavprov­
ningar utförts vid ett antal olika spänningsnivåer, 
fig. 18-28. Resultaten har, som framgår av ovan­
nämnda figurer, redovisats i form av töjningskurvor 
med angivna spridningsområden. De redovisade kur­
vorna bygger på provningar av 3-5 stavar på varje en­
skild spänningsnivå. Stavarna har i samtliga fall 
varit uttagna i rörets längdriktning 3 mm från rörets 
insida.
Ur det redovisade provningsmaterialet kan följande 
iakttagelser göras:
1. Spridningen mellan uppmätta töjningskurvor är 
för samtliga PEH-råvaror ungefär densamma, och 
överensstämmer i stort med den spridning som 
observerats för provstavar vilka uttagits från 
olika kvadranter av röret, fig. 7-8.
2. Töjningskurvorna för stavarna av samtliga rå­
varor är vid högre spänningsnivåer ungefär rät- 
linjiga upp till ca 10 % töjning. Därefter krö­
ker kurvorna kraftigt av.
3. Vid lägre spänningsnivåer erhålls rätlinjiga 
eller svagt konvext krökta töjningskurvor.
29
e %
PIPE DIMENSIONS: 400x36.4 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 962 kg/m*
ENVIRONMENT: AIR
MELT INDEX MIg 
MELT INDEX MI-
0.20 g/10 min
10.2 g/10 min
FLOW RATIO MI21 g/MIg: 50 
TEMPERATURE: +20
e %
10000 HOURS
FIG 19 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 400x36.4 mm MELT INDEX MIg: 0.20 g/10 min 
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL MELT INDEX MI21 g: 10.2 g/10 min 
TENSILE BAR DENSITY: 962 kg/m* FLOW RATIO M*21.6/MI5: 50
ENVIRONMENT: AIR TEMPERATURE: + 20
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 run
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m1
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MI 
FLOW RATIO MI 
TEMPERATURE :
1000 10000 HOU
BARS OF HDPE
V 0.60 g/10 min
12 1 . 6 : 16.2 g/10 min
21.6/MI5 ä 27
+ 20 °c
8 %
10000 HOURS
FIG 21 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m!
MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min 
MELT INDEX MI21 g: 16.2 g/10 min 
FLOW RATIO MI21 g/MIg: 27
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE : + 20
10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MX5: 0.34 g/10 min
TENSILE BAR ORIENTATION : LONGITUDINAL MELT INDEX MI21.6! 12.6 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 963 kg/m* FLOW RATIO MI2lVMV 37
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE : + 20 °c
S Z
10000 HOURS
FIG 23 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS; 200x18.2 mm MELT INDEX MIg: 0.34 g/10 rain 
TENSILE BAR ORIENTATION; LONGITUDINAL MELT INDEX MI21.g; 12.6 g/10 min 
TENSILE BAR DENSITY: 963 kg/m* FLOW RATIO MI21.6/MI5: 37
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE : + 20
32
ex
//
y
Ö * I I
o5
0,1 1 10 100 1000 10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x7.7 mm MELT INDEX MV 0.43 g/10 rain
TENSILE BAR ORIENTATION : LONGITUDINAL MELT INDEX MI21.6= 14.4 g/io min
TENSILE BAR DENSITY: 958 kg/m1 FLOW RATIO MWMV 34
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE 20 °c
e %
10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPEFIG 25
PIPE DIMENSIONS: 200x16.2 mm MELT INDEX MI^: C.35 g/10 min 
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL MELT INDEX MI21>g: 11.9 g/10 min 
TENSILE BAR DENSITY: 964 kg/m1 FLOW RATIO MI21.6/MI5: 34
ENVIRONMENT: TEMPERATURE : 20
33
ex
PIPE DIMENSIONS: 20Cx18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 964 kg/ms
ENVI RONMENT : WATT' R
MELT INDEX MI,
MELT INDEX MI-
C . 35 g/10 min
11.9 g/10 min
FLOW RATIO MI2<U6/MI5: 34 
TEMPERATURE: +20
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 959 kg/m*
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MI2 
FLOW RATIO MI2 ^
TEMPERATURE :
21.4 g/10 min
/MI,: 12
34
e x
10000 HOURS
FIG 28 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 400x33 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 959 kg/mJ
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MIg: 1.8
MELT INDEX MI21 g: 21.4
FLOW RATIO MI21 6/MI5: 12 
TEMPERATURE: + 20
g/10 min 
g/10 min
°c
Det karaktäristiska utseendet hos töjningskurvorna 
är betingat av att en lokal flytning (necking) upp­
står i provstavarna efter en viss tid. Som nämnts 
under punkt 2 ovan erhålls till en början rätlinjiga 
kurvor, vilka representerar en med tiden avtagande 
töjningshastighet i stavarna. När ca 10 % förläng­
ning uppnåtts i stavarna kröker kurvorna av och lut­
ningen hos kurvorna ökar starkt. Vid en förlängning 
i stavarna av storleksordningen 20 % har en begynnan­
de "necking" kunnat observeras rent visuellt. Inom 
den starkt krökta delen av töjningskurvan, vilken 
representerar en med tiden ökande töjningshastighet, 
kan därför töjningstillväxten till största delen
35
hänföras till ett visst parti på staven. Den starka 
krökningen hos kurvorna vid töjningar större än ca 
10 % kan därför anses betingad av en begynnande flyt- 
ning i materialet.
En jämförelse mellan de uppmätta töjningskurvorna 
för stavar av olika PEH-råvaror visar att stora lik­
heter föreligger mellan de olika töjningskurvorna, 
fig. 29-30. För töjningar upp till ca 10 % är av­
vikelsen mellan de olika kurvorna ytterst obetydlig. 
Inom det område där kurvorna kröker av förekommer 
emellertid större skillnader mellan töjningskurvorna 
för de olika stavarna. Sålunda kan observeras att 
de kortaste brottiderna erhålls för stavarna med det 
lägsta Ml^-värdet, medan stavarna med det högsta 
MI .--värdet tycks ge de längsta tiderna till segbrott. 
Det sistnämnda förhållandet är intressant även ur den 
synpunkten att stavarna med det högsta smältindexvär- 
det har haft den klart lägsta densiteten (959 kg/m3). 
Mot bakgrund av tidigare erhållna resultat (fig.11-12) 
bör en låg densitet hos provstavarna bidra till tidi­
ga segbrott. I det aktuella fallet ger dock stavar­
na från råvaran med det högsta Ml^-värdet de längsta 
segbrottstiderna trots det låga densitetsvärdet. De 
erhållna resultaten visar således att medelmolekyl- 
vikten och molekylviktsfördelningen hos PEH-råvaran 
har inverkan på töjningsförloppet i stavarna. Speci­
ellt märkbar är denna inverkan då den lokala flytning- 
en äger rum i stavarna.
5.4 Töjninqskurvor för stavar
Trån rör av olika tryckklasser
Provningar av stavar, uttagna från rör av olika tryck­
klasser har utförts i mindre omfattning, fig. 31. I 
det aktuella fallet har rören varit tillverkade av 
samma råvara och haft samma diameter. De uppmätta 
smältindexvärdena för rören skiljer sig något, men 
avviker relativt blygsamt från det normalvärde som 
råvarutillverkaren uppger (MI^ = 0.4 g/10 min.). Som 
framgår är de uppmätta töjningarna relativt lika till 
en början, men töjningsökningen sker snabbare i sta­
varna från de tunnväggiga rören än i stavarna från de 
tjockväggiga rören. Eftersom ett tunnväggigt rör kyls 
fortare än ett tjockväggigt blir densiteten lägre i 
det förstnämnda röret, jfr fig. 5-6. Skillnaderna 
mellan de uppmätta töjningskurvorna kan därför huvud­
sakligen antas bero på densitetsskillnaden mellan de 
olika stavarna.
36
0,0] 0,1 1 10 100 1000 10000 HOURS
FIG 29 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2 400x36.4 400x33
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL LONGITUDINAL LONGITUDINAL LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 961 963 962 959
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0.60 0.34 0.20 1 .8
MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 16.2 12.6 10.2 21 .4
FLOW RATIO MI21 g/MI5 27 37 50 1 2
TEMPERATURE (°C) + 20 + 20 + 20 + 20
ENVIRONMENT WATER WATER AIR WATER
£ %
10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPEFIG 30
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2 400x36.4 400x33
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL LONGITUDINAL LONGITUDINAL LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 961 963 962 959
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0.60 0.34 0.20 1.8
MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 16.2 12.6 10.2 21 .4
FLOW RATIO MI21 g/MI5 27 37 50 12
TEMPERATURE (°C) + 20 + 20 + 20 + 20
ENVIRONMENT WATER WATER AIR WATER
37
e %
10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPEFIG 31
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x7.7
TENSILE BAR-ORIENTATION LONGITUDINAL LONGITUDINAI
TENSILE BAR DENSITY (kg/m1) 963 958
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0.34 0.43
MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 12.6 14.4
FLOW RATIO MI21 g/MIg 37 34
TEMPERATURE l°C I + 20 + 20
ENVIFONMENT WATER WATER
5.5 Inverkan av tillverkningsbetinqelser
För att undersöka i vad mån en förändring av till- 
verkningsparametrarna kan inverka på resultaten vid 
stavprovningarna har några provningar utförts på sta­
var från rör som tillverkats under olika betingelser, 
fig. 32-33. I ena fallet har tillverkningshastigheten 
varit hög samtidigt som rören kylts med kallt kylvat­
ten. I andra fallet har en låg tillverkningshas-
38f y.
10000 HOURS
FIG 32 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
1 ) ____________1)
PIPE DIMENSIONS (mm)
TENSILE BAR ORIENTATION
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*)
MELT INDEX MIg (g/10 min)
MELT INDEX MI21 (g/10 min)
FLOW RATIO MI216/MI5
TEMPERATURE (°C)
ENVIRONMENT
200x18.2
LONGITUDINAL
963
0.34
12.6
37
+ 20
WATER
200x18.2
LONGITUDINAI
964
0.35
11.9
34
+ 20
WATER
1) Pipes manufactured 
with cold cooling 
water and a high 
manufacturing speed.
2) Pipes manufactured 
with warm cooling 
water and a medium 
manufacturing speed.
e •/. 
60 (-
FIG 33 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
1) __ 2)_
PIPE DIMENSIONS (mm)
TENSILE BAR ORIENTATION
TENSILE BAR DENSITY (kg/mJ)
MELT INDEX MIg (g/10 min)
MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 
FLOW RATIO MI21 g/MI5
TEMPERATURE (°C)
ENVIRONMENT
200x18.2
LONGITUDINAL
963
0.34
12.6
37
+ 20
WATER
200x18.2
LONGITUDINAI
964
0.35
11.9
34
+ 20
WATER
1) Pipes manufactured 
with cold cooling 
water and a high 
manufacturing speed.
2) Pipes manufactured 
with warm coolina 
water and a medium 
manufacturing speed.
tighet tillämpats och varmt kylvatten använts. För 
övrigt har rören haft samma dimensioner och varit 
tillverkade av samma råvara. De ovannämnda till- 
verkningsförfarandena har resulterat i att i bägge 
fallen ungefär lika stora inbyggda spänningar har 
erhållits i rören. Densitetsfördelningen i rörväg­
gen är även ungefär densamma i bägge fallen, jfr 
fig. 5-6. Några större skillnader mellan töjnings- 
kurvorna har inte heller kunnat uppmätas, och de er­
hållna avvikelserna ligger i stort inom töjnings- 
kurvornas normala spridningsområden.
5.6 Rörprovning vid + 20UC
Vid den tryckprovning som utförts av olika PEH-rör 
har förutom brottider även diameterökningen på mit­
ten av rörproven uppmätts. De töjningskurvor som 
härvid erhållits, fig. 34-36, uppvisar likheter med 
de töjningskurvor som uppmätts för provstavarna.
Töjningskurvorna för rören är i likhet med kurvor­
na för stavarna ungefär rätlinjiga upp till ca 10 % 
töjning, och kröker därefter av vid större töjning- 
ar.
£ %
10000 HOURS
FIG 34 PERIPHERAL ELONGATION IN HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MIgS 0.60 g/10 min 
STATE OF STRESS: ONE-AXIAL MELT INDEX MI21 g: 16.2 g/10 min 
MEAN DENSITY: 959 kg/m* FLOW RATIO MI21>g/MIg: 27
ENVIRONMENT : WATER TEMPERATURE : + 20
60
1
/
.$j
h
7
i Ojj
—
0,1 1 10 100 1000 10000 HOURS
PERIPHERAL ELONGATION IN HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI^: 0.60 g/10 min
STATE OF STRESS : ONE-AXIAL MELT INDEX HI2,.6! 16'2 g/10 min
MEAN DENSITY: 959 kg/m3 FLOW RATIO MI21.6/MI5! 27
ENVIRONMENT : WATER TEMPERATURE!: +20 °c
PIPE DIMENSIONS: 
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY:
200x18.2 nun
ONE-AXIAL
959 kg/m3
MELT INDEX MI5: 0.21 g/10 min 
MELT INDEX MI2Kfr: 9.9 g/10 min 
FLOW RATIO MI21 6/MI5: 47
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE : + 20
41
En jämförelse mellan uppmätta töjningar i enaxligt 
belastade rör av två olika PEH-råvaror visar att 
töjningsförloppen är ungefär desamma för bägge rö­
ren upp till 10 % töjning, fig. 37-38. Bägge rören 
är av samma dimension och har haft en nära nog 
identisk densitetsfördelning i rörväggen, jfr fig. 
5-6, samt ungefär lika stora inbyggda spänningar 
(ca 22 kp/cm2). Jämför man de töjningskurvor som 
uppmätts för stavar från ovannämnda rör, fig. 29-30, 
finner man att stavarna från rören med MI,- = 0.21 
uppnått 50 % förlängning tidigare än stavarna med 
MI5 = 0.60. För rören är denna skillnad mellan 
brottiderna mindre markerad.
0, , 10 100 1000 10000 HOURS
PERIPHERAL ELONGATION IN HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
------------
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2
STATE OF STRESS ONE-AXIAL ONE-AXIAL
MEAN DENSITY (kg/m1) 959 959
MELT INDEX MI5 (g/10 min) 0.21 0.60
MELT INDEX MIj, 6 (g/10 min) 9.9 16.2
FLOW RATIO MI216/MI5 47 27
TEMPERATURE (°C) + 20 +20
ENVIRONMENT WATER WATER
42
ff ï
10000 HOURS
FIG 38 PERIPHERAL ELONGATION IN HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
-———
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2
STATE OF STRESS ONE-AXIAL ONE-AXIAL
MEAN DENSITY (kg/m3) 959 959
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0.21 0.60
MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 9.9 16.2
FLOW RATIO MI21 g/MI5 47 27
TEMPERATURE <°C) +20 + 20
ENVIRONMENT WATER WATER
Tryckprovningarna har som tidigare nämnts utförts med 
olika typer av ändförslutningar 'vilket möjliggjort prov­
ningarmed såväl en- som tvåaxligt spänningstillstånd , 
orsakat av det invändiga hydrauliska trycket. Då 
provningarna utförts med ändförslutningar vilka för­
ankrats i rörväggen och därmed åstadkommit ett två­
axligt spänningstillstånd i rören erhålls töjnings- 
kurvor med brantare lutning än om provningen skett 
under enaxligt spänningstillstånd, fig. 39-42.
En jämförelse mellan töjningskurvor för en- resp. 
tvåaxligt belastade rör, fig. 41, visar att be- 
gynnelsetöjningarna är väsentligt mindre i de två­
axligt belastade rören än i de enaxligt belastade. 
Töjningen ökar även snabbare i de förstnämnda rö­
ren, men är dock genomgående mindre än när rören 
tryckprovas under enaxligt spänningstillstånd. 
Dessutom erhålls avsevärt längre brottider för de 
tvåaxligt belastade rören. Det bör i detta sam­
manhang observeras att rören varit av samma di­
mensioner, men tillverkade av två olika PEH-rå-
60
FIG 39 PERIPHERAL ELONGATION IN HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MIg: 0.34 9/10 min
STATE OF STRESS: BI-AXIAL MELT INDEX MI21 g: 12.6 9/10 min
MEAN DENSITY: 961 kg/m1 FLOW RATIO MI21 g/MIg.- 37
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE: +20 °C
e %
100 1000 10000 HOURS
SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
0,01 0,1 1 10
F!C 40 PERIPHERAL ELONGATION IN HDPE PiPES
PIPE DIMENSIONS: 
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY:
200x18.2 mm MELT INDEX MV 0.34 g/10 min
BI-AXIAL MELT INDEX MI21.6= 12.6 g/10 min
961 kg/m1 FLOW RATIO MI21.6/MI5! 37
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE : + 20
»0000 HOURS
PERIPHERAL ELONGATION IN HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
-------- -—
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2
STATE OF STRESS BI-AXIAL ONE-AXIAL
MEAN DENSITY (kg/mJ) 961 959
MELT INDEX MI5 (g/10 min) 0.34 0.60
MELT INDEX MI21 6 (g/10 min) 12.6 16.2
FLOW RATIO MI21 g/MI5 37 27
TEMPERATURE (°C) +20 +20
ENVIRONMENT WATER WATER
»0000 HOURS
PERIPHERAL ELONGATION IN HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
—
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2
STATE OF STRESS BI-AXIAL ONE-AXIAL
MEAN DENSITY (kg/mJ) 961 959
MELT INDEX MI5 (g/10 min) 0.34 0.60
MELT INDEX MI21 (g/10 min) 12.6 16.2
FLOW RATIO MI21 g/MIg 37 27
TEMPERATURE (°C) +20 + 20
ENVIRONMENT WATER WATER
varor. De rör som provats under tvåaxligt spännings- 
tillstånd har haft en något högre densitet än de en- 
axligt belastade rören, jfr fig. 5-6, medan de in­
byggda spänningarna har varit av samma storleksord­
ning i bägge rören (ca 2.1-2.2 N/mmJ). Vid de prov­
ningar som utförts på stavar från ovannämnda rör har 
vidare endast obetydligt skillnader kunnat uppmätas, 
jfr fig. 29-30. De i fig. 41 redovisade skillnader­
na mellan töjningarna i rören måste därför huvudsak­
ligen bero på olikheterna i spänningstillstånd. Här­
av inses att avsevärt längre brottider kan erhållas 
för de sega brotten i rören om rören provas med två­
axligt spänningstillstånd än om provningen sker un­
der enaxligt spänningstillstånd.
5.7 Jämförelser mellan töjningar i rör och stavar
Eftersom stavar och rör är utsatta för helt olika 
belastningsfall är töjningskurvorna för rören och 
stavarna inte direkt jämförbara. Likväl visar re­
sultaten från de utförda provningarna att den radi- 
ella töjning som uppmätts vid tryckprovningarna av 
rören under enaxligt spänningstillstånd, relativt 
väl överensstämmer med de töjningar som uppmätts i 
dragstavarna, fig.43-44. Detta gäller speciellt för 
töjningar understigande 10 %. Har däremot rören 
tryckprovats under tvåaxligt spänningstillstånd er­
hålls helt olika töjningsförlopp i rör och stavar, 
fig. 45-46.
Skillnaderna i belastningsfall för rör och prov­
stavar är flera. Avvikelser i såväl spänningens 
storlek som spänningsfördelning och spänningstill­
stånd förekommer mellan rör och provstavar. sta"o 
varna är, om man bortser från spänningsökningen på 
grund av tvärkontraktionen, belastade med en kon­
stant dragspänning. I rören ger det invändiga vat­
tentrycket upphov till dragspänningar i rörväggen. 
Dragspänningens storlek beräknas vanligen med for­
meln :
<T =
P‘Dn
2 • s
(1 )
där p =
D = m
invändigt vattentryck
medelvärdet av rörets inner- 
och ytterdiameter
rörets godstjocklek
Ovanstående formel förutsätter att rörets gods­
tjocklek är liten i förhållande till diametern. 
Tar man hänsyn till rörets godstjocklek gäller 
följande formel för beräkning av ringspänningen 
i röret:
46
e x
U)000 HOURS
FIG 43 ELONGATIONS IN HOPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min 
ENVIRONMENT: WATER MELT INDEX MI?1 16.2 g/10 min 
TEMPERATURE: 20 °C FLOW RATIO MI21 g/MI5: 27
PIPE-------------------------- TENSILE BAR------------------------------
STATE OF STRESS: ONE-AXIAL
MEAN DENSITY: 959 kg/m3
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m3
e X
ttjj/g
IOOOO HOURS
FIG 44 ELONGATIONS IN HDPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min
ENVIRONMENT: WATER MELT INDEX MI21 6: 16.2 g/10 min
TEMPERATURE : 20 °c FLOW RATIO MI21 6/MI5: 27
STATE OF STRESS: ONE-AXIAL TENSILE BAR ORIENTATION:LONGITUDINAL
MEAN DENSITY: 959 kg/m3 TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m3
47
e %
10000 HOURS
FIG 45 ELONGATIONS IN HDPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI5: 0.34 g/10 min
ENVIRONMENT : WATER MELT INDEX MI21.6! 12.6 g/10 min
TEMPERATURE : + 20 °c FLOW RATIO KI21.6/MI5! 37
PIPE---------------------- TENSILE BAR---------------------- --
STATE OF STRESS: BI-AXIAL TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
MEAN DENSITY: 961 >ç,'r» TENSILE EAR DENSITY: 963 kg/m3
e %
10000 HOURS
ELONGATIONS !N HDPE PIPES AND TENSILE BARSFIG 46
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI*: 0.34 g/10 min
ENVIRONMENT : WATER MELT INDEX MI21 g: 12.6 g/10 min
TEMPERATURE : + 20 °c FLOW RATIO MI21 6/MI5: 37
PIPE--------------------- TENSILE BAR
STATE OF STRESS: BI-AXIAL TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
MEAN DENSITY: 961 Vc TENSILE EAR DENSITY: 963 kg/n
48
^r
D.J -p 
D 2-D.2
y i
D 2
(1 + -i
4 -r2
där p - invändigt vattentryck 
Dy = rörets ytterdiameter 
D. = rörets innerdiameter
r = radiella avståndet från
rörets centrum till en god­
tycklig punkt i rörväggen
(2)
Beräknar man spänningen i rörväggen med formel 2 
finner man att spänningen är störst vid insidan av 
rörväggen och minst vid utsidan, fig. 47-48. De 
spänningsvärden som erhålls vid insidan av rörväg­
gen är dessutom nära nog överensstämmande med de 
värden som erhålls med formel (1) för rör av olika 
tryckklasser. Som framgår av fig. 47-48 är emel­
lertid skillnaderna mellan de beräknade spännings- 
värdena enligt formel (1) resp. (2) i praktiken 
märkbara först vid de största tryckklasserna. Vi­
dare bör observeras att formel (2) bygger på linjär 
teori och förutsätter sålunda ett linjärt material.
I verkligheten varierar E—modulen i rörväggen bero­
ende på densitetsfördelningen i rörväggen. Dessutom 
är E-modulen beroende av såväl spänningsnivå som 
belastningstid. Vid invändigt tryck i rören kan 
därför en viss spänningsutjämning förutsättas ske 
i rörväggen. Antar man att en fullständig spännings­
ut jämning sker i rörväggen erhålls för PEH-rör av 
tryckklass NT 10 med formel (2) 10 % lägre värde på 
dragspänningen än vad formel (1) anger. Vid de ut­
förda tryckprovningarna har spänningen i rörväggen 
beräknats enligt formel (1), vilket innebär att den 
verkliga spänningen i rörväggen i genomsnitt är 10 % 
lägre. Detta är sannolikt en förklaring till varför 
töjningskurvorna för stavar och enaxligt belastade 
rör så nära överensstämmer för töjningar understi­
gande 10 %, trots att stavarnas densitet är högre 
än rörens medeldensitet.
När töjningarna i rör och stavar överstiger ca 10 % 
blir skillnaderna mellan töjningskurvorna mer mar­
kerade. Töjningstillväxten sker fortare i rören och 
brotten kommer ca en halv dekad tidigare än i sta­
varna. vidrör- och stavprovningen kommer den verk­
liga spänningen i provkropparna att öka med tiden på 
grund av tvärkontraktionen i materialet. Spännings­
ökningen kommer emellertid att ske snabbare i rör­
provet eftersom ringspänningen i rörväggen är direkt 
proportionell mot rörets diameter (ekv. 1) vilken 
ökar under provningens gång. Denna kombinerade spän­
nings- och töjningsökning får ett alltmer accelererat 
förlopp, vilket resulterar i en mycket hastig töjnings- 
ökning omedelbart före det slutliga brottet i röret.
49
Thin-walled pipe
(1)
Thick-walled pipe
ar 2
4r
(2)
Pressure 
class NP
Hoopstress at 
inside of 
pipe wall
Average
hoopstress
Hoopstress at 
outside of 
pipe wall
°r/ao
%
ar/ao
%
a /a r o
%
2.5 100.06 97.5 95.06
4 100.16 96.0 92.16
6 100.40 94.0 88.40
10 101.00 90.0 81.00
1 6 102.72 84.0 70.72
FIG. 47 HOOP STRESSES-TN PIPES
SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
50
HOOP STRESSES CALCULATED 
BY FORMULA (1):
5.00 N/mm2
PRESSURE
CLASS: ALL CLASSES
PRESSURE 
CLASS :
HOOP STRESSES CALCULATED BY FORMULA
(all sorts 
5.00 4.88
4.75
N/mm2)
5_^QJ
(2) :
4.70
4.42
NP 2.5 NP 4 NP 6
5.05 5.14
4.20
3.54
4.50
4.05
PRESSURE
CLASS : NP 10 NP 16
FIG. 48 HOOP STRESSES IN PIPE WALL FOR PIPES
OF DIFFERENT PRESSURE CLASSES SUBJECTED 
TO NOMINAL PRESSURE
Härvid erhålls brantare töjningskurvor och kortare 
brottider för rören än för stavarna.
När rören tryckprovats med ändförslutningar vilka 
varit förankrade i rörväggen har det invändiga vat­
tentrycket givit upphov till såväl ring- som längd­
spänningar i rören. I dessa fall har som tidigare 
framgått klara skillnader uppmätts mellan töjnings- 
kurvorna för rör och stavar, fig. 45-46. Beräknings- 
mässigt erhålls mindre töjningar i ett rör av elas­
tiskt material om detta utsätts för tvåaxlig belast­
ning än om röret enbart påverkas av ringspänningar.
Den relativa töjningsminskningen hos tvåaxligt be­
lastade rör beror på graden av tvåaxlighet i spän- 
ningstillståndet samt på materialets tvärkontrak- 
tionstal (v )• För ett linjärt elastiskt material med 
v = 0.4 kan töjningen vid tvåaxlig belastning beräk­
nas vara ca 75-80 % av töjningen vid enaxlig belast­
ning. Den mindre töjningen i de tvåaxligt belastade 
rören bidrar indirekt till att spänningsökningen i 
rören på grund av diameterutvidgningen även blir 
mindre. Härigenom erhålls genomgående mindre töj­
ningar och längre brottider för tvåaxligt belastade 
rör än för enaxligt belastade.
5.8 Erhållna resultat. Sammanfattning
Resultaten från de utförda rör- och stavprovning­
arna vid + 20°C kan sammanfattas enligt följande:
1. Töjningstillväxten i rör och stavar av samtliga 
testade PEH-råvaror uppvisar ett linjärt förlopp i 
ett dubbellogaritmiskt diagram för töjningar mindre 
än ca 10 %. Då töjningen överstiger detta värde 
börjar så småningom en lokal flytning (necking) att 
ske i materialet, vilket medför att töjningskurvor- 
na antar en krökt form.
2. Den uppmätta spridningen i töjningsvärdena har 
varit lika stor för samtliga råvaror.
3. Ingen signigikant skillnad föreligger mellan 
de töjningskurvor som uppmätts för stavar, vilka 
uttagits ur olika kvadranter av röret.
4. Ingen signifikant skillnad föreligger mellan töj­
ningskurvor för stavar som uttagits i rörets längd- 
resp. tangentialriktning.
5. För en och samma PEH-råvara erhålls större töj­
ningar i stavar med lägre densitet än i stavar med 
högre densitet.
6. Töj ningsegenskaperna hos rör och provstavar på­
verkas sannolikt av råvarans egenskaper (medelmole- 
kylvikt och molekylviktsfördelning).
7. På den rätlinjiga delen av töjningskurvorna er­
hålls på grund av kurvornas flacka lutning en relativt 
liten skillnad mellan töjningskurvorna för stavar av 
olika råvaror resp. med olika densitet.
8. Däremot erhålls skillnader mellan töjningskurvor 
för stavar av olika råvaror inom den krökta delen av 
kurvorna, dvs. inom det töjningsområde där den lokala 
flytningen sker i materialet. Samma förhållande gäl­
ler även för stavar av samma råvara men med olika 
densitet.
9. Mindre töjningar samt längre brottider för de 
sega brotten i rören erhålls om rören tryckprovas 
med ett tvåaxligt spänningstillstånd än om provning­
en sker under enaxligt spänningstillstånd i rören.
10. Töjningskurvorna för enaxligt belastade rör och 
provstavar, uttagna nära rörväggens insida, är nära 
överensstämmande för töjningar understigande 10 %.
11. De sega brotten i de enaxligt belastade rören 
inträffar ca 0.5-1 dekad tidigare än "segbrotten"
(50 %-töjning) i stavarna.
12. Då rören utsätts för ett tvåaxligt spännings­
tillstånd inträffar de sega brotten ungefär samti­
digt i rör och provstavar.
<uo 
o
53
6 RESULTAT FRÄN RÖR- OCH STAVPROVNINGAR
VID FÖRHÖJD TEMPERATUR
6.1 Stavprovning vid + 40°C
Vid + 40°C har i begränsad omfattning stavprovningar 
utförts i såväl vatten som vätmedelhaltigt vatten.
De uppmätta töjningstidssambanden för dessa stavar, 
fig. 49, uppvisar likheter med de resultat som erhål­
lits vid + 20°C. Liksom befunnits gälla vid + 20°C är 
töjningskurvorna ungefär rätlinjiga upp till ca 10 % 
töjning, varefter de antar en krökt form. Vid spän- 
ningsnivån 9,5 N/mm2 har emellertid brott inträffat i 
stavarna innan 50 %-töjning uppnåtts. Brotten har i 
dessa fall skett 1 form av sprödbrott (stress-cracking), 
fig. 4. Flertalet av de erhållna sprödbrotten har 
emellertid angivits inom parentes i fig. 49, eftersom 
det visat sig att utfräsningen av stavarna i detta fall 
inte varit helt perfekt. Eftersom ytstrukturen hos 
stavarna har en stor inverkan på brottiderna för ovan­
nämnda typ av brott (se vidare avsnitt 8 och 9) har 
den mindre goda utfräsning sannolikt bidragit till att 
påskynda brotten.
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/mJ
ENVIRONMENT: WATE R
MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min
MELT INDEX MI21 g: 16.2 g/10 min
FLOW RATIO MI21 g/MIgt 27
TEMPERATURE: + 40 °C
• STRESS-CRACKING FAILURE
54
6.2 Stavprovning vid + 60°C
Vid + 60°C har stavprovningar utförts vid sammanlagt 
sex olika spänningsnivåer, fig. 50. De erhållna töj- 
ningskurvorna uppvisar ett likartat utseende som erhål­
lits vid provningarna vid + 20 resp. + 40 C. Dessutom 
kan observeras att spröda brott (stress-cracking) in­
träffar för sådana spänningsnivåer där töjningskurvorna 
är rätlinjiga eller svagt konvext krökta. Vid högre spän­
ningsnivåer uppvisar kurvorna en konkav kurvform när 
töjningen överstiger ca 10 %.
_ ol.
