TY - RPRT A1 - Becker, Ben A1 - Mair, Georg W. A1 - Schoppa, Andre A1 - Duffner, Eric A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Klauke, Andre A1 - Lenz, Stefan A1 - Lehr, Christian A1 - Hoffmann, Martin A1 - Gregor, Christian ED - Mair, Georg W. T1 - CryoCode: Kryodruck Tanksystem und Betankung – Validierung bis zum Normierungsvorschlag N2 - Entwicklung und Validierung eines Kryodruck-Tanksystems für Wasserstoff-Fahrzeuge. Darstellung der Versuchsergebnisse und des Normierungsvorschlags. KW - Kryodruck KW - Wasserstoff KW - Druckbehälter KW - Composite KW - Normierungsvorschlag PY - 2017 SP - 1 EP - 56 AN - OPUS4-40714 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schoppa, André T1 - Introduction to Slow Burst Testing T2 - Workshop of statistical safety assessment CY - BAM, Berlin DA - 2015-01-13 PY - 2015 AN - OPUS4-32478 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Duffner, Eric A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Untersuchung der Haltbarkeit von Reparaturmaßnahmen an Bremsleitungsabschnitten durch hydraulische Berstdruckprüfungen N2 - Im Rahmen einer Bachelorarbeit zum Thema „Untersuchungen an Bremsleitungsabschnittsreparaturen“ zwischen der HTW Berlin und der TÜV Rheinland Kraftfahrt GmbH wurden in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) Berstdruckprüfungen durchgeführt. Im Rahmen der Kooperation sollte untersucht werden, inwiefern Reparaturmaßnahmen an beschädigten Bremsleitungsabschnitten sicherheitstechnisch unbedenklich sind, auch in Bezug auf die Verwendung unterschiedlicher auf dem Markt erhältlicher Bremsleitungsmaterialien. KW - Bremsleitung KW - Berstprüfung PY - 2017 SN - 2191-007 VL - 7 IS - 6 SP - 44 PB - Springer VDI-Verlag CY - Düsseldorf AN - OPUS4-40490 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schoppa, André T1 - BAM-P200 Prüfverfahren für statistische Auswertungen N2 - Der Vortrag beschreibt die Besonderheiten bei der Durchführung von hydraulischen Prüfverfahren im Hinblick auf die Prüffristenfestlegung von Composite-Druckbehältern. Es werden die langsame hydraulische Berstprüfung und die hydraulische Lastwechselprüfung bei Umgebungstemperatur näher erläutert. T2 - Informationsveranstaltung P200 zur wiederkehrenden Prüfung von Druckgefaeßen,Prueffristenfestlegung und Lebensdauerbetrachtung von Composite-Druckgefaeßen CY - Berlin, Germany DA - 08.04.2016 KW - Statistik KW - Composite KW - Lastwechselprüfung KW - Berstprüfung KW - Druckbehälter KW - Prüffristenfestlegung PY - 2016 AN - OPUS4-35828 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Lenz, Stefan T1 - Arbeitsschutz bei zerstörenden Prüfungen an Composite-Druckbehältern N2 - Die Entwicklung alternativer Antriebe im Automobilbereich und die damit verbundene Speicherung von Antriebsmedien stellen Konstrukteure vor die Aufgabe, u. a. Gasspeicher zu entwickeln, die trotz geringer Eigenmasse sehr hohe Lasten aufnehmen können. Diese Entwicklung zeigt sich zunehmend auch bei der Speicherung industrieller Gase und anderen Anwendungen, bei denen Energieträger zur Verfügung gestellt werden müssen. Aufgrund der Anforderungen bezüglich des Leichtbaus ist demnach zu erwarten, dass der Marktanteil von Druckbehältern aus Composite (Typ III und Typ IV) deutlich zunehmen wird. Diese Composite-Druckbehälter bestehen aus einem Metall- oder Kunststoffliner (gasdichte Blase), der mit künstlichen Fasern, eingebettet in einer Matrix (meist Epoxidharz), umwickelt ist. Als künstliche Endlosfasern kommen z. B. Kohlenstoff- oder Glasfasern aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften zur Anwendung. Die Weiterentwicklung von Druckbehältern und die damit verbundene Verwendung neuer Materialien stellt neben vielen Vorteilen auch eine Herausforderung bei der Prüfung aus Sicht des Arbeitsschutzes dar. KW - Composite-Druckbehälter KW - Faserstäube KW - Arbeitsschutz PY - 2013 SN - 2191-0073 VL - 3 IS - 9 SP - 59 EP - 61 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-29310 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schoppa, Andre A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Mair, Georg W. ED - Schoppa, Andre T1 - Die Anwendung der hydraulischen Prüfverfahren in der Praxis Teil 1: Die hydraulische Berstprüfung N2 - Um die Resultate aus den hydraulischen Prüfungen statistisch bewerten zu können, benötigt man Prüfergebnisse, die auf reproduzierbaren Prüfverfahren basieren. Dabei geht es nicht nur um ein funktionierendes Qualitätsmanagementsystem im Prüflabors, sondern vornehmlich um die Reduzierung des Einflusses der Prüftechnik und des Prüfverfahrens auf die Streuung der Ergebnisse. Dieser Einfluss kann erst durch ins Detail konkretisierte Prüfungsanforderungen minimiert werden. Dieser Anforderung entsprechend wurde ein Verfahren beschrieben, das den Spielraum bei der Durchführung der hydraulischen Berstprüfung verringert und somit eine Streuung der Ergebnisse garantiert, die annähernd ausschließlich aus den Prüfmustern kommt. Die Prüfmusterdokumentation spielt dabei eine zentrale Rolle. Zwischen den hydraulischen Prüfungen im Zuge der Zulassung eines Baumusters und den hydraulischen Prüfungen zur Prüffristenfestlegung liegt eine Zeitspanne von mehreren Jahren. Um die Prüfergebnisse auch nach einer längeren Preisfestlegung (z.B. 10 Jahre) miteinander vergleichen zu können, müssen die zerstörenden Prüfungen reproduzierbar durchgeführt und vollständig dokumentiert und archiviert werden. Die Prüfung an neuen Materialien oder neuen Produkten erfordert eine moderne Prüftechnik, die sich mit dem Stand der Technik stetig weiterentwickeln muss. Demzufolge ist die zunehmende Automatisierung in der Prüftechnik ein wichtiger Schritt um Prüfungen reproduzierbarer durchzuführen. Wie ein konkretisierte Verfahren zur hydraulischen Lastwechselprüfung in der Praxis aussieht, wird in einem nächsten Beitrag betrachtet. Dabei wird ebenfalls Bezug zur verwendeten Prüftechnik genommen unter dem Hauptgesichtspunkt, welche Anforderungen in der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM an eine moderne Lastwechselanlage zur Prüfung von Druckbehältern bis 1200 bar gestellt werden. KW - Druckbehälter KW - Berstprüfung KW - Hydraulische Prüfeinrichtung KW - Prüffristenfestlegung PY - 2017 SN - 2191-007 VL - 7 IS - 5 SP - 25 EP - 30 PB - Springer VDI Verlag CY - Düsseldorf AN - OPUS4-41518 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schoppa, Andre A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Mair, Georg W. ED - Schoppa, Andre T1 - Die Anwendung der hydraulischen Prüfverfahren in der Praxis - Teil 2 Die hydraulische Lastwechselprüfung N2 - Die bisherigen Erfahrungen mit der bestehenden Impulsprüfanlage PN020 der BAM zeigen Potential für Verbesserungen auf. Dies betrifft insbesondere die Aspekte nutzbares Impulsvolumen, Wartungsaufwand und Stillstandszeiten, sowie Abmessungen und Gestaltung der Prüfkammer hinsichtlich Nutzraum und Handling der Prüfmuster. Im Zuge eines optimierten Anlagekonzeptes besteht großes Interesse an einer flexiblen Neuausrichtung der Druckerzeugung. Eine moderne Prüfanlage sollte in der Lage sein, die zu bewegenden Massen an die gewünschte Prüfaufgabe und den jeweils benötigten Volumenbedarf anzupassen. Die technische Lösung für die Druckerzeugung sollte deshalb modular gestaltet sein, sodass zusätzlich benötigtes Fördervolumen im Bedarfsfall nachgerüstet werden kann. Ein anderes Konzept als eines, das auf Druckübersetzern basiert, scheidet für Extremtemperaturprüfungen aus, da das vorzutemperierende Medium hierzu in einer Säule pendeln und nicht zirkulieren darf. Wesentlicher Aspekt der Modularität ist die Redundanz bei Teillast (reduzierter Volumenbedarf - Arbeitsfähigkeit bleibt mit Einschränkung erhalten). Es wird davon ausgegangen, dass einzelne Druckerzeugungs-/Antriebseinheiten so demontiert, repariert oder ausgetauscht werden können, dass die Nicht-Verfügbarkeit der gesamten Anlage auf den Ein- und Ausbau von Elementen der Anlage und Ausfälle in der Steuerung beschränkt bleibt. Auch im teil-demontierten Zustand sollte die Anlage mit eingeschränkter Leistungsfähigkeit grundsätzlich einsetzbar sein. Die Wartungskosten sollen durch die Verwendung von identischen und kleineren Druckerzeugereinheiten „von der Stange“ gesenkt werden. Eine moderne Anlage wäre zur Verbesserung der Diagnosemöglichkeiten mit erheblich mehr Sensorik auszurüsten. Die Druckerzeugung muss mit der Art der Medienkonditionierung kompatibel gestaltet sein. Das heißt, das Prüfmedium sollte unabhängig von der Umgebungsluft aktiv temperiert werden können, um die Konditionierzeiten bis zum Prüfungsstart zu verkürzen und um einen Temperaturanstieg infolge der Reibung zu verringern. Die „Prüfkammer“ sollte keine starre Kammer im herkömmlichen Sinne mehr sein. Stattdessen ist eine thermisch isolierte und mechanisch hoch belastbare Versuchsfläche aufzubauen, auf der sowohl mechanische Schutzelemente (vergl. aktueller Berstkäfig) wie auch mobile Isolierhauben verwendet werden können. Wesentlich ist eine Optimierung einer solchen Anlage auf die eingangs erwähnte Reproduzierbarkeit von Prüfprozeduren und die Vergleichbarkeit der Prüfergebnisse mit Blick auf die statistische Auswertung. Hierzu sollten eine möglichst exakte Regelung, eine statistische Auswertung der Duckextremwerte (zumindest in Klassen), eine Aufzeichnung der Temperatur- und Feuchtewerte sowie des geförderten Volumens jedes Zyklusses und verschiedene Methoden der Leckerkennung/automatischen Versuchsabbruches selbstverständlich implementiert sein. KW - Druckbehälter KW - Lastwechselprüfung KW - Hydraulische Prüfeinrichtung PY - 2017 SN - 2191-007 VL - 7 IS - 7/8 SP - 28 EP - 34 PB - Springer VDI Verlag CY - Düsseldorf AN - OPUS4-41519 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Mair, Georg W. A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Monitoring of residual stresses in composite pressure vessels via modal analysis N2 - Within a current research project at the Federal Institute for Materials Testing and Research (BAM), the degradation process of composite pressure vessels is studied to be able to give more accurate lifetime predictions in future. The presented research is based on type III pressure vessels consisting of an aluminium tank which is fully wrapped with carbon fibre reinforced plastics. Focus is set on the analysis of residual stresses which are induced into the pressure vessel during manufacturing process in order to increase high cycle fatigue. However, with increasing lifetime residual stress conditions do change. To be able to measure and monitor stress conditions, the application of a non-destructive measurement method is aspired. In this paper, potential of an experimental modal analysis is worked out to capture and monitor aging and degradation effects in pressure vessels. With the presented method, information about changes in residual stress can be obtained via an analysis of the modal parameters. To realize an application, first, a finite element simulation is used to prove and evaluate potential capability and validity. In the following, a test bench is set up and successively optimized in its accuracy and efficiency. Sensitivity of the applied measurement technique is experimentally ascertained trough the measurement of several prestress modified pressure vessels. Finally, experimental results are interpreted and evaluated with the help of numerically gained findings. T2 - NOVEM 2018 CY - St. Eulalia, Ibiza, Spain DA - 07.05.2018 KW - Composite pressure vessel KW - Residual stress KW - Modal analysis PY - 2018 VL - 6 SP - Paper 175090, 1 EP - 9 AN - OPUS4-45220 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mair, Georg W. A1 - Duffner, Eric A1 - Lenz, Stefan A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Das Phänomen der extrem langsamen Berstprüfung von Composite-Druckgefäßen N2 - Ein wesentlicher Aspekt der Prognose der sicheren Restlebensdauer ist die möglichst differenzierte Erfassung von Restfestigkeiten. In Fällen, in denen diese nicht mittels hydraulischer Lastwechselprüfungen abgeschätzt werden kann, bleiben als Ersatz die Zeitstands- oder die Berstprüfung. Als Kombination aus diesen beiden Prüfungen schlägt die BAM die „langsame Berstprüfung“ vor. Die Vielzahl von bereits veröffentlichten Ergebnissen zu diesem Prüfkonzept werden hier um die Werte der extrem langsamen Berstprüfung (ca. 1 000 h kontinuierlicher Druckanstieg) ergänzt. Dies führt zu der eindeutigen Empfehlung, die heute üblicherweise schnellen Berstprüfungen zum Nachweis der Festigkeit von Composite-Druckgefäßen am besten ganz durch