TY - JOUR A1 - Wosniok, Aleksander A1 - Skoczowsky, Danilo A1 - Schukar, Marcus A1 - Pötzsch, Sina A1 - Pötschke, Samuel A1 - Krüger, Simone T1 - Fiber optic sensors for high-temperature measurements on composite tanks in fire N2 - For the purpose of increasing payload and reduce freight cost, lightweight composite tank containers used for Transportation have been progressively developed during the last years. Compared to conventionally produced cylindrical steel tanks, the fiber-reinforced solutions allow greater flexibility in the tank design. Despite a number of further material-related benefits of fiber-reinforced composites as non-conductive and non-magnetic behavior as well as corrosion resistance and high strength, the optimization of their thermal degradation properties during combustion is still a challenge. To improve the fire performance of lightweight composite containers, special intumescent fire protection coatings can be applied onto the outside tank surface. This paper presents fire tests on glass-fiber-reinforced plastic transport tanks with complex geometries sheltered with different surface-applied fire protection systems. To evaluate the fire resistance of the tank structures, a fiber optic monitoring system was developed. This system is based on distributed temperature measurements using high-Resolution optical backscatter reflectometry and pointwise reference measurements using fiber Bragg gratings. Thereby, all the fiber optic sensors were directly integrated in the composite layer structure of the tanks. The focus of the presented work is on the demonstration of capability of fiber optic monitoring system in such high-temperature application. Moreover, the fiber optic measurements provide new insights into the efficiency of intumescent coating applied for fire protection of fiber-reinforced plastic transport tanks. KW - Fire resistance KW - Composite material KW - Glass-fiber-reinforced plastic transport tank KW - Distributed fiber optic sensing KW - Optical backscatter reflectometry KW - Fiber optic sensor PY - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-481972 SN - 2190-5452 SN - 2190-5479 SP - 1 EP - 8 PB - Springer Nature AN - OPUS4-48197 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Ackermann, H. A1 - Pötzsch, Sina A1 - Weltschev, Margit A1 - Bäßler, Ralph A1 - Plum, W. T1 - Entwicklung einer Prüfmethode zur Bewertung der Materialbeständigkeit von Bauteilen in Mitteldestillatanwendungen N2 - Im Vorhaben wurde eine forcierte Prüfmethode zur Bestimmung der Beständigkeit von metallenen Werkstoffen gegenüber Brennstoffen aus Mitteldestillaten und Gemischen aus Mitteldestillat und paraffinischen Kohlenwasserstoffen, die jeweils Fettsäuremethylester (FAME) als biogene Komponente enthalten, entwickelt. Bei der Prüfmethode werden Prüfkörper des jeweiligen Werkstoffes in speziellen Prüfmedien ausgelagert. Die Zusammensetzung von zwei Prüfmedien wurde im Vorhaben erarbeitet. Diese Prüfmedien erfassen die Effekte der Alterung des FAME, die zu erwarten sind, wenn der Brennstoff länger als 2 Jahre im Feld lagert. Sie decken den Bereich bis 20 % (V/V) FAME-Anteil ab. Die Auslagerung kann bei geringem Aufwand unter Atmosphärendruck durchgeführt werden. Die Eignung einer Auswahl von metallenen Werkstoffen und Polymerwerkstoffen, die für Versorgungsanlagen für Mitteldestillat relevant sind, wurde durch Auslagerung in folgenden nicht gealterten Brennstoffen bestimmt: Heizöl EL schwefelarm (B0), Heizöl EL schwefelarm mit 20 % (V/V) FAME (B20), FAME (B100) und hydriertes Pflanzenöl (HVO). Die Werkstoffe wurden auch in einem 1 Jahr gealterten B20 und einem 8 Jahre gealtertem B10 ausgelagert. Die Temperatur bei der Auslagerung betrug 50 °C für die metallenen Werkstoffe und 40 °C und 70 °C für die Polymerwerkstoffe. Die Ergebnisse der Beständigkeitsbewertung wurden in Beständigkeitslisten zusammengefasst. Die mit B20 erhaltenen Bewertungen gelten generell für Gemische aus Heizöl EL schwefelarm und FAME mit einem FAME-Gehalt bis 20 % (V/V). Sie sind auch auf Gemische aus Dieselkraftstoff und FAME mit einem FAME-Gehalt bis 20 %(V/V) übertragbar. Die forcierte Prüfmethode kann insbesondere KMUs bei der Weiterentwicklung von bestehenden Produkten und der Entwicklung von neuen Produkten als ein kostengünstiger Schnelltest zur Überprüfung der Werkstoff- und Bauteilbeständigkeit gegenüber Mitteldestillaten mit hohem FAME-Anteil dienen. Sie kann für die Hersteller die Sicherheit erhöhen, dass Bauteile die Freigabeprüfungen der Bauaufsicht bestehen, wobei die Freigabe jedoch nur für Deutschland gültig ist. Die Erkenntnisse des Forschungsvorhabens können in eine harmonisierte Europäische Norm für alternative Brenn- und Kraftstoffe einfließen. Diese ist für die Bauteilhersteller die Voraussetzung für die Erschließung des europäischen Marktes.   N2 - Within this project, a forced test method was developed to determine the resistance of metallic materials to middle distillate fuels and mixtures of middle distillate and paraffinic hydrocarbons both with fatty acid methyl ester (FAME) as a biogenic component. In the method, specimens of the material are immersed in special test media. The compositions of two test media were developed within the project. These test media include the influence of aging of the FAME which is to be expected after a storage of the fuel exceeding 2 years in the field. They cover a range of up to 20 % (v/v) FAME content. The exposure test can be carried out at ambient pressure with little effort. Suitability of selected metallic and polymer materials relevant for middle distillate supply systems was determined by exposure to the following non-aged fuels: low-sulfur light fuel oil (B0), low-sulfur light fuel oil with 20 % (v/v) FAME (B20), FAME (B100) and hydrogenated vegetable oil (HVO). The materials were also exposed in the 1-year-aged B20 and 8-year-aged B10. Test temperature was 50 °C for metallic materials and 40 °C and 70 °C for polymers. Resulting materials resistances were summarized in resistance tables. Resistances obtained in B20 are valid for any mixture of low-sulfur light fuel oil and FAME containing up to 20 % (v/v) FAME. They are also transferable to mixtures of diesel and FAME having a FAME content of up to 20 % (v/v). This method with special test media is a cost-effective rapid test for checking resistance of materials to middle distillates having a high FAME content. It can support SMEs manufacturing components for supply systems in further development of existing and new products. It increases the manufacturers' certainty that components will pass approval tests of authorities. Results of this research project can be incorporated into a harmonized European standard for alternative fuels. This is the prerequisite for component manufacturers to access the European market. KW - Heizöl KW - FAME KW - Biobrennstoff PY - 2020 UR - https://dgmk.de/publikationen/ SN - 978-3-947716-14-2 SN - 0937-9762 SP - 1 EP - 153 PB - DGMK CY - Hamburg AN - OPUS4-51110 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pötzsch, Sina A1 - Bäßler, Ralph A1 - Weltschev, Margit T1 - Resistance of metals exposed to heating oil blends with 10 % and 20 % biodiesel (FAME) N2 - In Europe biodiesel gained from rapeseeds are considered as an alternative to common fossil fuels due to its environmental performance and its independence from import of raw materials. Biodiesel is also suitable to serve as blending component to heating oil. In that case, it must be considered that changes of fuel composition might cause material degradation. The objective of this research was to investigate the resistance of metallic materials exposed to heating oil, heating oil blend B20 with 20 % biodiesel and pure biodiesel. Furthermore, the resistance of metals to eight-year aged B10 and six-year aged pure biodiesel was evaluated. Ageing of biodiesel forms acids and water which might propagate metal corrosion. The investigated metals (aluminium, unalloyed steel, austenitic CrNi-steel, copper, die cast zinc and brass) are commonly used for components in middle distillate facilities. According to DIN 50905-4 the immersed metals were exposed in a climate chamber at 50°C for 4 weeks. The metallic materials were evaluated as resistant if the annual corrosion rate due to uniform corrosion remained under 0.1 mm/year and no localized corrosion in the form of pitting occurred. The corrosion rates of the exposed materials stayed far below the limit of 0.1 mm/year for all tested fuels. An exception was die cast zinc ZP0410 in eight-year aged B10; a corrosion rate up to 0.3 mm/year due to uniform corrosion was measured. In no case localized corrosion occurred. Copper and brass caused discolouration of biodiesel from yellow to green. In conclusion, the tested metallic materials were resistant in heating oil, heating oil blend B20 and pure biodiesel at 50 °C. Even the metals exposed to six-year aged biodiesel and eight-year aged B10 showed no uniform or localized corrosion; except for zinc, which was not resistant in eight-year aged B10. T2 - EUROCORR 2019 CY - Sevilla, Spain DA - 09.09.2019 KW - Metals KW - Heating oil KW - Biodiesel KW - RME KW - Corrosion KW - Compatibility KW - FAME PY - 2019 AN - OPUS4-49137 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pötzsch, Sina A1 - Weltschev, Margit A1 - Bäßler, Ralph T1 - Beständigkeit von Elastomeren bei Einsatz im Heizölgemisch mit 20 % Biodiesel (B20) bei unterschiedlichen Temperaturen unter statischen und verpressten Bedingungen N2 - Aus Rapsöl gewonnener Biodiesel ist eine umweltfreundliche Alternative zu fossilen Energiequellen. In der Europäischen Union, in der 80 % der ölhaltigen Brennstoffe importiert werden müssen, besteht zudem ein Interesse, die Abhängigkeit von exter-nen Ölversorgern zu reduzieren. Bei jeder Veränderung der Zusammensetzung eines Brennstoffs muss auch die Ma-terialverträglichkeit gewährleistet bleiben. Es stellt sich die Frage, ob Elastomere im Vergleich zu reinem Heizöl auch in Heizöl mit 20 % Biodiesel (B20) beständig sind. Die Polarität des Biodiesels erhöht die Quellung und fördert die Permeation und Ex-traktion. Sowohl Quellung als auch Extraktion bedingen Änderungen der physikali-schen Eigenschaften der Elastomere. Extraktion verändert die chemische des Heiz-öls. Diese chemischen Veränderungen können auch den Abbau (Hydrolyse und Oxi-dation) der Polymere durch das Herauslösen von Additiven und Stabilisatoren be-schleunigen. Ziel dieser Arbeit war die Bestimmung der Beständigkeit der Elastomere ACM (Poly-acrylatkautschuk), HNBR (Hydrierter Acrylnitrilbutadienkautschuk), FKM (Fluorkaut-schuk) und PUR (Polyurethan) in Heizöl und im Heizölgemisch B20. Prüfkörper der Elastomere wurden für 42 Tage (Härteprüfung) und 84 Tage (Zugprü-fung) bei 40 °C ausgelagert. Anschließend wurde die Änderung der Masse, Shore Härte A, Zugfestigkeit, und Reißdehnung bezogen auf die Werte vor der Aus-lagerung bestimmt. Die weniger zur Quellung neigenden Elastomere FKM und HNBR wurden zusätzlich bei 70 °C ausgelagert. Um die Elastomere im verpressten Zustand zu testen, wurde der Druckverformungs-rest nach DIN ISO 815 bestimmt. Hierzu wurden zylindrische Prüfkörper aus ACM, HNBR und FKM verpresst und in Heizöl und Heizöl mit 20 % FAME für 3, 7, 14, 28, 56 und 90 Tage bei 40 °C ausgelagert. Anschließend wurde über die Dickenmes-sung der Druckverformungsrest ermittelt. Zum Vergleich wurden Prüfkörper verpresst und ohne Medium bei 40 °C ausgelagert. In den internationalen Normen wurde kein Grenzwert für die Veränderung der Zugei-genschaften und der Härte für eine positive Bewertung der Beständigkeit festgelegt. Deshalb wurde in der BAM ein Grenzwert von 15 % für die Beständigkeitsbewertung herangezogen. Bei 40 °C lag die Änderung der Zugeigenschaften und der Shore Härte von ACM, HNBR und FKM in Heizöl und in B20 unter 15 %. Folglich sind ACM, HNBR und FKM bei 40 °C in Heizöl und in B20 beständig. PUR ist bei 40 °C in Heizöl beständig, je-doch nicht für eine Verwendung in B20 geeignet, da sich die Zugfestigkeit und Reiß-dehnung um 50 % vermindert haben. Bei 70 °C ist FKM in Heizöl und B20 beständig, wohingegen HNBR an seine Einsatz-grenzen gelangt und unbeständig ist, in B20 haben sich die Zugfestigkeit um 40 % und die Reißdehnung um 50 % reduziert. T2 - Merseburger Elastomertage - elastoMER 2019 CY - Merseburg, Germany DA - 25.09.2019 KW - Beständigkeit KW - Heizöl mit 20 % Biodiesel KW - Elastomere KW - Biogene Brennstoffe KW - ACM KW - PUR KW - FKM KW - HNBR PY - 2019 AN - OPUS4-49138 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Pötzsch, Sina T1 - Practical Testing and Evaluation of Plastics (Book review) N2 - One can conclude, this first edition of “Practical Testing and Evaluation of Plastics” provides a comprehensive and compact reference. It can be recommended as clear overview as well as introducing manual for everyone working with characterization and testing of plastics. KW - Plastic KW - Testing PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.1002maco.201970054 SN - 0947-5117 SN - 1521-4176 VL - 70 IS - 05 SP - 931 EP - 932 PB - WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-48013 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pötzsch, Sina A1 - Weltschev, Margit A1 - Bäßler, Ralph T1 - Entwicklung einer Prüfmethode zur Bewertung der Materialbeständigkeit von Bauteilen in Mitteldestillatanwendungen N2 - Für Bauteile (Komponenten) von Versorgungsanlagen für flüssige Brenn- und Kraftstoffe muss die Beständigkeit der metallenen Werkstoffe und Polymere nachgewiesen werden. Im Anwendungsfall von Heizöl mit 20 % biogenen Anteilen in Form von Rapsölfettsäuremethylester (FAME, Biodiesel) ist es für eine konservative Beurteilung des Korrosionssystems Werkstoff/Medium/Umgebung wichtig, die Alterungs­effekte des Mediums einzubeziehen. Entwicklung eines Prüfverfahrens für die Untersuchung der Beständigkeit von metallenen Werkstoffen und Polymeren in Heizöl und Heizöl-FAME-Blends, das für eine Vorauswahl der Werkstoffe und zum Nachweis der Beständigkeit im Hinblick auf die bauaufsichtlichen Zulassungsverfahren geeignet ist. T2 - DGMK-Projekttreffen CY - Hamburg, Germany DA - 24.10.2019 KW - Heizöl KW - Beständigkeitsbewertungen KW - Biodiesel KW - FAME KW - HVO PY - 2019 AN - OPUS4-50272 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pötzsch, Sina A1 - Weltschev, Margit A1 - Bäßler, Ralph T1 - Compatibility of polymers exposed to heating oil blends with 10 % and 20 % biodiesel (FAME) N2 - Biodiesel (FAME) from rapeseed is an environmentally friendly alternative to common fossil fuels. It is also suitable to serve as blending component to fuels like heating oil. If the fuel composition is changed, materials compatibility must be guaranteed. Adding polar biodiesel to nonpolar heating oil, changes the blend’s solvency and might cause swelling, extraction and solvation of polymers. The objective of this research was to investigate the compatibility of polymeric materials, which are commonly used for components in middle distillate facilities, along with blends of heating oil and 20 % biodiesel (B20). For this propose, ACM, HNBR, FKM, PE, PA 6, POM, PUR and PVC were exposed to heating oil and B20 for 42 and 84 days at 40 °C. In addition, the polymers HNBR, FKM, PA, POM and PVC were also exposed at 70 °C. Furthermore, the resistance of polymers in eight-year aged B10 at 40 °C was evaluated. Ageing of biodiesel increases acidity which might propagate polymer corrosion. The materials were evaluated as resistant, if the loss in tensile properties (tensile strength and elongation at break) and Shore hardness remained under 15 % compared to the initial unexposed material values. For investigations under compressed conditions, the compression set was determined for specimens of ACM, FKM and HNBR after exposure in heating oil B0 and B20 for 3,7,14, 28, 56 and 90 days at 40 °C according to ISO 815-1. It was found that the resistance in B20 at 40 °C was given for all tested polymers except PUR. In the 8 years aged B10, PUR and POM were not compatible and ACM just conditionally compatible. At 70 °C, FKM and PVC were resistant in B20, whereas HNBR and PA 6 were not compatible. Swelling occurred for the elastomers ACM, HNBR and PUR. T2 - AMPP Annual International Corrosion Conference 2021 CY - Online Meeting DA - 19.04.2021 KW - Biodiesel KW - FAME KW - RME KW - Polymer in fuels PY - 2021 SP - 16222-01 EP - 16222-12 CY - Houston AN - OPUS4-52499 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pötzsch, Sina A1 - Timme, Sebastian A1 - Sklorz, Christian A1 - Skoczowsky, Danilo A1 - Otremba, Frank A1 - Krüger, Simone T1 - Fire protection systems for tanks made of GFRP N2 - The application of lightweight materials for tanks for transportation appears promising. Besides saving weight and therefore transportation costs, new complex geometries that depart from common cylindrical shapes of steel tanks can be manufactured. For transportation of dangerous goods, fire and explosion safety must be maintained to prevent accidents with serious consequences. In this work the fire behavior of lightweight tanks made from glass fiber reinforced plastics (GFRP) with complex geometries is investigated. Pretests on intermediate scale GFRP plates are conducted to identify suitable fire protection systems and surface treatments for composite tanks. The fire resistance is shown to be improved by addition of fire protective coatings and integrated layers. Finally, a complex rectangular GFRP tank with a holding capacity of 1100 liters is fire protected with an intumescent fire coating. The tank is filled up to 80 % with water and burned under an engulfing fully developed fire. It was shown that the intumescent layer could expand before the decomposition of the resin occurred. Furthermore, the adhesion between tank surface and coating was maintained. The structure could withstand a fire for more than 20 min. T2 - ASME IMECE 2017 CY - Tampa, Florida, US DA - 03.11.2017 KW - Lightweight tank KW - GFRP KW - Composites in fire KW - Fire safety tanks KW - Intumescent layer PY - 2017 AN - OPUS4-42990 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weltschev, Margit A1 - Pötzsch, Sina A1 - Bäßler, Ralph T1 - Entwicklung einer Prüfmethode zur Bewertung der Materialbeständigkeit von Bauteilen in Mitteldestillatanwendungen N2 - Für Bauteile (Komponenten) von Versorgungsanlagen für flüssige Brenn- und Kraftstoffe muss die Beständigkeit der metallenen Werkstoffe und Polymere nachgewiesen werden. Im Anwendungsfall von Heizöl mit 20 % biogenen Anteilen in Form von Rapsölfettsäuremethylester (FAME, Biodiesel) ist es für eine konservative Beurteilung des Korrosionssystems Werkstoff/Medium/Umgebung wichtig, die Alterungs­effekte des Mediums einzubeziehen. Entwicklung eines Prüfverfahrens für die Untersuchung der Beständigkeit von metallenen Werkstoffen und Polymeren in Heizöl und Heizöl-FAME-Blends, das für eine Vorauswahl der Werkstoffe und zum Nachweis der Beständigkeit im Hinblick auf die bauaufsichtlichen Zulassungsverfahren geeignet ist. Ein Schwerpunkt wird bei den metallenen Werkstoffen auf der Erprobung von Messmethoden liegen, mit denen sich in kurzer Versuchszeit ein Korrosionsangriff detektieren lässt. Metallene Werkstoffe: Weder örtliche Korrosion noch erhöhte Flächenkorrosion (Korrosionsrate:< 0,1 m/Jahr) sind bei den bisher geprüften Werkstoffen: Aluminium, C-Stahl 1.0037, austenitischer CrNi-Stahl 1.4301, Kupfer und Messing in Heizöl und B20 (Heizöl mit 20% Biodiesel) aufgetreten. Diese Werkstoffe sind in den Prüfmedien Heizöl und B20 als beständig zu bewerten. Es wurde keine signifikante Veränderung des pH-Wertes der Prüfmedien gemessen. Polymere: Massebestimmung: Die Prüfkörper der Elastomere ACM, HNBR und PUR sowie in geringerem Maße PE neigten zur Quellung in Heizöl und B20 nach 42 d und 84 d Auslagerung; für PA 6, POM und PVC wurde keine Masseänderung gemessen. Die Masseänderung der Prüfkörper in Heizöl und B20 ist mit Ausnahme von PUR vergleichbar. Bei PE traten Verfärbungen durch die Brennstoffe auf. Zugeigenschaften: ACM, HNBR, PE und PVC sind in Heizöl und B20 beständig, da die Änderung der Zugfestigkeit und der Reißdehnung < 15 % beträgt. PA und POM sind bedingt beständig, da die Änderung der Zugfestigkeit und der Reißdehnung < 30% beträgt. T2 - DGMK-Projekttreffen CY - Rostock, Germany DA - 28.03.2019 KW - Beständigkeitsbewertung KW - Metallene Werkstoffe KW - Polymere KW - Heizöl KW - Heizöl-FAME-Blends PY - 2019 AN - OPUS4-47841 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -