TY - JOUR A1 - Schröder, Volkmar A1 - Molnarne, M. T1 - Hazardous properties of hydrogen and hydrogen containing fuel gases N2 - The paper provides a summary of safety characteristics of hydrogen and hydrogen fuel gases. The inves-tigations focus on water electrolysis, the feeding of hydrogen into the natural gas grid and the use ofhydrogen for the fermentation process in biogas plants. The safety characteristics of hydrogen such as avery low minimum ignition energy, very large explosion range and high flame velocity with the resultingrapid pressure increase of hydrogen explosions are of particular importance for explosion protection andthey differ strongly from those of natural gas. Explosion ranges of hydrogen-methane-carbon dioxidemixtures have been measured for the use of hydrogen in biomethane production. The paper also showsand discusses explosion ranges of hydrogen and hydrogen-natural gas mixtures. Pressure and tempera-ture dependencies of the explosion limits of mixtures were investigated. Furthermore, pressure rise rates(KGvalues) were measured with regard to constructive explosion protection. The maximum experimen-tal safe gaps were determined for the classification of the mixtures and assignment to explosion groupsaccording to the European ATEX directives. It was found that admixture of 10% hydrogen to natural gashas only a minor influence on the safety characteristics of gas explosions. KW - Hydrogen safety KW - Biogas KW - Renewable energy KW - Natural gas mixtures KW - Flammability PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.1016/j.psep.2019.07.012 SN - 0957-5820 VL - 130 SP - 1 EP - 5 PB - Elsevier AN - OPUS4-49032 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis A1 - Schröder, Volkmar A1 - Göpfert, T. A1 - Winterleitner, E. A1 - Schwarze, M. T1 - Safety related properties of low-GWP refrigerants N2 - Most fluorinated hydrocarbons that shall replace refrigerants with high GWP, like R134a, are flammable. For evaluating inertization measures for explosion protection, flammability of low-GWP refrigerants R1234yf, R32 and R1132a blended with carbon dioxide, nitrogen and argon were studied experimentally in a closed autoclave at atmospheric conditions. Furthermore, a calculation method was adapted to reduce the experimental costs for flammability studies on these gas mixtures. For igniting R1234yf in the closed autoclave a newly developed ignition system was used that allows generating electric arcs with high ignition energy. Gas mixtures containing the mildly flammable R1234yf and R32 could be inerted by adding much less inert gas than mixtures containing R1132a, which is more similar to unfluorinated hydrocarbons regarding the explosion regions. By using the adapted model of constant adiabatic flame temperature profiles estimating the explosion limits of fluorinated hydrocarbons was possible with similar accuracy as for unfluorinated hydrocarbons. Keywords: Explosion Protection, Inertization, Flammability, HFOs, HFC., R1234yf, R32, R1132a T2 - 25th IIR Internationa Congress of Refrigeration CY - Montreal, Canada DA - 24.08.2019 KW - Explosion Protection KW - Inertization KW - Flammability KW - HFOs KW - R1234yf KW - R1132a KW - R32 KW - HFC PY - 2019 SN - 978-2-36215-035-7 U6 - https://doi.org/10.18462/iir.icr.2019.0767 SN - 1025-9031 SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-49546 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schröder, Volkmar A1 - Zakel, S. A1 - Brandes, E. T1 - Reliable safety characteristics of flammable gases and liquids - The database CHEMSAFE N2 - The safety characteristics of flammable gases and liquids are required when identifying potentially explosive mixtures and taking appropriate actions concerning explosion protection. Examples are given here of the safe handling and evaluation of hazards during the processing, storage, transport, and disposal of flammable liquids and gases. The CHEMSAFE database is presented as a reliable source of safety characteristic data, and its new open-access version is introduced. CHEMSAFE currently contains assessed properties for about 3000 liquids, gases and mixtures. The lack of a broad experimental foundation in the extensive field of non-atmospheric conditions shows the need for further investigation and standardization. This article summarizes experimental evidence and estimation methods for safety characteristic data under non-atmospheric conditions pointing out current limitations. Suggestions for pre-normative research on safety data under non-atmospheric conditions are given. KW - Explosion protection KW - Safety characteristics KW - Classification KW - Flammable Gas KW - Flammable Liquid PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2019.07.002 SN - 0950-4230 VL - 62 SP - 103914 PB - Elsevier Ltd. CY - Amsterdam AN - OPUS4-48547 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröder, Volkmar A1 - Zakel, S. T1 - Sicherheitstechnische Kenngrößen des Explosionsschutzes für hybride Stoffgemische - Das Verbundvorhaben "NEX-HYS" N2 - Sicherheitstechnische Kenngrößen des Explosionsschutzes für hybride Stoffgemische – Das Verbundvorhaben „NEX-HYS“ Im Rahmen des WIPANO-Programms (Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen), gefördert vom BMWi, ist ein Verbundvorhaben zur Bestimmung sicherheitstechnischer Kenngrößen hybrider Gemische begonnen worden. Teilnehmer sind die OvGU Magdeburg (Koordination), die BAM, die PTB, die INBUREX GmbH und das DIN. Hybride Gemische, z.B. Staub-Brenngas-Luft-Gemische, spielen in der Prozesstechnik bei Trocknungs- und Transportprozessen eine wichtige Rolle. Für diese Gemische lassen sich die sicherheitstechnischen Kenngrößen nach den vorhandenen Normen nicht bestimmen. Aus bisherigen Forschungsarbeiten ist allerdings bekannt, dass hybride Gemische teilweise zündempfindlicher sind, erweiterte Explosionsbereiche aufweisen und die Auswirkungen von Explosionen heftiger ausfallen können als bei Brennstoffen, die nur in einem Aggregatzustand vorliegen. Ziel des Verbundprojektes ist es, labortechnische Verfahren zur Bestimmung sicherheitstechnischer Kenngrößen (STK) für hybride Gemische bis zur Normungsreife zu entwickeln und mittelfristig eine europäische Normung für hybride Gemische im CEN TC305 zu initiieren. Folgende, technisch wichtige Kenngrößen sollen bearbeitet werden: Untere Explosionsgrenze, Sauerstoffgrenzkonzentration, maximaler Explosionsdruck, maximaler zeitlicher Druckanstieg und Mindestzündtemperatur. Um eine schnelle allgemeine Verfügbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, ist im Rahmen des Vorhabens die Erstellung einer DIN SPEC (Vornorm) geplant. Im Poster wird das Verbundvorhaben mit den einzelnen Arbeitspaketen dargestellt und diskutiert. T2 - 15. BAM-PTB-Kolloquium 2019 CY - Braunschweig, Germany DA - 21.05.2019 KW - Gas-Staub-Gemische KW - Explosionsschutz KW - Sicherheitstechnische Kenngrößen KW - Hybride Gemische PY - 2019 AN - OPUS4-48536 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zakel, S. A1 - Schröder, Volkmar A1 - Askar, Enis A1 - Gabel, D. A1 - Hirsch, W. A1 - Kleinert, J. A1 - Krause, U. A1 - Krietsch, Arne A1 - Meistes, J. A1 - Sachtleben, A. A1 - Schmidt, Martin T1 - Sicherheitstechnische Kenngrößen des Explosionsschutzes von hybriden Stoffgemischen - Normungsfähige Bestimmungsverfahren N2 - In diesem Verbundvorhaben werden standardisierte Messverfahren für hybride Gemische erarbeitet, die der Bestimmung sicherheitstechnischer Kenngrößen des Explosionsschutzes dienen. Unter einem hybriden Gemisch wird dabei ein mehrphasiges System aus Brenngas oder brennbarem Dampf, sowie Luft und brennbarem Staub verstanden. Die Veröffentlichung der Ergebnisse erfolgt in einem Abschlussbericht und als DIN-Spezifikation (DIN SPEC). Diese DIN SPEC versetzt Prüfinstitute und Industrie in die Lage, Explosionsgefahren beim Betrieb technischer Anlagen mit hybriden Gemischen einzuschätzen und damit Prozesse sowohl sicherer als auch effizienter zu steuern. Dieses Projekt wird im Rahmen des WIPANOProgramms (Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen) vom BMWi gefördert. T2 - 14. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2019 KW - Explosionsschutz KW - Sicherheitstechnische Kenngrößen KW - Hybride Gemische KW - Normung PY - 2019 SN - 978-3-89746-220-5 SP - 73 CY - Frankfurt am Main AN - OPUS4-49954 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröder, Volkmar T1 - Sicherheitstechnische Eigenschaften von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen - Auswirkungen auf den Explosionsschutz N2 - Im Vortrag werden die sicherheitstechnischen Kenngrößen des Explosionsschutzes von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen erläutert. Der Einfluss von Wasserstoffeinspeisung in Erdgasnetze wird dargestellt und diskutiert. Die Stoffdaten der Erdgas-Wasserstoff-Gemische sind im Rahmen eines von der BG-ETEM geförderten Vorhabens in der BAM gemessen worden. Basis dieser Messungen waren in Europa harmonisierte Normen. Mit Hilfe von numerischen Methoden sind explosionsgefährdete Bereiche um Abblasvorrichtungen bei Erdgas-Wasserstoff-Gemischen im Vergleich zum reinen Erdgas betrachtet worden. Der Vortrag gibt weiterhin Hinweise auf Auswirkungen von Wasserstoffzusätzen auf Gaswarngeräte. T2 - DVGW-Kongress "gat/wat" CY - Cologne, Germany DA - 26.11.2019 KW - Erdgasnetz KW - Wasserstoffeinspeisung KW - Explosionsschutz KW - Sicherheitstechnische Kenngrößen KW - Gaswarngeräte PY - 2019 AN - OPUS4-49935 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Askar, Enis A1 - Schröder, Volkmar T1 - The influence of strong ignition sources on the explosion and decomposition limits of gases N2 - Explosion and decomposition limits of flammable and chemically unstable gases were determined experimentally in a closed autoclave with an ignition energy higher than the standard 10 J a 20 J. The ignition source was a lightning arc caused by an exploding wire igniter as described in EN 1839 B. With a newly developed ignition system a graded ignition energy between 3 J and 1000 J was generated. Different types of gases were studied with this ignition system: methane as a typical fuel gas and reference gas for some standards for explosion limit determination, the refrigerant R32 (difluoromethane) as a mildly flammable gas with low burning velocity and high minimum ignition energy compared with methane as well as the chemical unstable gases acetylene, nitrous oxide and ethylene oxide, which can decompose explosively in the absence of air or other oxidizers. It was found that the influence of strong ignition sources on explosion and decomposition limits can be very different for different systems. In case of methane only the upper explosion limit was influenced significantly by the ignition energy, whereas the lower explosion limit was constant. In a standard test vessel with an inner volume of 14 dm3 it was difficult to quantify the upper explosion limit of methane exactly with the strong ignition source, because the explosion pressure did not increase abruptly near the explosion limit, but steadily over a large concentration range. Probably a larger explosion vessel is more appropriate in this case. In case of R32 however, it was the lower explosion limit that was influenced significantly by the ignition energy and not the upper explosion limit. A particularly strong dependency from the ignition energy was found for the decomposition limits of the chemically unstable gases in nitrogen. Here special regard is necessary in practical applications, if uncommonly strong ignition sources cannot be excluded. KW - Explosionsgrenzen KW - Zündenergie KW - Zündquellen KW - Chemisch instabile Gase KW - Kältemittel PY - 2019 SN - 978-88-95608-74-7 U6 - https://doi.org/10.3303/CET1977022 SN - 2283-9216 VL - 77 SP - 127 EP - 132 PB - AIDIC - The Italian Association of Chemical Engineering CY - Milano, Italy AN - OPUS4-49936 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröder, Volkmar T1 - Einspeisung von Wasserstoff in Erdgasnetze N2 - Im Vortrag werden die für den Betrieb der Erdgasnetze relevanten Kenngrößen des Explosionsschutzes erläutert. Der Einfluss von Wasserstoffeinspeisung auf diese Kenngrößen wird dargestellt und diskutiert. Die Stoffdaten der Erdgas-Wasserstoff-Gemische sind im Rahmen eines von der BG-ETEM geförderten Vorhabens in der BAM gemessen worden. Basis dieser Messungen waren in Europa harmonisierte Normen. Zudem sind mit Hilfe von numerischen Methoden berechnete explosionsgefährdete Bereiche von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen im Vergleich zum reinen Erdgas betrachtet worden. Der Vortrag gibt weiterhin Hinweise auf Auswirkungen von Wasserstoffzusätzen auf Gaswarngeräte. T2 - DVGW-Erfahrungsaustausch "Befähigte Personen nach Nr. 3.3 BetrSichV" CY - Gelschenkrichen, Germany DA - 13.11.2019 KW - Erdgasnetz KW - Wasserstoffeinspeisung KW - Explosionsschutz KW - Sicherheitstechnische Kenngrößen KW - Gaswarngeräte PY - 2019 AN - OPUS4-49937 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Jacobasch, Stefan A1 - Duffner, Eric A1 - Goedecke, Thomas A1 - Portella, Pedro Dolabella A1 - Mair, Georg A1 - Schendler, Thomas A1 - Gradt, Thomas A1 - Askar, Enis A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Schröder, Volkmar A1 - Maiwald, Michael A1 - Holtappels, Kai A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Neumann, Patrick P. T1 - Unser Beitrag zum Thema Wasserstoff N2 - Die BAM ist nahezu über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg wissenschaftlich tätig. Von der sicheren und effizienten Wasserstofferzeugung (POWER-to-GAS), über die (Zwischen-)Speicherung von Wasserstoff in Druckgasspeichern bis hin zum Transport bspw. mittels Trailerfahrzeug zum Endverbraucher. Komplettiert werden die Aktivitäten der BAM durch die sicherheitstechnische Beurteilung von wasserstoffhaltigen Gasgemischen, die Verträglichkeitsbewertung von Werkstoffen bis hin zur Detektion von Wasserstoffkonzentrationen über geeignete Sensorik, auch mittels ferngesteuerter Messdrohnen (sog. UAV-Drohnen). Zudem untersucht die BAM proaktiv Schadensrisiken und Unfallszenarien für die Sicherheitsbetrachtung, um mögliche Schwachstellen aufzeigen und potenzielle Gefährdungen erkennen zu können. KW - Wasserstoff KW - Wasserstofferzeugung KW - Energiespeicherung KW - Gasdetektion KW - Risikoanalyse KW - Power-to-Gas KW - Explosionsschutz KW - Tribologie KW - Druckgasspeicher KW - Glasspeicher KW - Gassensorik KW - Mini-UAV PY - 2019 SP - 1 CY - Berlin AN - OPUS4-47960 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -