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Rohre und Leitungen aus Polyvinylchlorid (PVC) und chloriertem Polyvinylchlorid (CPVC) finden aufgrund ihrer Langlebigkeit, chemischen Beständigkeit und Wirtschaftlichkeit breite Anwendung in verschiedenen Branchen. Um die Qualität und Leistungsfähigkeit dieser Materialien zu gewährleisten, hat die American Society for Testing and Materials (ASTM) eine Reihe von Normen festgelegt. Diese Normen sind für Hersteller, Ingenieure und Installateure unerlässlich, um die branchenüblichen Best Practices und gesetzlichen Vorgaben einzuhalten.
In diesem umfassenden Leitfaden werden wir die wichtigsten ASTM-Normen untersuchen, die für PVC- und CPVC-Rohre und Leitungen, ihre Bedeutung und wie sie zur Sicherheit und Effizienz von Rohrleitungssystemen beitragen.
Die American Society for Testing and Materials (ASTM), heute bekannt als ASTM International, ist eine weltweit anerkannte Organisation, die freiwillige Konsensnormen entwickelt und veröffentlicht. Die 1898 gegründete ASTM hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Produktqualität zu verbessern, die Sicherheit zu erhöhen und den Handel durch die Standardisierung von Materialien, Produkten, Systemen und Dienstleistungen zu erleichtern.
Für PVC- und CPVC-Rohre decken die ASTM-Normen Aspekte wie Materialzusammensetzung, physikalische Eigenschaften, Leistungskriterien und Prüfmethoden ab. Diese Normen tragen dazu bei, Konsistenz, Zuverlässigkeit und Kompatibilität in verschiedenen Anwendungen und Umgebungen zu gewährleisten.
Für PVC- und CPVC-Rohre gelten mehrere ASTM-Normen. Das Verständnis dieser Normen ist für Ingenieure, Bauunternehmer und Mitarbeiter der Qualitätskontrolle unerlässlich, um die geeigneten Rohrmaterialien für ihre Projekte auszuwählen. Zu den am häufigsten zitierten ASTM-Normen gehören:
ASTM D1784 – 20: Standardklassifizierungssystem und Grundlage für die Spezifikation von starren Polyvinylchlorid- (PVC-)Verbindungen und chlorierten Polyvinylchlorid- (CPVC-)Verbindungen
ASTM D1784 – 11: Standard-Spezifikation für starre Polyvinylchlorid (PVC)-Verbindungen und
Chlorierte Polyvinylchlorid-Verbindungen (CPVC)
ASTM D2665: Standard-Spezifikation für Abfluss-, Abfall- und Entlüftungsrohre aus Polyvinylchlorid (PVC).
Rohre und Formstücke
ASTM E662 – 17a: Standardprüfverfahren zur Bestimmung der spezifischen optischen Dichte von durch Feststoffe erzeugtem Rauch
Materialien
ASTM F442/F442M-23: Standard-Spezifikation für chloriertes Polyvinylchlorid (CPVC)-Kunststoffrohre (SDR–PR)
ASTM F512 – 12: Standard-Spezifikation für glattwandige Polyvinylchlorid (PVC)-Rohre und
Armaturen für die unterirdische Installation
ASTM D1785 – 21: Standard-Spezifikation für Polyvinylchlorid (PVC)-Kunststoffrohre, Schedules 40, 80 und 120
Jede Norm behandelt spezifische Aspekte der Rohrherstellung und -leistung und gewährleistet die Einhaltung von Sicherheits- und gesetzlichen Anforderungen. In den folgenden Abschnitten werden wir die spezifischen ASTM-Normen für PVC- und CPVC-Rohre detailliert erläutern und deren Anwendungsbereich und Relevanz hervorheben.
ASTM D1784 ist die Norm, die das Klassifizierungssystem und die Anforderungen an die physikalischen Eigenschaften von Hart-PVC- und CPVC-Mischungen für die Herstellung von Rohren, Leitungen und Formstücken festlegt. Sie dient als Grundlage für die Materialauswahl, die Qualitätskontrolle und die Leistungsbewertung in verschiedenen Anwendungsbereichen.
Der Hauptzweck der Norm ASTM D1784 besteht darin, ein einheitliches Klassifizierungssystem für Hart-PVC- und CPVC-Mischungen zu etablieren. Diese Norm gewährleistet, dass die in der Herstellung verwendeten Materialien spezifische Anforderungen an Qualität, Festigkeit und Haltbarkeit erfüllen und somit eine gleichbleibende Leistung in verschiedenen Anwendungsbereichen ermöglichen.
ASTM D1784 klassifiziert PVC- und CPVC-Mischungen anhand ihrer physikalischen Eigenschaften, einschließlich:
- Basisharz
- Schlagfestigkeit (lzod)
- Zugfestigkeit und Elastizitätsmodul bei Zug
- Durchbiegungstemperatur unter Last
- Entflammbarkeit
Diese Eigenschaften sind in Tabelle 1 der Norm definiert, wobei jede Materialklasse durch einen eindeutigen Zellklassifizierungscode, z. B. 12454, repräsentiert wird. Dieser Code steht nacheinander für die Harzart, die Schlagfestigkeit, die Zugfestigkeit, den Elastizitätsmodul und die Wärmeformbeständigkeit.
PVC- und CPVC-Mischungen gemäß ASTM D1784 bestehen typischerweise aus:
Basisharz: Mindestens 80% Vinylchlorid (PVC) oder chloriertes Vinylchlorid (CPVC)
Schmierstoffe: Zur Unterstützung der Verarbeitung und zur Vermeidung von Oberflächenfehlern
Stabilisatoren: Zur Verbesserung der thermischen und UV-Beständigkeit
Füllstoffe: Manchmal werden sie hinzugefügt, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern oder die Kosten zu senken.
ASTM D1784 legt verschiedene Materialeigenschaften fest, die eine Verbindung erfüllen muss, um gemäß der Norm qualifiziert zu sein.
Für PVC-Mischungen:
Schlagfestigkeit (Izod): ≥ 34,7 J/m (0,65 ft-lbf/in.) (ASTM D256)
Zugfestigkeit: ≥ 48,3 MPa (7000 psi) (ASTM D638)
Elastizitätsmodul bei Zugbelastung: ≥ 2758 MPa (400.000 psi)
Wärmeablenktemperatur (HDT): ≥ 70°C (158°F) unter einer Last von 1,82 MPa (ASTM D648)
Für CPVC-Mischungen:
Schlagfestigkeit (Izod): ≥ 34,7 J/m (0,65 ft-lbf/in.) (ASTM D256)
Zugfestigkeit: ≥ 48,3 MPa (7000 psi) (ASTM D638)
Elastizitätsmodul: ≥ 2758 MPa (400.000 psi) (ASTM D638)
Wärmeablenkungstemperatur: ≥ 50 °C (122 °F) nach 24 Stunden Glühen
Flammbeständigkeit: Brennausdehnung ≤ 25 mm, Erlöschen innerhalb von 10 Sekunden (ASTM D635)
Um eine ordnungsgemäße Handhabung und Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten, schreibt ASTM D1784 vor, dass PVC/CPVC-Materialien im Handel mit detaillierter Kennzeichnung verpackt werden müssen, einschließlich:
Materialbezeichnung und Güteklasse
Name des Herstellers
Chargen- und Losnummer
Menge
Versandinformationen
Vertrags- oder Auftragsreferenz
Eine sachgemäße Verpackung und Etikettierung tragen dazu bei, die Produktintegrität zu erhalten und die Einhaltung der Branchenstandards sicherzustellen.
Die unter ASTM D1784 klassifizierten Verbindungen werden bei der Herstellung verschiedener extrudierter und geformter Produkte verwendet, darunter:
Extrudierte Rohre (für Wasserversorgung, Entwässerung und industrielle Anwendungen)
Spritzgegossene Formstücke (Verwendbar für Druck- und drucklose Rohrleitungssysteme)
Druckfeste Rohrleitungssysteme (erfordert zusätzliche Berücksichtigung von Langzeitbelastungen)
Für Hochtemperatur-CPVC-Anwendungen wird typischerweise die Güteklasse 10/11 verwendet, da sie eine überlegene Hitzebeständigkeit und Langzeitleistung in heißen Wasser- oder industriellen chemischen Umgebungen bietet.
ASTM D1784 dient als Grundlage für die Klassifizierung von PVC- und CPVC-Materialien und stellt sicher, dass die Produkte die Anforderungen an die mechanische, thermische und chemische Leistungsfähigkeit erfüllen.
ASTM D2665 ist ein weithin anerkannter Standard, der die Anforderungen an … festlegt. Abfluss-, Abfall- und Entlüftungsrohre und Formstücke aus Polyvinylchlorid (PVC). Dieser Standard stellt sicher, dass PVC-Abwasserrohrsysteme strenge Anforderungen an Material, Abmessungen und mechanische Eigenschaften erfüllen, um langfristige Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Haltbarkeit bei sanitären Entwässerungsanwendungen zu gewährleisten.
PVC-Rohre und -Formstücke, die nach ASTM D2665 hergestellt werden, dienen hauptsächlich der Abwasserentsorgung, Abfallentsorgung und Entlüftung in privaten und gewerblichen Sanitäranlagen. Die Norm legt wichtige Richtlinien für Materialzusammensetzung, physikalische Eigenschaften, Schlagfestigkeit und Rohrsteifigkeit fest, um eine hohe Zuverlässigkeit von Abwassersystemen zu gewährleisten.
Messmethode: Alle Abmessungen, einschließlich Außendurchmesser (AD), Wandstärke und Länge, müssen gemäß ASTM D2122 bestimmt werden.
Standardlängen: Die Rohre werden üblicherweise in Längen von 10 Fuß (3,05 m) und 20 Fuß (6,10 m) gefertigt, wobei eine zulässige Toleranz von +1,0 Zoll gilt.
Außendurchmesser und Wandstärke: Der Außendurchmesser und die Wandstärke müssen den in Tabelle 2 der Norm ASTM D2665 aufgeführten Spezifikationen entsprechen.
Armaturen: Die Abfluss-, Abfall- und Entlüftungsarmaturen müssen der Norm ASTM F1866 entsprechen, um eine ordnungsgemäße Passform und Funktion innerhalb des Rohrleitungssystems zu gewährleisten.
Die Rohrsteifigkeit (PS) ist ein wichtiges Leistungskriterium für PVC-Abwasserleitungssysteme und gewährleistet die Widerstandsfähigkeit gegen Verformung unter Last. Die Rohrsteifigkeit wird gemäß ASTM D2412 bestimmt, welches die Fähigkeit des Rohrs misst, einer Verformung von 5% ohne strukturelles Versagen standzuhalten.
Die Mindeststeifigkeitswerte für verschiedene Rohrdurchmesser sind in Tabelle 3 der Norm ASTM D2665 angegeben, um die strukturelle Integrität bei erdverlegten und oberirdischen Anwendungen zu gewährleisten.
Testmethode: Die Schlagfestigkeit wird nach ASTM D2444 ermittelt, wobei ein Fallgewichtsschlagtest (Tup C) durchgeführt wird.
Annahmekriterien: Im Normalfall müssen 9 von 10 Proben die Prüfung bestehen, ohne Anzeichen von Rissen oder Spalten zu zeigen.
Schlagfestigkeit der Armaturen: Einzelne Verbindungsstücke, insbesondere an Trennfugen, müssen einer Mindestkraft von 750 lbf/ft (11 kN/m) ohne sichtbare Brüche standhalten, wie in Abschnitt 6.3.2 der Norm ASTM D2665 festgelegt.
ASTM D2665 umfasst verschiedene Armaturen, die für Abwassersysteme unerlässlich sind, darunter:
Standardausstattung: Winkelstücke, T-Stücke, Y-Stücke und Kupplungen, die der Norm ASTM D3311 entsprechen und somit standardisierte Abmessungen und Konfigurationen gewährleisten.
Kurze Rohre: Kurze Abschnitte von Abwasserrohren gemäß ASTM F2135, geeignet für spezifische Installationsanforderungen.
Gewindefittings: Bauteile mit Gewinden, die den Spezifikationen der ASTM F1498 entsprechen müssen, um eine ordnungsgemäße Abdichtung und mechanische Festigkeit zu gewährleisten.
Um eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten, müssen Hersteller regelmäßige Prüfungen durchführen und die vorgegebenen Anforderungen einhalten. Dazu gehört die Berechnung der unteren Vertrauensgrenze (LCL) für die Rohrsteifigkeit, um sicherzustellen, dass alle hergestellten Rohre gemäß 99% die erforderlichen Steifigkeitswerte erfüllen oder übertreffen. Dies bietet zusätzliche Qualitätssicherung und Zuverlässigkeit.
Durch die Einhaltung der Norm ASTM D2665 können Hersteller und Sanitärfachleute sicherstellen, dass PVC-Abwasserrohrsysteme zuverlässig, langlebig und für ihre vorgesehenen Anwendungen geeignet sind und somit die öffentliche Gesundheit und die Integrität der Infrastruktur gewährleisten.
ASTM E662-17 ist ein Standardprüfverfahren zur Bewertung der Rauchentwicklung und der optischen Dichte von Feststoffen unter pyrolytischen (nicht-verbrennenden) und Flammenbedingungen (Verbrennung). Hauptziel ist die Quantifizierung der Lichtdämpfung durch Rauchentwicklung, die als spezifische optische Dichte (Ds) angegeben wird.
Das Hauptziel von ASTM E662-17 ist die Messung der Rauchentwicklung eines Materials unter festgelegten Expositionsbedingungen. Dies ist entscheidend für die Bewertung von Materialien in Umgebungen, in denen die Rauchdichte die Sicht und die Evakuierung im Brandfall beeinträchtigen kann. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass:
- Die Testergebnisse liefern spezifische optische Dichtewerte (Ds), die nur für die getestete Probe in ihrer gegebenen Form und Dicke gelten.
- Die Methode berücksichtigt weder die toxikologischen Wirkungen des Rauchs noch dessen physiologische Auswirkungen auf das menschliche Sehvermögen.
- Der Test sagt das Rauchverhalten unter realen Brandbedingungen nicht voraus, da Faktoren wie Belüftung, Verbrennungsdynamik und Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Materialien die Rauchentwicklung beeinflussen.
Der Test wird in einer geschlossenen Rauchdichtekammer durchgeführt, in der eine Materialprobe einer kontrollierten Wärmequelle ausgesetzt wird. Die Rauchansammlung wird mithilfe eines photometrischen Systems gemessen, das die Lichtdämpfung über die Zeit erfasst und so die Berechnung der spezifischen optischen Dichte (Ds) ermöglicht. Der Test umfasst zwei Bedingungen:
Die Probe wird einem Strahlungswärmestrom von 2,5 W/cm² ausgesetzt, ohne dass eine direkte Flammeneinwirkung erfolgt.
Dieser Zustand simuliert Szenarien, in denen Materialien aufgrund von Hitzeeinwirkung ohne Zündung Rauch erzeugen.
Es wird der gleiche Wärmestrom von 2,5 W/cm² angewendet, allerdings zusätzlich mit einem Sechsrohrbrenner, der eine direkte Flamme erzeugt, um das Material zu entzünden.
Mit diesem Aufbau wird die Rauchentwicklung bei aktiver Verbrennung des Materials ausgewertet.
Der unter beiden Bedingungen erzeugte Rauch wird mithilfe eines photometrischen Systems analysiert, das die Lichtdurchlässigkeit durch die Kammer misst. Aus der Verringerung der Lichtintensität lässt sich die spezifische optische Dichte berechnen.
Die spezifische optische Dichte (Ds) wird mit folgender Formel bestimmt:
Ds = G ⋅ {log (100/T) + F}
Wo:
Ds = Spezifische optische Dichte
G = Geometrischer Faktor (typischerweise 132)
T = Prozentsatz des durch den Rauch durchgelassenen Lichts
F = Ein Korrekturfaktor, der die anfänglichen Lichtdurchlässigkeitsbedingungen berücksichtigt
Diese Gleichung drückt aus, wie stark der Rauch die Sicht verringert, indem sie die logarithmische Abnahme der Lichtdurchlässigkeit misst.
- Die Ergebnisse werden als spezifische optische Dichtewerte (Ds) ausgedrückt, die die Rauchkonzentration in der Kammer angeben.
- Die Proben müssen eine einheitliche Zusammensetzung aufweisen und ihre Dicke sollte 1 Zoll (25,4 mm) nicht überschreiten.
- Wenn eine Probe eine Selbstentzündung oder ein unerwartetes Verbrennungsverhalten aufweist, sind zusätzliche Tests erforderlich, um die Datenzuverlässigkeit sicherzustellen.
- Die erhaltenen Werte stellen keine inhärenten Eigenschaften des Materials dar und können unter verschiedenen Brandbedingungen variieren.
ASTM E662-17 spielt eine entscheidende Rolle bei der Beurteilung von Materialien für Anwendungen, bei denen Rauchentwicklung ein Problem darstellt, wie beispielsweise:
- Baumaterialien (z. B. Wandpaneele, Fußböden, Isolierung).
- Elektrische Leitungs- und Rohrsysteme, bei denen die Rauchdichte die Einhaltung der Brandschutzbestimmungen beeinträchtigen kann.
- Transportsektoren, einschließlich der Flugzeug-, Eisenbahn- und Automobilindustrie, in denen eine durch Rauch verringerte Sicht die Sicherheit der Passagiere beeinträchtigen kann.
Durch die Einhaltung dieser Norm können Hersteller, Designer und Aufsichtsbehörden Materialien anhand ihres Rauchentwicklungspotenzials besser bewerten und vergleichen, was zu einer sichereren Produktentwicklung und verbesserten Brandschutzstandards führt.
ASTM F442/F442M-23 ist eine Standardspezifikation, die die Anforderungen an Kunststoffrohre aus chloriertem Polyvinylchlorid (CPVC) für den Einsatz in Druckwasserverteilungssystemen definiert. Diese Norm legt Materialeigenschaften, Abmessungen, Klassifizierung und Leistungskriterien fest, um die strukturelle Integrität und langfristige Zuverlässigkeit von CPVC-Rohren unter unterschiedlichen Temperatur- und Druckbedingungen zu gewährleisten.
Das Hauptziel von ASTM F442/F442M-23 besteht darin, die Abmessungen, Materialeigenschaften und Druckstufen von CPVC-Rohren für die Wasserverteilung festzulegen. Es stellt sicher, dass CPVC-Rohre nach einheitlichen Qualitätsstandards hinsichtlich hydrostatischer Festigkeit, Haltbarkeit und chemischer Beständigkeit hergestellt werden und sich somit für Warm- und Kaltwasseranwendungen in Wohn-, Gewerbe- und Industrieumgebungen eignen.
Rohre gemäß ASTM F442/F442M-23 werden aus chloriertem Polyvinylchlorid (CPVC) hergestellt und sind so formuliert, dass sie im Vergleich zu herkömmlichen PVC-Rohren eine verbesserte Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und chemische Verträglichkeit bieten.
Der Standard klassifiziert CPVC-Rohre anhand von zwei wichtigen Bewertungssystemen:
- Standard-Dimensionsverhältnis (SDR-PR-System): Die Kategorisierung von Rohren erfolgt auf Grundlage eines festen Verhältnisses von Außendurchmesser zu Wandstärke (SDR) und einer entsprechenden Druckstufe (PR).
- Klassensystem: Rohren wird eine bestimmte Druckklasse zugewiesen, die ihre Fähigkeit angibt, dem Innendruck bei einer bestimmten Temperatur standzuhalten.
Deckt sechs Standarddimensionsverhältnisse (SDR) ab:
SZR: 11, 13,5, 17, 21, 26 und 32,5.
Der SDR, berechnet als Verhältnis von Außendurchmesser zu minimaler Wandstärke (gerundet auf 0,5), korreliert direkt mit den Druckstufen und ermöglicht so eine einheitliche Leistung über alle Nennweiten hinweg. Niedrigere SDR-Werte (z. B. SDR11) weisen auf dickere Wände für Anwendungen mit höherem Druck hin, während höhere SDR-Werte (z. B. SDR32,5) für Umgebungen mit niedrigerem Druck geeignet sind. Hydrostatische Auslegungsspannungen, abgeleitet aus Langzeittests, klassifizieren Rohre zusätzlich nach ihrer Druckbelastbarkeit bei 23 °C und 82 °C.
Die in diesen Rohren verwendeten CPVC-Verbindungen müssen der ASTM D1784 entsprechen, um sicherzustellen, dass das Material strenge mechanische und physikalische Eigenschaften aufweist. Zusätzlich werden die hydrostatischen Auslegungsgrundlagen (HDB) und die hydrostatische Auslegungsspannung (HDS) gemäß ASTM D2837 bestimmt. Dabei gelten folgende Schlüsseleigenschaften:
HDB bei 73 °F (23 °C): 4000 psi (28 MPa)
HDB bei 180 °F (82 °C): 1000 psi (7,0 MPa) oder 1250 psi (8,6 MPa)
Jedes CPVC-Rohr ist mit einem Materialcode gekennzeichnet, der ASTM-Typ und -Klasse sowie die Spannungswerte bei 23 °C und 82 °C (180 °F) in Einheiten von 0,7 MPa (100 psi) enthält. Der vollständige Materialcode besteht aus vier Buchstaben und sechs Ziffern zur korrekten Identifizierung und Klassifizierung.
Materialbezeichnungscodes (z. B. CPVC 4120-05 oder CPVC 4120-06) spiegeln die Konstruktionsspannungen bei beiden Temperaturen wider.
Das Nacharbeitsmaterial muss sauber sein und alle Spezifikationsanforderungen erfüllen.
Der Standard schreibt strenge Tests zur Bestätigung der Rohrqualität vor:
- Maßtoleranzen:
Außendurchmesser (OD): Entspricht Tabelle 1 (gemäß ASTM D2122), mit Toleranzen für Unrundheit, die vor dem Versand gelten.
Wandstärke: Entspricht Tabelle 2 (gemäß ASTM D2122), mit einer maximalen Dickenabweichung von 12%.
- Druckprüfung:
Dauerdrucktest: Sechs Proben halten 1.000 Stunden Druck stand. Das Versagen von zwei Proben führt zur Ablehnung.
Berstdruckprüfung: Fünf Proben werden innerhalb von 60–70 Sekunden unter Einhaltung von Mindestschwellenwerten bis zum Versagen unter Druck gesetzt.
Beschleunigter Regressionstest (optional): Als Alternative zu Dauer-/Bersttests verwendet diese Methode eine Regressionsanalyse (gemäß ASTM D2837), um die hydrostatische Festigkeit für 100.000 Stunden zu prognostizieren.
Die untere Konfidenzgrenze (LCL) überschreitet 15% des extrapolierten LTHS.
Statistische Parameter (M ≤ 0 oder Steigung b ≥ 0) weisen auf unzuverlässige Projektionen hin.
Abflachungstest: Drei auf 40 % ihres Durchmessers komprimierte Proben dürfen keine Risse oder Brüche aufweisen.
Zu den lesbaren, dauerhaften Markierungen im Abstand von ≤ 1,5 m (5 Fuß) gehören:
Nennweite des Rohrs (z. B. NPS 2 oder NPS 50).
Materialcode (z. B. CPVC4120-05).
SDR (z. B. SDR13,5).
Druckwerte bei 73 °F und 180 °F (z. B. „400 psi bei 73 °F, 100 psi bei 180 °F“).
ASTM-Bezeichnung (F442, F442M oder F442/F442M).
Name/Marke des Herstellers und Produktionscode.
Trinkwasserleitungen: Siegel/Kennzeichen des Prüflabors.
CPVC-Rohre müssen strenge Leistungs- und Qualitätskriterien gemäß ASTM F442/F442M-23 erfüllen. Dazu gehört die Einhaltung von:
- Mindestanforderungen an die hydrostatische Auslegungsspannung, um eine langfristige Druckbeständigkeit zu gewährleisten.
- Wandstärke und Maßtoleranzen für Gleichmäßigkeit und Zuverlässigkeit.
- Materialreinheit und -konsistenz garantieren hohe Leistung bei anspruchsvollen Anwendungen.
Hersteller, die CPVC-Rohre nach dieser Norm produzieren, müssen regelmäßige Qualitätskontrollen durchführen, um die Konformität aufrechtzuerhalten und sicherzustellen, dass jede Charge den angegebenen Standards entspricht.
Rohre zur Ableitung von Verbrennungsgasen sind von der Norm ausdrücklich ausgeschlossen. Der Schwerpunkt liegt auf Wasserversorgungssystemen. CPVC eignet sich aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit, thermischen Stabilität und Wirtschaftlichkeit ideal für den Einsatz im privaten, gewerblichen und industriellen Bereich.
ASTM F512-12 ist eine Standardspezifikation, die die Anforderungen an glattwandige Polyvinylchlorid-(PVC)-Rohre und -Armaturen für den unterirdischen Einsatz, vorwiegend in Elektro- und Kommunikationssystemen, definiert. Die Norm unterteilt Rohre anhand ihrer vorgesehenen Installationsmethode in zwei Haupttypen: Ummantelte Erdverlegung (EB), die eine Betonummantelung zur strukturellen Unterstützung erfordert, und Direkt vergrabene Leitungen (DB), die ohne zusätzliche Verstärkung direkt im Boden vergraben werden können. Der Hauptzweck dieser Norm besteht darin, die Einheitlichkeit der Leistung, Haltbarkeit und Kompatibilität der Leitungen sicherzustellen und gleichzeitig den Schutz von Elektro- und Kommunikationskabeln in unterirdischen Umgebungen zu gewährleisten.
Die unter ASTM F512-12 beschriebenen Leitungen und Armaturen werden aus Hart-Polyvinylchlorid (PVC) hergestellt und entsprechen den Materialspezifikationen der ASTM D1784. Die zulässigen PVC-Zellklassifizierungen umfassen 12254-A/B und 12164-B5 und gewährleisten hohe Haltbarkeit, mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse. Darüber hinaus ermöglicht die Spezifikation sowohl einwandige Leitungen als auch coextrudierte Leitungen mit Wabenkern. Die Leitungsverbindungen sind entweder als integrierte Glocke oder als separate Kupplung erhältlich.
ASTM F512-12 klassifiziert Leitungen basierend auf der Rohrsteifigkeit und der beabsichtigten Verlegungsmethode in fünf Typen:
EB-20 – Zum Einbetonieren konzipiert.
EB-35 – Entwickelt für die Einbettung in Beton mit höherer Steifigkeit als EB-20.
DB-60 – Konzipiert für die direkte Erdverlegung ohne Betonummantelung.
DB-100 – Für die direkte Verlegung im Erdreich konzipiert, bietet eine höhere Steifigkeit als DB-60.
DB-120 – Für die direkte Erdverlegung konzipiert, bietet es die höchste Steifigkeit unter den DB-Rohren.
Darüber hinaus umfasst die Spezifikation geformte und gefertigte Armaturen, die mit allen oben aufgeführten Leitungstypen kompatibel sind.
Die Norm legt die Abmessungen und Toleranzen von Leitungen fest, einschließlich Wandstärke, Muffentiefe und Längenanforderungen. Diese Abmessungen werden gemäß den Prüfmethoden ASTM D2122 ermittelt.
- Sofern zwischen Hersteller und Käufer nichts anderes vereinbart wurde, werden die Leitungslängen normalerweise in Abschnitten von 20 Fuß (6,1 m) oder 25 Fuß (7,6 m) geliefert.
- Die Abmessungen der integrierten Glocken und Steckdosen folgen zwei primären Montagesystemen:
- Presspassungssystem gemäß ASTM D2466-Spezifikationen.
- Clearance-Fit-System mit Toleranzen, die in ASTM F512-12 definiert sind.
Um die Einhaltung der Leistungsanforderungen sicherzustellen, werden Leitungen und Armaturen einer Reihe standardisierter Tests unterzogen:
Validiert die Integrität der Fusion, indem die Proben Aceton ausgesetzt werden, und stellt sicher, dass keine Oberflächenverschlechterung oder Laminierungen auftreten.
Misst die Steifigkeit des Rohrs bei einer Auslenkung von 5%. Die erforderlichen Mindestwerte für die Steifigkeit sind:
EB-20: ≥ 20 psi
EB-35: ≥ 35 psi
DB-60: ≥ 60 psi
DB-100: ≥ 100 psi
DB-120: ≥ 120 psi
Bewertet die Widerstandsfähigkeit des Rohrs gegenüber mechanischen Einwirkungen mit Schlaghämmern des Typs A oder B. Rohre müssen den Schlagtest mit einer akzeptablen Mindestdurchfallquote bestehen (z. B. müssen 17 von 20 Proben die Anforderungen erfüllen).
Anforderungen: Bewertet die Zähigkeit bei 0 °C (32 °F) mit einem Hammer Typ A oder B. Beispielsweise gilt eine Charge als bestanden, wenn 17 von 20 Proben der angegebenen Schlagenergie standhalten, ohne zu reißen.
Gemäß ASTM F512-12 hergestellte Leitungen und Armaturen müssen die folgenden Qualitäts- und Leistungskriterien erfüllen:
Homogenität: Das Material muss frei von sichtbaren Rissen, Löchern, Fremdeinschlüssen oder anderen Mängeln sein, die die Leistung beeinträchtigen könnten.
Gleichmäßigkeit: Um die Produktintegrität zu wahren, sollten die Leitungen eine einheitliche Farbe, Opazität, Dichte und mechanische Eigenschaften aufweisen.
Einhaltung der Wandstärke: Die Wandstärke von integrierten Glocken und Schornsteinen muss den Mindestanforderungen entsprechen, um die strukturelle Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Um Rückverfolgbarkeit und Konformität zu gewährleisten, müssen Leitungen und Armaturen im Abstand von höchstens 1,5 m (5 Fuß) deutlich mit wichtigen Informationen gekennzeichnet sein. Die Kennzeichnungen umfassen:
Name oder Marke des Herstellers
PVC-Zellklassifizierung (z. B. PVC 12254-A, PVC 12254-B, PVC 12164-B)
Leitungsgröße und -typ (z. B. DB-60, EB-35)
Mindestwandstärke
Kontrollnummer oder Chargencode
ASTM-Bezeichnung (ASTM F512 für Einfachextrusion; ASTM F512 COEX für Coextrusionsprodukte)
Zusätzlich sollten Krümmungen und Biegungen mit ihrem Biegeradius und -winkel (z. B. 18″ R – 30°) gekennzeichnet werden, während Formstücke mit Größe, Materialart (PVC) und der ASTM F512-Bezeichnung versehen werden sollten. Falls der Platz eine direkte Kennzeichnung der Formstücke nicht zulässt, sind die erforderlichen Informationen auf der Verpackung anzugeben.
Die Norm ASTM F512-12 ist für die unterirdische Infrastruktur von Strom- und Kommunikationsnetzen von zentraler Bedeutung und bietet Lösungen, die Flexibilität, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit optimal vereinen. Durch die Berücksichtigung von Anwendungen mit Betoneinfassung und direkter Erdverlegung gewährleistet sie die Anpassungsfähigkeit an unterschiedlichste Installationsumgebungen, von städtischen Versorgungskorridoren bis hin zu Industrieanlagen. Die Norm minimiert durch strenge Material- und Prüfprotokolle das Risiko vorzeitigen Ausfalls und stellt sicher, dass die Leitungen den Anforderungen moderner unterirdischer Infrastruktursysteme gerecht werden.
ASTM D1785-21 ist eine Norm, die die Anforderungen an PVC-Rohre (Polyvinylchlorid) mit Wandstärken der Schedule 40, 80 und 120 definiert. Diese Norm gilt für druckfeste Rohre, die primär für den Transport von Flüssigkeiten, einschließlich Trinkwasser, in verschiedenen Sanitär- und Industrieanwendungen vorgesehen sind. Die Norm enthält Richtlinien für Materialzusammensetzung, Klassifizierung, Maßtoleranzen, hydrostatische Druckfestigkeit und Leistungsprüfung, um die Qualität, Sicherheit und Langlebigkeit von PVC-Rohren in Flüssigkeitstransportsystemen zu gewährleisten.
Diese Spezifikation legt sechs Typen/Qualitäten von PVC-Rohren fest, die anhand der hydrostatischen Beanspruchung und Langzeitleistungsprüfungen kategorisiert werden. Sie entspricht außerdem der Norm ASTM D1784, welche die Anforderungen an die Materialklassifizierung für PVC-Mischungen festlegt, die bei der Herstellung dieser Rohre verwendet werden.
Die Norm ASTM D1785-21 klassifiziert PVC-Rohre nach Typ, Güteklasse und hydrostatischer Belastbarkeit und gewährleistet so eine gleichbleibende Leistung in verschiedenen Anwendungsbereichen. Diese Spezifikation umfasst Rohre mit Wandstärken der Schedule 40, 80 und 120, wobei jedes Rohr gemäß einer von sechs festgelegten Typ-/Güte-/Belastungsklassifizierungen eindeutig gekennzeichnet ist.
Anlage 40: Standardgewichtsrohr für Anwendungen mit mittlerem Druck.
Anhang 80: Hochleistungsrohr für Hochdrucksysteme.
Anlage 120: Besonders robuste Rohre für spezielle Hochbeanspruchungsumgebungen.
Ein Schlüsselaspekt dieser Klassifizierung ist die hydrostatische Bemessungsspannung (HDS), Diese Kennwerte bestimmen die langfristige Druckbelastbarkeit der Rohrleitung. Die Belastungen werden durch strenge Langzeittests ermittelt, um sicherzustellen, dass die Rohre dauerhaftem Innendruck standhalten. Das Klassifizierungssystem hilft bei der Auswahl des geeigneten Rohrs für verschiedene Druckanwendungen, insbesondere in der Wasserverteilung und in industriellen Systemen.
Die Norm ASTM D1785-21 schreibt vor, dass PVC-Rohre aus Polyvinylchlorid (PVC) mit genau definierten physikalischen und chemischen Eigenschaften hergestellt sein müssen. Die verwendeten Materialien müssen den in ASTM D1784 festgelegten Standards, insbesondere PVC 12454 oder PVC 14333, entsprechen, um Langlebigkeit, Festigkeit und chemische Beständigkeit zu gewährleisten.
Für Trinkwasserleitungen müssen die Rohre geprüft und gemäß NSF/ANSI-Standard 14 zertifiziert sein, um ihre Eignung für die Trinkwassernutzung zu gewährleisten. Rohre, die diese Zertifizierung bestehen, müssen das entsprechende Prüfzeichen tragen.
Hersteller können auch gereinigtes PVC-Rework-Material verwenden, jedoch ausschließlich aus eigenem Produktionsprozess. Das Endprodukt muss die Anforderungen der ASTM D1785-21 vollständig erfüllen. Dies gewährleistet eine gleichbleibende Qualität und Leistung aller PVC-Rohre.
Die Maß- und Toleranzanforderungen für PVC-Rohre sind in den Tabellen 1 und 2 der Norm festgelegt. Diese Maße werden gemäß ASTM D2122 überprüft, um die Einhaltung strenger Fertigungstoleranzen zu gewährleisten. Wichtige Aspekte sind:
Außendurchmesser, Wandstärke und Toleranzen – um sicherzustellen, dass die Rohre die erforderlichen Größenvorgaben erfüllen.
Rundheitstoleranzen – vor dem Versand anzuwenden, um eine korrekte Passform bei der Installation zu gewährleisten.
Um Langlebigkeit und Sicherheit zu gewährleisten, schreibt ASTM D1785-21 mehrere wichtige Prüfungen für PVC-Rohre vor:
Die Rohrleitungen müssen dem hydrostatischen Druck 1.000 Stunden lang bei der vorgesehenen Belastung standhalten, ohne zu versagen (z. B. durch Bersten oder Leckagen).
Die Rohrleitungen müssen einen kurzzeitigen hydrostatischen Drucktest mit dem Vierfachen des Nenndrucks über 60-70 Sekunden ohne Versagen überstehen.
Rohrproben (mindestens 2 Zoll lang) werden zwischen zwei parallelen Platten zusammengedrückt, bis sie 40% ihres ursprünglichen Durchmessers erreichen oder bis sich die Wände berühren.
Die Probe darf unter diesem Druck weder reißen, spalten noch brechen.
- Die Tests werden in einer kontrollierten Laborumgebung bei 73°F ± 4°F (23°C ± 2°C) und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% ± 10% durchgeführt, sofern nicht anders angegeben.
- Für die Schlagprüfung werden die Proben vor der Prüfung mindestens 30 Minuten lang bei 0-1,6 °C (32-35 °F) konditioniert.
Diese strengen Testverfahren gewährleisten, dass PVC-Rohre die Leistungserwartungen für Hochdruckanwendungen erfüllen.
Um Rückverfolgbarkeit und Konformität zu gewährleisten, schreibt ASTM D1785-21 vor, dass alle Rohrleitungen in Abständen von höchstens 1,5 Metern (5 Fuß) mit folgenden Informationen deutlich gekennzeichnet sein müssen:
Nennweite des Rohres (z. B. 2 Zoll (50 mm))
PVC-Materialbezeichnungscode (z. B. PVC 1120)
Druckstufe und Druckangabe (z. B. Druckstufe 40, 200 psi)
ASTM-Bezeichnung und Jahr (z. B. ASTM D1785-21)
Name oder Marke des Herstellers
Produktionscode (zur Identifizierung von Datum, Schicht, Werk und verwendetem Extruder)
Kennzeichnung für die Verwendung mit Trinkwasser (falls zutreffend)
Die Hersteller müssen sicherstellen, dass die Markierungen auch nach der Installation und Inspektion lesbar bleiben.
PVC-Rohre unterliegen je nach Verwendungszweck verschiedenen ASTM-Normen. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zusammen:
Vergleichstabelle für 6 verschiedene ASTM-Standards
Normen | Kerninhalte | Wichtige Tests | Anwendbare Rohrtypen | Besondere Anforderungen |
ASTM D1784-20/11 | PVC- und CPVC-Materialklassifizierung | Izod-Schlagfestigkeit, Zugfestigkeit, Wärmeformbeständigkeit | Extrudierte/spritzgegossene Rohre und Formstücke. | Druckleitungen erfordern eine HDB-Bewertung |
ASTM D1785-21 | PVC-Druckrohre für Druckwassersysteme | Dauerdruck, Berstdruck, Abflachungstest | Rohre der Serien 40, 80 und 120 | Rückverfolgbarkeit des Produktionscodes; integrierte Glockengelenke. |
ASTM D2665 | Leistung von Abwasser-, Abfall- und Entlüftungsrohren | Rohrsteifigkeit, Schlagprüfung | Abwasserrohre, Winkel, T-Stücke | Gewinde müssen der ASTM F1498 entsprechen. |
ASTM F442/F442M -23 | CPVC-Druckrohr | Dauerhafter Berstdruck, Abflachungstest | Rohre der SDR-Serie | Verbietet pneumatische Prüfungen |
ASTM E662-17 | Rauchdichteprüfung | Optische Dämpfung | Feste Stoffe | Probendicke ≤ 1 Zoll |
ASTM E512-12 | Glattwandiges PVC-Rohr für die unterirdische Verlegung | Aceton-Eintauchen, Rohrsteifigkeit, Schlag | EB/DB-Leitungstypen | Das Material muss der Güteklasse 12254-A/B entsprechen. |
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die ASTM-Normen für PVC- und CPVC-Rohre eine entscheidende Rolle für die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Leistungsfähigkeit dieser Rohrleitungssysteme in verschiedensten Anwendungsbereichen spielen. Von der Definition der Materialspezifikationen und -klassifizierungen bis hin zur Festlegung strenger Prüfanforderungen gewährleisten diese Normen, dass PVC- und CPVC-Rohre die erforderlichen Kriterien hinsichtlich Festigkeit, Haltbarkeit und chemischer Beständigkeit für den Einsatz in der Wasserverteilung, in Elektroinstallationen und in industriellen Systemen erfüllen.
Durch die Einhaltung dieser etablierten Richtlinien können Hersteller Rohre produzieren, die unter Druck und Umwelteinflüssen konstant zuverlässig funktionieren und gleichzeitig wichtige Sicherheits- und Gesundheitsvorschriften, beispielsweise für Trinkwasser, erfüllen. Die umfassenden Anforderungen an Materialien, Herstellungsverfahren und Druckstufen, die in diesen Normen festgelegt sind, bieten einen klaren Rahmen für die Herstellung hochwertiger Rohrprodukte.
Letztendlich ist das Verständnis und die Einhaltung der ASTM-Normen für alle, die an der Konstruktion, Herstellung und Installation von PVC- und CPVC-Rohrsystemen beteiligt sind, unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Endprodukte höchsten Leistungs- und Sicherheitsstandards entsprechen.
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