Verhinderung von Kaltfluss und Kriechen in tragenden PE-Bauteilen

Wenn Sie PE oder HDPE-Blöcke wie Bremsbeläge, Laufbuchsen oder Lagerteile, haben Sie das vielleicht schon gesehen:
Das Teil sieht am ersten Tag perfekt aus, aber nach einigen Monaten “fließt” die Oberfläche zur Seite, die Schrauben sitzen tiefer, und es entstehen Lücken.

Das ist Kriechen und kalter Fluss.
Und wenn das passiert, verliert man nicht nur das Aussehen, sondern auch den Sicherheitsabstand.

In diesem Artikel sprechen wir darüber, wie Sie Ihre tragende PE-Bauteile in Form, und wie Dongxing Gummi nutzt dieses Denken bei der Lieferung von HDPE-Platten und kundenspezifischen Teilen.

Was ist Kriechen und Kaltfluss in tragenden PE-Bauteilen?

Kriechen ist langsame, dauerhafte Verformung bei konstanter Belastung.
Die Belastung ist nicht wahnsinnig hoch, aber sie geht nie weg.

Bei Metallen ist das Kriechen meist eine Frage der hohen Temperaturen.
Bei PE und HDPE kommt es auch bei Raumtemperatur zu Kriechvorgängen, insbesondere unter Totlast.

Der kalte Fluss ist eine häufige Beschreibung dessen, was die Benutzer sehen:

• Kanten eines HDPE-Polsters wie Pilze aus dem Boden schießen im Laufe der Zeit
• Schraubenlöcher werden ein bisschen oval
• eine ebene Oberfläche entwickelt eine Gericht in der Mitte

Wichtige Punkte für die Gestaltung:

• Die Kriechfähigkeit hängt ab von Stressniveau, Zeit, und Temperatur
• PE “merkt” sich den Lastverlauf - Kunststoffe vergessen nicht so leicht die Last
• Sie können nicht nur anhand einer kurzfristigen Spannungs-Dehnungs-Kurve entwerfen.

Ihr Ziel ist also einfach:
Halten Sie die Spannung und die Temperatur niedrig genug, und stützen Sie das Teil, damit es sich nicht langsam herausdrücken kann.

Grenzwerte für Spannung und Temperatur in HDPE-Platten

Zum Gruseln, durchschnittliche Spannung ist wichtiger als eine einmalige Spitze.
Designer sprechen gerne über Sicherheitsfaktor und Kriechbudget hier.

Allgemeine Faustregeln (keine Norm, nur technischer Sinn):

• geringere Spannung = langsameres Kriechen
• höhere Temperatur = schnelleres Kriechen
• lange Lebensdauer (10+ Jahre) benötigt sehr konservativer Stress

Sie können eine einfache Karte wie diese verwenden, wenn Sie über Ihre HDPE-Polster und -Platten nachdenken:

Nur um den Trend aufzuzeigen. Für eine echte Konstruktion müssen tatsächliche Kriechdaten aus Materialtests verwendet werden.

Verwenden Sie diese Tabelle als schnellen “Gesundheitscheck”.
Wenn Sie sehen, dass Sie in der rechte/untere Zellen, wird Creep Ihr täglicher Gast sein.

Was können Sie also optimieren?

• Vergrößern Sie die Kontaktfläche → geringere Oberflächenspannung
• Dicke erhöhen wo die Kompression hoch ist
• Vermeiden Sie die Montage von HDPE in unmittelbarer Nähe von heißen Rohren, Motoren und Öfen.

Bei schweren, langfristigen Arbeiten wollen Sie nicht, dass das Teil “nur OK” ist.
Sie wollen es ein wenig überdesignt.

PE-Teile ordnungsgemäß abstützen: Keine freistehenden Pads

Ein klassischer Fehler: ein dicke PE-Polster alleinstehend, geladen wie eine kurze Kolumne.

PE ist kein Stahl.
Lässt man ihn bei hohem Eigengewicht alleine stehen, wird er seitliche Ausbuchtung langsam.

Stahlunterstützung und Seitenbegrenzungen verwenden

Ein robusteres Layout sieht wie folgt aus:

• HDPE-Platte auf einer Stahlplatte → Stahl hält Biegung aus, PE hält Kontakt und Schlag aus
• Seitenanschläge oder Rahmen um zu verhindern, dass das Blatt “ausläuft”
• Genügend Schrauben, damit die Last verteilt wird und nicht alles auf einen “Hot Spot” fällt”

Die Fachleute nennen dies eine “Regel ”keine freistehenden PE"..

Gute Szenarien:

• Fender Pads: HDPE-Verkleidungsplatte, verschraubt mit einer Stahlunterlage
• Kranausleger-Pads: HDPE-Schichten, die mit Stahl oder zumindest schweren Stahlpolstern unter dem Kunststoff verbunden sind
• Maschinenfüße: HDPE-Auskleidung im Inneren eines Stahlschuh, und nicht nur auf dem Beton sitzen

Wenn Sie Ihr nächstes Teil entwerfen, fragen Sie einfach:

“Wenn ich diesen HDPE-Block 5 Jahre lang unter dieser Last stehen lasse, wohin wird er fließen?”

Wenn die Antwort lautet: “Es drückt aus dem Rahmen”, brauchen Sie noch mehr Unterstützung.

Verteilen des Anpressdrucks zur Vermeidung von Hot Spots beim Kriechen

Kriechen beginnt dort, wo der Stress ist am höchsten.
In vielen Fällen ist das nicht die durchschnittliche Fläche, sondern eine Punktlast oder eine Linienkontakt.

Typische “Stress-Hotspot”-Situationen:

• Ein schmaler Stahlfuß, der auf ein flaches HDPE-Pad drückt
• Zu kleiner Schraubenkopf oder Unterlegscheibe, die sich in die Oberfläche eingräbt
• Bodenschutzmatte, die auf einer Steinkante statt auf dem flachen Boden liegt

Um dies zu kontrollieren, können Sie:

• Verwenden Sie größere Unterlegscheiben oder Lastverteilungsplatten
• Stahlfuß und PE-Polster so gestalten, dass sie zusammenpassen → mehr Fläche, weniger Druck
• hinzufügen Rippen oder eine zweite Schicht, um die Last auf mehr Fläche zu verteilen

Für Ihr Bodenschutz & Straßenmatten, bedeutet dies:

• Denken Sie an die Radaufstandsfläche, nicht nur Mattenstärke
• Vermeiden Sie Matten, die auf drei kleinen Steinen ruhen; geben Sie ihnen einen solideren Unterbau
• Achten Sie bei raupenmobilen Maschinen darauf, dass das Pad-Muster und das Mattendesign keine verrückten Punktlasten erzeugen.

Du jagst und tötest im Grunde Druckspitzen bevor sie Ihre Matte töten.

Auswahl von kriechfesten PE-Sorten und -Mischungen

Nicht alle PE verhalten sich bei Langzeitbelastung gleich.

Einige kurze Hinweise:

• HDPE: gutes Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Zähigkeit, üblich für Pads und Platten
• UHMWPE: ausgezeichneter Verschleiß, sehr gut für Rutschen und Aufprall, aber man braucht trotzdem guten Halt
• Gefüllte Klassen (Glas, Mineralien): oft steifer, weniger Kriechverhalten, aber möglicherweise geringere Schlagfestigkeit

Für tragende Blöcke, Auslegerpads, und HDPE-Platten unter statischer Belastung, die Sie normalerweise wünschen:

• höhere Dichte
• höhere Kristallinität
• eine Sorte, die nicht nur auf Zugfestigkeit, sondern auch auf Kriechfähigkeit geprüft wird

Hier ist ein Hersteller wie Dongxing Gummi hilft:

• Wir wissen, welche HDPE-Platten Langzeitpads einbauen
• Wir passen die Note an Arbeitszyklus: Leichte Stützen, schwere Kräne, Hafenfender, Eislaufplatzrutscher usw.

Sie müssen nicht unbedingt Polymerwissenschaftler werden.
Sie sollten sich aber bei Ihrem Lieferanten erkundigen über Kriechkurven und Langzeitdaten, nicht nur “ist dieses HDPE stark?”.

Planung mit Langzeit-Kriechdaten, nicht nur mit einem Test

Ein einziger Zugversuch bei 23 °C sagt fast nichts aus über 10-jährige Verformung.

Für ernsthaft tragende Komponenten benötigen Sie mindestens:

• Kriechmodul in Abhängigkeit von der Zeit (1 h, 10 h, 1000 h...)
• Daten zu Ihrem reale Arbeitstemperatur
• Daten bei Belastungsniveaus, die nahe an Ihrer Entwurfsspannung liegen

Ingenieure sprechen manchmal über “Schleichender Haushalt”:

• Wie viel dauerhafte Verformung kann dieses Teil während seiner Lebensdauer verkraften?
• 0,5 mm? 2 mm? 10 mm?

Wenn man das Budget kennt, kann man die Kriechkurve ablesen und sagen:

• “Bei 4 MPa und 30 °C bleiben wir nach 5 Jahren immer noch unter 1 mm Verformung. OK.”
• Oder: “Bei 8 MPa und 50 °C sprengt dieses Teil unser Budget bei weitem. Wir brauchen eine niedrigere Spannung oder ein anderes Layout.”

Für viele Kunden, Dongxing Gummi verkauft nicht nur einen Block.
Wir prüfen auch:

• Belastung pro Kissen
• Größe und Lochbild
• erwartete Lebensdauer, etwa 5-10 Jahre

Dann schlagen wir die Dicke, die Güteklasse und manchmal sogar die Rahmenkonstruktion vor, damit das Kriechverhalten unter Kontrolle bleibt.

Realitätsnahe Szenarien mit Dongxing Rubber HDPE-Platten

Lassen Sie uns mit einigen einfachen, praxisnahen Beispielen abschließen.

1. Kranausleger-Pad, das langsam sinkt

Sie stellen einen Kran auf HDPE-Blöcke.
Tag eins sieht großartig aus.

Nach einer Saison, Sie sehen:

• Pad-Kanten fließen,
• Der Metallfuß hinterlässt einen tiefen “Abdruck”,
• ist es schwieriger, den Kran zu nivellieren.

Warum? Zu viel Stress in einer kleinen Zone, vielleicht warmes Klima.

Ideen fixieren:

• größere Padgröße → geringere Oberflächenbelastung
• Stahlträgerplatte unter HDPE
• bessere Anpassung der Fußform an das Polster

Dies ist genau die Art von Arbeit, bei der unsere HDPE-Platten werden geschnitten und zu mehrlagigen Pads laminiert.

2. Bodenschutzmatten für wiederholte Ereignisse

Sie legen Matten auf Gras für Lastwagen und Hebebühnen aus.
Am Anfang ist alles flach.

Später sieht man in der Matte “Wellen” und Spurrillen-Kopien.
Zum Teil ist es der Boden, zum Teil sind es Kriechen des Kunststoffs unter wiederholter Eigenbelastung.

Wie man sich verbessern kann:

• eine dickere Matte oder eine steifere Sorte wählen
• Kontrollunterbau (nicht auf scharfen Steinen)
• Radlast und Aufstandsfläche prüfen, nicht nur das Gesamtgewicht des Lkw

Hier sagen die Kunden oft: “Wir brauchen Matten zum Auflegen und Vergessen”.
In Wirklichkeit brauchen Sie Matten, die mit ein wenig Overkill auf Stressniveau und Unterstützung.

3. Eisbahn oder nach außen gebogene Sporttafeln

Die Platten verwenden PE- oder UHMWPE-Deckschichten als Dasher.
Wenn die Rückwand schwach ist, neigen sich die Paneele nach vielen Jahren ein wenig nach außen.

Sie denken “Strukturproblem”.
Oftmals ist es auch Kaltfluss von PE- und Schaumstoffschichten hinten.

Besseres Design:

• korrekte Rahmensteifigkeit
• steifere PE- oder HDPE-Platten für die Hauptaufprallzone
• gleichmäßigere Unterstützung hinter der Platte, weniger Lücken

Auch hier geht es um Unterstützung und Stress, nicht nur um den materiellen Namen.

Kurz gesagt, Verhinderung von Kaltfluss und Kriechen in tragenden PE-Bauteilen ist keine Zauberei:

1. Behalten Sie Stress und Überanstrengung unter Kontrolle.
2. Lassen Sie PE nie allein - geben Sie ihr Stahlträger und Seitenstütze.
3. Töten Druckspitzen bevor sie dein Pad zerstören.
4. Wählen Sie kriechstromfeste PE-Typen und fragen Sie nach langfristigen Daten.

Wenn Sie bereits mit verformten Pads, Matten oder Brettern zu kämpfen haben, können Sie Ihre Zeichnung und Arbeitsbedingungen an Dongxing Gummi.
Wir können uns Ihre Belastungswerte ansehen, eine bessere HDPE-Plattensorte und ein besseres Layout vorschlagen und Ihnen helfen, Teile zu bauen, die langfristig in Form bleiben, nicht nur für die ersten Fotos.