TY - CONF A1 - Krietsch, Arne A1 - Gothe, C. A1 - Scheid, Marc A1 - Krause, U. ED - Makhviladze, G. ED - Molkov, V. ED - Bradley, D. ED - Sunderland, P. ED - Tamanini, F. T1 - Determination of explosion behaviour of nano powders with modified 20-L-sphere test N2 - This paper describes a modified experimental setup for the test apparatus 20-L-Sphere (also known as 20-L Siwek Chamber), that enables the test samples to be kept under inert atmospheric conditions nearly until ignition. This setup was designed to allow the determination of safety characteristics of nano powders under most critical circumstances (e.g. minimisation of the influence of oxidation before the test itself). The aim of this modification was to determine, whether or not the current setup and procedures underestimate the explosion violence and ignitability of nano powders. For this purpose, two different methods, the so called inerting method and the modified method (using a special nozzle called mushroom nozzle) are used. Both methods are described in the paper. The work includes experimental results of micrometer dusts to validate the modified method. Moreover first results of nanometer iron and aluminium dusts are presented, which were kept at inert conditions until shortly before the ignition. The tested nano iron was found to react pyrophoric, as soon as it gets in contact with air, while the tested nano aluminium did not generally show such behaviour. Tests with nano aluminium using the inerting method revealed a higher pressure rise in comparison to the standard test procedure. This could suggest a different extent of passivation. To investigate this effect more closely, further testes with more nano powders are required. T2 - ISFEH7 - 7th International seminar on fire & explosion hazards CY - Providence, RI, USA DA - 05.05.2013 KW - Nano material KW - Dust explosion KW - Safety characteristics KW - Nanopowder PY - 2013 SN - 978-981-07-5936-0 SN - 978-981-07-5940-7 DO - https://doi.org/10.3850/978-981-07-5936-0_13-03 SP - 801 EP - 809 PB - Research publishing AN - OPUS4-28560 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krietsch, Arne A1 - Romahn, T.-M. A1 - Scheid, Marc A1 - Krause, U. ED - Pierucci, S. ED - Klemes, J.J. ED - De Rademaeker, E. ED - Fabiano, B. ED - Buratti, S.S. T1 - Modified setup of 20-L-sphere for the determination of safety characteristics of nano powders N2 - This paper describes a modified experimental setup for the test apparatus 20-L-Sphere (also known as 20-L Siwek Chamber), that enables the test samples to be kept under inert atmospheric conditions nearly until ignition. This setup was designed to allow the determination of safety characteristics of nanopowders under most critical circumstances (e.g. minimisation of the influence of oxidation before the test itself). The aim of this modification was to determine, whether or not the current setup and procedures underestimate the explosion violence and ignitability of nanopowders. The work includes experimental results of micrometer dusts to validate the modified setup. Moreover first results of nanometer iron and Aluminium dusts are presented, which were kept at inert conditions until shortly before the ignition. The tested nano iron was found to react pyrophoric, as soon as it gets in contact with air, while the tested nano Aluminium did not generally show such behaviour. T2 - 14th International symposium on loss prevention and safety promotion in the process industries CY - Florence, Italy DA - 12.05.2013 KW - Dust explosion KW - Nanopowder PY - 2013 SN - 978-88-95608-22-8 DO - https://doi.org/10.3303/CET1331135 SN - 1974-9791 N1 - Serientitel: Chemical engineering transactions – Series title: Chemical engineering transactions IS - 31 SP - 805 EP - 810 PB - AIDIC, Associazione Italiana di Ingegneria Chimica CY - Milano AN - OPUS4-28561 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krietsch, Arne A1 - Scheid, Marc A1 - Krause, U. A1 - Gothe, Ch. T1 - Determination of Explosion Behavior of Nano Powders with Modified 20-L-Sphere Test T2 - 7th International Symposium on Fire and Explosion Hazards CY - Providence, RI, USA DA - 2013-05-06 PY - 2013 AN - OPUS4-28528 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krietsch, Arne A1 - Scheid, Marc A1 - Krause, U. A1 - Romahn, T.-M. T1 - Modified Setup of 20-L-Sphere for the Determination of Safety Characteristics of Nano Powders T2 - 14th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Florence, Italy DA - 2013-05-13 PY - 2013 AN - OPUS4-28532 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krietsch, Arne A1 - Krause, U. A1 - Romahn, T.-M. T1 - Modified Setup of 20-L-Sphere for the Determination of Safety Characteristics of Nanao Powders T2 - 14th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Florence, Italy DA - 2013-05-13 PY - 2013 AN - OPUS4-28536 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krietsch, Arne A1 - Scheid, Marc A1 - Schmidt, Martin T1 - Brand- und Explosionsgefahren bei der Handhabung von Nanostäuben T2 - 60. Sitzung des Arbeitskreises "Brennbare Stäube" CY - Heidelberg, Germany DA - 2013-06-12 PY - 2013 AN - OPUS4-28757 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krietsch, Arne A1 - Scheid, Marc A1 - Schmidt, Martin A1 - Krause, U. T1 - Untersuchung des Explosionsverhaltens von Nano-Stäuben T2 - 3. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztag; 2. vfdb-Workshop Brandschutzforschung CY - Magdeburg, Germany DA - 2013-03-21 PY - 2013 AN - OPUS4-28758 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krietsch, Arne A1 - Scheid, Marc T1 - Tests on suitability of a new pyrotechnical igniter for the determination of explosion characteristics of dust clouds in 20-L-sphere and 1-m³-vessel N2 - Safety characteristics are essential for the design of preventive and protective explosion measures. According to international Standards explosion characteristics of dust clouds are determined in 20-L-sphere and l-m3-vessel. The ignition of respective dust samples is realized vvith special pyrotechnical igniters with energy of 1 kJ or 5 kJ vvhich are defined in the testing Standards. However Sobbe in Germany is the only Company at the moment which sells such igniters. The paper presents results of a comparative study between the 5 kJ Sobbe igniter and a 5 kJ igniter manufactured by Sirnex in Czech Republic. The study has been conducted under participation of BAM Federal Institute for Materials Research and Testing, Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance (IFA). Berufsgenossenschaft Nahrungsmittel und Gastgewerbe (BGN) and Swiss Institute for Promotion of Safety and Security (Swissi). For the study six dusts from different product groups with various explosion severities and ignitabilities were chosen. The tests were carried out in the 20-L-sphere as well as in the l-m3-vessel. Maximum explosion overpressure Pmax, dust explosion constant Kst and lower explosion limit LEL were determined. Furthermore tests with a high speed and a thermal imaging camera were carried out, in order to compare burning time and flame pattern of Sobbe and Simex igniter. KW - Explosion characteristics of dusts KW - 20-L-sphere KW - 1-m³-vessel KW - Pyrotechnical igniter KW - Dust explosion testing KW - Explosionskenngrößen KW - Bestimmungsmethoden KW - 20-l-Kugel KW - 1-m³-Behälter KW - Pyrotechnischer Zünder KW - Sicherheitstechnische Kenngrößen PY - 2011 SN - 1347-9466 VL - 72 IS - 6 SP - 174 EP - 178 CY - Tokyo AN - OPUS4-25285 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krietsch, Arne A1 - Scheid, Marc T1 - Brand- und Explosionsschutz bei nanoskaligen Stäuben N2 - Die Nanotechnologie gilt als die Wachstumsbranche der nächsten Jahrzehnte. Während die gesundheitlichen Wirkungen von nanoskaligen Materialien bereits in zahlreichen Studien und Forschungsvorhaben näher untersucht wurden und werden, sind die Erfahrungen und Erkenntnisse über Brand- und Explosionsgefahren von Stäuben im Nanometerbereich bzw. von Partikeln < 1 µm bislang noch kaum erforscht. Die Bestimmung sicherheitstechnischer Kenngrößen von Nanostäuben – die die Grundlage für eine Gefährdungsbeurteilung und das Auslegen von Schutzmaßnahmen bilden – erfolgte bislang nur in sehr geringem Umfang. Die Untersuchungen wurden zudem in Analogie zu den Verfahren für Mikrostäube durchgeführt. Es wurde jedoch weder überprüft, ob die für Mikrostäube etablierten Prüfverfahren für eine sichere Bewertung des Brenn- und Explosionsverhaltens geeignet sind, noch ob durch freigesetzten Staub bei einer entsprechenden Ermittlung der Kenngrößen Gesundheitsrisiken bestehen. Der Beitrag beschreibt den Stand des Wissens im Bereich Brand- und Explosionsschutz für Stäube im Nanometerbereich und berichtet über ein bei der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung laufendes Projekt zur Beseitigung der momentanen Defizite, gefördert von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) sowie verschiedenen Berufsgenossenschaften. KW - Explosionsschutz KW - Nanomaterialien KW - Sicherheitstechnische Kenngrößen PY - 2011 SN - 2191-0073 VL - 1 IS - 9 SP - 10 EP - 14 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-24336 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krietsch, Arne A1 - Scheid, Marc A1 - Schmidt, Martin A1 - Krause, U. T1 - Wie brand- und explosionsgefährlich sind Nanostäube? N2 - Die Nanotechnologie gilt als die Wachstumsbranche der nächsten Jahrzehnte. Nicht zuletzt ist diese Entwicklung der veränderten Eigenschaften der Materialien im Nanometerbereich zuzuschreiben. Das andersgeartete Verhalten solcher Stoffe und die daraus ableitbare Unkenntnis über die Interaktion dieser Materialien mit ihrer Umgebung erfordert eine intensive Auseinandersetzung mit der Thematik zur Risikoabschätzung. Deshalb wurden und werden z.B. die gesundheitlichen Wirkungen von nanoskaligen Materialien auf den menschlichen Organismus bereits in zahlreichen Studien und Forschungsvorhaben untersucht. Fundierte Erfahrungen und Erkenntnisse über Brand- und Explosionsgefahren bei der Herstellung und Handhabung von nanoskalig hergestellten brennbaren Materialien bzw. von Stoffen mit Partikelgrößen < µlpm liegen hingegen bisher kaum vor. Aufgrund von Erfahrungen mit Stäuben mit Partikelgrößen im Mikrometerbereich ist jedoch bekannt, dass Stoffe mit abnehmender Partikelgröße kritischer einzustufen sind, da beispielsweise ihre Explosionsheftigkeit und Zündempfmdlichkeit zunehmen. Die Explosionseigenschaften brennbarer Stäube werden durch sicherheitstechnische Kenngrößen beschrieben. Die Bestimmung sicherheitstechnischer Kenngrößen von Nanostäuben - welche die Grundlage für eine Gefährdungsbeurteilung und das Auslegen von Schutzmaßnahmen für Anlagen bilden - erfolgte bislang nur in geringem Umfang. Diese Untersuchungen wurden zudem großteils in Analogie zu den genormten Verfahren für Mikrostäube durchgeführt. Es wurde dabei jedoch nicht überprüft, ob die für Mikrostäube etablierten Prüfverfahren für eine sichere Bewertung des Brenn- und Explosionsverhaltens geeignet sind. Darüber hinaus kann es durch aus den Prüfapparaturen freigesetzten Staub zu einer Gesundheitsgefährdung der Mitarbeiter kommen. Da bisherige Untersuchungen zum Brand- und Explosionsverhalten von Nanostäuben den Oxidationsgrad der Proben nicht berücksichtigt haben, bestand die Vermutung, dass das Gefahrenpotential von Nanostäuben bislang unterschätzt werden könnte. Deshalb wurde ein modifizierter Prüfaufbau der Prüfapparatur 20-L Kugel entwickelt, um Nanostäube und deren Gefahrenpotential richtig einschätzen und der Kernfrage im Titel dieses Beitrages näher auf den Grund gehen zu können. Insbesondere metallische Nanostäube wurden bei den ersten Tests zur Bestimmung des Brand- und Explosionsverhaltens untersucht. Bei entsprechenden Stäuben ist zu erwarten, dass sich eine mögliche Oberflächenoxidation bzw. Passivierung besonders stark auf das Explosionsverhalten auswirken könnte. Darüber hinaus ist bekannt, dass metallische Stäube pyrophor reagieren oder sich aufgrund der hohen Scherkräfte bereites beim Eindüsen in die Versuchsapparatur entzünden können. Dies kommt gelegentlich bei Metallstäuben mit Medianwerten von wenigen Mikrometern vor. Da bei nanoskaligen Stäuben theoretisch wesentlich größere Oberflächen auftreten, ist davon auszugehen, dass sich dieses Verhalten bei solchen Stäuben verstärken könnte. Dies wurde von Wu et al. in für nanoskalige Eisen und Titanpartikel nachgewiesen. T2 - 11. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2013 PY - 2013 SN - 978-3-86011-058-4 IS - P-17 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-29533 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -