Zur Sicherstellung von Langlebigkeit und Langzeiteigenschaften von Rohrleitungssystemen aus polymeren Werkstoffen existieren strenge und umfassende Regelwerke. Rohre aus Kunststoff müssen mindestens 50, oft 100 Jahre Lebensdauer in ihren Anwendungsgebieten garantieren können. Da es nicht zweckmäßig wäre diese Lebensdauern unter realen Anwendungen zu überprüfen, ist es notwendig beschleunigte aber aussagekräftige Prüfverfahren für diese Materialien zu entwickeln. Aufgrund stetiger Verbesserungen in der Materialqualität im Laufe der letzten Jahre, können klassische, etablierte Methoden nur noch bedingt eingesetzt werden um Eigenschaften zu charakterisieren. Eine neu entwickelte und vielversprechende Methode ist der zyklische „Cracked Round Bar“ Versuch, der sich derzeit im letzten Stadium der ISO-Standardisierung für Polyethylen-Rohrwerkstoffe im Gas- und Wasserbereich befindet. Für andere Kunststoffe im Rohrbereich, wie Polypropylen oder Polyamid, werden nun ebenfalls neue, schnellere und selektive Prüfmethoden benötigt. Im Zuge dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass der oben erwähnte, auf bruchmechanischen Methoden basierende und für PE entwickelte zyklische Test prinzipiell auch auf andere Kunststoffe in Rohranwendungen, wie Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyamid und Polybutylen, anwendbar ist. Speziell für Polypropylen, das sehr vielseitig eingesetzt wird (mit oder ohne Innendruck, Raumtemperatur oder bei erhöhter Einsatztemperatur) brachte der Test interessante Ergebnisse. Bei Untersuchungen unter verschiedenen Last- und Temperaturbedingungen zeigte sich, dass für das Ermüdungsverhalten von PP vor allem die Rissinitiierungs-Phase von enormer Bedeutung ist. Da diese bis zu 80% der Gesamtversagensdauer der Versuche ausmachte, wurde auch der Kerbprozess selbst untersucht. Zusätzlich wurde auch der Einfluss von Verstärkungsstoffen und der Material-Morphologie auf die Ergebnisse untersucht. Dabei konnten im konkreten Fall die Unterschiede zwischen Block-, Random-, und Homopolymer belegt werden.
Es konnte weiters gezeigt werden, dass der Test nicht nur großes Potential für die Differenzierung von Materialien, sondern auch verschiedener Versagensmechanismen besitzt. Bei Kurzzeitprüfungen unter hohen Lasten wurden Materialien im duktilen Versagensbereich innerhalb weniger Stunden bis Tage untersucht und verglichen. Im Versagensbereich unter niedrigeren Lasten, der oft als „quasi-spröd“ bezeichnet wird, konnten Materialien innerhalb weniger Tage bis Wochen gegenübergestellt werden. Im Vergleich zu klassischen Prüfmethoden, bei denen selbst nach mehr als 10.000 Stunden keine Unterscheidung möglich ist, zeigt sich eindeutig das große Potential dieser Prüfmethode für die untersuchten Werkstoffe. Zusätzlich zu den technologischen Versagenskurven, wurden weitergehend Bruchflächen, Hysterese-Entwicklungen und Nachgiebigkeitsverläufe zur genaueren Untersuchung der Versagensmechanismen der einzelnen Materialien herangezogen.
Neben mechanischer Belastung, kann es bei Rohrwerkstoffen auch aufgrund der extrem langen Anwendungszeiträume zu Alterungsprozessen und Materialabbau, und damit zu Einschränkungen in der Lebensdauer kommen. Zur Charakterisierung des Einflusses von physikalischer und chemischer Alterung auf Materialeigenschaften wurde ein Material künstlich beschleunigt gealtert. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Kombination primärer und sekundärer Antioxidantien chemische Alterungsprozesse über die gesamte Auslagerungsdauer von mehr als 18 Monaten bei 80°C verhindert wurden. Die Untersuchungen ergaben ebenfalls, dass durch die künstliche Alterung Prozesse stattfinden, die unter realen Bedingungen nicht auftreten. Konkret wurden Eigenspannungen stark abgebaut, wodurch es zu einer scheinbaren Verbesserung der untersuchten Materialeigenschaften kam. Derartige Einflüsse müssen beachtet werden, um nicht konservative Ergebnisse in Lebensdauerabschätzungen auszuschließen.