die langsame Berstprüfung zu ersetzen. KW - Faserverbundwerkstoffe KW - Druckgefäße KW - Restfestigkeit KW - Degradation KW - Stichprobenprüfung KW - Hydraulische Berstprüfung KW - Lebensdauer KW - Druckanstiegsraten KW - Überlebenswahrscheinlichkeit KW - Lastwechselempfindlichkeit PY - 2013 SN - 2191-0073 VL - 3 IS - 10 SP - 54 EP - 56 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-29217 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mair, Georg W. A1 - Hoffmann, Martin A1 - Scherer, Florian A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Slow burst testing of samples as a method for quantification of composite cylinder degradation N2 - The current practise to focus periodic retesting of composite cylinders primarily on the hydraulic pressure test has to be evaluated as critical. The test itself always causes a certain amount of micro damage to the cylinders but does not necessarily deliver sufficient and evaluable information. Thus BAM Federal Institute of Materials Research and Testing (Germany) moves the focal point to a new approach for validation of composite cylinders, based on destructive sample tests parallel to operation. Statistical assessment of results of these destructive tests is employed for the estimation of remaining safe service life, based on reliability demands. The estimated service life is also used for the determination of re-test periods of the examined population of composite cylinders. An essential aspect of this approach is the validation of current residual strength and its prediction at any point of service life. In cases of gas cylinders with very high cycle strength, residual strength cannot be quantified statistically by means of hydraulic load cycles. As a replacement, creep tests or burst tests may be employed. BAM suggests the 'slow burst test SBT' as a combination of these two test procedures. This is a compromise between the practicability of the (conventional) burst test and the practical relevance of sustained loads during service, to be tested in creep rupture tests. In this paper, a variety of 99 burst results of a cylinder design type used for breathing apparatus (CFRP with PE-liner) is evaluated. The influence of test procedure parameters and nature and intensity of artificial ageing on the test sample strength are analysed statistically. This leads to an evaluation of different procedures of artificial ageing and the recommendation to substitute conventional burst tests by slow burst tests for the assessment of composite pressure receptacles. KW - Slow burst test KW - Sample testing KW - Residual strength KW - Scatter KW - Mean value KW - Degradation KW - Pressure rate PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.04.016 SN - 0360-3199 VL - 39 IS - 35 SP - 20522 EP - 20530 PB - Elsevier CY - Oxford AN - OPUS4-30732 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. A1 - Becker, Ben A1 - Duffner, Eric A1 - Gregor, Christian A1 - Saul, Herbert A1 - Schoppa, André T1 - Composite gas cylinders - probabilistic analysis of minimum load cycle requirements N2 - Composite materials show a degradation of properties depending on Service life. This creates the necessity to find tailored methods to determine strength and residual strength of composite cylinders. The determination can be done e.g. by load cycles tests. The result needs a Statistical assessment for the precise description of strength. Especially the Statistical assessment of load cycle strength properties has a high uncertainty. It is unclear if a Log-Normal distribution, a WEIBULL distribution or others, describe the scatter behaviour of residual strength properties correctly. Distribution functions aim at approximating the frequency of occurrence of residual load cycle strength for high survival rates. An assumption has to be found and confirmed to prevent overestimation of reliability. T2 - ICHS2015 - 6th International conference on hydrogen safety CY - Yokohama, Japan DA - 19.10.2015 KW - Failure rate KW - Confidence level KW - Scatter KW - StorHy KW - Sample performance chart PY - 2015 SN - 978-2-9601366-1-6 SP - 1 EP - 14 AN - OPUS4-34804 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -