TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas A1 - Grätz, Rainer A1 - Hollaender, L. T1 - Ist Edelstahl wirklich funkenärmer als unlegierter Stahl? N2 - Experimentelle Untersuchungen zu streifenden Schlägen mit verschiedenen Edelstahlsorten in explosionsfähigen Atmosphären, jeweils bestehend aus Wasserstoff, Acetylen, Ethylen bzw. Propan mit Luft, haben gezeigt, dass deren Zündwahrscheinlichkeit sowohl von der Art des Brenngas-Gemisches als auch der Höhe der kinetischen Schlagenergie abhängt. Ein Einfluss des Chromgehaltes im Edelstahl auf die Zündwahrscheinlichkeit durch mechanisch erzeugte Schlagvorgänge konnte in dem untersuchten Bereich des Chromgehaltes nicht nachgewiesen werden, obwohl ein steigender Chromgehalt die Oxidationsfähigkeit abgetrennter Partikel erhöhter Temperatur tatsächlich senkt. Ferner haben weitere Werkstoffeigenschaften wie die Wärmeleitfähigkeit, spezifische Wärmekapazität, Dichte und Härte einen Einfluss auf die Zündwahrscheinlichkeit mechanischer Edelstahl-Schlagvorgänge bei Wasserstoff/Luft-Gemischen. Mit steigender Wärmeleitfähigkeit des Edelstahls sinkt die Zündwahrscheinlichkeit. Für die spezifische Wärmekapazität, Dichte und Härte konnte kein Einfluss nachgewiesen werden. Für Schlagvorgänge wurden in der Norm EN 13463-1:2009 Grenzwerte für die maximale kinetische Schlagenergie festgelegt, unterhalb derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann. Dabei wurde zwischen Schlagvorgängen mit funkenarmen Metallen, wie z. B. Kupfer, Messing, und Schlagvorgängen mit sogenannten „sonstigen Werkstoffen“ unterschieden. Die Grenzwerte dieser sonstigen Werkstoffe resultieren aus Versuchen der BAM mit unlegiertem Baustahl. Bei solchen Schlagvorgängen wird von Oxidationsprozessen einzelner Partikel mit dem Luftsauerstoff ausgegangen, die das Gasgemisch aufgrund des hohen Temperaturanstiegs entzünden. In industriellen Anwendungen wie zum Beispiel der chemischen Industrie wird jedoch statt ferritischem Stahl überwiegend Edelstahl verwendet. Im Allgemeinen gilt mit Chrom hochlegierter Edelstahl bei Schlagvorgängen gegenüber ferritischem Stahl als funkenärmer, da die Oxidationsfähigkeit von Edelstahlpartikeln mit steigendem Chromgehalt abnimmt. Aufgrund der abnehmenden Oxidationsfähigkeit postulierte Voigtsberger, dass abgetrennte Edelstahlpartikel mit einem Anteil von 18,11 % Chrom nicht mehr oxidieren können. Bei den eigenen Schlagversuchen der BAM konnte zwar eine sinkende Oxidationsfähigkeit der Partikel, aber keine abnehmende Zündwirksamkeit von Edelstählen mit steigendem Chromgehalt beobachtet werden. T2 - 14. BAM-PTB-Kolloquium CY - Berlin, Germany DA - 14.06.2016 KW - Funken KW - Schlagfunken KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Nichtelektrische Funken PY - 2016 SN - 0938-5533 VL - 2016 SP - 92 EP - 99 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin, Germany AN - OPUS4-36596 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Grunewald, Thomas A1 - Grätz, Rainer A1 - Holländer, Lars T1 - Entwicklung normativer Anforderungen an explosionsgeschützte nichtelektrische Geräte resultierend aus der Zündfähigkeit mechanisch erzeugter Schlagfunken (NAMES) N2 - Die Ergebnisse des Forschungsprojektes zeigen, dass Schlagvorgänge mit Edelstählen eine erhebliche Zündgefahr von explosionsfähigen Brenngasgemischen darstellen können. Dabei bestehen jedoch mitunter deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Brenngasgemischen. Besonders hohe Zündwahrscheinlichkeiten konnten bei Brenngasgemischen mit Brenngasen der IEC-Explosionsgruppe IIC beobachtet werden, die Acetylen bzw. Wasserstoff als Brenngas enthielten. Schläge im Wasserstoff/Luft-Gemisch waren dabei jedoch bedeutend zündwirksamer. In diesem Gasgemisch konnte bei nied-rigen maximalen Schlagenergien bis 60 J sogar eine mitunter höhere relative Zündhäufigkeit beobachtet werden als bei Versuchen mit unlegiertem Baustahl. KW - Funken KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Schlagfunken KW - Reibfunken KW - Mechanische Funken KW - Mechanische Geräte KW - Explosionsschutz KW - ATEX KW - Nichtelektrische Geräte PY - 2015 UR - https://www.tib.eu/de/suchen/id/TIBKAT%3A877987866/Entwicklung-normativer-Anforderungen-an-explosionsgesch%C3%BCtzte/?tx_tibsearch_search%5Bsearchspace%5D=tn SP - 1 EP - 38 AN - OPUS4-38581 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Holländer, Lars A1 - Grunewald, Thomas A1 - Grätz, Rainer T1 - Influence of material properties of stainless steel on the ignition probability of flammable gas mixtures due to mechanical impacts N2 - Grazing impact experiments of various types of stainless steels were performed in explosive atmospheres of hydrogen, acetylene, ethylene or propane with air. Depending on the gas mixture, kinetic energy of the impact, and applied stainless steel, the dominant ignition sources are either separated particles or hot friction surfaces. An influence of chromium content on the ignition probability was not found, although an increase in chromium content results in a reduction of the oxidizability of separated particles. Additionally, the influence of the material properties thermal conductivity, specific heat, density and hardness on the ignition probability of the hydrogen–air mixture was investigated. With increasing thermal conductivity a decreasing rate of ignitions was observed. In contrast, an influence of the physical properties specific heat, density and hardness on the ignitability was not found. T2 - 15th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Freiburg, Germany DA - 05.06.2016 KW - Explosion protection KW - Mechanical generated sparks KW - Ignition protection KW - Non-electrical equipment KW - Ignition hazard assessment PY - 2016 DO - https://doi.org/10.3303/CET1648052 SN - 2283-9216 SN - 1974-9791 VL - 48 SP - 307 EP - 312 PB - AIDIC The Italian Association of Chemical Engineering AN - OPUS4-37456 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Grunewald, Thomas A1 - Grätz, Rainer A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Werkzeuge zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen - Erkenntnisse zur Zündwahrscheinlichkeit von Edelstahl und NE-Metallen gegen Baustahl und Estrichbeton in Wasserstoff und Acetylen N2 - Üblicherweise werden Werkzeuge für den industriellen Einsatz aus hochlegierten Chromstählen hergestellt. Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen werden oft Werkzeuge aus speziellen Nichteisen-Metalllegierungen (NE-Metall) verwendet. Für diese sogenannten funkenarmen Werkstoffe und deren mögliche Schlagpartner gibt es bisher keine umfassenden Untersuchungen mit Aussagen zur Zündwahrscheinlichkeit. Die TRGS 723, Abschn. 5.15, fordert den Nachweis der Funkenfreiheit der verwendeten Werkstoffpaarung. Jedoch sind Werkzeuge keine Geräte oder Schutzsysteme im Sinne der Richtlinie 2014/34/EU. Deshalb ist es nicht möglich, Werkzeuge in Übereinstimmung mit dieser Richtlinie zu zertifizieren. Der Nachweis der Erfüllung dieser Anforderungen ist durch Zertifizierungen im sogenannten "gesetzlich nicht geregelten" Bereich möglich. Die BAM bietet diese Zertifizierung für "Funkenarme Werkzeuge" im Rahmen ihres Zertifizierungsprogrammes an. Die bisherigen Ergebnisse der hier vorgestellten Untersuchung haben gezeigt, dass es keine funkenfreien, metallischen Werkzeuge (non-sparking Tools) gibt. Entscheidend ist im Hinblick auf die TRGS 723, ob zündfähige Funken entstehen oder nicht. Es ist immer die Frage, worauf die Werkzeuge im praktischen Anwendungsfall schlagen oder fallen gelassen werden können, d.h. aus welchem Material der mögliche Schlagpartner besteht. Dies können metallische Schlagpartner, aber auch Betonoberflächen sein. Unterschiedliche Kombinationen von Werkstoffen ergeben bei Schlagbeanspruchung im explosionsgefährdeten Bereich jeweils unterschiedliche Zündwahrscheinlichkeiten. Aber auch die Höhe der beim Einsatz der Werkzeuge möglichen kinetischen Schlagenergie und der Brenngas/Luft-Atmosphäre im betreffenden explosionsgefährdeten Bereich sind wichtige Einflussgrößen. KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Nichtelektrische Funken KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Funkenarmes Werkzeug KW - Funkenfreies Werkzeug KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Non sparking tools PY - 2021 DO - https://doi.org/10.37544/2191-0073-2021-11-12-33 SN - 2191-0073 VL - 11 IS - 11-12 SP - 33 EP - 37 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf AN - OPUS4-53936 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Holländer, Lars A1 - Grunewald, Thomas A1 - Grätz, Rainer T1 - Ist Edelstahl funkenärmer als unlegierter Stahl? - Untersuchungen zur Wahrscheinlichkeit der Zündung explosionsfähiger Atmosphären durch Schlagvorgänge bei der Verwendung von Edelstahl N2 - Die Konformitätsbewertung als Voraussetzung für das Inverkehrbringen von Geräten, die in den Geltungsbereich der Europäischen Richtlinie 94/9/EG fallen, bedarf einer Zündgefahrenbewertung, die auch die Gefahren durch 'mechanisch erzeugte Funken' berücksichtigen muss. In einem Forschungsvorhaben wurden in diesem Zusammenhang die von Edelstahlschlagfunken ausgehenden Zündgefahren untersucht. KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Schlagfunken KW - Edelstahl KW - Edelstahl-Schlagfunken KW - Edelstahl-Funken PY - 2014 SN - 2191-0073 VL - 4 IS - 11/12 SP - 32 EP - 35 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-32142 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Holländer, Lars A1 - Grunewald, Thomas A1 - Grätz, Rainer T1 - Ignition probability of fuel gas-air mixtures due to mechanical impacts between stainless steel components N2 - The ignition probability of gaseous mixtures of acetylene, hydrogen and ethylene with air due to mechanical impacts between stainless steel components was examined for various impact energies. Additionally, the sources of ignitions were identified by infrared high-speed recordings. The stainless steel types used had different chemical compositions in order to investigate the influence of the chromium content on the ignition probability. The investigations reveal different ignition probabilities of the gas mixtures as well as different sources of ignitions depending on the steel type used and the impact energy applied. Impact energies below 126 J resulted in ignition of the gaseous mixture at the hot surfaces of the pin or the plate in most of the cases. At higher energies, initiation of ignition due to abraded particles was more probable when using stainless steel components with lower chromium content whereas the source of ignition was almost exclusively limited to the hot surfaces of pin and plate for the steel with the highest chromium content. However, as opposed to the source of ignition, the probability of ignition could not be correlated to the chromium content of the stainless steel. KW - Explosive atmosphere KW - Ignition probability KW - Mechanical impact KW - Stainless steel PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2014.10.009 SN - 0950-4230 SN - 1873-3352 VL - 32 SP - 393 EP - 398 PB - Butterworth CY - Guildford, Surrey AN - OPUS4-31845 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Welzel, F. A1 - Grunewald, Thomas A1 - Beyer, M. A1 - Grätz, Rainer A1 - Klages, C.-P. T1 - Mechanisch erzeugte Reib- und Schlagfunken im Vergleich T2 - 12. Kolloquium zu Fragen der chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik CY - Berlin, Deutschland DA - 2010-06-15 PY - 2010 SN - 978-3-9813550-1-7 SN - 0938-5533 SP - 32 EP - 36 PB - BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-21266 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Welzel, F. A1 - Grunewald, Thomas A1 - Beyer, M. A1 - Grätz, Rainer T1 - Mechanisch erzeugte Reib- und Schlagfunken im Vergleich N2 - Die funkenerzeugenden Prozesse der Reib- und Schlagfunken konnten über gezielte Betrachtungen und einen schmalen Bereich der Parameterbreite der jeweiligen Zündquelle verglichen werden. So zeigten Versuche bei einem Volumenanteil von c ≤ 10 % H2 und somit sehr kurzen Reibzeiten (t < 1,0 s) ähnliche Ergebnisse bezüglich der Funkenentstehung sowie der Zündwahrscheinlichkeiten. Durch die unterschiedlichen funkenerzeugenden Mechanismen werden Schlagfunken jedoch schneller und bei geringeren Schlagenergien bzw. bei deutlich geringeren Leistungsdichten erzeugt. In Wasserstoff/Luft-Atmosphären bis 10 % H2 sinkt mit geringer werdendem Wasserstoffanteil sowohl bei Kurzzeit-Reib- als auch bei Schlagvorgängen die Zündwahrscheinlichkeit. Bei Konzentrationen über 10 % H2 steigt nur bei Reibschlagvorgängen die Zündwahrscheinlichkeit. Dies liegt an der Zunahme des Einflusses der heißen Oberfläche bei gleichzeitig sinkender Oxidationsmöglichkeit der heißen Partikel durch die hohe Wärmeleitfähigkeit von Wasserstoff bedingt durch den verminderten Sauerstoffgehalt im Gemisch. Temperaturmessungen bestätigen trotz der verkürzten Reibzeit Temperaturen von über 400 °C, die zur Entstehung von Funken aus unlegiertem, ferritischem Stahl notwendig sind. Eine sinnvolle und praxisgerechte Bewertung der Zündwahrscheinlichkeiten erscheint für Schlagfunken über das Energiekriterium und für Reibfunken über das Leistungskriterium möglich. PY - 2011 SN - 0030-834X VL - 121 IS - 1 SP - 41 EP - 46 PB - Wirtschaftsverl. NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-23766 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Grunewald, Thomas A1 - Grätz, Rainer T1 - Ermittlung der Zündwahrscheinlichkeit mechanisch erzeugter Schlagfunken in explosionsfähigen Brenngas/Luft-Gemischen - Untersuchung der Werkstoffkombination Stahl/Stahl KW - Explosionsschutz KW - Zündquellen KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Schlagfunken KW - Zündgefahrenanalyse PY - 2007 SN - 1434-9728 SN - 1436-4948 SN - 0372-2457 SN - 0376-1185 VL - 48 IS - 6 SP - 45 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-14998 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Grätz, Rainer A1 - Grunewald, Thomas T1 - Was ist bestimmungsgemäßer Gebrauch? PY - 2002 SN - 1434-9728 SN - 1436-4948 SN - 0372-2457 SN - 0376-1185 VL - 43 IS - 6 SP - 35 EP - 36 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-1406 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -