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 JF - Journal of Civil Structural Health Monitoring 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 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-481972 DO - https://doi.org/10.1007/s13349-019-00338-7 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 - JOUR A1 - Munzke, Dorit A1 - Kraus, David A1 - Eisermann, René A1 - Kübler, Stefan A1 - Schukar, Marcus A1 - Nagel, Lukas A1 - Hickmann, Stefan A1 - Trappe, Volker T1 - Distributed fiber-optic strain sensing with millimeter spatial resolution for the structural health monitoring of multiaxial loaded GFRP tube specimens JF - Polymer Testing N2 - Due to their high strength-to-weight ratio and excellent fatigue resistance, glass fiber reinforced polymers (GFRP) are used as a construction material in a variety of applications including composite high-pressure gas storage vessels. Thus, an early damage detection of the composite material is of great importance. Material degradation can be determined via measuring the distributed strain profile of the GFRP structures. In this article, swept wavelength interferometry based distributed strain sensing (DSS) was applied for structural health monitoring of internal pressure loaded GFRP tube specimens. Measured strain profiles were compared to theoretical calculation considering Classical Lamination Theory. Reliable strain measurements with millimeter resolution were executed even at elongations of up to 3% in the radial direction caused by high internal pressure load. Material fatigue was localized by damaged-induced strain changes during operation, and detected already at 40% of burst pressure. KW - GFRP KW - Swept wavelength interferometry KW - Distributed fiber optic sensing KW - Material degradation KW - Structural health monitoring PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2019.106085 SN - 0142-9418 VL - 80 SP - 106085 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-48950 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schukar, Marcus A1 - Munzke, Dorit A1 - Duffner, Eric A1 - Eisermann, René A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Strohhäcker, J. A1 - Mair, Georg T1 - Monitoring of type IV composite pressure vessels with multilayer fully integrated optical fibre based distributed strain sensing N2 - We present the results of distributed fibre optic strain sensing for condition monitoring of a hybrid type IV composite overwrapped pressure vessel using multilayer integrated optical fibres. During load cycle tests material fatigue could be localised and monitored 17000 load cycles before burst. T2 - TAHYA Workshop "Structural health monitoring" CY - Berlin, Germany DA - 27.11.2019 KW - Distributed fibre optic sensing KW - Hybrid composite pressure vessel KW - Structural health monitoring PY - 2019 AN - OPUS4-49996 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg A1 - Munzke, Dorit A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Schukar, Marcus T1 - Lebensdauerversuche an Faserverbund-Druckbehältern überwacht mittels Schallemissionsprüfung und optischen Fasern T2 - 22. Kolloquium Schallemission N2 - Kurzfassung. Die meisten Faserverbundbehälter, die in Europa für den Transport gefährlicher Stoffe oder als Speicherbehälter für Wasserstoff oder Erdgas in Fahrzeugen Verwendung finden, werden für eine nicht begrenzte Lebensdauer ausgelegt. In regelmäßigen Abständen sind für diese Druckbehälter wiederkehrende Prüfungen vorgeschrieben, die in der Regel aus visuellen Inspektionen und hydraulischen Innendruckprüfungen bestehen. Die wiederkehrenden Prüfungen sind jedoch weder geeignet, die sichere Betriebsdauer festzulegen noch den Alterungszustand der Druckbehälter zu beurteilen. Aufgrund des weiter steigenden Drucks zur Kosten- und Gewichtsreduktion von Faserverbundbehältern und der damit einhergehenden Ausnutzung der existierenden Sicherheitsmargen gewinnen Methoden zur Beurteilung des Alterungsverhaltens dieser Druckbehälter immer mehr an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund wurde in der BAM das Vorhaben „Alterungsverhalten von Composite-Druckgefäßen mit Carbonfaser-Compositen unter gekoppelten Beanspruchungen (COD-AGE)“ gestartet, um die Alterung von Faserverbundbehältern mittels verschiedener zerstörungsfreier Prüfverfahren zu untersuchen. Die hier vorgestellten Ergebnisse wurden an einem Typ 4 Hybridbehälter mit Kunststoffliner gewonnen, in den im Rahmen des Herstellungsprozesses optische Glasfasern in verschiedenen Schichten integriert wurden. Der Behälter wurde mittels hydraulischem Innendruck und erhöhter Umgebungstemperatur zyklisch bis zum Lebensende belastet. Zwischen den einzelnen Lastsequenzen erfolgte eine an die wiederkehrende Prüfung im Betrieb angelehnte hydraulische Druckbelastung. Sowohl die hydraulische Alterung als auch die Druckrampen wurden mittels Schallemissionsprüfung (SEP) und verteilter faseroptischer Sensorik mit dem Ziel einer frühzeitigen Versagensvorhersage überwacht. Durch die Schallemissionsanalyse sollte untersucht werden, ob zum Lebensende hin ein signifikanter Anstieg der Schallemissionsaktivität und -intensität, unterteilt in verschiedene Lastbereiche, beobachtet werden kann. Zusätzlich zum kontinuierlichen Monitoring der Zyklierung sollten die Druckrampen separat untersucht werden, um hier Potenziale für die wiederkehrende Prüfung zu erkennen. T2 - 22. Kolloquium Schallemission und 3. Anwenderseminar Zustandsüberwachung mit geführten Wellen CY - Karlsruhe, Germany DA - 27.03.2019 KW - Faserverbund KW - Druckbehältern KW - Lebensdauerversuche KW - Schallemissionsprüfung PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-479534 SP - 1 EP - 10 PB - DGZfP CY - Berlin AN - OPUS4-47953 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -