TY - JOUR A1 - Schönfelder, Thorsten A1 - Mair, Georg A1 - Deuerler, F. ED - Schönfelder, Thorsten T1 - Thermische Betriebslasten von Atemluftflaschen im Feuerwehreinsatz, Teil IV: Sicherheitstechnische Bewertung N2 - Atemluftflaschen aus Faserverbundwerkstoffen werden bei einem Brandeinsatz situationsabhängig hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Die Grenzen der sicheren thermischen Belastbarkeit dieser Behälter werden jedoch heutzutage nicht abgeprüft. Deshalb hat es sich die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Austausch mit der Bergischen Universität Wuppertal zur Aufgabe gemacht, die Auswirkungen dieser Betriebslasten zu untersuchen. In diesem vierten und letzten Teil dieser Aufsatzreihe werden die Ergebnisse der analytischen Beanspruchungsanalysen vorgestellt, die mit dem entwickelten Hybrid-Behältermodell berechnet wurden. Unter simulierten Einsatzbedingungen des Brandeinsatzes wird dabei ein bisher nicht hinreichend beachtetes thermisches Degradationsverhalten berücksichtigt. Zur Bewertung der realen Degradation einer Atemluftflasche im Feuerwehrbetrieb, werden zudem die Ergebnisse von 90 zerstörenden Prüfungen vorgestellt, die an altersbedingt ausgesonderten Atemluftflaschen durchgeführt wurden. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungsreihe werden final in einer sicherheitstechnischen Bewertung kondensiert. KW - Composite KW - Degradation KW - Druckgasbehälter KW - Faserverbundwerkstoff KW - Feuerwehr KW - Sicherheit PY - 2019 SN - 2191-007 VL - 9 IS - 07/08 SP - 36 EP - 41 PB - Springer CY - Düsseldorf AN - OPUS4-48691 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schönfelder, Thorsten A1 - Mair, Georg A1 - Deuerler, F. T1 - Thermische Betriebslasten von Atemluftflaschen im Feuerwehreinsatz - Teil III: Modellbildung N2 - Atemluftflaschen aus Faserverbundwerkstoffen werden bei einem Brandeinsatz situationsabhängig hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Die Grenzen der sicheren thermischen Belastbarkeit dieser Behälter werden jedoch heutzutage nicht abgeprüft. Deshalb hat es sich die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Austausch mit der Bergischen Universität Wuppertal zur Aufgabe gemacht, die Auswirkungen dieser Betriebslasten zu untersuchen. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungen sollen genutzt werden, um zu beurteilen, wie thermische Betriebsbedingungen in normierten Prüfkriterien sicherheitstechnisch berücksichtigt werden sollten. Um die Beanspruchungen innerhalb des Behältermaterials berechnen zu können wird in diesem dritten Teil der Aufsatzreihe die Entwicklung eines analytischen Hybrid-Behältermodells vorgestellt, in dem die für den Brandeinsatz zu erwartenden Materialtemperaturen, deren Ermittlung im Fokus des ersten und zweiten Teils dieser Untersuchungsreihe standen, eingebunden werden. Dabei werden im Modell erstmalig Schädigungsmechanismen berücksichtigt, die eine thermische Überbelastung des Faserverbundwerkstoffs einbeziehen. KW - Composite KW - Degradation KW - Druckgasbehälter KW - Faserverbundwerkstoff KW - Feuerwehr KW - Sicherheit PY - 2018 SN - 2191-0073 VL - 8 IS - 9 SP - 31 EP - 36 PB - Springer CY - Düsseldorf AN - OPUS4-46046 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schönfelder, Thorsten A1 - Mair, Georg A1 - Deuerler, F. T1 - Thermische Betriebslasten von Atemluftflaschen im Feuerwehreinsatz, Teil II N2 - Atemluftflaschen aus Faserverbundwerkstoffen werden bei einem Brandeinsatz situationsabhängig hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Die Grenzen der sicheren thermischen Belastbarkeit dieser Behälter werden jedoch heutzutage nicht abgeprüft. Deshalb haben es sich die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Austausch mit der Bergischen Universität Wuppertal zur Aufgabe gemacht, die Auswirkungen dieser Betriebslasten zu untersuchen. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungsreihe sollen genutzt werden, um zu beurteilen, wie thermische Betriebsbedingungen in normierten Prüfkriterien sicherheitstechnisch berücksichtigt werden sollten. In diesem zweiten Teil der Untersuchungsreihe werden Strömungsversuche dargestellt, die an dem untersuchten Baumuster einer Typ-III-Atemluftflasche unter Laborbedingungen durchgeführt wurden. Basierend auf den Wärmestrahlungsversuchen des ersten Teils dieser Untersuchungsreihe und auf den Strömungsversuchen wird ein analytischer Berechnungsansatz vorgestellt, der die instationäre Temperaturentwicklung im Material der Typ-III-Atemluftflasche konservativ annähert. Anhand der berechneten Materialtemperaturen kann festgestellt werden, dass unter dem typischen Feuerwehr-Belastungsprofils von 130 °C bis 250 °C die Zulassungstemperatur der Typ-III-Atemluftflasche von 65 °C um bis zu 95 °C überschritten werden kann. Aus diesen Temperaturüberschreitungen können zwei Unsicherheiten identifiziert werden. Die Auslegung des Faserverbundwerkstoffs orientiert sich normgerecht an der oberen Zulassungstemperatur. Wird die Typ-III-Atemluftflasche im Brandeinsatz eingesetzt, ist es möglich, dass der lasttragende Faserverbundwerkstoff partiell über seinen nominellen Auslegungsbereich hinaus erwärmt wird. Eine weitere Unsicherheit ergibt sich für den Sicherheitsnachweis im Rahmen der Zulassungsprüfung. Für die Typ-III-Atemluftflaschen erfolgen für den Temperaturbereich des Brandeinsatzes kein statischer und kein dynamischer Festigkeitsnachweis. KW - Composite KW - Druckgasbehälter KW - Feuerwehr KW - Sicherheit KW - Degradation KW - Faserverbundwerkstoff PY - 2018 SN - 2191-0073 VL - 2018/8 IS - 6 SP - 34 EP - 39 PB - Springer CY - Düsseldorf AN - OPUS4-45249 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schönfelder, Thorsten A1 - Deuerler, F. ED - Schönfelder, Thorsten T1 - Thermische Betriebslasten von Atemluftflaschen im Feuerwehreinsatz, Teil I N2 - Atemluftflaschen aus Faserverbundwerkstoffen werden im Feuerwehrbetrieb hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Der thermisch sichere Bereich dieser Behälter ist jedoch heutzutage noch nicht einschätzbar. Deshalb haben es sich die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Austausch mit der Bergischen Universität Wuppertal zur Aufgabe gemacht, die Auswirkungen dieser Betriebslasten zu untersuchen. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungsreihe werden genutzt, um einzuschätzen, ob es sicherheitstechnisch notwendig ist, besondere thermische Betriebsbedingungen in normativen Prüfkriterien zu berücksichtigen. In einem ersten Schritt wurden Typ-III-Atemluftflaschen der Berliner Feuerwehr Umgebungsbedingungen des typischen Belastungsprofils der Brandbekämpfung (130 °C bis 250 °C, 10 Minuten) ausgesetzt, um die Erwärmung des Behältermaterials zu erfassen. Da die Größe der bestrahlten Oberfläche in einem Brandeinsatz nicht bekannt ist, erfolgte zusätzlich eine Variation der Strahlungsexposition. Strömungsprozesse, die in einem Brandeinsatz den Behälter von innen kühlen, wurden in diesem ersten Untersuchungsabschnitt noch nicht betrachtet. Es konnte gezeigt werden, dass der Aluminium-Liner einer Typ-III-Atemluftflasche einen erheblichen Einfluss auf die Temperaturverteilung im Behältermaterial ausübt. Die hohe Leitfähigkeit des Aluminiums führt bei Verringerung der bestrahlten Behälteroberfläche zu hohen Temperaturgradienten innerhalb der Behälterwand. Die Materialtemperaturen in der Atemluftflasche konnten für das Belastungsprofil der Brandbekämpfung auf ein typisches Temperaturintervall eingegrenzt werden. Die Grenzen liefern Aussagen zur exponierten Behälteroberfläche und liegen zwischen einseitiger und Vollbestrahlung. KW - Composite KW - Druckgasbehälter KW - Sicherheit KW - Feuerwehr PY - 2016 SN - 2191-0073 VL - 6 IS - 11/12 SP - 29 EP - 34 PB - Springer CY - Düsseldorf AN - OPUS4-38600 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weltschev, Margit A1 - Deuerler, F. T1 - Comparison of the notched impact strength at -30°C of polyethylene grades with the test performance behavior of packagings for the transport of dangerous goods N2 - The notched impact strength at -30 °C is one of the selected properties, together with the corresponding test method and tolerances, for a comparison of polyethylene grades of one design type in the procedural rule on suitability proof for alternative plastic resins used for packagings and intermediate bulk containers (IBCs) for the transport of dangerous goods. The marginal drop heights determined with the drop test at -18 °C after pre-storage of the test samples with 55 % nitric acid at 40 °C only partly related to the notched impact strength at -30 °C. The Charpy method is only suitable for classifying the grade in relation to toughness behavior and using this classification for comparison with other grades. Notched impact strength can provide a qualitative indication if the test samples fail under shock forces. Conditioning the design types with 55 % nitric acid for 21 days at 40 °C causes an increase in the marginal drop heights of the design types in drop tests at -18 °C when compared with design types without pre-storage. Post-crosslinking of the grades increases stiffness because of the acidic influence. T2 - NACE International Corrosion Conference 2011 CY - Houston, TX, USA DA - 13.03.2011 KW - Dangerous goods packagings KW - Polyethylene grades KW - Notched impact strength at -30°C KW - Design type tests KW - Pre-storage with nitric acid PY - 2011 SP - 1 EP - 11 (Paper 11373) AN - OPUS4-23386 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Weltschev, Margit A1 - Deuerler, F. ED - Suter, G. ED - de Rademaeker, E. T1 - Comparison of material parameters of polyethylene grades and the test performance behaviour of packagings for the transport of dangerous goods T2 - 13th International symposium on loss prevention and safety promotion in the process industries CY - Brugge, Belgium DA - 2010-06-06 KW - HDPE-Formstoffe KW - Werkstoffkennwerte KW - Spannungsrissbeständigkeit KW - Verpackungen KW - Baumusterprüfung PY - 2010 SN - 978-90-76019-291 VL - 02 SP - 383 EP - 386 CY - Brugge, Belgium AN - OPUS4-21451 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weltschev, Margit A1 - Deuerler, F. T1 - Comparison of the resistance to oxidative degradation of polyethylene grades with the test performance behavior of packagings for the transport of dangerous goods T2 - NACE International Corrosion Conference 2010 CY - San Antonio, Texas, USA DA - 2010-03-14 KW - Dangerous goods packagings KW - Polyethylene grades KW - Resistance to oxidative degradation KW - Design type tests KW - FTIR spectroscopy PY - 2010 SP - 10044-1 - 10044-13 AN - OPUS4-21089 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -