IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 4/2003, Seite 28 ff.

SANITÄRTECHNIK

Flexible Schläuche

EPDM-Qualität entscheidend

Dr. Alberto Ripa *

Das im Artikel "Nur bedingt zu empfehlen - Flexible Schläuche in der Trinkwasser-Installation" (IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 20/2002, Seite 27 ff) beschriebene Bild im Hinblick auf Schadensfälle bei EPDM-Schläuchen ist genau und ausführlich. Die Meinungen der Experten über die Ursachen der Schadensfälle sind allerdings geteilt und "prallen aufeinander". Wir halten es für angebracht, dass die Verwender für das Problem sensibilisiert werden, jedoch ohne soweit zu kommen, daß EPDM-Schlauchleitungen grundsätzlich verbannt werden.

Aus dem zuvor genannten Artikel haben wir einige Meinungen der Experten herausgelöst, um ein klareres Bild über die Herstellung und den Einsatz von EPDM-Materialien in Trinkwasserinstallationen zu zeichnen. Auch im Namen der italienischen Hersteller von Panzerschläuchen und Schlauchleitungen werden wir technische Bemerkungen hinzufügen, um diese Aussagen zu stützen.

"Nach Herstelleraussage ist insgesamt nur ein sehr geringer Prozentsatz der installierten Schläuche von den geschilderten Phänomenen betroffen". Ohne den Ernst des Problems abwerten zu wollen, möchten wir feststellen, dass tatsächlich keiner unserer Kunden (z.B. Firma Parigi S.p.A., Firma Luxor S.p.A., Firma M.R.G. S.p.A.) von den berichteten Problemen betroffen war oder ist.

Die seit mehr als 30 Jahren hergestellten "Panzerschläuche" und "Schlauchleitungen" sind nicht nur in Deutschland, sondern auch in anderen europäischen Ländern (Italien, Frankreich, Niederlande, Großbritannien) verkauft worden. In allen diesen Fällen ist der innere flexible Schlauch von Werken der REDA Gruppe aus unseren besonderen, gemäß den gültigen Normen zertifizierten EPDM-Rezepturen hergestellt worden.

Wir sind ganz der Meinung von Herrn Dr. Erning (BAM) ("In vielen Fällen ist es einfach schlechtes Material") und Herrn Dr. Ivo Wagner (DVGW) ("Fertigungsfehler beim Vulkanisieren oder nicht richtig gewählte oder vermischte EPDM-Rezepturen sind die wahren Gründe für die Schadensfälle"). Beide Experten führen das Problem auf die Qualität der Materialien zurück.

Die Qualität eines Materials (chemische Zusammensetzung, Herstellungsverfahren, mechanische Eigenschaften) beeinflusst die Betriebsdauer und ist von höchster Wichtigkeit. Die Beständigkeit der Schläuche hinsichtlich der Betriebsbedingungen hängt entscheidend von der Qualität des Materials ab. Da EPDM-Schlauchleitungen unterschiedlicher Art sein können, ist es verständlich, warum "sich Ausflockungen gleich welcher Art entweder im Zeitraum von 8 Monaten bis etwa 2,5 Jahren nach der Installation zeigen, oder auch gar nicht", wie von den Herren Erik Deberthäuser und Thorsten Rabe (FV SHK) festgestellt wird.

Was bedeutet es, der Qualität eines Materials oder eines Produktes große Wichtigkeit beizumessen?

Das heißt, strenge Anforderungen für die mechanischen Eigenschaften sowohl des EPDM-Schlauches als auch der "Panzerschläuche" festzulegen.

Italienische Hersteller von Panzerschläuchen wie Parigi S.p.A. und die REDA Gruppe haben stets strenge neue italienische oder europäische Normen entworfen und angewendet. Dies ist ein unerlässlicher Schritt, um zu vermeiden, dass "die Zusammensetzung des Schlauchwerkstoffes den üblichen Betriebsbedingungen (Druck, Temperatur, Betriebszeit) nicht standhält". In letzter Zeit sind allerdings oft weniger strenge und weniger restriktive Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften und der Beständigkeit der Schlauchleitungen vorgeschlagen worden.

Was versteht man unter einer EPDM-Rezeptur?

Entscheidend ist es, die beste EPDM-Rezeptur zu wählen. Dabei handelt es sich um eine Gummimischung, die durch das Mischen mehrerer Bestandteile hergestellt wird: Elastomer, Füllstoffe, Weichmacher, Vernetzer, Vulkanisationsbeschleuniger, Verarbeitungshilfen, Alterungschutzmittel und Stabilisatoren sowie Vulkanisationsaktivatoren und Vulkanisationsverzögerer.

Was versteht man unter einer "Vulkanisation"?

Die Vulkanisation ist eine chemische Reaktion, die zur Bildung von chemischen Verbindungen zwischen den Makromolekülen des Elastomeres in der Gummimischung führt. Diese Vernetzung gibt einem EPDM-Material (wie den anderen Gummi-Materialien) die typischen Eigenschaften (u.a.: Elastizität, Flexibilität, Dehnbarkeit, hohe Zugfestigkeit, hohe Bruchdehnung, Verformungsbeständigkeit). Die Art der chemischen Verbindungen und die Beständigkeit der Vernetzung hängen entscheidend von dem Vernetzer und den Vulkanisationsbeschleunigern ab.

Spinnenverteiler für Trinkwasser. Diese Installationsvariante wurde vorwiegend zur Sanierung von Plattenbauten in den neuen Bundesländern angewandt. Die Öffnung in der Wand wurde nach der Installation nicht versiegelt. Der Zugang zu den Absperrventilen und den Wasserzählern war jederzeit gewährleistet (Aus IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 20/02).

Wieviel Spielraum hat ein Gummihersteller, um KTW-Rezepturen zu entwickeln?

Nach den KTW-Empfehlungen dürfen nur bestimmte Ausgangsstoffe, oft mit Reinheitsanforderungen und maximalen Anteilen, verwendet werden. Für die Bereiche A-C darf man unter mehr als achtzig Stoffen wählen. Auf dem Markt existieren verschiedene EPDM-Sorten, die sich im Äthylen/Propylen Verhältnis, im Gehalt an Dien, in der Viskosität und in der Struktur der Makromoleküle unterscheiden. Man kann mehrere unterschiedliche Rezepturen mit unterschiedlichen Bestandteilen, oder auch mit denselben Bestandteilen, aber in unterschiedlichen Mengen, entwickeln, die den Anforderungen der KTW-Empfehlungen, Bereich C, entsprechen.

Unterschiedliche Rezepturen bringen unterschiedliche Eigenschaften hervor.

Diese unterschiedlichen Materialien können sich in der Dichte, in der Härte, in der Zugfestigkeit, in der Bruchdehnung, im Druckverformungsrest und in der Luftalterung unterscheiden. Sowohl die Vernetzer und Vulkanisationsbeschleuniger, als auch das Vulkanisationsverfahren spielen eine wichtige Rolle. Oft haben wir von unseren Kunden Muster von KTW-zertifizierten Schläuchen zur Analyse bekommen. Die Messung der mechanischen Eigenschaften hat z.B. die folgenden Werte ergeben: Dichte zwischen 1,23 und 1,46 g/cm3 - Shore-A-Härte zwischen 60 und 80 - Zugfestigkeit zwischen 6 und 12 MPa - Bruchdehnung zwischen 150% und 450%

Deutlich zeigen diese Daten die riesigen Unterschiede bei den KTW-zertifizierten Materialien.

Auch die Qualitätskonstanz eines Materials ist wichtig. Normalerweise gilt für jedes Material ein technisches Datenblatt mit den durchschnittlichen Eigenschaften (zum Beispiel: Dichte 1,28+/-0,02 g/cm3). Manchmal haben wir technische Datenblätter auch mit Toleranzbereichen von +/-0,05 g/cm3 für die Dichte gefunden! Es wäre zum Beispiel dann möglich, Materialien mit einer Dichte zwischen 1,2 und 1,3 g/cm3 zu liefern, dass heißt fast nie die gleiche Rezeptur zu benutzen.

Die Zusammensetzung eines EPDM-Materials kann die im IKZ-HAUSTECHNIK-Artikel berichteten vermuteten Mechanismen für die Schadensfälle durchaus beeinflussen. Dass paraffinische Weichmacher und mikrokristalline Wachse mikrobiell sehr gut abbaubar sind und dass diese Stoffe die wahrscheinlichsten Ursachen für das Wachstum von Biofilmen sein können, ist zweifellos wissenschaftlich bewiesen. Man darf hier nicht verallgemeinern. Es ist möglich, teure EPDM-Rezepturen ohne paraffinische Weichmacher oder mit den geringsten Mengen dieser Bestandteile und billige EPDM-Rezepturen mit hohen Mengen von Füllstoffen und Weichmachern herzustellen. In diesem zweiten Fall ist das Wachstum von Mikroorganismen sehr wahrscheinlich. Der progressive Abbau der Weichmacher kann zur Verhärtung des Materials, zum Verlust an Flexibilität und Elastizität, zur Sprödigkeit und Rissbildung führen.

Seit mehreren Jahren, noch vor der Einführung des Arbeitsblattes W 270 in Deutschland, ist die Erfüllung der Norm BS 6920 in England obligatorisch. Es ist wahr, dass das Arbeitsblatt W 270 strengere Anforderungen als die Norm BS 6920 festlegt. In jedem Fall steht fest , dass kein von der REDA Gruppe hergestellter EPDM-Schlauch, sei er BS 6920 - KTW - UNI 9028 - NSF oder ACS/CSTB - zertifiziert, grüne Ausflockungen oder schwarze Teilchen nach der Installation von Panzerschläuchen freigesetzt hat.

Mit Bezug auf die Verwendung von mikrokristallinen Wachsen, hatte eine interessante Forschung von Dr. D. Groß (BAM Berlin) gezeigt, dass dieser Bestandteil die Chlorzehrung einer Gummimischung senken kann. Im Bereich C setzen die KTW-Empfehlungen die Grenze bei 12 mg Chlor m-2 ­Tag-1 in einer Prüfung mit Oberflächenvolumenverhältnis 1:6. Auch das Ergebnis dieser Prüfung ist sehr wichtig, um die Qualität eines EPDM-Materials zu bewerten. Unsere langjährige Erfahrung hat gezeigt, dass zwei fast gleiche EPDM-Rezepturen, beide mit den gleichen mechanischen Eigenschaften und beide den KTW-Empfehlungen entsprechend, unterschiedliche Chlorzehrung verursachten. Die Chlorzehrung des besten Materials war sechsmal niedriger. Das Auftreten von Schäden hängt eben auch entscheidend davon ab, an welchem Ende der Chlorzehrungsskala sich ein EPDM-Material befindet, und wie lange die Eigenschaften des Materials unverändert bleiben. Und damit sind wir wieder bei dem Thema Qualität angekommen.

Der Anwendungsbereich der Panzerschläuche ist ebenfalls wichtig. Unser Material ist im Bereich C KTW zertifiziert. Unsere Kunden stellen Panzerschläuche her, die nur als "Ausrüstungsgegenstände" verwendet werden. Sie werden überwiegend an wasserführenden Armaturen installiert, um diese mit dem Wassernetz zu verbinden. Oft ist die Bauanleitung sehr deutlich in den Katalogen unserer Kunden: keine Installation in einer Mauer oder unter Spannung und Torsion, um zu vermeiden, dass die mechanischen Eigenschaften des Schlauches verändert werden könnten.

Armaturenanschlussschläuche (Aus IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 20/02).

Im Artikel werden andere Anwendungen, vielleicht auch missbräuchlich (siehe DIN 1988) beschrieben. Die Nachrichten über Schadensfälle, die wir in der Vergangenheit bekommen haben, betrafen diese anderen Anwendungen (z.B. Spinnerverteiler) und Panzerschläuche anderer Hersteller.

Wir nehmen die letzten Empfehlungen des deutschen Umweltbundesamtes und die strengeren Anforderungen für Panzerschläuche und Schlauchleitungen (W 270 und KTW Bereich A vom 1. Januar 2004) zur Kenntnis. Sicher ist die Gesundheit und Sicherheit der Verwender von höchster Wichtigkeit. Die zur Zeit noch laufenden Prüfungen nach Arbeitsblatt W 270 betreffen Materialien, die für den Bereich C der KTW Empfehlungen entwickelt wurden. Die neuen Anforderungen könnten unsere Forschung, wie auch die anderer Hersteller, nutzlos machen. Da die Prüfung nach Arbeitsblatt W 270 mehr als sechs Monate dauert, wäre vielleicht ein Aufschub notwendig. Jedenfalls werden wir unser Bestes tun und unsere langjährige Erfahrung nutzen, um neue, noch sicherere EPDM-Materialien zu entwickeln. Für diesen Zweck stellen wir unsere Forschung gerne zur Verfügung.

Abschließend sind wir der Meinung, dass die vom DVGW anerkannten Prüfstellen die Ergebnisse hinsichtlich der in den letzten Jahren geprüften Materialien in einer gemeinsamen Statistik aufbereiten und diese allen Herstellern und Verwendern zugänglich machen sollten.

Dr. Alberto Ripa verfasste diesen Beitrag im Namen von:

 

* Dr. Alberto Ripa, Forschung- und Entwicklungslabor REDA Gruppe

[Zurück]   [Übersicht]   [www.ikz.de]