10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPEFIG 50
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m3
ENVIRONMENT: WATE R
MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min
MELT INDEX MI21 g: 16.2 g/10 min
FLOW RATIO MI21.6/MI5: 27 
TEMPERATURE: +60 °C
• STRESS-CRACKING FAILURE
55
6.3 Rörprovning vid + 60°C
Tryckprovningar av rör vid + 60°C har endast utförts på 
rör tillverkade av en råvara (MI_ = 0,6). Tryckprov­
ningarna har dessutom endast skett på sådant sätt att 
det invändiga vattentrycket inte givit upphov till någ­
ra längdspänningar i rören. De erhållna töjningskur- 
vorna, fig. 51-52, uppvisar samma karaktäristiska ut­
seende som erhållits vid lägre temperaturer. Vid låga 
spänningsnivåer erhålls rätlinjiga eller svagt konvexa 
kurvor och i dessa fall erhålls spröda brott i rören. 
Vid den högsta spänningsnivån erhålls konkava töjnings- 
kurvor vilka slutar med segbrott i rören.
0, , »o 100 1000 10000 HOURS
PERIPHERAL ELONGATION IN HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI^: 0.60 g/10 min
STATE OF STRESS: ONE-AXIAL MELT INDEX MI21>6: 16.2 g/10 min
MEAN DENSITY: 959 kg/m* FLOW RATIO MI21.6/MI5: 27
ENVIRONMENT : WATER TEMPERATURE: +6° °c
• STRESS-CRACKING FAILURE
56
€ X
10000 HOURS
FIG 52 PERIPHERAL ELONGATION IN HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min
STATE OF STRESS: ONE-AXIAL MELT INDEX MI21.6= 16'2 g/10 min
MEAN DENSITY: 959 kg/m* FLOW RATIO MI21.6/MI5! 27
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE: +60 °c
• STRESS-CRACKING FAILURE
De uppmätta töjningskurvorna för rör och stavar upp­
visar ett likartat utseende trots att rören och sta­
varna varit utsatta för olika belastningsfall,, fig. 
53-54. Dock kan observeras att sprödbrotten uppträder 
avsevärt tidigare i rören än i stavarna. Vid de lägre 
spänningsnivåerna är töjningarna i rören ungefär lika 
stora eller något mindre än i stavarna. Vid spän- 
ningsnivån 8 N/mm2 (80 kp/cm2) är emellertid skillna­
den större mellan töjningskurvorna för rör och stavar.
I rören erhålls segbrott efter ca 5 timmar medan spröd­
brott inträffar i stavarna efter ca 1 000 timmars prov­
ning. Skillnaden beror sannolikt på att ovannämnda 
spänningsnivå ligger i närheten av det område där om­
slaget sker mellan segt och sprött brottbeteehde. I 
detta spänningsområde har små spänningsvariationer en 
relativt stor inverkan på töjningskurvornas förlopp. 
Mellan rören och stavarna föreligger skillnader i be­
lastningsf all , inte minst beroende på att spänningen 
i rörväggen ökar med rörets diameterökning.
57
ex
10000 HOURS
FIG 53 ELONGATIONS IN HDPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX Mlg! 0.60 g/10 min
ENVIRONMENT: WATER MELT INDEX MI21 g: 16.2 g/10 min
TEMPERATURE: + 60 °C FLOW RATIO MI21 ß/MI5: 27
PIPE-------------------------- TENSILE BAR------------------------------
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY:
ONE-AXIAL TENSILE BAR ORIENTATION:LONGITUDINAL
959 kg/m* TENSILE BAR DENSITY 961 kg/m*
• STRESS-CRACKING FAILURE
FIG 54
ENVIRONMENT: 
TEMPERATURE :
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY:
JO 100 1000 K>000 HOURS
HDPE PIPES AND TENSILE BARS
200x18.2 mm MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min
WATER MELT INDEX MI21 6: 16.2 g/10 min
60 °c FLOW RATIO MI21 6/MI5: 27
ONE-AXIAL TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
959 kg/m* TENSILE BAR DENSITY 961 kg/m*
• STRESS-CRACKING FAILURE
6.4 Stavprovning vid + 80°C, Stavoriente­
ringens inverkan på töjningskurvorna
För att undersöka huruvida stavarnas orientering i rör­
väggen påverkar provningsresultaten har provningar ut­
förts på stavar som varit uttagna i såväl längs- som 
tangentiell riktning i rörväggen, fig. 55-58. De i 
figurerna redovisade spridningsområdena för töjningar- 
na i stavarna har baserats på provningar av fem stavar 
på varje spänningsnivå. Motsvarande provningar har 
även utförts på stavar av en annan PEH-råvara, fig. 
61-64. I de sistnämnda figurerna har de redovisade 
spridningsområdena för töjningskurvorna baserats på 
provningar av tre provstavar på varje spänningsnivå.
De erhållna resultaten från provningarna av stavar, 
vilka uttagits i längd resp. tvärriktningen i rören, 
visar att några större skillnader inte förekommer, 
fig. 59-60 resp. 65-66. För stavarna av bägge råva­
rorna överensstämmer såväl töjningskurvor som tider 
till sprödbrott då stavarna är uttagna i rörets läng- 
resp. tvärriktning.
o 
©<
*>
FIG 55 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m*
ENVIRONMENT: WATE R
MELT INDEX MI,:
MELT INDEX MI,
0.60 g/10 min
16.2 g/10 min
FLOW RATIO MI21 g/MIgî 27 
TEMPERATURE: +80
STRESS-CRACKING FAILURE
FIG 56 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m*
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MI,
0.60 g/10 min
21 6. 16.2 g/10 min
FLOW RATIO MI21 g/MIg: 27 
TEMPERATURE: + 80 °C
• STRESS-CRACKING FAILURE
60
HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPEFIG 57
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min
TENSILE BAR ORIENTATION: TANGENTIAL MELT INDEX MI21 6: 16 • 2 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m3 FLOW RATIO MI21>6/MI5: 27
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE: + 80 °c
<& STRESS-CRACKING FAILURE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: TANGENTIAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m3
ENVIRONMENT: WATE R
MELT INDEX MI5 
MELT INDEX MI-
FLOW RATIO MI2 
TEMPERATURE:
0.60 g/10 min 
16.2 g/10 min 
27
■ 80 °C
• STRESS-CRACKING FAILURE
61
10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HOPE
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL TANGENTIAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 961
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0 .60
MELT INDEX MI21 6 <9/10 min) 16.2
FLOW RATIO MI 21 g/MI5 27
TEMPERATURE (°C) + 80
ENVIRONMENT WATER
• STRESS-CRACKING FAILURE
10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HOPE
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL TANGENTIAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 961
MELT INDEX MI5 (g/10 min) 0 .60
MELT INDEX MI216 (g/10 min) 16.2
FLOW RATIO MI21>6/MI5 27
TEMPERATURE (°C) + 80
ENVIRONMENT WATER
0 STRESS-CRACKING FAILURE
62
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 963 kg/m*
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MI,
MELT INDEX MI,
TEMPERATURE :
0.34 g/10 min
12.6 g/10 min
STRESS-CRACKING FAILURE
e %
10000 HOURS
FIG 62 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 963 kg/ms
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MIg: 0.34 g/10 min
MELT INDEX MI21 g: 12.6 g/10 min
FLOW RATIO MI21 g/MIg: 37
TEMPERATURE: + 80 °C
• STRESS-CRACKING FAILURE
63
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: TANGENTIAL 
TENSILE BAR DENSITY: 963 kg/m’
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MI*.
MELT INDEX MI,
FLOW RATIO MI2 
TEMPERATURE :
0.34 g/10 min
12.6 g/10 min
6/MI5: 37 
+ 80
• STRESS-CRACKING FAILURE
10000 HOURS
FIG 64 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI&: 0.34 g/10 min
TENSILE BAR ORIENTATION: TANGENTIAL MELT INDEX MI21>6: 12,6 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 963 kg/m* FLOW RATIO MI21 g/MI5! 37
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE: +80 °c
• STRESS-CRACKING FAILURE
€ %
10000 HOURS1000
FIG 65 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS (nun) 200x18.2
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL TANGENTIAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 963
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0 .34
MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 12.6
FLOW RATIO MI21 g/MIg 37
TEMPERATURE (°C) + 80
ENVIRONMENT WATER
• STRESS-CRACKING FAILURE
64
e %
= 5 H
10000 HOURS
FIG 66 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL TANGENTIAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 963
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0 .34
MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 12.6
FLOW RATIO MI21 g/MI5 37
TEMPERATURE (°C) + 80
ENVIRONMENT WATER
• STRESS-CRACKING FAILURE
65
6.5 Stavprovning vid + 80°C. Töinings- 
kurvor för stavar av olika råvaror
För sammanlagt fyra olika PEH-råvaror har stavprov­
ningar utförts vid ett antal olika spänningsnivåer, 
fig. 55-56, 61-62 samt 67-73. Provningsresultaten 
har i ovannämnda figurer redovisats i form av töj- 
ningskurvor med angivna spridningsområden. De redo­
visade kurvorna bygger samtliga på provningar av 3-5 
stavar' uttagits i rörets längdriktning 3 mm
från insidan av rörväggen.
Från det redovisade provningsmaterialet kan följande 
iakttagelser göras:
1. Den uppmätta spridningen i töjningsvärdena är 
ungefär densamma för samtliga råvaror.
2. Vid de spänningsnivåer där sprödbrott inträffar
i stavarna är töjningskurvorna ungefär rätlinjiga 
eller svagt konvext krökta.
f *
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m*
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MIC:
MELT INDEX MI-A21 .6
FLOW RATIO MI21 g/MI5: 47 
TEMPERATURE: +80
0.21 g/10 min
9.9 g/10 min
• STRESS-CRACKING FAILURE
66
e x
10000 HOURS1000
FIG 68 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m3
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MI5: 0.21 g/10 min
MELT INDEX MI21 g: 9.9 g/10 min
FLOW RATIO MI21 g/MIgi 47 
TEMPERATURE: + 80 °C
• STRESS-CRACKING FAILURE
e x
0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 HOURS
FIG 69 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x7.7 mm MELT INDEX MIC
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL MELT INDEX MI
5 •
21 .6'
0.43 g/10 min
14.4 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 
ENVIRONMENT:
958
WATER
kg/m3 FLOW RATIO MI21.6'
TEMPERATURE:
• STRESS-CRACKING FAILURE
10000 HOURS
FIG 70 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 400x33 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 959 kg/m3
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MI,:
MELT INDEX MI,
FLOW RATIO MI,
TEMPERATURE :
1.8 g/10 min
21.4 g/10 min
STRESS-CRACKING FAILURE
PIPE DIMENSIONS: 400x33 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 959 kg/m3
ENVIRONMENT: WAT E R
MELT INDEX MIg 
MELT INDEX MI-
1.8 g/10 min
21.4 g/10 min
FLOW RATIO MI21>6/MI5: 12 
TEMPERATURE: +80
• STRESS-CRACKING FAILURE
68
e x
10000 HOURS
FIG 72 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 315x12.7 mm MELT INDEX MV 2.3 g/10 min
TENSILE BAR ORIENTATION
TENSILE BAR DENSITY:
: LONGITUDINAL
957 kg/m*
MELT
FLOW
INDEX
RATIO
MI21.6= 
mi2i 6/mi5:
25.9
1 1
g/10 min
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE: +80 °C
• STRESS-CRACKING FAILURE
€ X
FIG 73 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 315x12.7 nun MELT INDEX MI
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 957 kg/m*
ENVIRONMENT: WATER
MELT INDEX MI
5 *
21 .6 :
21.6/
2.3 g/10 min
25.9 g/10 min
TEMPERATURE :
• STRESS-CRACKING FAILURE
3. Vid höga spänningsnivåer där brotten är av seg ka­
raktär erhålls konkava tö jningskurtvor .
4. Spridningen i uppmätta tider till sprödbrott upp­
går för samtliga råvaror normalt till en halv de- 
kad.
En jämförelse mellan töjningskurvorna för stavarna av 
olika råvaror, fig. 74-75, visar att vissa skillnader 
föreligger mellan uppmätta brottider för de olika sta­
varna. Vid spänningsnivån 7 N/mm2 (70 kp/cm2) erhölls 
för stavar av två olika råvaror segt brott efter ca 
0,1 resp. 4 timmar, medan i stavar av en tredje råvara 
(Ml,. = 1,8) sprödbrott erhölls efter ca 30 timmar.
Vid övriga spänningsnivåer var skillnaderna mellan 
uppmätta töjningskurvor relativt små, dock erhölls 
genomgående något mindre töjningar för stavarna av 
råvaran med det högsta MI--värdet än för övriga sta­
var. Vad gäller tiderna till sprödbrott kan observe­
ras att de kortaste brottiderna genomgående uppmätts 
för stavarna med MI_ =1,8 medan de längsta brottider­
na erhållits för stavarna med MI- = 0,34. Dvs. de 
stavar som vid spänningsnivån 7 N/mm2 uppvisade den 
största hållfastheten gav vid lägre spänningsnivåer 
klart sämre brottider än övriga stavar. Orsaken till 
de stora skillnader i brottider som uppmätts vid 
spänningsnivån 7 N/mm2 beror sannolikt på att denna 
spänning ligger inom det område där omslaget sker 
från segt till sprött brottbeteende. Provstavarna 
från två av råvarorna gav därför segbrott medan 
provstavarna från råvaran med MI- =1,8 gav spröd­
brott .
0 01 0,1 1 io 100 1000 10000 HOURS
FIG 74 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS (nun) 200x18.2 200x18.2 200x18.2 400x33
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL LONGITUDINAL LONGITUDINAL LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 961 963 961 959
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0.60 0.34 0.21 1.8
MELT INDEX MI21<6 (g/10 min) 16.2 12.6 9.9 21.4
FLOW RATIO MI21 g/MIg 27 37 47 12
TEMPERATURE (°C) + 80 + 80 + 80 + 80
ENVIRONMENT WATER WATER WATER WATER
• STRESS-CRACKING FAILURE
e x
0t01 0,1 1 10 100 1000 10000 HOURS
FIG 75 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
—
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2 200x18.2 200x18.2 400x33
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL LONGITUDINAL LONGITUDINAL LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 961 963 961 959
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0.60 0.34 0.21 1.8
MELT INDEX MI2<| g (g/10 min) 16.2 12.6 9.9 21.4
FLOW RATIO MI21 g/MI5 27 37 47 12
TEMPERATURE <°C) f 80 + 80 + CD o + 80
ENVIRONMENT WATER WATER WATER WATER
STRESS-CRACKING FAILURE
En jämförelse mellan uppmätta brottöjningar vid +80 C 
för olika polyetenråvaror som funktion av spännings- 
nivån, fig. 124, visar att brottöjningarna vid låga 
spänningsnivåer är ungefär lika stora för de olika 
polyetenråvarorna. Större skillnader i brottöjnings- 
värden kan observeras först vid de spänningsnivåer 
där omslaget sker från sprött till segt brott. Att 
överensstämmelsen mellan brottöjningarna för de olika 
råvarorna är god vid låga spänningsnivåer beror i 
första hand på att töjningskurvorna vid dessa spän­
ningsnivåer är mycket flacka (se fig. 55-73). Oav­
sett när de spröda brotten inträffar, sker dessa vid 
i stort sett samma töjningsvärden. Detta förklarar 
varför likartade brottöjningar erhålls för stavar av 
olika polyetenråvaror vid låga spänningsnivåer, trots 
att stora skillnader i brottider föreligger (se fig. 
74-75).
N/mrrf
FIG 124 ELONGATION AT BURST FOR STATICALLY LOADED TENSILE BAR8 OF HDPE
PIPE DIMENSIONS (mm)
TENSILE BAR ORIENTATION
TENSILE BAR DENSITY (kg/m* )
MELT INDEX MIj (g/10 mil})
MELT INDEX MIjj <9/10 min)
FLOW RATIO MI21 g/MIj 
TEMPERATURE (°C)
ENVIRONMENT
200x18.2
LONGITUDINAL
961
0.60
16.2
27
«- 80
WATER
200x18.2
LONGITUDINAL
963
0.34
12.6
37
+ 80
WATER
200x18.2
-ONGITUDINAL
961
0.21
9.9
47
♦ 80
WATER
400x33
LONGITUDINAL
959
1.8
21.4
12
+ 80
WATER
72
6.6 Stavprovning vid + 80°C. Töjningskurvor 
för stavar från rör av olika godstjocklek
Provningar av stavar, vilka uttagits från rör med oli­
ka väggtjocklekar, har utförts i begränsad omfattning, 
fig. 76. Provningarna har utförts på stavar, vilka 
uttagits från 0 200 rör av två olika tryckklasser. 
Bägge rören har varit tillverkade av samma råvaru- 
material, men en smärre skillnad i smältindexvärdena
10000 HOURS
FIG 76 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
RIPE DIMENSIONS (ram) 200x18.2
200x7.7
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL
LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m1) 963 958
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0.34 0.43
MELT INDEX >«21.6 (g,/10 min) 12.6 14.4
FLOW RATIO MI21.6/MI5 37 34
TEMPERATURE (°C) + 80 + 80
ENVIRONMENT WATER WATER
• STRESS-CRACKING FAILURE
73
för de färdiga rören har emellertid kunnat konstate­
rats. Resultatet från provningarna visar att smärre 
skillnader föreligger mellan de erhållna töjnings- 
kurvorna. Skillnaden är störst vid spänningsnivån 
6 N/mm2 (60 kp/cm2), dvs. vid den spänningsnivå som 
ligger närmast omslaget från segt till sprött brott­
beteende. De erhållna, skillnaderna mellan töjnings- 
kuvorna kan till viss del antas bero på densitets- 
skillnaden mellan stavarna. Av erhållna töjnings- 
kurvorna att döma tycks stavarna från det tunnväg- 
giga röret (högre Ml^-värde och lägre densitet än 
för det tjockväggiga röret) uppvisa något sämre 
sprödbrottsegenskaper än stavarna från det tjock- 
väggiga röret. Skillnaderna är dock små och prov­
ningsunderlaget är alltför begränsat för att några 
närmare slutsatser skall kunna dras från de erhållna 
resultaten.
6.7 Rörprovning vid + 80°C
Registrering av diameterökningen vid tryckprovning 
samt uppmätning av brottider har utförts för rör till­
verkade av tre olika råvaror, fig. 77-82. Provningarna 
har för rören från två av råvarorna utförts med sådana 
ändförslutningar att inga längdspänningar uppkommer i 
rören på grund av det invändiga vattentrycket. Rören 
som varit tillverkade av den tredje råvaran har huvud­
sakligen tryckprovats med tvåaxligt spänningstillstånd 
i rören, fig. 81-82. Några tryckprovningar av sist­
nämnda rör har emellertid även utförts med enaxligt 
spänningstillstånd i rören, fig. 80.
Vid de utförda tryckprovningarna med tvåaxligt spän­
ningstillstånd i rören har vid låga spänningsnivåer 
brott ofta inträffat i form av sprickor vinkelrätt 
mot rörets längdriktning vid ändförslutningarnas in­
fästning i rörväggen. Dessa brott har normalt ej 
beaktats utan provningen har i stället utförts på 
nytt. Vid spänningsnivån 4 N/mm2 (40 kp/cm2) har 
emellertid trots upprepade omprovningar brotten all­
tid skett vid ändförslutningarna. De i fig. 81 an­
givna brottiderna vid denna spänningsnivå avser brott­
tider som erhållits för ovannämnda brottyp och har 
därför angivits inom parentes.
10000 HOURS
FIC 77 PERIPHERAL ELONGaTION IN HD°E PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS: 
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY: 
ENVIRONMENT :
200x18.2 mm 
ONE-AXIAL 
959 kg/m3
WATER
MELT INDEX MIg: 
MELT INDEX MI-., 
FLOW RATIO MI21 
TEMPERATURE :
0.60 g/10 min
16.2 g/10 min
27
80 °c
• STRESS-CRACKING FAILURE
e %
10000 HOURS
PERIPHERAL ELONGATION IN HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSUREFIG 78
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min
STATE OF STRESS : ONE-AXIAL MELT INDEX MI21>g: 16.2 g/10 min
MEAN DENSITY: 959 kg/m3 FLOW RATIO MI21 6/MI5: 27
ENVIRONMENT : WATER TEMPERATURE: +80 °c
• STRESS-CRACKING FAILURE
75
e %
10000 HOURS
FIG 79 PERIPHERAL ELONGATION IN HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI$: 0.21 g/10 min
STATE OF STRESS: ONE-AXIAL MELT INDEX MI21 g: 9.9 g/10 min
MEAN DENSITY: 959 kg/m* FLOW RATIO MX21 6/MI5t 47
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE: +80 °c
• STRESS-CRACKING FAILURE
ex
10000 HOURS
FIC 80 PERIPHERAL ELONGATION IN HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS: 
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY: 
ENVIRONMENT :
200x18.2 mm 
ONE-AXIAL 
961 kg/m*
WATER
MELT INDEX MI^. 0.34
MELT INDEX MI21 g: 12.6
FLOW RATIO MI21 g/MI5: 37
TEMPERATURE : + 80
g/10 min 
g/10 min
oC
• STRESS-CRACKING FAILURE
100 1000 10000 HOURS0,01 0,1 1 10 
FIC 81 PERIPHERAL ELONGATION IN HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS: 
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY: 
ENVIRONMENT :
200x18.2 mm 
BI-AXIAL 
961 
WATER
kg/m3
MELT INDEX MIgS 
MELT INDEX MI21 g 
FLOW RATIO MI21 g/MIgî 37 
TEMPERATURE: + 80
0.34 g/10 min
12.6 g/10 min
STRESS-CRACKING FAILURE
e x
10000 HOURS
FIG 82 PERIPHERAL ELONGATION IN HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MIj*. 0.34 g/10 min
STATE OF STRESS: BI-AXIAL MELT INDEX MI21 g: 12.6 g/10 min
MEAN DENSITY: 961 kg/m3 FLOW RATIO MI21.6/MI5: 37
ENVIRONMENT : WATER TEMPERATURE: +80 °c
• STRESS-CRACKING FAILURE
77
£ X
K>000 HOURS
FIG 83 PERIPHERAL ELONGATION IN HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
—
PIPE DIMENSIONS (ram) 200x18.2 200x18.2
STATE OF STRESS ONE-AXIAL ONE-AXIAL
MEAN DENSITY (kg/m*) 959 959
MELT INDEX MI5 (g/10 min) 0.60 0.21
MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 16.2 9.9
FLOW RATIO MI21>6/MI5 27 47
TEMPERATURE <°C) + 80 + 80
ENVIRONMENT WATER WATER
• STRESS-CRACKING FAILURE
En jämförelse mellan de erhållna resultaten visar att 
de uppmätta diameterökningarna är ungefär desamma i 
de olika rören om rören utsätts för samma belstnings- 
fall, fig. 83-84. Vid olika spänningstillstånd i rö­
ren erhålls olika stora diameterökningar, fig. 85. 
Utsätts rören för tvåaxlig belastning av invändigt 
vattentryck blir den initiella diameterökningen mind­
re än om rören varit enaxligt belastade. Töjnings- 
tillväxten sker emellertid snabbare då rören är två- 
axligt belastade.
40
FIG 84 PERIPHERAL ELONGATION IN HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
PIPE DIMENSIONS (nan) 200x18.2 200x18.2
STATE OF STRESS ONE-AXIAL ONE-AXIAL
MEAN DENSITY (kg/m*) 961 959
MELT INDEX MI$ (g/1Q min) 0.34 0.60
MELT INDEX MI21 g (g/10 min) 12.6 16.2
FLOW RATIO MI?1 g/MI5 37 27
TEMPERATURE <°c> + 80 + 80
ENVIRONMENT WATER WATER
# STRESS-CRACKING FAILURE
€ X
10000 HOURS
FIG 85 PERIPHERAL ELONGATION IN HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
—----------------
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2
STATE OF STRESS ONE-AXIAL BI-AXIAL
MEAN DENSITY (kg/mJ) 961
MELT INDEX MI5 (g/10 min) 0. 34
MELT INDEX MI 21 g (g/10 min/ 12 .6
FLOW RATIO MI21 g/MI5 37
TEMPERATURE (°C) + 80
ENVIRONMENT WATER
• STRESS-CRACKING FAILURE
6.8
79
Jämförelser mellan töjningar i rör
och stavar
Trots att rören och stavarna varit utsatta för helt 
skilda belastningsfall erhålls en likartad töjnings- 
tillväxt i rör och stavar i de fall rören tryckpro- 
vats under enaxligt spänningstillstånd, fig. 86-87. 
överensstämmelsen mellan töjningskurvorna för en­
axligt belastade rör och provstavar är visserligen 
inte fullständig, men kurvorna uppvisar ändå påfal­
lande likheter. Vid de högsta spänningsnivåerna, där 
brotten till övervägande del är av seg karaktär, er­
hålls en kraftigare töjningstillväxt i rören än i 
stavarna. Detta är naturligt med tanke på att ring­
spänningen i rören ökar linjärt med diameterökningen 
i rören. Vid ovannämnda spänningsnivåer erhålls 
stora töjningar i rörväggen, vilket medför att rören 
utsätts för större spänningar än stavarna och därmed 
erhåller en kraftigare töjningstillväxt. Vid lägre 
spänningsnivåer uppvisar töjningskurvorna för rören 
och stavarna i stort sett samma lutning. Däremot er­
hålls avsevärt längre brottider för stavarna än för 
rören.
e %
10000 HOURS
FIG 86 ELONGATIONS IN HDPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MI5: 0.21 g/10 min
ENVIRONMENT: WATER MELT INDEX MI21 ß: 9.9 g/10 min
TEMPERATURE :
UOo00+ FLOW RATIO MI216/MI5: 47
PIPE------------------------ TENSILE BAR
STATE OF STRESS: ONE-AXIAL TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
MEAN DENSITY: 959 kg/m* TENSILE BAR DENSITY 961 »tg/i
• STRESS-CRACKING FAILURE
<4jO 
O
80X
5 N/mm3
4 N/mm3
10000 HOURS
FIG 87 ELONGATIONS IN HDPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 nun MELT INDEX MIg: 0.60 g/10 min
ENVIRONMENT: WATER MELT INDEX MI21 g: 16.2 g/10 min
TEMPERATURE : + ce o 0 O FLOW RATIO MI21 g/MI^ 27
STATE OF STRESS: ONE-AXIAL TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
MEAN DENSITY: 959 kg/m* 1 2 3 TENSILE BAR DENSITY 961 kg/m3
® STRESS-CRACKING FAILURE
När rören tryckprovats under tvåaxligt spänningstill­
stånd erhålls större skillnader mellan töjningstillväx- 
ten i rör och stavar än vid enaxlig tryckprovning, fig. 
88-89. Vid tvåaxligt spänningstillstånd i rören blir 
den radiella töjningen i rören avsevärt mindre än när 
rören tryckprovats under enaxligt spänningstillstånd. 
Härigenom erhålls större skillnader mellan töjnings- 
förloppen i rören och stavarna. Speciellt kan note­
ras att rören uppvisar en avsevärt mindre initialtöj- 
ning än stavarna, men att töjningstillväxten i rören 
sker snabbare än i stavarna.
6.9 Erhållna resultat. Sammanfattning
De erhållna resultaten från rör- och stavprovningarna 
vid förhöjd temperatur kan sammanfattas enligt föl­
jande :
1. Vid höga spänningsnivåer erhålls samma typ av töj- 
ningsförlopp i rör och stavar som vid + 20UC. Dvs.
töjningskurvorna är rätlinjiga upp till ca 10 %-töjning 
och antar därefter en krökt form.
2. Vid lägre spänningsnivåer är töjningskurvorna
för rör och stavar rätlinjiga eller svagt konvext krök­
ta, och vid dessa spänningsnivåer inträffar sprödbrott 
(stress-cracking) i materialet.
3. Den uppmätta spridningen i töjningsvärden har va­
rit lika stor för samtliga råvaror, och överensstämmer 
till storleken med den spridning som uppmätts vid
+ 20 C.
81ex
°.1 10000 HOURS
FIG 88 ELONGATIONS IN HOPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE DIMENSIONS: 
ENVIRONMENT: 
TEMPERATURE :
200x18.2 mm 
WATER
+ 80 °C
MELT INDEX MI.:
MELT INDEX MI-
FLOW RATIO MI-
0.34 g/10 min
12.6 g/10 min
./MI«.: 37
PIPE
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY:
BI-AXIAL
961 kg/m*
TENSILE BAR---------------------------
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY 963 kg/m*
• STRESS-CRACKING FAILURE
e x
FIG 89 ELONGATIONS IN HDPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE DIMENSIONS: 
ENVIRONMENT: 
TEMPERATURE :
200x18.2 mm 
WATER
+ 80 °C
MELT INDEX MI&:
MELT INDEX MI21 g: 
FLOW RATIO MI-, ./MI.:
0.34 g/10 min 
12.6 g/10 min 
37
PIPE
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY:
BI-AXIAL
961 kg/m*
TENSILE BAR---------------------------
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY 963 kg/m*
• STRESS-CRACKING FAILURE
4. Ingen signifikant skillnad föreligger mellan töj- 
ningskurvor för stavar som uttagits i rörets längd- 
resp. tvärriktning. Inte heller kan några skillnader 
i tider till sprödbrott observeras för ovannämnda 
stavar.
5. Spridningen i brottider för de spröda brotten i 
rör och stavar är lika för samtliga råvaror och upp­
går till ca 0,5 dekader.
6. Vid spänningsnivåer i närheten av omslaget från 
segt till sprött brottbeteende i stavarna uppvisar 
stavarna av olika råvaror helt olika töjningsegen- 
skaper.
7. Betydande skillnader i tider till sprödbrott kan 
uppmätas för stavar av olika råvaror.
8. Töjningskurvorna för enaxligt belastade rör och 
provstavar, uttagna nära rörväggens insida, är nära 
överensstämmande för töjningar understigande 10 %.
9. Avsevärt längre tider till sprödbrott erhålls emel 
lertid för stavarna än för rören.
10. Om rören utsätts för ett tvåaxligt spänningstill- 
stånd erhålls genomgående mindre töjningar men samti­
digt en snabbare töjningstillväxt än om rören varit 
enaxligt belastade.
11. Tiderna till sprödbrott påverkas även av spännings 
tillståndet i rören.
6.10 Teoretisk behandling av redovisade 
töjningskurvor
I rapporten redovisade töjningsdata för rör och stavar 
fig. 7-89, torde sannolikt kunna användas för en teo­
retisk beskrivning av töjningsförloppet i polyeten i 
form av en approximativ konstitutiv ekvation. En dy­
lik teoretisk behandling av de redovisade töjningsvär- 
dena ligger emellertid utanför ramen för denna rap­
port. Det bör i detta sammanhang dock framhållas att 
en konstitutiv ekvation endast kan användas för att be 
stämma töjningen i polyeten som funktion av spänning, 
tid och temperatur. En dylik ekvation ger inga upp­
lysningar om när spröda brott kan förväntas i materia­
let och ekvationen kan således inte användas för att 
beräkna läget på den branta delen av brottkurvan för 
PEH-rör (jmf fig. 1).
7 UPPMÄTTA BROTTIDER. JÄMFÖRELSE
MELLAN RÖR- OCH STAVPROVNINGSMETOD
7.1 Brottkurvor för stavar
Som framgått av tidigare har stavprovningarna omfattat 
uppmätningar av töjningstillväxten i stavarna tills 
dess att 50 % förlängning eller sprödbrott inträffat 
i stavarna. Med hjälp av de erhållna brottiderna har 
brottkurvor för de olika stavarna uppritats, se fig. 
90-93. Dessa brottkurvor har liksom brottkurvorna för 
rören en flack del samt en brant del. Den flacka de­
len av brottkurvorna för stavarna är i egentlig me­
ning ingen brottkurva utan representerar endast 50 % 
förlängning av provstavarna. På den branta delen av 
brottkurvorna har spröda brott erhållits i provstavarna.
En jämförelse mellan de olika brottkurvorna visar att 
skillnader föreligger mellan de olika materialen, fig. 
94. Speciellt påtagliga är skillnaderna mellan de 
spröda brottkurvorna. Stavarna med det högsta Mlg- 
värdet uppvisar de kortaste brottiderna medan stavarna 
med låga MI värden har en bättre sprödbrottshållfast- 
het. Dessutom uppvisar stavarna med de sämsta spröd- 
brottsegenskaperna den högsta segbrottshållfastheten 
vid + 80°C, medan de stavar som uppvisar den klart 
lägsta segbrotthållfastheten vid ovannämnda tempera­
tur har den bästa sprödbrotthållfastheten. Det sist­
nämnda förhållandet kan också uttryckas så att omsla­
get från segt till sprött brottbeteende vid + 80 C 
bör ske vid en så låg spänningsnivå som möjligt för 
att materialet skall ha en hög sprödbrottshållfasthet.
N/mm'
84
0,1 1 10 IO2 IO3 104 IO5 106 HOURS
50 YEARS
FIG 90 FAILURE CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
RAW MATERIAL: A q DUCTILE FAILURE
TENSILE BAP. DENSITY 961-962 •STRESS-CRACKING FAILURE
ENVIRONMENT: AT + 20°C AIR;
AT + 80°C WATER
a N/mm2
50 YEARS
FIG 91 FAILURE CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OP HDPE
RAW MATERIAL: C O DUCTILE FAILURE
TENSILE BAR DENSITY: 963; (958) kq/m* • STRESS-CRACKING FAILURE
ENVIRONMENT: WATER
# N/mm5
10® HOURS
50 YEARS
FIG 92 FAILURE CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HOPE
RAW MATERIAL: B O DUCTILE FAILURE
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m* • STRESS-CRACKING FAILURE
ENVIRONMENT: WATER
<r N/mmJ
K>® HOURS
50 YEARS
FIG 93 FAILURE CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
RAW MATERIAL: D O DUCTILE FAILURE
TENSILE BAR DENSITY: 959 kg/m1 • STRESS-CRACKING FAILURE
ENVIRONMENT: AT + 20°C AIR AND WATER;
AT + 80°C WATER
86
o N/mm3
50 YEARS
FAILURE CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
RAW MATERIAL DENSITY MELT INDEX MI5
B
C
A
D
961
963 (958) 
961-962 
959
0.60 
0.34 
0.21 
1 .8
7.2 Brottkurvor för rör
De uppmätta brottkurvorna för rören har i fig. 95-97 
jämförts med de minimibrottkurvor för PEH-rör som 
svensk och internationell standard är baserad på.
De uppmätta brottiderna ligger med något undantag 
genomgående över de tider som standardkurvorna anger. 
På grund av att antalet rörprover varit begränsat 
har en noggrann bestämning av brottkurvornas form 
inte kunnat utföras. Brottkurvorna har därför 
ritats schematiskt och avviker därför i vissa fall 
något från standardkurvornas form.
Rören från en av råvarorna, fig. 96, har delvis tryck- 
provats under såväl en- som tvåaxligt spänningstill- 
stånd. I detta fall kan en tydlig skillnad konstate­
ras mellan de spröda brottkurvorna, även om antalet 
utförda tryckprovningar är relativt få. Tryckprovas 
rören under tvåaxligt spänningstillstånd erhålls en 
flackare lutning på den spröda delen av brottkurvan 
än om provningen sker under enaxligt spänningstill­
stånd. Brottiderna vid låga spänningsnivåer blir 
härigenom längre då rören tryckprovas under tvåaxligt 
spänningstillstånd.
87
a N/mm2
10* HOURS
50 YEARS
FIG 95 FAILURE CURVES FOR HDPE PIPES
MELT INDEX MI5: 
STATE OF STRESS: 
MEAN DENSITY: 
ENVIRONMENT:
0.21 g/10 min. O 
ONE-AXIAL • 
959 kg/m>
WATER
SUBJECTED TO INTERNAL
DUCTILE FAILURE 
STRESS-CRACKING FAILUIE
PRESSURE
-BI-AXIAL STATE OF STRESS
10* HOURS
50 YEARS
FIG 96 FAILURE CURVES FOR HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
MELT INDEX MI&: 0.34 g/10 min O DUCTILE FAILURE
STATE OF STRESS: - • STRESS-CRACKING FAILURE
MEAN DENSITY: 961 kg/m* ■ -"- (BI-AXIAL
STATE OF STRESS)
ENVIRONMENT: WATER
88
10* HOUR!
FIG 97 FAILURE CURVES FOR HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
MELT INDEX MI.: 0.60 g/10 min. O DUCTILE FAILURE
STATE OF STRESS: ONE-AXIAL • STRESS-CRACKING FAILURE
MEAN DENSITY: 959 kg/mJ
ENVIRONMENT: WATER
En jämförelse mellan de uppmätta brottkurvorna för rör 
av olika råvaror visar att skillnaderna mellan kurvorna 
är störst på den branta delen av kurvorna, fig..98. 
Lutningen hos de olika kurvorna är inom det spröda 
brottområdet i det närmaste identisk, da rören tryck- 
provats under samma spänningstillstånd,^men brottkur- 
kurvorna ligger förskjutna i sidled. Sålunda erhålls 
i detta fall samma ordningsföljd mellan brottkurvorna 
för rören som erhållits för stavarna, fig. 94, dvs. de 
tidigaste sprödbrotten har erhållits för rören med det 
högsta MI -värdet. Den inbyggda spänningen har vidare 
varit av ungefär samma storleksordning i samtliga rör, 
jmfr tabell 3, varför denna inte torde påverka det in­
bördes förhållandet mellan de olika brottkurvorna i^ 
någon större utsträckning. Av fig. 98 framgår tydligt 
att spänningstillståndet påverkar brottiderna för rö­
ren. I det fall rören tryckprovats under ett tvåaxligt 
spänningstillstånd erhålls en mycket flackare brott­
kurva inom det spröda området än när rören provats med 
enaxligt spänningstillstånd. De erhållna brottkurvor­
na vid + 20°C uppvisar mindre skillnader. Rören, som 
tillverkats av råvaran med MI,- = 0,34, har emellertid 
till skillnad från de övriga fören tryckprovats med 
tvåaxligt spänningstillstånd vid + 20 C. Brottkurvan 
för dessa rör ligger något förskjuten till höger i för­
hållande till de övriga brottkurvorna, vilket sannolikt 
beror på skillnaden i spänningstillstånd vid tryckprov— 
ningen.
■ONE-AXIAL STATE OF STRESS
10® HOURS
SO YEARS
FIG 98 FAILURE CURVES FOR HOPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
MI5 MEAN DENSITY
0.60 959 
0.34 961 
0.21 959
7.3 Jämförelse mellan brottkurvor 
för rör och stavar
En jämförelse mellan uppmätta brottkurvor för rör och 
stavar av olika PEH-råvaror visar att vissa karaktäris 
tiska skillnader föreligger, fig. 99-101. De spröda 
brotten inträffar senare i stavarna än i rören och 
dessutom har den branta delen av brottkurvan olika lut 
ning för enaxligt belastade rör och stavar. Om rören 
tryckprovas under tvåaxligt spänningstillstånd tycks 
emellertid brottkurvornas lutning vara lika för såväl 
rör som stavar, fig. 100. Skillnaderna mellan brott­
kurvorna för rör och stavar vid + 20 C är emellertid
90
106 HOURS
50 YEARS
FIG 99 FAILURE CURVES FOR HDPE PIPES AND TENSILE BARS
--------- TENSILE BAR MELT INDEX MI5 - 0.21 g/10 min.
______ _ ___ PIPE (ONE-AXIAL
“ ""“STATE 07 STRESS)
)06 HOURS
50 YEARS
FIG 100 FAILURE CURVES FOR HDPE PIPES AND TENSILE BARS
. ... . TENSILE BAR MELT INDEX MI5 = 0.34 g/10 min.
---------- PIPE (BI-AXIAL
STATE OF STRESS)
91
a N/mm2
106 HOURS
50 YEARS
FIG 101 FAILURE CURVES FOR HOPE PIPES AND TENSILE BARS
----------- TENSILE BAR MELT INDEX MIg - 0.60 g/10 min.
-----------  PIPE (ONE-AXIAL
STATE OF STRESS)
7.4 Stavprovning i vätmedelhaltigt vatten
I syfte att erhålla kortare tider till sprödbrott i sta­
varna och därigenom erhålla en bättre överensstämmelse 
mellan brottider i rör och stavar har några stavprov­
ningar utförts i vätmedelhaltigt vatten. Stavarna har 
i dessa fall provats i en 2 %-ig vattenlösning av 
Arkopal N-090 (fabr. Hoechst). Stavprovningarna har 
för övrigt bedrivits på samma sätt som tidigare, dvs. 
förlängningen i stavarna har uppmätts fram till brott.
De töjningskurvor som härvid erhållits, fig. 102-107, 
överensstämmer i stort med de kurvor som erhållits
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/ms
ENVIRONMENT: WATER CONTAINING
2 % ARKOPAL
MELT INDEX MI,
MELT INDEX MI-
0.60 g/10 min
16.2 g/10 min
FLOW RATIO MI21 6/MI5: 27 
TEMPERATURE: +20
STRESS-CRACKING FAILURE
FIG 103 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm MELT INDEX MV 0.60 g/10 min
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL MELT INDEX “21.6; 16.2 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/ms FLOW RATIO MI21.6/MI5= 27
ENVIRONMENT: WATER CONTAINING TEMPERATURE: +40
2 % ARKOPAL
• STRESS-CRACKING FAILURE
93
Sx
6 N/mm3
10000 HOURS
FIG 104 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m*
ENVIRONMENT: WATER CONTAINING
2 % ARKOPAL
MELT INDEX MI g : 0.60 g/10 min
MELT INDEX MI21.6= 16.2 g/10 min
FLOW RATIO MI2lVMV 27
TEMPERATURE : ♦ 60 °C
• STRESS-CRACKING FAILURE
FIG 105 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m*
ENVIRONMENT: WATER CONTAINING
2 % ARKOPAL
MELT INDEX MI&: 0.60 g/1Q min
MELT INDEX MI2116.2 g/10 min
FLOW RATIO MI21>6/MI5! 27 
TEMPERATURE: + 80 °C
• STRESS-CRACKING FAILURE
10000 HOURS
FIG 106 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY: 963 kg/m3
ENVIRONMENT: WATER CONTAINING
2 % ARKOPAL
MELT INDEX MIg : 0.34 g/10 min
MELT INDEX MI21 ç: 12-6 g/10 min
FLOW RATIO MI21 g/MIg: 37
TEMPERATURE: +80 °c
$ STRESS-CRACKING FAILURE
e %
10000 HOURS
FIG 107 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18,2 mm MELT INDEX MI5: 0.34 g/10 min
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL MELT INDEX MI21 g : 12-6 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 963 kg/m3 FLOW RATIO MI21 g/MIg: 37
ENVIRONMENT: WATER CONTAINING TEMPERATURE: +80 °c
2 % ARKOPAL
• STRESS-CRACKING FAILURE
då stavarna provats i vatten, med den skillnaden att 
sprödbrotten inträffat avsevärt tidigare än när prov­
ningarna bedrivits i vatten. Brottkurvorna för stavar 
som provats i vätmedelhaltigt vatten får därför ett 
annat utseende än när stavarna provats i vatten, fig. 
108-109. Förutom att brotten inträffar tidigare då 
stavprovningen bedrivs i vätmedelhaltigt vatten er­
hålls en flackare lutning på brottkurvorna. Det 
sistnämnda förhållandet innebär att vätmedlets acce- 
lerande inverkan på sprödbrotten i stavarna är spän- 
ningsberoende. Vid högre spänningsnivåer erhålls 
kraftigt förkortade brottider. Dessutom erhålls en 
förskjutning av "knäet" på brottVurvorna mot högre 
spänningsnivåer, vilket innebär att spröda brott er­
hålls vid vissa spänningsnivåer där segbrott skulle 
inträffat om provningen bedrivits i vatten. Vid låga 
spänningsnivåer är vätmedlets accelerande inverkan på 
sprödbrotten i stavarna relativt obetydlig.
En jämförelse mellan brottkurvorna för stavar provade 
i vätmedelhaltigt vatten och rör som tryckprovats i 
vatten visar att avvikelser mellan brottkurvornas 
form föreligger, fig. 110-111. Brottkurvorna för 
stavarna är avsevärt flackare än för rören och om­
slaget mellan sega och spröda brott inträffar vid 
högre spänningsnivåer i stavarna än för rören, Det 
är vidare endast för spänningsnivåer i området av 
"knäet" på brottkurvorna för rören som stavarna ger 
kortare brottider än rören. Mot bakgrund av dessa 
resultat kan stavprovningar i vätmedelhaltigt vatten 
knappast anses utgöra en lämplig metod att åstadkomma 
tidiga sprödbrott. i stavarna, som korrelerar med 
brottiderna för rören.
96
a N/mm?
10® HOURS
50 YEARS
FIG 108 FAILURE CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
MELT INDEX MI5: 0.60 g/10 min. O DUCTILE FAILURE
TENSILE BAR DENSITY: 961 kg/m* © STRESS-CRACKING FAILURE
ENVIRONMENT: WATER WITH
2 % ARKOPAL
a N/mm?
10° HOURS
50 YEARS
FIG 109 FAILURE CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
MELT INDEX MIg: 0.34 g/10 min. O DUCTILE FAILURE
TENSILE BAR DENSITY: 963 kg/m* • STRESS-CRACKING FAILURE
ENVIRONMENT: WATER WITH 
2 S ARKOPAL
97
10® HOURS
50 YEARS
FIG 110 FAILURE CURVES FOR HDPE PIPES AND TENSILE BARS
TENSILE BAR
PIPE (ONE-AXIAL 
STATE OF STRESS)
MELT INDEX MIji 
ENVIRONMENT:
0.60 g/10 min. 
WATER (PIPE) 
WATER WITH 
2% ARKOPAL (BAR)
10® HOURS
50 YEARS
FIG 111 FAILURE CURVES FOR HDPE PIPES AND TENSILE BARS
TENSILE BAR MELT INDEX Mlgt 0.34 g/10 min.
------------------- PIPE (BI-AXIAL ENVIRONMENT:
STATE OF STRESS)
WATER (PIPE) 
WATER WITH 
2 % ARKOPAL (BAR)
o 
o ^
96
7.5 Provning av stansade stavar
För att undersöka i vad mån ytfinishen hos stavarna 
påverkar stavprovningsresultaten har några provningar 
utförts på stavar som stansats ut ur rörväggen. De 
stansade stavarna har haft en sämre ytbeskaffenhet än 
de frästa stavarna, vilket inneburit att såväl antal 
som storlek av ytojämnheter, vilka kan tjänstgöra som 
brottanvisningar, har varit större hos de förstnämnda 
stavarna.
Provningar med stansade stavar av olika PEH-råvaror 
har utförts vid både + 20°C och + 80 C. De tö^nings- 
kurvor som erhållits vid provningarna vid + 20°C, 
fig. 112-113, uppvisar samma karaktäristiska utseende 
som erhållits vid provningar med frästa stavar. Re­
sultaten från provningarna av stansade stavar vid 
+ 80°C, fig. 114-116, visar att inga större skillna­
der i töjningshänseende föreligger mellan stansade 
och frästa stavar. Däremot erhålls kortare tider till 
sprödbrott i de stansade stavarna än i de frästa.
De utförda provningarna visar således att stavarnas 
ytfinish är av betydelse för tiderna till sprödbrott 
i stavarna.
PIPE DIMENSIONS: 400x33 mm MELT INDEX MI^: 1.8 g/10 min
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL MELT INDEX MI21 21.4 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 959 kg/m1 FLOW RATIO MI21.6/MIS: 12
ENVIRONMENT: AIR TEMPERATURE: +20 C
NOTE: STAMPED BARS
99
10000 HOURS
FIG 113 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HOPE
PIPE DIMENSIONS:
TENSILE BAR ORIENTATION: 
TENSILE BAR DENSITY: 
ENVIRONMENT:
315x12.7 nan 
LONGITUDINAL 
957 kg/m*
AIR
MELT INDEX MI5: 2.3 g/10min
MELT INDEX MI21>g: 25.9 g/10 min
FLOW RATIO MI21<6/MI5: 11
TEMPERATURE: + 20 °C
NOTE : STAMPED BARS
ex
10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 315x12.7 mm MELT INDEX MI5: 2-3 g/10 min
TENSILE BAR ORIENTATION : LONGITUDINAL MELT INDEX >«21.6= 25'9 g/10 min
TENSILE BAR DENSITY: 957 kg/m* FLOW RATIO MI21.6/MI5= 11
ENVIRONMENT: WATER TEMPERATURE: +80 °c
STAMPED BARS• STRESS-CRACKING FAILURE
MACHINED BARS
100
e %
10000 HOURS
FIG 115 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY
PIPE DIMENSIONS: 400x33 nun
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 959 kg/ra:
ENVIRONMENT: WATER
• STRESS-CRACKING FAILURE
LOADED TENSILE BARS OF HDPE
MELT INDEX Mlgt 1.8 g/10 min
MELT INDEX MI21 g: 21.4 g/1Q min
FLOW RATIO MI,1 g/MIg: 12
TEMPERATURE: + 80 °C
------------ STAMPED BARS
------------ MACHINED BARS
FIG 116 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS; 200x18.2 nun
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 961 ko/mJ
ENVIRONMENT; WATER
• STRESS-CRACKING FAILURE
MELT INDEX MV 0.60 g/10 min
MELT- INDEX MI21.6= 16.2 g/10 min
FLOW RATIO »«21.«/"V 27
TEMPERATURE: + 80 °C
STAMPED BARS
MACHINED BARS
o 
o^
»
7.6 Provningar av stavar med 
samma tjocklek som rörväggen
101
Några enstaka provningar av stavar med samma tjocklek 
som rörväggen har även genomförts för att undersöka 
om de spröda brotten i stavarna startar från den sida 
på provstaven som motsvarar rörväggens insida, eller 
om brotten startar från någon av de frästa ytorna. 
Provningen har bedrivits på samma sätt som den övriga 
stavprovningen, dvs. förlängningen har uppmätts i sta­
varna tills sprödbrott inträffat, fig. 117. Resulta­
ten från provningarna visade att brotten företrädes­
vis startade i någon av de frästa stavytorna, vilket 
innebär att dessa ytor sannolikt har farligare brott­
anvisningar än vad som förekommer på insidan av rör­
väggen vinkelrätt mot rörets längdriktning. Jämfört 
med töjningskurvorna för vanliga stavar uppvisade 
stavarna med samma tjocklek som rörväggen något stör­
re töjningar, fig. 118. Dessutom kan tiderna till 
sprödbrott i de sistnämnda stavarna anses vara något 
kortare än för de vanliga stavarna. Skillnaderna är 
dock små och några säkrare slutsatser kan svårligen 
dras från det begränsade provningsunderlaget.
FIG 117
0,1 1 10 100 1000 10000 HOURS
ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS: 200x18.2 mm
TENSILE BAR ORIENTATION: LONGITUDINAL 
TENSILE BAR DENSITY: 959 kg/ms
ENVIRONMENT: WATE R
MELT INDEX MI 5 '
MELT INDEX MI-
0.60 g/10 min
16.2 g/10 min
FLOW RATIO-MI21 g/MI5: 27 
TEMPERATURE: + 80
BARS WITH SAME THICKNESS• STRESS-CRACKING FAILURE
AS PIPE WALL
102
10000 HOURS
FIG 118 ELONGATION CURVES FOR STATICALLY LOADED TENSILE BARS OF HDPE
PIPE DIMENSIONS (mm) 200x18.2
TENSILE BAR ORIENTATION LONGITUDINAL
TENSILE BAR DENSITY (kg/m*) 961 959
MELT INDEX MIg (g/10 min) 0 .60
MELT INDEX MI21>6 (g/10 min) 16.2
FLOW RATIO MI216/MIj 27
TEMPERATURE (°C) + 80
ENVIRONMENT WATER
BARS WITH SAME THICKNESS
£ STRESS-CRACKING FAILURE ----------- AS PIPE WALL
8. OLIKA FAKTORERS INVERKAN PÂ
BROTTIDER I PEH-RÖR
8.1 Parametrar
Som framgått av resultaten från utförda rör- och stav­
provningar kan en viss korrelation härledas mellan 
brottider resp. töjningar i rör och stavar. Huvud­
syftet med undersökningarna har varit att erhålla en 
metod med vars hjälp rörkvaliteten skall kunna bedö­
mas utan att tryckprovning av rören behöver tillgripas. 
Av intresse är därför att finna en korrelation mellan 
rör- och stavprovning med vars hjälp brottiderna för 
rören skall kunna bedömas. Vad gäller de sega brotten 
i rör och provstavar har undersökningarna visat att 
dessa inträffar ungefär samtidigt om rören tryckpro­
vas under tvåaxligt spänningstillstånd. Sker prov­
ningen av rören under enaxligt spänningstillstånd er­
hålls brotten tidigare i rören än i stavarna. För de 
spröda brotten föreligger större skillnader mellan 
brottiderna i rör och stavar. Eftersom spröda brott 
är de i praktiken enda förekommande i PEH-rör är det 
viktigt att finna en god korrelation mellan brotti­
derna för rör och stavar vid denna brottyp. För att 
kunna åstadkomma detta erfordras en närmare gransk­
ning av de faktorer som i första hand kan antas be­
stämma ett PEH-rörs hållfasthetsegenskaper. Dess­
utom måste skillnaderna i belastningsfall mellan rör 
och stavar beaktas. De parametrar som i detta fall 
närmast är aktuella för fastställande av rörens håll­
fasthet är följande:
1. PEH-råvarans allmänna egenskaper som t.ex.:
a. Medelmolekylvikt
b. Molekylviktsfördelning
c. Förgreningsgrad hos molekylkedjorna
2. Tillverkningsbetingelsernas inflytande på rörets
egenskaper i form av:
a. Medeldensitet och densitetsfördelning i 
rörväggen
b. Inbyggda termiska spänningar i röret
c. Ofullkomligheter i bearbetningen, typ 
biåsbildningar och andra diskontinuiteter 
i rörväggen
d. Ytstruktur hos röret (brottanvisningar)
3. Storleksberoende
8.2 Brottyper
Som tidigare nämnts kan två olika typer av brott uppstå 
i PEH-rör. Den ena brottypen, segbrott, kännetecknas
av att brottet föregås av en kraftig deformation, vil-
104
ken ofta uppträder i ett lokalt område på röret. Den 
andra typen av brott ("stress cracking" = spännings- 
sprickning; sprödbrott) karaktäriseras av att brottet 
sker i form av en långsam spricktillväxt som så småning­
om resulterar i en spricka i rörväggen utan föregående 
stor deformation. Den förstnämnda brottypen inträffar 
vid höga spänningsnivåer medan de sistnämnda brotten 
sker vid lägre spänningsnivåer. Ovanför "knäet" på 
brottkurvorna, fig. 1, är brotten av seg karaktär medan 
kurvdelarna under "knäet" representeras av spröda brott. 
Eftersom de bägge ovannämnda brottyperna är av olika 
karaktär är det väsentligt att fastlägga vilka para­
metrar som har störst inverkan på brottiderna för res­
pektive brottyp. Det är nämligen sannolikt att vissa 
parametrar kan ha föga eller ingen inverkan på brott­
tiderna för den ena brottypen medan inverkan på brott­
tiderna för den andra typen av brott kan vara stor . 
Speciellt stort intresse har härvid de parametrar som 
påverkar tiderna för sprödbrotten.
8.3 PEH-råvarans egenskaper
Det är frän litteraturen känt att råvaruegenskaper 
som medelmolekylvikt och molekylviktsfördelning har 
en betydande inverkan på rörens hållfasthetsegen­
skaper , /1 , 3/. Detta avspeglas även i de erhållna 
resultaten, fig. 94, vilka visar att olika brottider 
erhålls för olika PEH-råvaror. Enligt uppgifter i 
litteraturen, /1/, ger en låg medelmolekylvikt (högt 
MIg-värde) upphov till en dålig sprödbrottsresistens.
De erhållna resultaten överensstämmer i stort med 
ovannämnda litteraturuppgifter. Sålunda erhålls t.ex. 
de kortaste sprödbrottiderna för stavarna med det 
högsta Ml^-värdet. Däremot tycks medelmolekylvikt 
och molekylviktsfördelning inte påverka segbrotts- 
hållfastheten i samma riktning; snarare är förhållan­
det här det motsatta.
8.4 Medeldensitet och densitetsfördelning i 
rörväggen
Densiteten i rörväggen torde ha en icke obetydlig in­
verkan på rörens hållfasthet. Medeldensitet och den­
sitets fördelning i rörväggen är i sin tur avhängiga 
hur tillverkningen av rören skett och vilken vägg­
tjocklek rören haft. Ju långsammare rören kylts vid 
tillverkning under desto längre tid kan kristallisa- 
tionen ske i PEH-materialet och desto högre densitet 
erhålls i rörväggen. Eftersom polyetenets värmeled- 
ningstal är lågt ( X = 0,37 W/m°C), och rören normalt 
endast kyls utvändigt, kommer ett tjockväggigt rör i 
praktiken att kylas långsammare och därmed få en högre 
densitet än ett tunnväggigt rör. Detta avspeglas även 
i densitetsfördelningen genom rörväggen, jfr. fig. 5-6. 
Av denna anledning kan ett tjockväggigt rörs hållfast- 
hetsegenskaper avvika från ett tunnväggigt rörs. I de 
utförda undersökningarna har det ej funnits utrymme 
för ett närmare studium av densitetens och densitets- 
fördelningens inverkan på brottiderna för rören. Så 
gott som samtliga rör som tryckprovats har varit av
samma dimension och tryckklass (0 200 NT10) och haft 
en likartad medeldensitet och densitetsfördelning. 
Däremot har ett antal stavprovningar utförts på stavar 
som uttagits på olika avstånd från rörväggens insida, 
fig. 11-14. Denna begränsade undersökning visar att 
densiteten hos stavarna inverkar på brottiderna för de 
sega brotten i stavarna. Motsvarande undersökning av 
i vad mån en densitetsskillnad hos stavarna påverkar 
tiden till sprödbrott i stavarna har emellertid ej ut­
förts. Det är emellertid sannolikt att en ökning av 
densiteten för ett och samma material medför försäm­
rade sprödbrottsegenskaper. Eftersom sprödbrotten 
alltid startar från rörväggens insida torde densite­
ten i denna punkt på rörväggen vara dimensionerande 
för rörens sprödbrottskänslighet.
8.5 Inbyggda spänningar
De inbyggda termiska spänningarnas storlek i rören är 
i likhet med densiteten i rörväggen beroende av hur 
rören kylts vid tillverkningen. En snabb avkylning 
medför höga inbyggda spänningar, medan en långsam av­
kylning ger låga spänningar. Som nämnts i punkt 4.2 
relaxerar de inbyggda spänningarna i rören. Spännings- 
relaxationen sker snabbast under den första tiden ef­
ter tillverkningen. Beräknat relaxationsförlopp för 
inbyggda spänningar, baserat på de vanligen använda 
krypmodulkurvorna för PEH-rör, har redovisats i fig. 
119. Härav framgår att den inbyggda spänningens 
storlek efter 50 år är ca hälften så stor som strax 
efter det att röret tillverkats.
105 50 YEARS io6 HOURS AFTER 
MANUFACTURING
FIG 119 RELAXATION OF FROZEN-IN STRESSES IN HOPE PIPES AT +20°C
106
Den inbyggda spänningens storlek har sannolikt en^ 
stor betydelse för rörens långtidshållfasthet. Dä 
rören kyls utvändigt ger den inbyggda spänningen upp­
hov till dragspänningar vid insidan av röret och 
tryckspänningar vid utsidan. Den inbyggda spänningen 
skall adderas till spänningen av invändigt vattentryck, 
varvid de största dragspänningarna erhålls vid insidan 
av rörväggen. Det är följdriktigt också vid insidan av 
rörväggen som praktiskt taget alla sprödbrott initie­
ras. De inbyggda spänningarna påverkar sannolikt 
brottiderna för rören i olika stor utsträckning bero­
ende på om rören tryckprovas vid sådana spänningsni- 
våer att sega brott erhålls eller ej. Då rören tryck­
provas vid höga spänningsnivåer, vilka medför sega 
brott i rören, är sannolikt den inbyggda spänningens 
storlek av mindre betydelse för brottiderna. Dels är 
nämligen den inbyggda spänningen relativt sett låg 
jämfört med spänningen i rörväggen av invändigt vatten­
tryck, dels föregås brottet av stora töjningar i rör­
väggen, vilket medför att en spänningsutjämning i 
rörväggen kan antas ske i viss utsträckning. Den för 
brotten dimensionerande spänningen i rörväggen torde 
därför i detta fall snarare utgöras av den medelspän­
ning som det invändiga vattentrycket ger upphov till, 
än av den max. spänning som erhålls om spänningen 
av invändigt tryck och inbyggd spänning adderas.
När rören tryckprovas vid låga spänningsnivåer ..är 
däremot den inbyggda spänningen relativt hög jäm­
fört med spänningen i rörväggen av invändigt vatten­
tryck. Dessutom är töjningen i rörväggen relativt 
begränsad, vilket innebär att en spänningsomlagring 
i rörväggen endast kan förväntas ske i liten utsträck­
ning. Den för de spröda brotten i rören dimensione­
rande spänningen torde därför vara den sammanlagda 
spänningen vid insidan av rörväggen av hydrauliskt 
tryck och inbyggd spänning.
Som framgått av tabell 3 har de provade rören samt­
liga haft ungefär lika stora inbyggda spänningar.
De utförda undersökningarna har därför inte med­
givit något studium av i vilken utsträckning en^ 
variation av den inbyggda spänningens storlek på­
verkar brottkurvorna.
8.6 Brottanvisningar
Ytstrukturen på rörens insida har sannolikt en viss 
betydelse för rörens långtidshållfasthet. Förekomst 
av repor och andra småfel på insidan av röret kan 
nämligen utgöra brottanvisningar och därmed medföra 
tidiga sprödbrott i rören. Dylika brottanvisningar 
har sannolikt ingen/eller endast en obetydlig inverkan 
på brottiderna för rören då rören provats vid så 
höga spänningsnivåer att sega brott erhålls. ^De 
spröda brotten i rören, vilka egentligen består av^ 
en långsam spricktillväxt, startar däremot ofta från 
småfel på rörets insida och för denna brottyp har 
sannolikt förekomsten av dylika brottanvisningar en
betydande inverkan på brottiderna. Eventuella repor 
och småfel på rörens utsida påverkar rörens hållfast­
het i obetydlig utsträckning. Så gött som samtliga 
sprödbrott i PEH-rör startar i praktiken från rörväg­
gens insida där spänningen är högst, varför eventuella 
brottanvisningar på rörets utsida måste vara förhål­
landevis stora för att sprödbrotten skall initieras 
i dessa punkter.
De rör som tryckprovats har haft en normal inneryta 
utan repor eller andra ytfel av betydelse. Av de er­
hållna resultaten från rörprovningarna kan således 
inga slutsatser dras i vad mån ytstrukturen hos rören 
påverkar brottiderna. Däremot har som tidigare nämnts 
ett antal provningar genomförts på stavar med olika 
ytfinhet tstansade resp. frästa stavar) fig. 112-116. 
Resultaten från denna undersökning (se avsnitt 7.5) 
visar att klart kortare sprödbrottider erhålls om sta­
varna ges en sämre ytfinish, däremot påverkas tiderna 
för de sega brotten i stavarna inte i någon nämnvärd 
utsträckning.
9. OLIKHETER I BELASTNINGSFALL
MELLAN RÖR OCH STAVAR
9.1 Parametrar
Som framgått av kap. 7 har betydande skillnader i 
brottider uppmätts mellan rör och stavar. Skillna­
derna har varit speciellt stora inom det spännings- 
område där sprödbrotten inträffar i rör och stavar. 
Orsaken till de uppmätta avvikelserna mellan brott­
tiderna är att rören och stavarna varit utsatta för 
olika belastningsfall. De väsentligaste skillnader­
na i belastningsfall mellan rören och stavarna är 
härvid följande:
1. Skillnader i spänningar och spänningsfördelning 
för rör och stavar.
2. Förekomst av inbyggda spänningar i rören.
3. Fleraxligt spänningstillstånd i rören.
4. Skillnader i ytstruktur hos rör och stavar.
5. Densitetsskillnader mellan rör och stavar.
Ovannämnda skillnader bidrar i större eller mindre 
utsträckning till de uppmätta skillnaderna mellan 
brottiderna för rör och provstavar.
9.2 Spänningar och spänningsfördelning 
i rör och provstavar
Stavarna, vilka varit belastade med en konstant 
axialkraft, har om man bortser från tvärkontrak- 
tionen i desamma varit utsatta för en konstant, 
jämnt fördelad dragspänning. Rören, vilka genom­
gående varit av tryckklass NT10, har däremot varit 
belastade med ett konstant invändigt vattentryck.
Som framgått av fig. 47-48 är den verkliga spän­
ningen i ett PEH-rör av tryckklass NT10 störst vid 
insidan av rörväggen, medan spänningen vid utsidan 
endast uppgår till drygt 80 % av spänningen vid 
insidan av rörväggen. För de spröda brotten i rören 
vilka alltid startar från insidan av röret, torde 
spänningen vid insidan av rörväggen vara dimensione­
rande. Allteftersom tryckprovningen sker kommer 
emellertid en viss diameterutvidgning att äga rum i 
rörprovet. En dylik diameterutvidgning medför sanno 
likt en viss spänningsutjämning i rörväggen, men 
samtidigt erhålls en ökad ringspänning på grund av 
den ökade diametern i röret. Detta resulterar i att 
den spänning som det invändiga vattentrycket orsakar 
i rörväggen till sin storlek och fördelning inte kan 
anses helt känd. Emellertid torde spänningsföränd­
ringen vid insidan av rörväggen vara relativt liten 
för små töjningar i rören, varför denna effekt trots 
allt torde ha en ringa inverkan på brottkurvorna för 
rören.
9.3 Inbyggda spänningar
En betydelsefull skillnad i belastningsfall mellan 
rör och stavprovning är förekomsten av inbyggda 
spänningar i rören. Som framgått av punkt 8.5 kan 
de inbyggda spänningarna framför allt antas påverka 
brottiderna för de spröda brotten i rören. Före­
komsten av inbyggda spänningar i rören är sannolikt 
en starkt bidragande orsak till de stora skillnader 
som uppmätts mellan sprödbrottskurvorna för rör och 
stavar. I detta sammanhang bör dock observeras att 
spröda brott endast erhållits j rör och stavar vid 
provningar vid +60°C resp. +80°C. För att undersöka 
i vilken utsträckning de inbyggda spänningarna re- 
laxerat vid dessa förhöjda temperaturer har en sär­
skild undersökning utförts på 0 200 NT10 rör med 
MI_ = 0.60 g/10 min. Undersökningen har omfattat 
uppmätningar av inbyggda spänningar i rörprover 
vilka förvarats i +80°-igt vatten under olika långa 
tidsperioder. Bestämningen av de inbyggda spän­
ningarna har skett genom uppmätning av periferiminsk­
ningen efter uppsnittning av rörproverna sedan 
dessa fått svalna till +20°c.
De inbyggda spänningarna har beräknats genom insätt­
ning av värdet på periferiminskningen i den i avsnitt 
4.2 angivna formeln. Resultatet från undersökningen, 
tabell 4, visar att +80°C inte är en tillräckligt hög 
temperatur för att de inbyggda spänningarna skall re­
laxera i större utsträckning. Det är emellertid inte 
osannolikt att restspänningarna kan relaxera något 
snabbare under belastning. Vid tryckprovning av PEH- 
rör vid +80°C kan emellertid en inte obetydlig del av 
den inbyggda spänningen antas finnas kvar i rören.
För att med ett exempel belysa möjlig inverkan av in­
byggd spänning på brottiderna för PEH-rör vid +80°C 
har i fig. 120 en brottkurva inlagts som ligger ca 
1.5 N/mm2 över den uppmätta brottkurvan för rören med 
MI c = 0.60 g/10 min. Sistnämnda spänningsvärde har 
antagits motsvara den inbyggda spänningen vid tryck­
provningarna. Genom ovannämnda förfaringssätt kommer 
brottkurvan för rören att förskjutas närmare brott­
kurvan för stavarna. Av exemplet framgår således att 
de inbyggda spänningarna i betydande utsträckning kan 
påverka brottkurvan för rören, men att skillnader 
ändå föreligger mellan brottkurvorna för rör och sta­
var .
9.4 Skillnader i spänningstillstånd
Av resultaten från de utförda rörprovningarna framgår 
att olika brottkurvor erhålls beroende på under vil­
ket spänningstillstånd rören tryckprovats, fig. 96.
De utförda provningarna visar således att graden av 
fleraxlighet i spänningstillståndet påverkar brott­
tiderna för de spröda brotten i rören. En skillnad 
mellan rör- och stavprovningar är att stavarna varit 
utsatta för en enaxlig belastning, medan det i rören 
alltid finns en viss grad av fleraxlighet i spännings­
tillståndet. Även om tryckprovningen av rören utförs 
på sådant sätt att det invändiga vattentrycket på
110
Time for storing 
of pipes in water at + 80SC
Measured frozen-in 
stresses in pipes 
after storing at + 80°C
(h) (N/mm2)
0
24
96-360
2.0 
1 .6 
1 .45
TABLE 4 RELAXATION OF FROZEN-IN STRESSES 
IN HOPE PIPES AT + 80°C
106 HOURS
50 YEARS
FIG 120 FAILURE CURVES FOR HDPE PIPES AND TENSILE BARS
PIPE MELT INDEX MI g = 0.60 g/10 min.
TENSILE BAR STATE OF STRESS: ONE-AXIAL
ESTIMATED FAILURE 
CURVE FOR PIPES 
WITH NO FROZEN-IN 
STRESSES
ENVIRONMENT: WATER
rörprovens är.dförslutningar inte upptas som axial- 
spänningar i rören kommer det ändå, som tidigare 
nämnts, att finnas dylika spänningar i rören. De 
inbyggda spänningarna ger nämligen upphov till så­
väl längd- som ringspänningar i rörväggen. Den in­
byggda spänningen i rörets längdriktning har approxi­
mativt samma storlek och fördelning som den inbyggda 
ringspänningen, vilket innebär att tvåaxliga drag­
spänningar erhålles vid insidan av rörväggen. Tryck­
provas rören med ändförslutningar vilka förankras i 
rörväggen erhålls en ökad grad av tvåaxlighet i spän- 
ningstillståndet. Denna skillnad i spänningstill- 
stånd mellan rör- och stavprovning utgör sannolikt 
en orsak till den skillnad i brottider som uppmätts 
för sprödbrotten i rör och stavar. De utförda under­
sökningarna har emellertid inte varit tillräckligt 
omfattande för att möjliggöra en närmare kvantifie- 
ring av spänningstillståndets inverkan på brottider 
för rör och stavar.
9.5 Skillnader i ytstruktur
En studie av brottytornas utseende vid spröda brott 
i såväl rör som provstavar visar att brotten alltid 
startat från ytan av provkroppen. I rören har de 
spröda brotten alltid startat från insidan, sannolikt 
beroende på att ringspänningen är störst i denna del 
av rörväggen. I stavarna har brotten startat från 
en av sidorna, företrädesvis från en av de smala si­
dorna. Eftersom sprödbrotten sannolikt startar 
vid brottanvisningar, typ ojämnheter och repor i 
materialet, kan brottiderna förväntas vara beroende 
av provkroppens ytstruktur. Försök utförda på stavar 
med olika ytfinhet, fig. 114-116, ger stöd för ovan­
nämnda antagande. Eftersom de använda provstavarna 
har frästs ut ur rörväggen har de en annan yta än 
rörväggens insida. Denna skillnad i ytfinish bidrar 
sannolikt till skillnaderna i brottider för de spröda 
brotten i rör och stavar. Av denna anledning är det 
även viktigt att uttagningsmetodiken för stavarna är 
sådan att samtliga stavar får samma ytfinhet. Skulle 
variationer förekomma skulle sannolikt stora sprid­
ningar i brottider erhållas för stavarna.
Dessutom föreligger ytterligare, en betydelsefull 
skillnad vad gäller provkroppsutformningen hos rör 
och stavar. Rören är väsentligt större än stavarna 
och därmed ökar rent ätatistiskt sannolikheten för 
att repor och andra småfel,såväl till antal som stor­
lek, i större utsträckning förekommer i rören än i 
stavarna.
För att undersöka om skillnaderna i ytstruktur hos 
rör och provstavar påverkar brottiderna för de spröda 
brotten i större utsträckning har, som nämnts under 
punkt 7.6, några enstaka provningar utförts på sta­
varna med samma tjocklek som rörväggen och med en 
bredd i mättvärsnittet på 10 mm. Som framgått är^ 
emellertid provningsunderlaget så begränsat att några 
säkrare slutsatser inte kan dras om i vilken utsträck-
ning sprödbrottiderna förkortas då en dylik provstavs 
utformning används.
9.6 Densitetsskillnader
Förutom ovannämnda faktorer påverkas brottiderna i 
rör och stavar av materialparametrar som medelmolekyl 
vikt, molekylviktsfördelning och densitet. En ökad 
sprödbrottskänslighet erhålls med en minskad medel- 
molekylvikt hos råvaran och dessutom ökar sprödbrotts 
benägenheten för en och samma råvara med en ökad den­
sitet. Eftersom provstavarna uttagits ur rörväggen 
har de samma medelmolekylvikt och molekylviktsfördel­
ning som röret i övrigt. Däremot föreligger densi­
tetsskillnader mellan rör och provstavar. Eftersom 
det normalt finns en densitetsvariation i rörväggen, 
fig. 5-6, kommer stavdensiteten att vara beroende 
av var i rörväggen staven uttagits. För rören kan 
sprödbrottsbenägenheten anses vara betingad av mate­
rialegenskaperna närmast rörväggens insida. Dvs 
de uppmätta brottiderna för rören kan i viss mån 
antas vara beroende av densitetsvärdet vid rörväg­
gens insida. För de sega brotten i rören torde 
däremot medeldensiteten i rörväggen snarare än den­
siteten vid rörväggens insida vara dimensionerande. 
Det är dock i första hand densitetens inverkan på 
sprödbrottstiderna som är av intresse. Eftersom 
stavarna normalt uttagits i närheten av rörväggens 
insida är skillnaden relativt liten mellan kantden­
siteten vid rörets insida och stavarnas medelden­
sitet. Huruvida denna skillnad är tillräcklig för 
att märkbart påverka brottiderna för de spröda brot­
ten är emellertid inte närmare känt.
ra
10. STAVPROVNING SOM METOD FÖR FÖRENKLAD 
KVALITETSKONTROLL AV PEH-RÖR
10.1 Avsikt
Som framgått av avsnitten 8 och 9 kan ett PEH-rörs 
hållfasthet anses beroende av ett flertal olika 
parametrar. Vid den använda stavprovningsmetoden 
har stavarna varit utsatta för ett helt annat (enk­
lare) belastningsfall än rören, varför en direkt 
korrelation mellan resultaten från rör- och stavprov­
ningarna omöjligen kan åstadkommas. De i ovannämnda 
avsnitt förda diskussionerna syftar inte heller till 
att åstadkomma en fullständig korrelation mellan rör- 
och stavprovningsresultat, utan avsikten är att i 
första hand grovt bedöma vilka ytterligare faktorer 
som kan antas påverka rörens eller stavarnas håll­
fasthet. Avsikten är att när dessa faktorers inverkan 
på rörens och stavarnas hållfasthet är bättre kända, 
det skall vara möjligt att på basis av resultaten 
från stavprovningen samt dessa faktorers inverkan kun­
na avgöra om ett rör uppfyller de nuvarande standard­
kraven eller ej. De utförda stavprovningarna skall 
därför i första hand ses som ett inledande försök att 
finna en metod som möjliggör en förenklad kvalitets­
kontroll av stora PEH-rör utan att tryckprovning 
behöver tillgripas.
10.2 Brotthållfasthet hos rör
Som tidigare nämnts kan ett flertal parametrar antas 
påverka rörens hållfasthet. Dels är hållfastheten 
hos det färdiga röret avhängig vilken råvarukvalitet 
som använts, dels beror hållfastheten på hur rörtill­
verkningen bedrivits. Ett PEH-rör av dålig kvalitet 
kan därför exempelvis åstadkommas om råvarans egen­
skaper är mindre goda eller om råvarukvaliteten är 
ojämn. Likaledes kan ett rör av dålig kvalitet er­
hållas på grund av fel i tillverkningsprocessen även 
om den använda råvaran är av god kvalitet. Orsakerna 
till en dålig sprödbrottshållfasthet hos rören kan 
därför exempelvis vara:
1• Olämpliga råvaruegenskaper.
2. Höga inbyggda spänningar i röret.
3. En "onormal" densitetsfördelning i rörväggen 
med extremt höga densitetsvärden vid rör­
väggens insida.
4. Svaghetszoner i rörväggen åstadkomna av en 
dålig eller ofullständig materialbearbetning.
5. Brottanvisningar i form av répor på rörväggens 
insida.
Av ovannämnda orsaker till en dålig rörhållfasthet 
kan sannolikt en stavprovningsmetod endast avslöja 
de orsaker som angivits under pkt 1, 3 och 4. Andra 
eventuella orsaker måste avslöjas oå! annat sätt.
10.3 Stavprovningsmetod
Hittills utförda undersökningar är ej tillräckliga 
för att definitivt fastslå en stavprovningsmetod för 
förenklad kvalitetskontroll av PEH-rör. Undersök­
ningarna ger dock tillräckligt underlag för att en 
dylik provningsmetod skall kunna skisseras i grova 
drag.
En metod för kvalitetskontroll av PEH-rör bör i för­
sta hand omfatta en bestämning av rörens sprödbrotts 
hållfasthet. Motivet till detta är att de sega resp 
spröda brotten i rören sker enligt två helt skilda 
brottmekanismer. Långtidshållfastheten för rören 
bestäms av rörens sprödbrottshållfasthet och en god 
segbrottshållfasthet betyder inte» att rörens spröd- 
brottsegenskaper är goda. De erhållna resultaten 
vid rör och stavprovningarna i fig. 94 och 98 visar 
tvärtom att en hög segbrottshållfasthet kan medföra 
en ökad sprödbrottskänslighet. En ytterligare fak­
tor som talar för att rörens sprödbrottshållfasthet 
i första hand bör bestämmas, är att samtliga have­
rier på PEH-rör som inträffar i praktiken utgörs av 
spröda brott. Stavprovningsmetoden bör således vara 
utformad så att det med hjälp av erhållna resultat 
skall vara möjligt att förutsäga om den branta delen 
av brottkurvan för rören vid +80°C kommer vara be­
lägen till höger eller vänster om standardkurvan vid 
+80 C (fig. 1). För att möjliggöra en dylik bedöm­
ning av rörkvaliteten erfordras sannolikt åtminstone 
följande undersökningar:
1. Stavprovning vid någon eller några spännings- 
nivåer vid +80°C som medför spröda brott i 
provstavarna.
2. Uppmätning av inbyggd spänning i röret.
3. Uppmätning av densitetsfördelningen i rörväggen. 
4• Inspektion av röret.
Av ovannämnda provningar syftar stavprovningen till 
att bestämma PEH-materialets sprödbrottshållfasthet. 
De utförda undersökningarna visar härvid att man med 
den använda stavprovningsmetoden har kunnat skilja 
olika PEH-material i sprödbrottshänseende» jfr fig. 
94. Dessutom föreligger en korrelation mellan rör- 
och stavprovningsresultaten så tillvida att bägge 
metoderna ger samma rangordning för de testade PEH- 
materialens sprödbrottshållfasthet, jfr fig. 94 och 
98. Att så är fallet kan till viss del bero på att 
rören varit av samma dimensioner, haft lika stora 
inbyggda spänningar samt haft en likartad densitets- 
fördelning i rörväggen. Det är nämligen tänkbart
att någon direkt korrelation inte erhållits mellan 
rör- och stavprovning om exempelvis stora skillnader 
i inbyggda spänningar funnits mellan de olika rören.
De under pkt 2-4 ovan angivna provningarnas syfte är 
därför att kontrollera om tidiga sprödbrott kan 
befaras i rören på grund av höga inbyggda spänningar, 
"onormal" densitetsfördelning i rörväggen (höga 
densitetsvärden vid rörväggens insida) eller brott­
anvisningar. Att ange närmare gränser för vad som kan 
anses som tillåtet i fråga om brottider vid stavprov­
ning, inbyggda spänningar, densitetsvärden, brottan­
visningar m.m. kan emellertid ej göras på basis av 
hittills utförda provningar. För detta ändamål er­
fordras ytterligare provningar av rör med olika håll- 
fasthetsegenskaper (olika stora inbyggda spänningar, 
olika densitetsfördelningar i rörväggen m.m.). Be­
hovet av ytterligare forskningsinsatser i detta av­
seende har närmare beskrivits i avsnitt 12.
11 LÂNGTIDSHÂLLFASTHET FÖR PEH-RÖR
11.1 Allmänt
Eftersom hållfastheten för PEH-rör inte är konstant 
i tiden måste långtidshållfastheten för rören all­
tid bestämmas med hjälp av ett extrapoleringsför- 
farande. Flera extrapoleringsmetoder kan användas. 
Samtliga metoder förutsätter emellertid att känne­
dom föreligger om brottkurvor för PEH-rör vid hög­
re temperaturer. Som framgått av tidigare avsnitt 
har de utförda undersökningarna omfattat tryckprov­
ningar av rör av tre olika PEH-råvaror, fig.95-97. 
För rören från två av råvarorna har provningar en­
dast utförts vid + 20°C och + 80°C. I dessa fall 
kan en närmare uppskattning av rörens långtids­
hållf asthet svårligen utföras. De i ovannämnda 
fall erhållna brottkurvorna får därför i första 
hand jämföras med standardkurvorna för PEH-rör, 
fig.1. För rören av den tredje råvaran, fig.97, 
har provningar utförts vid tre olika temperaturer.
I detta fall finns ett något bättre underlag för 
bestämning av långtidshållfastheten, även om un­
derlaget knappast är tillräckligt för en noggrann 
extrapolering av brottkurvan vid + 20°C. För en 
dylik extrapolering erfordras kännedom om brott­
kurvorna vid åtminstone tre högre temperaturer 
(exempelvis + 40°, 60° och 80°C. I syfte att er­
hålla en grov uppskattning av långtidshållfasthe­
ten för ovannämnda rör har emellertid en extrapo­
lering av brottkurvan vid + 20°C utförts med 
hjälp av några olika metoder, fig.121-122.
11.2 Extrapolering med hjälp av Larson-Miller- 
korrelationen
Med hjälp av de uppmätta brottkurvorna vid + 60°C 
och + 80ÖC kan brottkurvans läge vid + 20°C be­
räknas med hjälp av Larson-Miller-korrelationen. 
Utnyttjas de i fig.121 angivna brottkurvorna vid 
+ 60°C och + 80°C för bestämning av konstanten i 
Larson-Miller-korrelationen erhålls värdet 18 för 
ovannämnda konstant.. Med hjälp av detta värde 
på konstanten erhålls de extrapolerade brottkur­
vorna vid + 20°C och + 40°C som angivits i fig.121, 
innebärande att 50-årshållfastheten för rören 
kan uppskattas till ca 4.7 N/mms.
11-3 Extrapolering med hjälp av töjnings- 
kurvornas utseende
En uppskattning av PEH-rörs långtidshållfasthet 
kan även erhållas genom ett studium av materialets 
töjningsbeteende vid olika temperaturer, fig.122-123. 
Om man studerar diameterökningen i rören vid sådana 
spänningsnivåer där omslaget sker mellan segt och 
sprött brottbeteende finner man ett visst karaktä­
ristiskt utseende hos töjningskurvorna. För spän-
a N/mm*
106 HOURS
SO YEARS
FIG 121 FAILURE CURVES FOR HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
MEASURED CURVE
EXTRAPOLATED CURVE. 
EXTRAPOLATION MADE 
WITH THE LARSON- 
MILLER CORRELATION
MELT INDEX MIg = 
STATE OF STRESS: 
ENVIRONMENT :
0.60 g/10 min
ONE-AXIAL
WATER
K>4 HOURS
FIG 122 FAILURE CURVES FOR HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
MEASURED CURVE MELT INDEX MIg = 0.60 g/10 min
EXTRAPOLATED CURVE. STATE OF STRESS: ONE-AXIAL
EXTRAPOLATION MADE
UPON THE APPEARANCE ENVIRONMENT: WATER
OF THE STRAIN CURVES 
AT ELEVATED TEMPERA­
TURES
FAILURE CURVE 118e x
3.5 N/nW
»0000 HOURS
3.5N/mma
»0000 HOURS
EXTRAPOLATED FAILURE 
CURVE IN ACCORDANCE 
WITH FIG. 121
EXTRAPOLATED FAILURE 
CURVE IN ACCORDANCE 
WITH FIG. 122
1000000 HOURS»0000
FIG 123 PERIPHERAL ELONGATION IN HDPE PIPES SUBJECTED TO INTERNAL PRESSURE
MEASURED ELONGATION 
ESTIMATED ELONGATION 
STRESS CRACKING FAILURE
MELT INDEX MI5 = 0.60 g/10 min
ENVIRONMENT: WATER
ningsnivåer av storleksordningen ca 1 N/mm2 
(10 kp/cm2) över "knäet" på brottkurvorna erhålls 
krökta töjningskurvor. När själva omslaget mellan 
segt och sprött brottbeteende inträffar är töjnings 
kurvorna mer eller mindre rätlinjiga. Vid lägre 
spänningsnivåer erhålls rätlinjiga eller svagt kon- 
vext krökta töjningskurvor och töjningen översti­
ger normalt inte 10 %. Antar man att töjningskur- 
vorna uppvisar samma karaktäristiska utseende vid 
+ 20°C som vid + 60° och + 80°C torde omslaget mel­
lan segt och sprött brottbeteende inträffa tidigast 
efter ca 2*10^ timmar, se fig.123. Härvid erhålls 
en högre långtidshållfasthet ( ^55 år ** 7• ^ N/mm2) 
än om extrapoleringen utförs med Larson-Miller- 
korrelationen, jfr fig. 121-123.
Ovannämnda förfaringssätt att uppskatta långtids­
hållf astheten hos PEH-rör bör emellertid inte be­
traktas som en extrapoleringsmetod i egentlig me­
ning utan förfaringssättet bör snarare ses som ett 
sätt att kontrollera om utförd extrapolering (exem­
pelvis med Larson-Miller-korrelationen) verkar rim­
lig. Resultaten i detta fall visar att en extra- 
polering med hjälp av Larson-Miller-korrelationen 
kan ge brottider vilka är kortare än vad som kan 
förväntas med hänsyn till materialets brottbete­
ende vid högre temperaturer. Den relativt bety­
dande skillnad i långtidshållfasthet som erhålls 
vid de båda ovannämnda extrapoleringsförfarandena, 
fig.121-122, understryker vikten av en riktig 
extrapolering. Larson-Miller-korrelationen vil­
ken ursprungligen uppställts för att gälla metal­
ler /4/ har visserligen påvisats att gälla även 
för polyetenrör vid högre temperaturer /2, 5/, 
men det är ändock ovisst hur god överensstämmel­
sen med verkligheten är vid + 20°C. Mot bakgrund 
av ovanstående resultat, är det inte osannolikt 
att långtidshållfastheten' hos PEH-rör kan vara 
högre än vad som erhålls med en extrapolering med 
Larson-Miller-korrelationen. Ett stort forsknings­
behov avseende utveckling av noggranna extrapole- 
ringsmetoder för PEH-rör torde därför föreligga.
120
12 YTTERLIGARE FORSKNINGSBEHOV 
12.1 Allmänt
Som framgått av tidigare avsnitt föreligger ett 
behov av ytterligare undersökningar för att en för­
enklad provningsmetod för PEH-rör skall kunna ut­
arbetas. Rent generellt kan forskningsbehovet för 
PEH-rör uppdelas på tre olika områden:
A. Forskning avseende generell materialhållfast­
het hos polymerer.
B. Forskning avseende långtidshållfasthet hos 
plaströr som produkt.
C. Forskning avseende långtidshållfasthet hos 
plaströr för olika typer av belastningsfall 
under nyttjandeskedet.
Med ovannämnda indelning av forskningsbehovet för 
PEH-rör som grund, kan följande sammanställning av 
önskvärda forskningsuppgifter anges:
ForsknjLncf avseende_generel2. materialhåldfasthet 
hos» poJLymerer
A1. Generell bestämning av brottmekanismer i 
polyeten.
A2. Bestämning av olika typer av brottanvisning­
ars inverkan på brottiderna för polyetensta- 
var.
Forskning avseende långtidshållfasthet hos 
plaströr som produkt
B1• Bestämning av inbyggd spännings inverkan 
på brottider för PEH-rör.
B2. Bestämning av den inbyggda spänningens 
relaxation vid olika temperaturer.
B3. Utveckling av förbättrade metoder för be­
stämning av spänningsfördelning i rör­
väggen av inbyggd spänning.
B4. Densitetsfördelningens och kantdensitetens 
inverkan på brottider för PEH-rör.
B5. Bestämning av sambandet mellan formen på 
densitetsfördelningen i rörväggen och 
rörets kylningsförlopp.
B6. Bestämning av notcheffektens betydelse för 
brottider i rör och provstavar.
B7. Bestämning av spänningstillståndets inverkan 
på brottider i rör och provstavar.
B8. Utveckling av noggranna extrapoleringsmetoder 
för fastställande av långtidshållfasthet för 
PEH-rör.
FORSKNING AVSEENDE_LANGTIDSHALLFASTHET_H0S_PLAST-
rör för olika typer av_belastningsfall under
NYTTJANDESKEDET
C1. inverkan på brottider i PEH-rör av dynamisk 
belastning.
C2. Punktbelastningars inverkan på PEH-rörs 
långtidshållfasthet.
I det följande lämnas närmare motiveringar till 
ovan föreslagna undersökningar.
12.2 A. Materialhållfasthet hos polymerer
Den i avsnitt 12.1 angivna forskningsuppgiften 
avseende bestämning av brottmekanismer i polye- 
ten är synnerligen omfattande men samtidigt av 
stort allmänt intresse.
Forskningsuppgiften avseende olika brottanvis­
ningars inverkan på brottider för PEH-stavar är 
av betydelse för utvecklandet av förenklade meto­
der för kvalitetskontroll av PEH-rör. Som fram­
gått av tidigare avsnitt ger den hittills till- 
lämpade stavprovningsmetoden brottider vilka vä­
sentligt överstiger de som erhålls vid rörprov­
ning. Detta är till nackdel eftersom det inne­
bär att en bedömning av rörkvalitet med hjälp av 
stavprovning blir tidskrävande. önskvärt är där­
för att finna en metod som ger kortare brottider 
för stavarna. De försök som utförts med stavar 
i vätmedelhaltigt vatten har visat att brott­
tiderna förkortas, men att vätmedlets accelere­
rande inverkan på brottiderna är beroende av 
spänningsnivån, varför metoden är mindre lämplig. 
En möjlig metod att erhålla kortare brottider för 
stavarna är att förse desamma med en brottanvis­
ning (notch). En undersökning av i vilken ut­
sträckning olika typer av brottanvisningar för­
kortar brottiderna vid stavprovning är därför 
önskvärd.
12.3 B. Långtidshållfasthet hos plaströr som
produkt
Avsikten med de i avsnitt 12.1 angivna forsk­
ningsuppgifterna avseende långtidshållfasthet hos 
plaströr är att lära känna i vilken utsträckning 
olika parametrar påverkar rörens hållfasthet. Med
undersökningarna som grund är det sannolikt möjligt 
att bedöma i vilken utsträckning inbyggda spänningar, 
fleraxliga spänningstillstånd och densitetsvärden 
påverkar rörens hållfasthet. Tillsammans med stav­
provningsresultat skulle följaktligen rörens håll­
fasthet kunna bedömas utan att tryckprovning behö­
ver tillgripas. Dessutom bör en ökad kännedom om 
olika parametrars inverkan på PEH-rörs hållfasthet 
medföra att extrapoleringen av brottkurvorna kan ut­
föras säkrare, varigenom 50 års-hållfastheten för 
rören bättre kan fastslås. Det är även möjligt att 
man som ett resultat av forskningsinsatserna finner 
att tillåten spänning kan höjas i PEH-rör om dessa 
uppfyller vissa krav på materialhållfasthet, in­
byggd spänning m.m.
12.4 C. LångtidshåXifasthet hos plaströr för 
typer av belastningsfall under
nyttjandeskedet
De undersökningar av plaströrs långtidshållfasthet 
som finns redovisade i litteraturen behandlar i 
huvudsak rör vilka varit belastade med ett invän­
digt statiskt tryck. Undersökningar av rörens lång­
tidshållfasthet vid andra typer av belastningar 
finns endast redovisade i ringa omfattning. Närma­
re undersökningar av några vanliga belastningsfall, 
som t.ex. tryckslag i rören resp. punktbelastningar 
orsakade av stenanliggning, vilka .ofta uppkommer 
under rörens driftskede syns därför väl motiverade.
IBd/BMS
REFERENSER
1. Gaube, E. 1959. Zeitstandfestigkeit und Spannungs­
rissbildung von Niederdruckpolyäthylen. - Kunststoffe 
49 (1959), p. 446-454
2. Gloor, W.E. 1958. Service test data on high-density 
polyethylene. - Modern Plastics 36 (1958), p. 144
3. Karasev, A.N. m.fl. 1970. Relationship between the 
mechanical behaviour and molecular weight distri­
bution of high density polyethylene, översatt till 
engelska från Vysokomol. soved A12 No. 5 (1970),
p. 1127-1137
4. Larson, F.R. och Miller, J. 1952. A Time-Temperature 
Relationship for Rupture and Creep Stresses. - 
Trans.Am.Soc.Mech.Eng. July (1952), p. 765-775
5. Richard, K. och Ewald, R. 1959. Extrapolations­
verfahren, Sicherheitsbeiwerte und zulässige Rohr- 
wandbeansprungung von Polyäthylen und PVC-Rohren.
- Kunststoffe 49 (1959), p. 116-120

R36:1975
Denna rapport hänför sig till forskningsanslag 730198-8 från 
Statens råd för byggnadsforskning till Vattenbyggnadsbyrån 
(VBB), Stockholm.
Distribution: Svensk Byggtjänst, Box 1403,111 84 Stockholm 
Grupp: byggprojektering
Pris: 23 kronor + moms
Art.nr: 660043« ISBN 91-540-24564)
TEKNISKA HVCSXOIAN I LUND 
SEKTIONEN FOR VÄG- OCH VAVEN 
SlaUQTEKET