TY - CONF A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Homann, Tobias A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Stajanca, Pavol A1 - Weltschev, Margit A1 - Wossidlo, Peter T1 - Feasibility study - Continuous monitoring of pipes using distributed acoustic and fibre optic sensors T2 - Proceedings of the International Symposium on Structural Health Monitoring and Nondestructive Testing N2 - The feasibility study „AGIFAMOR. Ageing infrastructures – distributed acoustic monitoring of pipes” is an interdisciplinary research project at BAM internally financed from 2015 to 2018. Therefore, the quite young fibre optic sensing technology of distributed acoustic sensing (DAS) was investigated to possibly be extended towards a global condition monitoring system for pipelines operating in real time. DAS is a highly dynamic fibre optic sensing technology based on the method of coherent optical time domain reflectometry (C-OTDR). DAS allows capturing strain changes in the range of kHz. For the experimental work, the most suitable application yielding an optimum sensitivity was proven by wrapping a standard single-mode silica fibre around the pipe. The DAS sensitivity was investigated regarding the detection of 1) incidents that initiate propagation of acoustic waves in the pipe wall, 2) changes inside the pipeline causing altered flow and 3) damage development in the pipe wall. Therefore, several testing setups in laboratory as well as in real scale were realized. For comparison purposes, experiments were accompanied by acoustic emission analyses and by measurements with accelerometers. DAS was found to be very sensitive to gas ignition and its propagation across the pipe. Furthermore, the ability of DAS to detect and localize acoustic signals associated with pipeline leakage was demonstrated. The detection of crack formation and propagation within the pipe wall by means of DAS was studied during bending tests on several pipe segments, but was not proven so far with certainty. As expected, these studies turned out as the most difficult challenge due to the random occurrence and transient nature of microscopic damage phenomena. T2 - Proceedings of the International Symposium on Structural Health Monitoring and Nondestructive Testing CY - Saarbrücken, Germany DA - 04.10.2018 KW - Accelerometers KW - Acoustic emission KW - Fibre optic acoustic sensing KW - Continous monitoring KW - Bending tests on pipe segments KW - Leak detection PY - 2018 SP - Paper 21 AN - OPUS4-46375 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Stajanca, Pavol A1 - Weltschev, Margit A1 - Wossidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - AGIFAMOR: Anwendung der verteilten akustischen und faseroptischen Sensorik zur kontinuierlichen Überwachung von Rohrleitungen - Teil 2: Technische Hintergründe - Schadensursachen und Prüfeinrichtungen JF - Technische Sicherheit N2 - Schäden an Rohrleitungen können zu hohen Umweltbelastungen und wirtschaftlichen Schäden führen. Um die dauerhafte Verfügbarkeit der Infrastruktur zu gewährleisten, wird im Rahmen des Projekts AGIFAMOR an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) erprobt, inwiefern das Verfahren der verteilten akustischen faseroptischen Sensorik (Distributed acoustic sensing – DAS) zur kontinuierlichen Überwachung von Rohrleitungen eingesetzt werden kann. Neben der DAS werden erprobte Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung wie Schallemissionsanalyse (SEA) und Beschleunigungssensoren eingesetzt. An dieser Stelle soll detailliert auf die Hauptschadensursachen an Rohrleitungen, den Versuchsstand zur mechanischen Belastung von Rohren sowie die Möglichkeiten zu Untersuchungen im Realmaßstab eingegangen werden. KW - Schadensursachen an Rohrleitungen KW - Monitoring von Rohrleitungen KW - Verteilte Faseroptische Sensorik KW - Rohrbiegeprüfstand KW - Leckage PY - 2018 SN - 2191-0073 VL - 8 IS - 3 SP - 24 EP - 29 PB - Springer VDI-Verlag GmbH & Co. KG CY - Düsseldorf AN - OPUS4-44507 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Stajanca, Pavol A1 - Weltschev, Margrit A1 - Wosidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - AGIFAMOR: Anwendung der akustischer und faseroptischer Sensorik zur Überwachung von Rohrleitungen; Teil 3: Technische Hintergründe - Messmethoden JF - Technische Sicherheit N2 - Schäden an Rohrleitungen können zu hohen Umweltbelastungen und wirtschaftlichen Schäden führen. Um die dauerhafte Verfügbarkeit der Infrastruktur zu gewährleisten, wird im Rahmen des Projekts AGIFAMOR an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) erprobt, inwiefern das Verfahren der verteilten akustischen faseroptischen Sensorik (Distributed acoustic sensing - DAS) zur kontinuierlichen Überwachung von Rohrleitungen verwendet werden kann. Neben der DAS werden erprobte Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung wie Schallemissionsanalyse (SEA) und Beschleunigungssensoren eingesetzt. An dieser Stelle soll detailliert auf die unterschiedlichen Messverfahren und deren spezifischen Einsatz im Rahmen des Projektes eingegangen werden. KW - Verteilten akustischen faseroptischen Sensorik KW - Überwachung von Rohrleitungen KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Schallemissionsanalyse KW - Beschleunigungssensorik PY - 2018 SN - 2191-0073 VL - 8 IS - 5 SP - 29 EP - 35 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-45933 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Weltschev, Margit A1 - Habib, Abdel Karim T1 - BAM-Projekt AGIFAMOR – Zustandsüberwachung von Rohrleitungen T2 - Statusberichte zur Entwicklung und Anwendung der Schallemissionsanalyse N2 - Rohrleitungssysteme sind aufgrund ihrer Funktion und Ausdehnung für den Betrieb, die Verfügbarkeit und die Sicherheit von Industrieanlagen von besonderer Bedeutung. Die bisher in definierten Intervallen durchgeführten, wiederkehrenden Prüfungen zur Sicherstellung leckagefreier Rohrleitungen sind kostenintensiv und mit einem erhöhten Aufwand verbunden. Mit dem interdisziplinären Forschungsprojekt AGIFAMOR (Ageing Infrastructures – Akustisches Monitoring von Rohrleitungen) arbeitet die BAM an der Entwicklung und Erprobung einer örtlich und zeitlich kontinuierlichen Zustandsüberwachung von Rohrleitungen basierend auf einem faseroptischen akustischen Messsystem, welches einen vergleichsweise geringen Installationsaufwand der Sensoren erfordert. Mit diesem Verfahren sollen vor allem betriebsbedingte Schädigungen infolge von Korrosion sowie daraus entstehende Pittings oder Risse erkannt und damit Leckagen verhindert werden. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie zum Teilaspekt „Detektion von Risswachstum“ wurde ein 2,5 m langes, definiert vorgekerbtes Stahlrohr mit der faseroptischen Sensorik (FOS) ausgestattet und quasistatisch unter 4-Punkt-Biegung belastet. Mit fortschreitender Belastung wächst, ausgehend vom vorhandenen Außenumfangskerb, ein Riss im Stahlrohr bis zum Erreichen der Leckage – in der Praxis ein gefährliches Schadensszenario. Parallel zur FOS erfolgten Messungen mit Schallemissionssensoren, Beschleunigungssensoren und Potentialsonden, deren Ergebnisse die Interpretation der FOS-Messergebnisse unterstützen sollen. T2 - 21. Kolloquium Schallemission CY - Fulda, Germany DA - 09.03.2017 KW - Beschleunigungssensoren KW - Faseroptische Sensorik KW - Schallemission KW - Monitoring KW - Rohrleitung PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-401811 SN - 978-3-940283-82-5 VL - DGZfP-BB 159 SP - Vortrag 17, 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-40181 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baensch, Franziska A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Weltschev, Margit A1 - Habib, Abdel Karim T1 - AGIFAMOR: Anwendung der verteilten akustischen und faseroptischen Sensorik zur kontinuierlichen Überwachung von Rohrleitungen - Teil 1: Projektvorstellung und erste Vorversuche JF - Technische Sicherheit N2 - In der Prozessindustrie werden häufig gefährliche Stoffe eingesetzt, so dass auch kleinste Leckagen der medienführenden Anlagenteile zu Gefährdungen der Arbeitnehmer sowie zur Belastung der Umwelt führen können. Für die Gewährleistung einer dauerhaften Verfügbarkeit der Infrastruktur ist die frühzeitige Erkennung und Ortung von potentiell gefährlichen Veränderungen an den Wandungen von Rohrleitungen und Behältern (in Form von Rissen, Pittings und Ablagerungen) erforderlich. Am Beispiel von Rohrleitungen, sollen im Rahmen des Projekts AGIFAMOR an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), im Sinne einer Machbarkeitsstudie die Verfahren der verteilten akustischen und faseroptischen Sensorik zur kontinuierlichen Überwachung und Detektion potentiell gefährlicher Veränderungen in Industrieanlagen erprobt und qualifiziert werden. Dabei sollen die Applikation der optischen Sensorfasern hinsichtlich der Signalübertragung auf den Sensor optimiert und die Erkennung der für dieses Anwendungsgebiet relevanten Schallsignaturen entwickelt werden. Mithilfe eines solchen Messsystems können mit geringem Aufwand ausgedehnte Strukturen, auch unter erschwerten Bedingungen (z.B. hohe Temperatur, Einfluss von Chemikalien) kontinuierlich überwacht werden. KW - Beschleunigungssensoren KW - Faseroptische Sensorik KW - Schallemission KW - Monitoring KW - Rohrleitung PY - 2017 SN - 2191-0073 VL - 7 IS - 3 SP - 10 EP - 16 PB - Springer VDI-Verlag GmbH & Co. KG CY - Düsseldorf AN - OPUS4-40183 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk ED - Pierucci, S. ED - Klemes, J.J. ED - De Rademaeker, E. ED - Fabiano, B. ED - Buratti, S.S. T1 - Comparing different methods for calculating the gas dispersion T2 - Proceedings of the 14th EFCE symposium on loss prevention and safety promotion in the process industries T2 - 14th International symposium on loss prevention and safety promotion in the process industries CY - Florence, Italy DA - 2013-05-12 KW - Gas dispersion KW - Simulation PY - 2013 SN - 978-88-95608-22-8 SN - 1974-9791 N1 - Serientitel: Chemical engineering transactions – Series title: Chemical engineering transactions IS - 31 SP - 1 EP - 6(?) PB - AIDIC, Associazione Italiana di Ingegneria Chimica CY - Milano AN - OPUS4-29587 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk ED - Beyer, M. ED - Stolz, T. T1 - Simulation und experimentelle Untersuchungen der Schwergasausbreitung T2 - 13. BAM/PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik T2 - 13. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik CY - Braunschweig, Germany DA - 2013-06-18 KW - Schwergas KW - Ausbreitung KW - Simulation PY - 2013 SN - 978-3-95606-062-5 SN - 1868-5838 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-29584 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk T1 - Simulation und experimentelle Untersuchungen der Schwergasausbreitung JF - PTB-Mitteilungen N2 - Aufgrund gestiegener Rechnerleistung finden heutzutage numerische Strömungssimulationen aus dem Bereich der CFD (Computational Fluid Dynamics) immer mehr Eingang in die Sicherheitstechnik. Bisherige Berechnungsverfahren zur Schwergasausbreitung basieren zum Teil auf empirischen Annahmen und sind in ihrem Anwendungsbereich eingeschränkt. Die zugrunde liegenden Formeln und Theorien erlauben außerdem meist nur eindimensionale Aussagen bezüglich der Konzentrationsverteilung in der Umgebung. Anhand von Literaturdaten und eigenen Freifeldversuchen zur Schwergasausbreitung soll die Leistungsfähigkeit von CFD-Berechnungen hinsichtlich ihres Kosten/ Nutzen-Verhältnisses sowie im Vergleich zu herkömmlichen Modellen bewertet werden. Während die eigenen Freifeldversuche hauptsächlich zur Validierung der numerischen Simulationen dienen, können anhand der in der Literatur veröffentlichten Daten Vergleiche mit z. B. der VDI-Richtlinie 3783, Blatt 2 durchgeführt werden. KW - Schwergas KW - Ausbreitung KW - Simulation PY - 2013 SN - 0030-834X VL - 123 IS - 3 SP - 14 EP - 18 PB - Wirtschaftsverl. NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-29585 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk T1 - Comparing tools of varying complexity for calculating the gas dispersion JF - Process safety and environmental protection N2 - When handling flammable and/or toxic liquids or gases, the gas dispersion following a release of substance is a scenario to be considered in the risk assessment to determine the lower flammability distance (LFD) and toxicity thresholds. In this work a comparison of different gas dispersion tools of varying complexity ranging from a simple Gaussian model over a boundary layer model (BLM) and a Lagrangian model to CFD (in this case ANSYS CFX v14) is presented. The BLM covers the special case of liquid releases with formation of a pool. It does not only solve the gas dispersion but also calculates the evaporating mass flow out of the pool. The simulation values are compared to each other and to experimental data resulting mainly from our own open air experiments covering the near field and carried out on the Test Site Technical Safety of BAM (BAM-TTS) for different release types (pool evaporation, gas release) and topologies. Other validation data were taken from literature and cover large scale experiments in the range of several 100 m. KW - Gas dispersion KW - Modeling KW - CFD KW - Hazard assessment KW - Gauss KW - Lagrange PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.psep.2014.02.014 SN - 0957-5820 SN - 1744-3598 SP - 1 EP - 6(?) PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-30529 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Weltschev, Margit A1 - Schmidt, Dirk A1 - Baensch, Franziska A1 - Bohse, Jürgen A1 - Prager, Jens A1 - Habib, Abdel Karim T1 - AGIFAMOR – Application of distributed acoustic and fibre optic sensors for continuous monitoring of pipes T2 - Proceedings of the 12th Pipeline Technology Conference N2 - Pipelines and industrial piping systems are particularly relevant regarding technical safety, availability and maintenance. Large flow rates of hazardous substances imply that even smallest leakages can lead to high environmental impacts. Therefore, and to ensure the availability of infrastructure, an early detection and localization of potentially hazardous degradations to the walls (e.g. cracks, pittings, sedimentation, etc.) of the containments is necessary. However, in many cases it is not feasible to equip pipelines with a large number of point sensors at reasonable expense. The principle of distributed fibre optic sensing relies on one single optical fibre, which simultaneously acts as a spatially continuous sensor as well as the signal transducer. Therefore, extensive structures can be provided with this type of sensor with comparatively low efforts. As a consequence, monitoring oil and gas pipelines using distributed fibre optic sensors is on the upswing. Besides the established methods to measure temperature and strain, distributed acoustic sensing (DAS) has lately received considerable attention as a means to detect and localize third party threats to pipelines (approach of vehicles, digging, mechanical manipulation). The so far not utilized potential of DAS as a means for continuous condition monitoring of pipes by detecting and localizing acoustic signals that point to certain damage scenarios, is currently under investigation in an interdisciplinary research project at BAM (AGIFAMOR, Ageing Infrastructures – Fibre Optic Monitoring of Pipes). In order to qualify distributed acoustic fibre optic sensors for this application area, we especially focus on detecting and identifying the relevant acoustic emissions of interesting degradations as well as on the optimal way of application of the optical fibres to the specimen to achieve an optimal signal transmission of acoustic signals. T2 - 12th Pipeline Technology Conference CY - Berlin, Germany DA - 02.05.2017 KW - Monitoring KW - Pipelines KW - Fibre optic sensing KW - Acoustic emission KW - Accelerometer PY - 2017 SN - 2198-428X VL - 2017 SP - Session 3.2 Leak Detection, 1 EP - 8 PB - EITEP (Euro Institute for Information and Technology Transfer in Environmental Protection) CY - Hannover AN - OPUS4-40186 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schmidt, Dirk A1 - Schalau, Bernd A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Vergleich von Methoden zur Quantifizierung von Risiken verfahrenstechnischer Anlagen T2 - Tagungsunterlagen der 8. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit T2 - 8. Fachtagung "Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit" CY - Köthen, Deutschland DA - 2006-11-09 KW - Risiko KW - QRA KW - Purple Book KW - ARAMIS KW - LOPA KW - Fehlerbaum KW - Gefährdungsermittlung KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Häufigkeiten KW - Datenbank PY - 2006 SN - 3-936415-48-X SP - 1 EP - 14(?) PB - VDI, Hallescher Bezirksverein CY - Halle AN - OPUS4-12745 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stajanca, Pavol A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Homann, Tobias A1 - Seifert, Stefan A1 - Schmidt, Dirk A1 - Weltschev, Margit A1 - Wossidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Monitoring of pipes by distributed acoustic fibre optic sensors – A large-scale test on a pipeline under realistic operation condition T2 - Proceedings of the 13th Pipeline Technology Conference N2 - The monitoring of oil and gas pipelines by means of distributed fibre optic sensors is becoming common. The most recent development in the field of fibre optic sensing is the distributed acoustic sensing (DAS), which allows to detect and to localize third party threats to pipelines. For this purpose, fibre optic telecommunication cables located close to the pipelines are usually used. However, DAS carries a far greater potential for continuous condition monitoring of pipelines. The interdisciplinary research project AGIFAMOR (Ageing Infrastructures – Fibre Optic Monitoring of Pipes) at BAM investigates a new technical approach to extend the application field of DAS towards the detection and localization of acoustic signals that indicate critical alterations and certain damage scenarios originated from within the pipeline or the pipe wall. Therefore, the optical fibre sensors are applied onto the pipe itself and the application procedure towards an optimal acoustic signal transduction is optimized. A number of laboratory scale experiments were performed focusing on the signal transmission of acoustic signals as well as the detection of damages in the pipe wall by means of DAS. Furthermore, real-scale tests on a pipeline DN100 of 38m length have been carried out at the BAM test site for technical safety (BAM-TTS) to study the detection and localization of leaks and of changing flow profiles due to corrosion or sedimentation processes. T2 - 13th Pipeline Technology Conference CY - Berlin, Germany DA - 12.03.2018 KW - Pipeline monitoring KW - Distributed acoustic sensing KW - Fiber optic sensing PY - 2018 SN - 2198-428X SP - Poster session, paper 9, 1 EP - 8 PB - EITEP (Euro Institute for Information and Technology Transfer in Environmental Protection) CY - Hannover AN - OPUS4-44519 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Stajanca, Pavol A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Homann, Tobias A1 - Seifert, Stefan A1 - Schmidt, Dirk A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Detection of leak-induced pipeline vibrations using fiber-optic distributed acoustic sensing JF - Sensors N2 - In the presented work, the potential of fiber-optic distributed acoustic sensing (DAS) for detection of small gas pipeline leaks (<1%) is investigated. Helical wrapping of the sensing fiber directly around the pipeline is used to increase the system sensitivity for detection of weak leak-induced vibrations. DAS measurements are supplemented with reference accelerometer data to facilitate analysis and interpretation of recorded vibration signals. The results reveal that a DAS system using direct fiber application approach is capable of detecting pipeline natural vibrations excited by the broadband noise generated by the leaking medium. In the performed experiment, pipeline vibration modes with acceleration magnitudes down to single ug were detected. Simple leak detection approach based on spectral integration of time-averaged DAS signals in frequency domain was proposed. Potential benefits and limitations of the presented monitoring Approach were discussed with respect to its practical applicability. We demonstrated that the approached is potentially capable of detection and localization of gas pipeline leaks with leak rates down to 0.1% of the pipeline flow volume and might be of interest for monitoring of short- and medium-length gas pipelines. KW - Distributed acoustic sensing KW - DAS KW - Distributed vibration sensing KW - DVS KW - Fiber-optic sensors KW - Pipeline monitoring KW - Leak detection KW - Pipeline vibrations PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-457953 UR - http://www.mdpi.com/1424-8220/18/9/2841 DO - https://doi.org/10.3390/s18092841 SN - 1424-8220 VL - 18 IS - 9 SP - 2841, 1 EP - 18 PB - MDPI AN - OPUS4-45795 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -