Engineering Plastic Locking Rods for Flowtite Restrained Pipe Joint

Abstract

I denne oppgaven ble ulike typer polymerer testet for mekaniske egenskaper, og det ble undersøkt hvilken påvirkning temperatur og vanndegradering har for materialene. Oppgaven er skrevet i samhandling med Amiblu Technology AS, som er et samarbeidselskap mellom Hobas Technology og Flowtite Technology. Amiblu utvikler og leverer rør av glassfiberarmert plast (GRP), for å løse verdens utfordringer for vann og avløp på en bærekraftig måte. For biaksielle rørkoblinger, tilbyr Flowtite en rørkobling bestående av pakninger og låsestenger. Låsestengene er av polyamid 6.6 (PA66), en type mekanisk plast, som opplevdes å ryke når mekanisk testing ble gjennomført.

Det ble gjennomført strekk- og kompresjonstester for polyamid 6 (PA6), polyamid 6.6 og poly(oksymetylene) (POM), alle fra samme leverandør. Forsøkene ble utført for "tørre" prøver ved tre ulike temperaturer. I tillegg ble mekaniske egenskaper undersøkt for prøver utsatt for vanndegradering ved de samme temperaturene, både for destillert vann og kunstig sjøvann. Verdier for de mekaniske egenskapene: E-modul, flytespenning og strekkfasthet, ble funnet fra grafene laget av strekk- og kompresjonstestene.

Etter utførte strekktester ble det vist at alle materialene ble påvirket av temperatur, i ulik grad. For de "tørre'' prøvene avtok alle de målte mekaniske egenskapene med økende temperatur. Det var ikke store forskjeller i stivhet for de ulike polymerene, særlig ikke ved romtemperatur, men POM ser ut til å holde best på E-modul ved en økning i temperatur. For flytespenning og strekkfasthet, kommer PA6 og PA66 derimot best ut, med nesten helt tilsvarende verdier for de ulike temperaturene.

Degradering i vann ga lavere verdier for mekaniske egenskaper for alle materialene, sammenlignet med "tørre" prøver. Dette er tilfellet for både destillert vann og kunstig sjøvann. POM så ut til å påvirkes i minst grad av de tre materialene. Polyamidene mistet betraktelig styrke og stivhet, men viste liten variasjon seg imellom, og liten endring ved økende temperatur. Her kunne det derimot ses endringer hos POM, som viste en synkende trend for alle mekaniske egenskaper, ved økende temperatur.

In this project, different types of polymers were tested for mechanical properties, and the effect of temperature and water degradation was studied for the materials. The project was written in collaboration with Amiblu Technology AS, a joint venture of the companies Hobas Technology and Flowtite Technology. Amiblu develops and supplies glassfiber reinforced plastic (GRP) pipes with accessories, to solve the world's challenges for water and sewage in a sustainable way. For biaxial pipes connections, Flowtite offers a coupling solution consisting of gaskets and locking rods. The locking rods are made of polyamide 6.6 (PA66), a type of engineering plastic, which was observed to fail when mechanical testing was carried out.

Tensile and compression tests were performed for polyamide 6 (PA6), polyamide 6.6 and polyoxymethylene (POM), all from the same supplier. The experiments were performed for "dry" specimens at three different service temperatures. In addition, mechanical properties were examined for specimens subjected to water degradation at the same temperatures, both for distilled water and artificial seawater. Values for the mechanical properties: E-modulus, yield strength and tensile strength, were found from the graphs made by the tensile and compression tests.

After tensile tests were performed, it was observed that all the materials were affected by temperature, to varying degrees. For the "dry'' specimens all the mechanical properties decreased as the temperature increased. There were no major differences in stiffness for the different polymers, especially not at room temperature, but POM seems to be greater at retaining the E-modulus as the temperature increases. For yield strength and tensile strength on the other hand, PA6 and PA66 are better, with almost the same values at the different temperatures.

Water degradation gave lower values for mechanical properties, for all the materials, compared to "dry" specimens. This was the case for both distilled water and artificial seawater. POM seemed to be affected the least by the three materials. The polyamides lost considerable strength and stiffness, but showed little variation in between, and minor changes as the temperature increased. Here, on the other hand, changes could be observed for POM, which showed a declining trend for all mechanical properties, as the temperature increased.