TY - CONF A1 - Ferrero, Fabio A1 - Kluge, Martin A1 - Schröder, Volkmar T1 - Numerical analysis of the effect of the electrode distance during the determination of the flammability limits of gases N2 - COMSOL Multiphysics® was used as a tool for the better understanding of the evolution of flow patterns during the induced ignition of gases. A simplified model was developed for the scope, by coupling the weakly compressible Navier Stokes module and the convection and conduction module. The current paper presents the results of the performed simulations. T2 - COMSOL Conference 2011 CY - Ludwigsburg, Germany DA - 26.10.2011 KW - Spark ignition KW - Gas flow KW - Temperature PY - 2011 SN - 978-0-9839688-0-1 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. SP - 1 EP - 7 CY - Stuttgart AN - OPUS4-24700 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kluge, Martin A1 - Ferrero, Fabio A1 - Schröder, Volkmar A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Steinbach, J. T1 - Modellazione del processo di autoaccensione del TFE KW - Convezione naturale (free convention) KW - Trasporto reattivo (reactive flow) KW - Reazione in fase gas (gas reaction) KW - Autoignizione (self-ignition) PY - 2011 SN - 0390-2358 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. VL - 6 SP - 84 EP - 90 PB - ERIS CY - Milan AN - OPUS4-24094 LA - ita AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ferrero, Fabio A1 - Kluge, Martin A1 - Spoormaker, T. A1 - Schröder, Volkmar T1 - On the minimum ignition temperature for the explosive decomposition of tetrafluoroethylene on hot walls: Experiments and calculations N2 - The Minimum Ignition Temperature of Decomposition (MITD) of tetrafluoroethylene in a partially heated pipe was analyzed for different initial pressures (5, 10 and 15 bara). The pipe used had an internal length of 1 m, an internal diameter of 30 mm with a volume of about 0.7 dm³ and was vertically oriented. Pressure at the pipe top and temperature at four different locations along the pipe axis were measured. Tetrafluoroethylene was found to decompose at lower temperatures for increasing initial pressures, in agreement with previous tests with reactors with fully heated walls. A complete passive quenching in the non-heated part of the pipe was observed only for an initial pressure of 5 bara, while for higher initial pressures, the decomposition propagated completely along the test pipe. Moreover, the test results on the MITD were compared with data from previous experiments in fully heated 0.2 and 3 dm³ cylindrical reactors and showed a decrease of the MITD with the heated volume through heated surface ratio of the vessel. Furthermore, the prediction of the MITD of tetrafluoroethylene by simplified calculation methods was attempted, showing a good agreement with the experimental results. KW - Tetrafluoroethylene KW - Decomposition KW - Self-ignition PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2011.11.005 SN - 0950-4230 SN - 1873-3352 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. VL - 25 IS - 2 SP - 293 EP - 301 PB - Butterworth CY - Guildford, Surrey AN - OPUS4-25138 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Sicherheitstechnische Charakterisierung der Zerfallsreaktion von Tetrafluorethylen - Motivation und Hintergrund T2 - Vortragsreihe der TU Berlin im Fachgebiet "Anlagen- und Sicherheitstechnik", TU CY - Berlin, Germany DA - 2006-01-18 PY - 2006 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. AN - OPUS4-11997 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröder, Volkmar A1 - Kluge, Martin T1 - Zündgrenzen von Wasserstoff-Sauerstoff-Wasserdampfgemischen unter SWR-typischen Randbedingungen T2 - Jahrestagung Kerntechnik 2004 ; Annual Meeting on Nuclear Technology 2004 CY - Düsseldorf, Deutschland DA - 2004-05-25 PY - 2004 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. SP - 75 EP - 84 PB - INFORUM-Verl. u. Verwaltungsges. CY - Berlin AN - OPUS4-3590 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schröder, Volkmar A1 - Kluge, Martin A1 - Becker, F. T1 - Explosionsgrenzen von Radiolysegas/Wasserdampf-Gemischen KW - Gasgemische KW - Sicherheitstechnik KW - Kernkraftwerk KW - Radiolysegas KW - Gasexplosion KW - Explosionsgrenzen KW - Explosionsschutz PY - 2004 DO - https://doi.org/10.1002/cite.200403405 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. VL - 76 IS - 7 SP - 942 EP - 945 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-3722 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dengel, Jörg A1 - Wendler, Reinhold A1 - Denzer, Wolfgang A1 - Buchholz, Joachim A1 - Kluge, Martin A1 - Steinbach, J. A1 - Plewinsky, Bodo A1 - Hieronymus, Hartmut T1 - Explosions Near the Surface of Organic Liquids KW - Heterogeneous explosions KW - Detonation KW - Deflagration KW - Explosion ranges PY - 2005 SN - 0957-5820 SN - 1744-3598 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. VL - 83 IS - B5 SP - 452 EP - 458 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-11176 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schröder, Volkmar A1 - Kluge, Martin A1 - Becker, F. T1 - Explosion Limits of Radiolysis Gas/Steam Mixtures KW - Nuclear Power Plant KW - Gas Explosion KW - Explosion Limits KW - Radiolysis Gas KW - Explosion Protection PY - 2005 DO - https://doi.org/10.1002/ceat.200500033 SN - 0930-7516 SN - 1521-4125 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. VL - 28 IS - 6 SP - 668 EP - 672 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-7571 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - van Wingerden, Kees ED - Beyer, Michael ED - Lucassen, Arnas T1 - Large-scale tests to investigate the consequences of exposing cryogenic storage vessels containing liquid hydrogen to a fire load N2 - Large Scale Experiments have been performed to determine whether a storage vessel containing liquid hydrogen (LH2) and caught in a fire engulfing the vessel can result in a BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) and if so its consequences. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Germany at the Hydrogen Test Area (H2TA) within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program. Three tests were performed using double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume. The cylindrical Vessels differed in orientation (horizontal or vertical) and the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The degree of filling of the vessels was approximately 35-40 % in each of the tests performed. The fire load was provided by a propane fed burner-system positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. The conditions in the vessel (temperatures and pressure) as well as external effects (heat radiation, blast waves, flame ball development and fragmentation) were measured. All vessels were equipped with K-type thermocouples at several locations at the inner and outer vessel shell. The pressure inside the inner vessel and in the space between the inner and outer vessels (vacuum pressure) was measured. Bolometers were used to measure the heat radiation generated by both the propane fire and that generated by a possible fireball/BLEVE. To measure blast generated by the vessel burst/BLEVEs blast pencils were positioned at up to three locations. Further several cameras were used to monitor the events: normal cameras, infrared (IR)-cameras, high-speed cameras also on board of an UAV. Two of these vessels, a horizontal and a vertical vessel both insulated with perlite withstood the fire loading for 1 hour 20 minutes and 4 hours respectively without catastrophic failure. A horizontal vessel insulated with MLI failed by bursting after 1 hour and 6 minutes resulting in a fireball, fragments, and blast wave. T2 - 14th International Symposium on Hazards, Prevention and Mitigation of Industrial Explosions CY - Braunschweig, Germany DA - 11.07.2022 KW - Prevention KW - Industrial explosions KW - BLEVE KW - LH2 KW - Fire ball KW - Fragments PY - 2022 DO - https://doi.org/10.7795/810.20221124 SP - 168 EP - 181 AN - OPUS4-59440 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Kluge, Martin A1 - Krause, Heike A1 - Schröder, Volkmar A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Steinbach, J. T1 - Study of a self heating process of tetrafluoroethylene by the exothermic dimerization reaction to octafluorocyclobutane T2 - COMSOL Conference CY - Hannover, Germany DA - 2008-11-04 KW - Self heating KW - Free convection KW - Reactive flow KW - Gas reaction PY - 2008 SN - 978-09766792-8-8 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-18611 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Study of a self heating process of tetrafluoroethylene by the exothermic dimerization reaction to octafluorocyclobutane T2 - Europäische Comsol Conference CY - Hamburg, Germany DA - 2008-11-04 PY - 2008 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. AN - OPUS4-18552 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ferrero, Fabio A1 - Kluge, Martin A1 - Krause, Heike A1 - Schröder, Volkmar ED - Suter, G. ED - de Rademaeker, E. T1 - Study of the explosive decomposition of tetrafluoroethylene in a partially heated pipe T2 - 13th International symposium on loss prevention and safety promotion in the process industries CY - Brugge, Belgium DA - 2010-06-06 KW - Unstable gases KW - TFE KW - Decomposition KW - Pipes PY - 2010 SN - 978-90-76019-291 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. VL - 02 SP - 415 EP - 418 CY - Brugge, Belgium AN - OPUS4-21489 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Kreißig, Michael A1 - Liebner, Christian A1 - Spoormaker, Tom ED - DeRademacher, E. ED - Schmelzer, P. T1 - Identifying hazardous conditions for rapid compression scenarios of chemically unstable gases in industrial scaled pipes N2 - The polymeric industry handles Tetrafluoroethylene (TFE) as basic material for polymer (PTFE) and co-polymer (PCTFE) production. As a chemically unstable gas, it can react in an explosive way, without the presence of any other gases. Once initiated such an exothermic reaction can propagate through the pipe system of a plant and might lead to massive damages and/or fatalities. Especially after maintenance parts of the pipe systems can be filled with TFE, nitrogen or air at pressures up to atmospheric conditions whereas connected parts of pipes might still contain TFE at operating pressure state. Many of the regarding pipes are separated by ball valves, which allow a fast opening procedure. Thereby fast compression of the gas can occur and lead to a massive temperature increase which might induce unwanted reactions. Former tests in laboratory scale described by Meyer (2009) allowed an ignition of a TFE/air system by rapid compression only for a set of sharp defined boundary conditions. First tests in the lower industrial scale were done by Ferrero et al. (2013), where an ignition at typical industrial operating conditions was initiated. The results of the tests indicated that the critical achievable compression temperatures strongly depend on the setup and therefore on the pipe diameter as well. Therefore the necessity of further tests has been pointed out. The original setup presented by Ferrero (2013), which represents the smallest typical industrial size with an inner diameter of 1.125”, was modified to withstand an explosive decomposition reaction and to avoid a deflagration to detonation transition. Different safety concepts as burst discs and time controlled cut-off valves had been tested and evaluated to optimize the experimental setup for reproducible test conditions. This allowed the systematic investigation of the rapid compression of TFE–systems for the first time in the described scale without serious damages after an ignition. In the donor pipe always TFE at high pressure and in the receiving pipe TFE, nitrogen or air were present at an absolute pressure ranging from 500 Pa to atmospheric pressure. The scope was to generate a “hazard diagram” in which the ignition probability in dependence of donor (high) pressure and the receiving (low) pressure is shown. Hazardous conditions can easily be determined. A reference method for the maximum achievable temperatures of non-reacting gas systems was created using an air/air-system. Thus reactive TFE-systems could be evaluated regarding additional exothermic effects. The final hazard diagram demonstrates that there is no sharp limit between a “safe” state and an “ignition” for a TFE/air-system. Rather a transition range exists, which decreases with rising donor pressure. An increased temperature in this range, sometimes combined with small pressure peaks in the profile, indicates first partial restricted reactions near the end flange. The more it gets closer to the “ignition” transition the more traces like soot or undefined solid fractions were found. A TFE/nitrogen- and a TFE/TFE-system could not be ignited at all. A description of the experimental tests as well as a detailed explanation of the hazard diagram will be presented. T2 - 15th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries and accompanying exhibition CY - Freiburg, Germany DA - 05.06.2016 KW - explosion KW - adiabatic compression KW - self ignition KW - plant safety KW - decomposable gas KW - fire PY - 2016 SN - 978-88-95608-39-6 DO - https://doi.org/10.3303/CET1648102 SN - 2283-9216 VL - 48 SP - 607 EP - 612 PB - AIDIC Servizi S.r.l. CY - Milano, Italy AN - OPUS4-37917 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Schlagartige Kompression chemisch instabiler Gase im industriellen Maßstab – am Beispiel von Tetrafluorethen N2 - Tetrafluorethen wird von der Polymerindustrie seit Jahrzenten als monomeres Ausgangsmaterial sowohl für die Herstellung von Polymeren (PTFE) als auch für Kopolymere (PCTFE) eingesetzt. Aufgrund seiner Eigenschaft als chemisch instabiles Gas kann TFE auch ohne Luftsauerstoff oder einen anderen Oxydator explosionsartig zerfallen. Nach der Initiierung des Zerfalls kann dieser unter bestimmten Bedingungen aufgrund des exothermen Reaktionsverhaltens sich selbstständig in Apparaten und Rohrleitungen ausbreiten. Dies geht aufgrund der freigesetzten Reaktionsenthalpie mit einem schlagartigen Anstieg von Druck und Temperatur einher, was zu erheblichen Belastungen der Materialien bis hin zum Versagen und Bruch und möglichen Folgeschäden einschließlich Personenschäden führen kann und in der Vergangenheit bereits mehrfach geführt hat. Besonders nach Wartungsarbeiten besteht die Gefahr, dass Teilabschnitte im Rohrleitungssystem mit TFE, Stickstoff oder Luft gefüllt sind mit Drücken in einem Bereich zwischen technischem Vakuum und atmosphärischem Druck wohingegen angrenzende Rohrabschnitte oder Behälter immer noch TFE bei Betriebsdrücken bis 32 bar enthalten können. Dabei sind die Abschnitte in der Praxis häufig durch Kugelhähne voneinander getrennt, die aufgrund ihrer Öffnungscharakteristik bereits bei geringen Betätigungswinkeln eine große Querschnittsfreigabe für die Strömung im Rohr ermöglichen. Dadurch können schlagartige Kompressionsvorgänge des Gases im Niederdruckbereich ermöglicht werden, die allein aufgrund der thermodynamischen Zustandsänderung zu einer erheblichen Temperaturerhöhung führen und im schlimmsten Fall zur Initiierung der Zerfallsreaktion führen können. Es wird erstmalig ein Versuchsaufbau im Industriemaßstab, der einer explosionsartigen Zerfallsreaktion von TFE standhalten kann. Zahlreiche Sicherheitskonzepte einschließlich diverser Berstscheibenkonfigurationen als auch zeitgesteuerte Schnellschlussventile wurden eingehend untersucht und bewertet, um die optimale Versuchskonfiguration für bestmögliche Reproduzierbarkeit festzulegen. Es fand eine systematische Untersuchung der schlagartigen Kompression der Systeme Luft/Luft, TFE/Luft, TFE/TFE und TFE/N2 statt. In der Hochdrucksektion wurden Drücke bis 30 bar realisiert und im Niederdrucksektor konnten Anfangsdrücke im Bereich weniger Millibar bis hin zu Atmosphärendruck eingestellt werden. Als Hauptergebnis wurde ein „Hazard diagram“ erstellt, mit dessen Hilfe die Zündwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit vom Hochdruck und Niederdruck abgeschätzt werden kann. Gefährliche Bedingungen in Rohrleitungen können dadurch auf einfachem Weg identifiziert werden. Als Referenzsystem zur Beurteilung der maximal erreichbaren nicht reaktiven Kompressions-temperaturen wurde Luft/Luft verwendet. Die damit ermittelten Daten dienten zur Bewertung von zusätzlichen exothermen Effekten, wie sie etwa bei Vorreaktion des TFE im Falle einer Dimerisierung auftreten können. Entgegen der ursprünglichen Annahme konnten die Systeme TFE/Stickstoff und TFE/TFE im verwendeten Aufbau nicht durch Kompressionsvorgänge gezündet werden. T2 - 12. Fachtagung Anlagen-, Arbeits-und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 05.11.2015 KW - TFE KW - Adiabate Kompression KW - Explosion KW - Zerfallsfähige Gase KW - Anlagensicherheit PY - 2015 AN - OPUS4-37919 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Hüllmann, Dino A1 - Lilienthal, A.J. A1 - Kluge, Martin T1 - Bringing Mobile Robot Olfaction to the Next Dimension – UAV-based Remote Sensing of Gas Clouds and Source Localization N2 - This paper introduces a novel robotic platform for aerial remote gas sensing. Spectroscopic measurement methods for remote sensing of selected gases lend themselves for use on mini-copters, which offer a number of advantages for inspection and surveillance. No direct contact with the target gas is needed and thus the influence of the aerial platform on the measured gas plume can be kept to a minimum. This allows to overcome one of the major issues with gas-sensitive mini-copters. On the other hand, remote gas sensors, most prominently Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) sensors have been too bulky given the payload and energy restrictions of mini-copters. Here, we introduce and present the Unmanned Aerial Vehicle for Remote Gas Sensing (UAV-REGAS), which combines a novel lightweight TDLAS sensor with a 3-axis aerial stabilization gimbal for aiming on a versatile hexacopter. The proposed system can be deployed in scenarios that cannot be addressed by currently available robots and thus constitutes a significant step forward for the field of Mobile Robot Olfaction (MRO). It enables tomographic reconstruction of gas plumes and a localization of gas sources. We also present first results showing the gas sensing and aiming capabilities under realistic conditions. T2 - IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) CY - Singapore DA - 29.05.2017 KW - Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) KW - 3-axis gimbal KW - Mobile Robot Olfaction KW - Tomographic reconstruction of gas plumes KW - Localization of gas sources KW - Aerial platform PY - 2017 SN - 978-1-5090-4632-4 SP - 3910 EP - 3916 PB - IEEE AN - OPUS4-40545 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - van Wingerden, Kees T1 - Unterfeuerung von Flüssigwassersttofftanks - Topologie eines kritischen Behälterversagens N2 - In einer Versuchsreihe im Realmaßstab wurden drei Flüssigwasserstofftanks (LH2) unterfeuert. Hierbei sollte unter anderem geklärt werden, ob es, analog zu druckverflüssigten Gasen, zu einem BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Cloud Explosion) kommen kann. Die Experimente wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit des Testgeländes Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon, als Teil des SH2IFT-Programms durchgeführt. Es handelte sich um doppelwandige, vakuumisolierte Tanks von 1 m³ Volumen. Die zylindrischen Tanks unterschieden sich durch ihre Ausrichtung (horizontal oder vertikal) und das verwendete Isoliermaterial (Perlit oder Mehrschichtisolierung (MLI). Der Füllgrad der Tanks betrug bei jedem der durchgeführten Tests etwa 35-40 %. Die Brandlast wurde homogen durch ein propangasbetriebenes Brennersystem erzeugt. Gemessen wurden die Bedingungen im Behälter (Temperaturen und Druck) sowie äußere Randbedingungen und Auswirkungen beim Versagen (Wärmestrahlung, Druckwellen, Flammenballentwicklung und Fragmentierung). Mit Bolometern wurde die Wärmestrahlung gemessen, die sowohl durch das Propanfeuer als auch durch einen möglichen Feuerball/BLEVE erzeugt wurde. Zur Messung der durch das Bersten von Behältern/BLEVEs erzeugten Druckwellen wurden sog. Pencil-Probes verwendet. Des Weiteren wurden mehrere Kameras zur Überwachung der Experimente eingesetzt: Normalbildkameras, Infrarot (IR)-Kameras und Hochgeschwindigkeitskameras, sowohl bodengestützt als auch mittels einer Drohne. Zwei der untersuchten Tanks, ein horizontaler und der vertikale, die beide mit Perlit isoliert waren, hielten der Brandbelastung stand, ohne dass es zu einem Behälterversagen kam. Der mit MLI isolierte horizontale Behälter barst nach 1 Stunde und 6 Minuten und erzeugte dabei einen Feuerball, Trümmerflug und eine Druckwelle. Neben der Beschreibung der Auswirkungen eines kritischen Versagens eines LH2-Tanks sind weitere Ziele der Arbeit die Identifizierung kritischer Behälterzustände sowie die Erstellung eines umfassendes Datensatzes der Trümmer des geborstenen Tanks. Die größten Abstände für kritische Abstände ergaben sich durch Fragmentwurf. Hier sollen 3D-Scans für die Verwendung in CAD und FEM Anwendungen bereitgestellt werden. Umfassende Daten zu den Fragmentwurfweiten, -massen und -positionen wurden bereits publiziert. Damit soll die Voraussetzung geschaffen werden, um vorhandene Wurfweitenmodelle, die bisher nur für einschalige Behälter konzipiert wurden auf ihre Eignung für mehrschalige Behälter zu überprüfen oder mögliche Anpassungen anhand der realen Daten vornehmen zu können. Zudem wurde damit begonnen die nicht geborstenen Tanks zu vermessen und zu zerlegen, um u.a. die Perlit-Schüttung auf Beeinträchtigungen durch den Transport und die Unterfeuerung zu untersuchen. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - LH2 KW - Flüssigwasserstoff KW - Bleve KW - Tank KW - Bersten KW - Unterfeuerung PY - 2024 SN - 978-3-948749-42-2 SP - 117 EP - 126 CY - Magdeburg AN - OPUS4-59711 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Consequences of exposing cryogenic storage vessels containing liquid hydrogen to a fire load N2 - Experiments have been performed to determine whether a storage vessel containing LH2 and caught in a fire engulfing the vessel can result in a BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) and if so its effects. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany. Three tests were performed using double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume. The cylindrical Vessels differed in orientation (horizontal or vertical) and the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The degree of filling of the vessels was approximately 35-40 % in each of the tests performed. The fire load was provided by a propane fed burner positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. The conditions in the vessel (temperatures and pressure) as well as external effects (heat radiation, blast waves, flame ball development and fragmentation) were measured. All vessels were equipped with K-type thermocouples at several locations: inside the inner vessel in the gas phase and the liquid phase, on the inner and outer side of the inner vessel and on the inner and outer side of the outer vessel. The pressure inside the inner vessel (both in liquid, as a level indicator, and gaseous phase), and in the space between the inner and outer vessels (vacuum pressure) was measured. Bolometers were used to measure the heat radiation generated by both the propane fire and that generated by a possible fireball/BLEVE. To measure blast generated by the vessel burst/BLEVEs blast pencils were positioned at three locations in two directions. Weather conditions were monitored at two weather stations. Further several cameras were used to monitor the events: normal cameras, infrared (IR)-cameras, high-speed cameras also on board of a drone. Two of these vessels, a horizontal and a vertical vessel both insulated with perlite withstood the fire loading for 1 hour 20 minutes and 4 hours respectively without catastrophic failure. A horizontal vessel insulated with MLI failed by bursting after 1 hour and 6 minutes resulting in a fireball, fragments, and blast waves. T2 - 14th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions (ISHPMIE) CY - Braunschweig, Germany DA - 11.07.2022 KW - Liquid Hydrogen KW - LH2 KW - BLEVE KW - Cryogenic Tank PY - 2022 AN - OPUS4-55355 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Schalau, Bernd A1 - Kant, Hanjo A1 - Schulze, Marcel A1 - Orchini, Alessandro T1 - Sicherheitstechnische Untersuchungen von Wasserstoff Freistrahlflammen bei Hochdruck im Realmaßstab N2 - Wasserstoff als Energieträger gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung von Störfallauswirkungen mit Wasserstoff rückt somit stärker in den Fokus. Da Wasserstoff meist unter Druck gelagert und transportiert wird, ist ein zu betrachtendes Szenario die Freisetzung aus einer Leckage mit anschließender Zündung. Die daraus resultierende Freistrahlflamme (Jet Flame) muss hinsichtlich der in die Umgebung emittierten Wärmestrahlung charakterisiert werden. In der Literatur existieren bereits verschiedene Modelle, welche jedoch vermehrt auf Daten aus Kohlenwasserstoffflammen mit geringem Impuls basieren. Zur Überprüfung dieser Modelle wird im Zuge des BAM internen H2 Jet Flame Projektes die sicherheitstechnische Untersuchung von impulsbehafteten Wasserstoff Freistrahlflammen vorgenommen. Hierfür finden Versuche im Realmaßstab auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM-TTS) statt. Gegenstand der Untersuchungen ist die Beurteilung der Auswirkungen von realistischen Freisetzungsszenarien hinsichtlich der Flammengeometrie und der freigesetzten Wärmestrahlung. Dabei werden Parameter wie Freisetzungswinkel, Leckagedurchmesser (z.Zt. 1 mm bis 10 mm), Druck (z.Zt. bis max. 250 bar) und Massenstrom (bis max. 0,5 kg/s) variiert. Zusätzlich können auch Einflüsse wie Art der Zündung, Zündort sowie Zündung mit zeitlichem Verzug untersucht werden. Gewonnene Erkenntnisse werden mit den Ergebnissen bereits vorhandener Modelle verglichen und diese im Bedarfsfall weiterentwickelt. Insbesondere wird der Fokus auf die Modellierung der freigesetzten Wärmestrahlung von Wasserstoffflammen gelegt. Herausforderung dabei stellt die IR-Vermessung und Modellierung von Sichtmodellen der Flammen dar. Die Visualisierung der Flammengeometrie wird mit Hilfe mehrerer Infrarot Kamerasystemen (aus mindestens zwei Blickwinkeln) vorgenommen. Bisherige Messungen, die in der Literatur zu finden sind, basieren meist auf instationären Auströmbedingungen. Der hier verwendete Versuchsaufbau ermöglicht ein stationäres Ausströmen für mehrere Minuten und somit eine direkte Vergleichbarkeit mit den existierenden (stationären) Modellen. Weiterhin ist der Versuchsstand umrüstbar für Vergleichsmessungen mit Kohlenwasserstoffen (Methan etc.) sowie Mischungen aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - Wärmestrahlung KW - Wassersoff KW - Freistrahlflamme PY - 2024 SN - 978-3-948749-42-2 SP - 137 EP - 146 CY - Magdeburg AN - OPUS4-59912 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Unterfeuerung von Flüssigwasserstofftanks N2 - In einer Versuchsreihe im Realmaßstab wurden drei Flüssigwasserstofftanks (LH2) unterfeuert. Hierbei sollte unter anderem geklärt werden, ob es, analog zu druckverflüssigten Gasen, zu einem BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Cloud Explosion) kommen kann. Die Experimente wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit des Testgeländes Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon, als Teil des SH2IFT-Programms durchgeführt. Es handelte sich um doppelwandige, vakuumisolierte Tanks von 1 m³ Volumen. Die zylindrischen Tanks unterschieden sich durch ihre Ausrichtung (horizontal oder vertikal) und das verwendete Isoliermaterial (Perlit oder Mehrschichtisolierung (MLI). Der Füllgrad der Tanks betrug bei jedem der durchgeführten Tests etwa 35-40 %. Die Brandlast wurde homogen durch ein propangasbetriebenes Brennersystem erzeugt. Gemessen wurden die Bedingungen im Behälter (Temperaturen und Druck) sowie äußere Randbedingungen und Auswirkungen beim Versagen (Wärmestrahlung, Druckwellen, Flammenballentwicklung und Fragmentierung). Mit Bolometern wurde die Wärmestrahlung gemessen, die sowohl durch das Propanfeuer als auch durch einen möglichen Feuerball/BLEVE erzeugt wurde. Zur Messung der durch das Bersten von Behältern/BLEVEs erzeugten Druckwellen wurden sog. Pencil-Probes verwendet. Des Weiteren wurden mehrere Kameras zur Überwachung der Experimente eingesetzt: Normalbildkameras, Infrarot (IR)-Kameras und Hochgeschwindigkeitskameras, sowohl bodengestützt als auch mittels einer Drohne. Zwei der untersuchten Tanks, ein horizontaler und der vertikale, die beide mit Perlit isoliert waren, hielten der Brandbelastung stand, ohne dass es zu einem Behälterversagen kam. Der mit MLI isolierte horizontale Behälter barst nach 1 Stunde und 6 Minuten und erzeugte dabei einen Feuerball, Trümmerflug und eine Druckwelle. Neben der Beschreibung der Auswirkungen eines kritischen Versagens eines LH2-Tanks sind weitere Ziele der Arbeit die Identifizierung kritischer Behälterzustände sowie die Erstellung eines umfassendes Datensatzes der Trümmer des geborstenen Tanks. Die größten Abstände für kritische Abstände ergaben sich durch Fragmentwurf. Hier sollen 3D-Scans für die Verwendung in CAD und FEM Anwendungen bereitgestellt werden. Umfassende Daten zu den Fragmentwurfweiten, - massen und -positionen wurden bereits publiziert. Damit soll die Voraussetzung geschaffen werden, um vorhandene Wurfweitenmodelle, die bisher nur für einschalige Behälter konzipiert wurden auf ihre Eignung für mehrschalige Behälter zu überprüfen oder mögliche Anpassungen anhand der realen Daten vornehmen zu können. Zudem wurde damit begonnen die nicht geborstenen Tanks zu vermessen und zu zerlegen, um u.a. die Perlit-Schüttung auf Beeinträchtigungen durch den Transport und die Unterfeuerung zu untersuchen. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - LH2 KW - BLEVE KW - Bersten KW - Tank KW - Unterfeuerung PY - 2024 AN - OPUS4-59715 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin T1 - Druckgasbehälter im Feuer - Auswirkungen im Versagensfall N2 - Es wurden insgesamt 57 Einzelversuche zum Versagen von Druckgasbehältern durchgeführt. Untersucht wurden dabei 11-kg-Propangasflaschen, PKW-Radmuldentanks für LPG sowie CNG-Tanks vom Typ III (Compositetanks mit Aluminiumliner) und Typ IV (Compositetanks mit Polymerliner). Mit 18 hydraulischen Berstversuchen wurde das Versagensverhalten unter kalten Bedingungen charakterisiert. In 39 Unterfeuerungsversuchen mit den gefüllten LPG- und CNG-Tanks, davon 36 mit Tanks ohne Sicherheitseinrichtung, wurde das Behälterversagen durch Brandbeaufschlagung untersucht. Neben verschiedenen Behältermanteltemperaturen und dem Behälterinnendruck wurde auch die Temperatur des gespeicherten Mediums dokumentiert. Dadurch war es möglich, genau zu dokumen-tieren, unter welchen Bedingungen und bei welchem Zustand der Behälter versagt hat. In einem Großteil der Unterfeuerungsversuche mit Behältern ohne Sicherheitseinrichtungen kam es zur Bildung eines Feuerballs, einer massiven Druck- und Temperaturwirkung auf den Nahbereich sowie einer Vielzahl von Fragmenten im Nah- und Fernbereich. In einer Entfernung von l = 7 m wurden Überdrücke von bis zu p = 0,41 bar gemessen. In 30 Unterfeuerungsversuchen kam es zur Fragmentierung des Behälters. Dabei konnten 159 Fragmente mit Wurfweite und Masse dokumentiert werden. Die dabei maximal festgestellte Wurfweite eines Fragments lag bei l = 311 m. T2 - 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik CY - Brunswick, Germany DA - 21.05.2019 KW - Behälterversagen KW - Druckgasbehälter KW - Propan KW - LPG KW - CNG PY - 2020 DO - https://doi.org/10.7795/310.20200199 SN - 0030-834X VL - 130 IS - 1 SP - 55 EP - 70 AN - OPUS4-50570 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Ferrero, Fabio A1 - Schröder, Volkmar A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Steinbach, J. T1 - Improvements in the modeling of the self ignition of tetrafluoroethylene N2 - In order to prevent incidents in the industrial production of Teflon® from Tetrafluoroethylene (TFE), the safety related aspects of the self-heating process of TFE must be taken into account. Simulations of this self heating process were performed with COMSOL Reaction Engineering Lab® and COMSOL® COMSOL Multiphysics®. A complex reaction net was employed, resulting in a model allows for a good agreement with experimentally achieved results. T2 - COMSOL Conference 2010 CY - Paris, France DA - 2010-11-17 KW - Heating KW - Free convection KW - Reactive flow KW - Gas reaction KW - Self ignition PY - 2010 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-24174 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Ferrero, Fabio A1 - Zeps, Robert A1 - Kreißig, Michael A1 - Steinhübel, Marco T1 - Untersuchung des Zündverhaltens von Tetrafluorethylen/Luft-Gemischen durch Kompressionsvorgänge im Pilot- und Industriemaßstab N2 - Die adiabate Kompression stellt insbesondere für zerfallsfähige Gase eine potentielle Zündquelle sowohl bei Herstellungsprozessen als auch beim Umgang in weiterverarbeitenden Betrieben oder beim Endnutzer dar. So kam es in der Vergangenheit etwa in TFE-verarbeitenden Anlagen wiederholt zu Störfällen durch Adiabate Kompressionsvorgänge des Monomers. Unter dem Begriff „zerfallsfähige Gase“ oder auch „chemisch-instabile Gase“ versteht man Gase, bei denen es auch in Abwesenheit eines Oxidators nach einer Zündung zu einem explosionsartigem Reaktionsverlauf kommen kann, wie es etwa beim Tetrafluorethylen (TFE) der Fall ist. Die Zerfallsreaktion von TFE ist in Gleichung dargestellt. Sobald eine Zündquelle die Zerfallsreaktion initiiert, kann diese bei bestimmten Anfangsbedingungen von Druck und Temperatur explosionsartig verlaufen. Die schnelle Reaktionsrate zusammen mit der hohen Exothermie der Reaktion kann zur Bildung von heftigen Explosionen führen, wie sie sonst nur bei Brenngas/Oxidator-Gernischen üblich sind. T2 - 11. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2013 PY - 2013 SN - 978-3-86011-058-4 IS - P-14 SP - 1 EP - 6 AN - OPUS4-30027 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Inertisierung von Wasserstoff-Sauerstoff-Wasserdampf-Gemischen T2 - DECHEMA-Veranstaltung "Sicherheitstechnische Kenngrößen" CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 2004-05-10 PY - 2004 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. AN - OPUS4-5510 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tamburini, Federica A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Ustolin, Federico A1 - Cozzani, Valerio A1 - Paltrinieri, Nicola T1 - Exploring experimental tests concerning liquid hydrogen releases N2 - In recent years, the adoption of liquid hydrogen (LH2) has increased significantly in industrial and transport applications, driven by its low carbon footprint, thereby aiding the fight against global warming. Additionally, its high volumetric energy density, compared to gaseous or compressed hydrogen, enhances hydrogen storage capabilities. However, safety remains a major concern due to its physical-chemical properties and inherent hazardous characteristics, especially in the event of spillage scenarios. Therefore, to better understand the consequences of LH2 releases onto or into water, large-scale experimental tests were conducted by Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) within the Safe Hydrogen Fuel Handling and Use for Efficient Implementation (SH2IFT) project at the Test Site Technical Safety of BAM, comprising 75 single spill events at varied release rates and orientations. While the rapid phase transition (RPT) phenomenon was not observed, selfignition of the hydrogen-air cloud occurred, accompanied by blast wave overpressure and heat radiation, without a discernible ignition source. These findings emphasize the need for further investigation into LH2 safety. Leveraging experimental data for real-world applications provides insights into safe LH2 infrastructure implementation, laying foundational knowledge for addressing safety challenges and advancing LH2 technology. KW - Liquid Hydrogen KW - Rapid phase transition KW - Ignition KW - Safety PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-618644 DO - https://doi.org/10.1016/j.psep.2024.11.014 SN - 0957-5820 VL - 192 SP - 1330 EP - 1343 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-61864 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Consequences of exposing cryogenic storage vessels containing liquid hydrogen to a fire load N2 - Within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program, large scale experiments have been performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) to determine the hazards emerging from a vacuum insulated cryogenic storage vessel containing liquified hydrogen (LH2) is caught in a fire engulfing it. T2 - ELVHYS, 2nd Safety Workshop CY - Online meeting DA - 29.11.2023 KW - BLEVE KW - Cryoegenic storage vessel KW - Liquified hydrogen PY - 2023 AN - OPUS4-59021 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - van Wingerden, Kees ED - Beyer, Michael ED - Lucassen, Arnas T1 - Experimental investigation into the consequences of release of liquified hydrogen onto and under water N2 - Large-scale experiments have been performed to investigate the possible consequences of realistic amounts of liquified hydrogen (LH2) encountering water. The experiments aimed at simulating an accidental release of LH2 during especially the fuelling of a ship. For liquified natural gas (LNG) it has been demonstrated that when spilled onto water the evaporation rate can be that high that physical explosions occur which are referred as rapid phase transitions (RPTs). It cannot be excluded that RPTs are also possible in the case of LH2. The tests were performed in a 10 m x 10 m x 1.5 m basin filled with water, at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program. LH2 releases were established releasing directly from a trailer carrying LH2 through a long flexible double vacuum insulated transfer line. The releases occurred from a height of 50 cm above and 30 cm under the water surface both pointing downwards and 30 cm under the water surface pointing along the water surface too. The release rate was determined based on the weight loss rate of the road tanker which was placed onto load cells. Special blast pressure sensors were used to measure the shock waves generated by the release processes both in the water and in the air. At several locations the gas concentration was measured. Heat radiation was measured at 3 distances from the point of release. High speed, Infrared (IR) and normal cameras were used to record events and to follow the gas cloud behaviour in time. This includes cameras mounted on a UAV and underwater cameras. Two weather stations were used to measure wind speed, wind direction, temperature and humidity during all tests performed. All investigated release configurations resulted in a very chaotic LH2-water mixing zone, causing considerable evaporation but only minor over pressures. The main phenomenon observed was an ignition of the released gas cloud, resulting in significant blast wave overpressures and heat radiation to the surroundings. The location of the ignition occurred in free air at some distance from the instrumentation and release location. T2 - 14th International Symposium on Hazards, Prevention and Mitigation of Industrial Explosions (ISHPMIE 2022) CY - Braunschweig, Germany DA - 11.07.2022 KW - LH2 KW - RPT KW - Release KW - Gas cloud explosion KW - Heat radiation PY - 2022 SP - 182 EP - 196 AN - OPUS4-59441 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Orchini, A. ED - Fabiano, Bruno ED - Cozzani, Valerio T1 - Heat Radiation Emanating from Hydrogen and Methane Jet Fires N2 - Modelling the heat radiation emanating from jet flames for initial hazard assessment purposes is generally done using simple, steady-state, approaches that give a quick estimation useful for impact analysis. Although nowadays CFD can be used to simulate this phenomenon in detail, it is still very demanding in computational power and time, and generally not all required boundary conditions to achieve a reliable result are known. Therefore, even today simpler empirical approaches are still widely used for consequence analysis. Hydrogen is becoming increasingly important as renewable energy carrier resulting in an increasing demand of “hydrogen-approved” models. Since the aforenamed models were mainly developed based on data from hydrocarbon jet flame experiments, it has to be verified if they also apply to hydrogen jet flames. To this purpose, real-scale tests are carried out at the BAM Test Site Technical Safety (BAM-TTS) with the aim to assess the flame geometry and the emitted thermal radiation of hydrogen and methane jet flames. In particular, the focus is laid on the measurement and modelling of the thermal radiation. Existing heat radiation data from the literature are mostly based on unsteady outflow conditions. The experimental setup used here allows for the generation of a steady-state outflow and thus a direct comparability with existing (steady-state) models. From these data, an assessment of the applicability of jet flame models to hydrogen jet flames is carried out accounting for their accuracy in predicting heat radiation and possible needs of further development. T2 - 18th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Bologna, Italy DA - 08.06.2025 KW - Jet Fire KW - Hydrogen KW - Methane KW - Heat radiation PY - 2025 DO - https://doi.org/10.3303/CET25116065 SN - 2283-9216 VL - 116 SP - 385 EP - 390 PB - AIDIC Servizi S.r.l. CY - Italy AN - OPUS4-63698 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim ED - Fabiano, Bruno ED - Cozzani, Valerio T1 - Cryogenic LH2 Storage Vessels in a Fire N2 - To investigate the hazards emanating from cryogenic LH2 storage Vessels in a fire, experiments have been performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM), Germany. Three double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume, filled to approximately 35-40 Vol.% with LH2 were put in a fire. The cylindrical Vessels differed in orientation (horizontal or vertical) and the insulationmaterial used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The fire load was provided by a propane fed burner-system positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. During the tests the conditions in the vessel (temperatures and pressure) as well as external effects (heat radiation, blast waves, flame ball development and fragmentation) were measured. Two of these vessels, a horizontal and a vertical vessel both insulated with perlite withstood the fire loading for 1 hour 20 minutes and 4 hours respectively without catastrophic failure, but partly showing leakages. The horizontal vessel insulated with MLI failed by bursting after 1 hour and 6 minutes resulting in a fireball, fragments, and blast wave. The test results as well as the detailed examination of the non-destroyed vessels rose some interesting questions which type of insulation might be better to protect a vessel not only during its normal operation but also under fire loading against a heat flux from the surroundings, as well as to the suitability of cryogenic (safety) equipment under fire loading. T2 - 18th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Bologna, Italy DA - 08.06.2025 KW - LH2 KW - Cryogenic tank KW - Fire engulfment KW - BLEVE PY - 2025 DO - https://doi.org/10.3303/CET25116130 SN - 2283-9216 VL - 116 SP - 775 EP - 780 PB - AIDIC Servizi S.r.l. CY - Italy AN - OPUS4-63697 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Cryogenic LH2 storage vessels in a fire N2 - To investigate the hazards emanating from cryogenic LH2 storage Vessels in a fire, experiments have been performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany. Three double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume, filled to approximately 35-40 Vol.% with LH2 were put in a fire. The cylindrical Vessels differed in orientation (horizontal or vertical) and the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The fire load was provided by a propane fed burner-system positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. During the tests the conditions in the vessel (temperatures and pressure) as well as external effects (heat radiation, blast waves, flame ball development and fragmentation) were measured. The tests showed that the k-type thermocouples used are not suitable for measuring very low temperatures as for example the temperature of the hydrogen liquid phase when using the standard tabled values and conversion functions. An assessment of the measured temperatures could only be done by an own “recalibration” of the thermocouples for the very low temperature range. Bolometers were used to measure the heat radiation generated by a possible fireball/BLEVE. To measure blast generated by the vessel burst/BLEVEs blast pencils were positioned at up to three locations. Further several cameras were used to monitor the events: normal cameras, infrared (IR)-cameras, high-speed cameras also on board of a drone. Two of these vessels, a horizontal and a vertical vessel both insulated with perlite withstood the fire loading for 1 hour 20 minutes and 4 hours respectively without catastrophic failure, but partly showing leakages. The horizontal vessel insulated with MLI failed by bursting after 1 hour and 6 minutes resulting in a fireball, fragments, and blast wave. The test results as well as the detailed examination of the non destroyed vessels rose some interesting questions which type of insulation is better to protect a vessel not only during its normal operation but also under fire loading against a heat flux from the surroundings, as well as to the suitability of cryogenic (safety) equipment under fire loading. T2 - 18th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Bologna, Italy DA - 08.06.2025 KW - BLEVE KW - LH2 KW - Consequences KW - Cryogenic storage KW - Fire engulfment PY - 2025 AN - OPUS4-63700 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Blanchard, R. A1 - Holtappels, Kai A1 - Kluge, Martin A1 - Schildberg, H.-P. A1 - Zeps, Robert ED - de Rademacher, E. ED - Schmelzer, P. T1 - Sizing of Explosion Pressure Relief using the Efflux Function N2 - Determination of deflagration venting requirements in chemical/process plants is usually carried out using well established standards employing an empirically based formula. However, this formula is shown to have severe shortcomings, especially in the range of low KG-values, where either negative or inconceivably large venting areas can be predicted. Due to these shortcomings a method has been developed using the efflux function for gases as a basis to predict the mass flow through a vent opening in a vessel during an internal explosion. The simulated rise in pressure due to the internal explosion is quantitatively determined from the KG-value, with the mass flow through the vent opening in the vessel resulting from the pressure difference between the vessel and its surroundings. This enables the maximum overpressure as a function of the pressure relief surface area to be predicted. The method takes into account the temperature of the efflux gases and turbulence enhancement brought about by the venting process. In the following paper explosion pressure relief experiments are described and the results from these experiments are compared to predictions from the efflux method. It is shown that by adjusting the assumed turbulence which evolves during the venting process, the reduced explosion pressure can be reasonably well reproduced. T2 - 15th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries and accompanying exhibition CY - Freiburg, Germany DA - 05.06.2016 KW - Deflagration KW - Explosion KW - Pressure relief KW - Venting KW - Efflux PY - 2016 SN - 978-88-95608-39-6 DO - https://doi.org/10.3303/CET1648082 SN - 2283-9216 VL - 48 SP - 487 EP - 492 PB - AIDIC Servizi S.r.l CY - Milano, Italy AN - OPUS4-37918 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ferrero, Fabio A1 - Kluge, Martin A1 - Hensel, Christina A1 - Schmidtchen, Ulrich A1 - Holtappels, Kai T1 - The behavior of acetylene cylinders involved in fire: An experimental and numerical analysis N2 - Fire exposure tests of acetylene cylinders were performed. The purpose of the experiments was to gather information on the behavior in fire of such vessels, depending on the initial charge of acetylene. In fact "empty" acetylene cylinders still contain the solvent in which acetylene is dissolved plus the amount of acetylene to saturation at atmospheric pressure and ambient temperature and may still constitute a threat to safety. In the fire exposure tests performed the hazardousness of these vessels was demonstrated, since it was observed that not only fully charged acetylene cylinders but also cylinders with saturated solvent can explode, provided the heat transfer to the vessel is sufficient. The times to explosion were shorter for fully charged cylinders, due to the higher initial pressure and to the faster pressure increase. The effects of the explosions are comparable for both fully charged cylinders and for cylinders with saturated solvent, except for the smaller fireball which is produced in the second case, due to the smaller amount of fuel available. In both cases the cylinder walls or at least fragments can fly further than 100 m away from the burst location. Results of the experiments are presented in the paper. During the tests, temperature measurements at the cylinder walls and in the cylinder interior were performed. Furthermore, the pressure in the cylinder was recorded. The collected data will serve for the validation of a numerical model for the simulation of the heating of acetylene cylinders involved in fire and of the afterward cooling with water, which has been developed. The constitutive model equations and the results of some simulations are presented in the paper. T2 - 19th International congress of chemical and process engineering (CHISA 2010) / 7th European congress of chemical engineering (ECCE-7) CY - Prague, Czech Republic DA - 2010-08-28 KW - Safety KW - Acetylene KW - Heat transfer KW - Fire KW - Simulation PY - 2010 SN - 978-80-02-02210-7 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. IS - F3.1 / 0973 SP - 1 EP - 13 CY - Prague, Czech Republic AN - OPUS4-21923 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Holtappels, Kai A1 - Pelzl, T. T1 - Feuerwehrmerkblätter zu Druckgasbehältern im Brandeinsatz N2 - Die BAM hat zum Verhalten von Acetylen- und Propangasflaschen bei einer Vollunterfeuerung umfangreiche Versuchsreihen zur Auswirkungsbetrachtung des Behälterversagens auf dem TTS durchgeführt. In Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern entstanden zwei Merkblätter mit praktischen Hinweisen für Einsatzkräfte, die die aktuellen Forschungsarbeiten der BAM berücksichtigen. T2 - 13. Fachtagung Anlagen, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 16.11.2017 KW - Behälterversagen KW - Gassicherheit KW - Feuerwehr KW - Acetylen KW - Propan PY - 2017 SN - 978-3-96057-032-5 SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-42953 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai A1 - Kluge, Martin A1 - Gebauer, Marek A1 - Grüneberg, Miriam A1 - Eliezer, D. T1 - Hydrogen storage in glass capillary arrays for portable and mobile systems T2 - 3rd International conference on hydrogen safety CY - Ajaccio, Corsica, France DA - 2009-09-16 KW - Glaskapillare KW - Hochdruckwasserstoff KW - Gasspeicherung KW - Mobile Speichersysteme PY - 2009 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. IS - ID 204 SP - 1 EP - 8(?) AN - OPUS4-19905 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bradley, Ian A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Scarponi, Giordano Emerys T1 - Experimental Study on Thermal Exposure of Pipes to Steady Hydrogen Jet Fire Impingement N2 - Jet fires resulting from the accidental release of pressurized hydrogen represent a critical issue, especially due to their potential to trigger a domino effect. The lack of studies on the characterisation of the conditions experienced by, and response of, structures and process equipment directly engulfed in a hydrogen jet fire is of concern to industry. This work presents a characterisation study of a hydrogen jet fire with respect to the conditions experienced by an engulfed object. The total heat flux, along with its radiative component, was measured for hydrogen mass flow rates ranging from 0.05 to 0.2 kg/s. Heat fluxes exceeding 700 kW/m2 were measured at a location that coincided with the point of jet impact. The maximum radiative fraction measured was 20 % at the back of the tube where the specimen could receive radiation from the majority of the flame plume. It is concluded that conditions within hydrogen jet fires are notably more severe than those in hydrocarbon jet fires (for which a heat flux of 350 kW/m2 is considered high). This suggests that PFP systems should not be automatically assumed to provide protection against hydrogen jet fires without further research or actual test evidence of performance. KW - Hydrogen KW - Jet Fire KW - Fire Protection KW - Pfp PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1016/j.psep.2025.108017 SN - 0957-5820 VL - 204 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-64479 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Schalau, Bernd A1 - Kant, Hanjo A1 - Schulze, Marcel A1 - Orchini, Alessandro T1 - Experimental Investigation of Large-Scale Hydrogen Diffusion Jet Flames N2 - Hydrogen is a promising alternative to natural gas in industrial energy applications to limit global warming. However, wide application of hydrogen requires specific safety considerations taking into account that hydrogen is stored and transported under much higher pressure than natural gas. Thus, one scenario to be considered for hazard assessment is a sudden release of hydrogen from a leakage or safety valve and its subsequent ignition. For hydrocarbon flames, various jet flame models are available. However, hydrogen flames significantly differ from hydrocarbon flames in their combustion behavior, so that the applicability of these models to hydrogen has to be investigated. For that purpose, reals scale tests were carried out at the BAM Test Site Technical Safety. In these tests, the flame geometry and the thermal heat radiation were investigated for a release angle of 90°, for different release pressures (up to 220 bar) and mass flows (up to 0.175 kg/s). Most existing data on thermal radiation are based on unsteady flow conditions and/or still air, whereas the experiments carried out here ensure a constant mass flow under realistic free-field conditions (with wind influence). This allows a better comparability with the stationary jet flame models and assessment of wind influence on model predictions. A number of parameters such as the surface emissive power and the radiant heat fraction were determined. A detailed comparison of the obtained experimental results with literature radiation models was performed. Based on the investigations, empirical equations for modelling jet flames could be derived. T2 - Proceedings of ASME Turbo Expo 2025 Turbomachinery Technical Conference and Exposition CY - Memphis, Tennessee, USA DA - 16.06.2025 KW - Hydrogen release KW - Radiant heat fraction KW - Thermal radiation KW - Jet flame PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-643401 DO - https://doi.org/10.1115/1.4070012 SN - 0742-4795 VL - 148 IS - 5 SP - 51008-1 EP - 51008-8 PB - ASME International AN - OPUS4-64340 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Kluge, Martin A1 - Eliezer, D. A1 - Holtappels, Kai A1 - Krause, Heike A1 - Ried, Peter T1 - Pressure resistance of glass capillary structures for gas storage purposes T2 - 1st International conference on materials for energy CY - Karlsruhe, Germany DA - 2010-07-04 KW - Dimerization KW - Numerical simulation KW - CFD KW - FEM KW - Self heating KW - TFE PY - 2010 SN - 978-3-89746-117-8 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. SP - 752 EP - 754 AN - OPUS4-23042 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Holtappels, Kai A1 - Kluge, Martin A1 - Gebauer, Marek A1 - Eliezer, D. T1 - Pressure resistance of glass capillaries for hydrogen storage N2 - Ein entscheidendes Problem neuer Wasserstofftechnologien ist die leichte und sichere Lagerung ausreichender Mengen an Wasserstoff insbesondere für Nutzung bei tragbaren oder mobilen Anwendungen. Eine neue und innovative Technologie basierend auf gebündelte Kapillaren wurde entwickelt. Diese Systeme garantieren eine sichere Speicherung, Lagerung und kontrollierte Freisetzung von Wasserstoff, obgleich Speicherdrücke bis 1200 bar angewendet werden. Die neue Technologie ermöglicht die Lagerung einer erheblich größeren Menge Wasserstoff als andere Systeme und übertraf bereits die Zielsetzung des DOE 2010. Es wird erwartet, die DOE-Zielsetzung für das Jahr 2015 bereits in naher Zukunft zu erreichen. Hauptaspekt für die Speichertechnologie ist die Druckfestigkeit der Glaskapillaren. Es ist weithin bekannt, dass besonders Quarz eine dreimal höhere Festigkeit als Stahl hat. Gleichzeitig ist die Dichte ungefähr dreimal niedriger, was bedeutet, dass viel weniger Material notwendig ist, um die gleiche Druckfestigkeit zu erreichen. Die Druckfestigkeit einzelner Kapillare ist in der Abhängigkeit der Materialien, der Abmessungen, der Wandstärke etc. ermittelt worden, um optimale Parameter für die "finalen" Kapillaren herauszufinden. KW - Wasserstoffspeicherung KW - Glasstruktur KW - Druckefestigkeit KW - Berstdruck PY - 2011 SN - 0025-5300 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. VL - 53 IS - 1-2 SP - 14 EP - 18 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-23043 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Complex fires - Auswirkung von Behälterversagen; CoFi-ABV: Ein Projekt des Themenfelds Infrastruktur N2 - Auswirkung des Versagens von Gasbehältern für alternative Treibstoffe in Fahrzeugen unter Berücksichtigung komplexer Brand- und Explosionsszenarien (Vorstellung des Projektes CoFi-ABV). T2 - 1. Öffentlicher Workshop des TF-Projektes CoFi ABV mit externen Partnern (Feuerwehren, Unfallversicherungsträgern etc.) CY - BAM TTS, Horstwalde, Germany DA - 27.01.2016 KW - Alternative Antriebe KW - Alternative Kraftstoffe KW - Behälterversagen KW - Fahrzeugbrand PY - 2016 AN - OPUS4-38550 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Unterfeuerung einer 33 kg-Propangasflasche zur Bewertung einer Gasbefeuerungsmethode N2 - LPG-Behälter, wie sie etwa in Fahrzeugen häufig als Nachrüstlösung zum Einsatz kommen, können bei einer Unterfeuerung und unzureichender oder versagender Druckentlastung bersten. Im Extremfall ist dabei der sogenannte BLEVE möglich. T2 - 1. öffentlicher Workshop des TF-Projektes CoFi ABV mit externen Partnern (Feuerwehren, Unfallversicherungsträgern etc.) CY - BAM TTS, Horstwalde, Germany DA - 27.01.2016 KW - Alternative Antriebe KW - Alternative Kraftstoffe KW - Behälterversagen KW - Fahrzeugbrand PY - 2016 AN - OPUS4-38624 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Complex Fires - Auswirkungen von Behälterversagen - Gassensorik zur Gaswolken-Detektion T1 - Complex Fires - Consequences of failure of gas tanks - Sensors for the dynamic detection of gas clouds N2 - Im Rahmen des Projekts CoFi-ABV sollen die Auswirkungen des Versagens von Gasbehältern für alternative Treibstoffe in Fahrzeugen unter Berücksichtigung komplexer Brand-und Explosionsszenarien untersucht werden. Hierfür sind eine Vielzahl von zerstörenden Groß-versuchen geplant. N2 - The focus of the project „Complex Fires –Consequences of accidental failure of gas tanks“ (CoFi-ABV) is the examination of the con-sequences and the impact of failure of gas tanks for alternative fuels for vehicles considering complex fire and explosion scenarios. The project comprises a multitude of destructive tests in real scale. T2 - 2. öffentlicher Workshop des TF-Projektes CoFi-ABV mit externen Partnern (Feuerwehren, Unfallversicherungsträgern, Behörden etc.) CY - BAM, Fabeckstraße, Berlin, Germany DA - 15.11.2016 KW - Alternative Antriebe KW - Alternative Kraftstoffe KW - Behälterversagen KW - Fahrzeugbrand KW - Gassensorik PY - 2016 AN - OPUS4-38632 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Auswirkungen von Behälterversagen - Ein Projekt des Themenfeldes "Infrastruktur" N2 - Vorstellung des Projektes: Auswirkung des Versagens von Gasbehältern für alternative Treibstoffe in Fahrzeugen unter Berücksichtigung komplexer Brand- und Explosionsszenarien. T2 - 1. Öffentlicher Workshop des TF-Projektes CoFi ABV mit externen Partnern (Feuerwehren, Unfallversicherungsträgern etc.) CY - BAM TTS, Horstwalde, Germany DA - 27.01.2016 KW - Alternative Antriebe KW - Alternative Kraftstoffe KW - Behälterversagen KW - Fahrzeugbrand PY - 2016 AN - OPUS4-38596 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Rudolpf, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Propangasbehälter im Feuer: Auswirkungen des Versagens N2 - In einer Großversuchsserie wurden auf dem BAM-TTS 15 11-kg-Propangasflaschen ohne Sicherheitseinrichtung mit drei verschiedenen Methoden (Holz, Benzinpool, Gas) unterfeuert. Der Beitrag beschreibt die dokumentierten Auswirkungen (z. B. Fragmentierung, Überdruck), die Art des Versagens sowie den Behälterzustand zum Zeitpunkt des Versagens. T2 - 13. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 16.11.2017 KW - Behälterversagen KW - Gassicherheit KW - Feuerwehr KW - Propan KW - Auswirkungsbetrachtung PY - 2017 SN - 978-3-96057-032-5 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-42954 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Complex Fires - Auswirkung von Behälterversagen - Gas-sensitives Mikro-UAV T1 - ComplexFires–Consequences of failure of gas tanks - Gas-sensitive Micro-UAV N2 - Im Rahmen des Projekts CoFi-ABV sollen die Auswirkungen des Versagens von Gasbehältern für alternative Treibstoffe in Fahrzeugen unter Berücksichtigung komplexer Brand-und Explosionsszenarien untersucht werden. Hierfür sind eine Vielzahl von zerstörenden Groß-versuchen geplant. N2 - The focus of the project „Complex Fires –Consequences of accidental failure of gas tanks“ (CoFi-ABV) is the examination of the con-sequences and the impact of failure of gas tanks for alternative fuels for vehicles considering complex fire and explosion scenarios. The project comprises a multitude of destructive tests in real scale. T2 - 2. öffentlicher Workshop des TF-Projektes CoFi-ABV mit externen Partnern (Feuerwehren, Unfallversicherungsträgern, Behörden etc.) CY - BAM, Fabeckstraße, Berlin, Germany DA - 15.11.2016 KW - Alternative Antriebe KW - Alternative Kraftstoffe KW - Behälterversagen KW - Fahrzeugbrand KW - Gassensorik PY - 2016 AN - OPUS4-38635 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Experimentelle Bestimmung des effektiven Wärmeeintrags in einen flaschenähnlichen Prüfkörper N2 - Die hier vorgestellten Versuche sind Teil des Themenfeldprojekts „Auswirkung des Versagens von Gasbehältern für alternative Treibstoffe in Fahrzeugen unter Berücksichtigung komplexer Brand- und Explosionsszenarien (CoFi-ABV )“. T2 - 1. Öffentlicher Workshop des TF-Projektes CoFi ABV mit externen Partnern (Feuerwehren, Unfallversicherungsträgern etc.) CY - BAM TTS, Horstwalde, Germany DA - 27.01.2016 KW - Alternative Antriebe KW - Alternative Kraftstoffe KW - Behälterversagen KW - Fahrzeugbrand PY - 2016 AN - OPUS4-38617 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Mobile gas cylinders in fire: Consequences in case of failure N2 - Commercial, off-the shelf propane cylinders are subjected to high safety regulations. Furthermore, those cylinders are equipped with safety devices like pressure relief valves (PRV). Despite these regulations and safety measures, a failure of the Container is possible if exposed to an intense fire. The result of this is severe hazard for users, rescue forces and infrastructure. Within the framework of a destructive test series, 15 identical propane cylinders, without pressure relief devices, were exposed to an intensive fire in horizontal Position until failure. Each cylinder was filled with a mass of m =11 kg of liquid propane. Three different fire sources were used (wood, petrol, propane). The experiments revealed the failure of all cylinders in a time period t < 155 s. The failure lead to a fragmentation into several major parts with throwing distances of up to l =262 m. In all trials, the temperature of the cylinder wall (top, side, bottom), of the liquid phase inside and of the surrounding fire (top, side, bottom) was recorded. In addition, the inner cylinder pressure and the induced overpressure of the blast wave after the failure were recorded. Overpressures of up to p=0.27 bar were recorded close to the cylinder (l =5 m). AM tests were documented hy video from several positions (general view, close-up, high-speed 5000 fps). This test series creates the basis for further experimental studies in the field of alternative fuels for vehicles. The aim of this test series is to assess and analyse the consequences of the failure of gas vessels (for LPG, CNG, CGH2) in the aftermath of severe incidents. T2 - 12th International Symposium on Fire Safety Science CY - Lund, Sweden DA - 12.06.2017 KW - Explosion KW - Gas cylinders KW - Consequences PY - 2017 DO - https://doi.org/X0.1016/j.firesaf.2017.05.006 SN - 0379-7112 VL - 91 SP - 989 EP - 996 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-43028 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Auswirkungen von Behälterversagen bei alternativen PKW-Antrieben - Teil 3: Auswirkungen des Versagens von 11-kg-Propangasbehältern im Feuer N2 - In Deutschland gibt es eine große Anzahl von Kraftfahrzeugen, die mit alternativen Antrieben (z. B. LPG (Liquefied Petroleum Gas), CNG (Compressed Natural Gas)) ausgerüstet sind. In zahlreichen Großversuchsserien untersucht die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Rahmen des internen Forschungsprojekts CoFi-ABV (Complex Fires – Auswirkungen von Behälterversagen) die Auswirkungen beim Versagen der Treibstoffbehälter dieser alternativen Antriebe. Ziel dieser Untersuchungen ist eine ganzheitliche Auswirkungsbetrachtung, um die Risiken für Feuerwehren und Rettungskräfte besser abschätzen zu können. Im Vorfeld zu den Versuchen für LPG- und CNG-Tanks wurden in einer weiteren Versuchsserie 15handelsübliche 11-kg-Propangasflaschen ohne Sicherheitseinrichtung unterfeuert. Alle 15 Behälter haben – wie zu erwarten war – versagt. Neben den Zustandsdaten des Behälters zum Versagenszeitpunkt (Temperatur des Behältermantels, Innendruck und -temperatur) wurden die Auswirkungen auf die Umgebung hinsichtlich Druckwirkung und Fragmentierung (Anzahl, Masse, Distanz, Richtung) dokumentiert. KW - Behälterversagen KW - Gassicherheit KW - Feuerwehr KW - Propan KW - Auswirkungsbetrachtung PY - 2017 SN - 2191-0073 VL - 7 IS - 11/12 SP - 25 EP - 32 PB - Springer-VDI-Verlag GmbH & Co. KG CY - Düsseldorf AN - OPUS4-43270 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ferrero, Fabio A1 - Kluge, Martin A1 - Schmidtchen, Ulrich A1 - Pahl, Robert A1 - Noack, Jennifer A1 - Kolvitz, Kristian A1 - Runge, Thomas A1 - Holtappels, Kai A1 - Hensel, Christina A1 - Bönig, Jürgen A1 - Schulze, Uwe A1 - Askar, Enis A1 - Frank, M. A1 - Thornton, D. T1 - Experimentelle und numerische Untersuchungen des Verhaltens von Acetylenflaschen im Feuer T2 - 12. Kolloquium zu Fragen der chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik CY - Berlin, Deutschland DA - 2010-06-15 KW - Acetylendruckgasbehälter KW - Unterfeuerung KW - Aufheizverhalten KW - CFD-Modellierung PY - 2010 SN - 978-3-9813550-1-7 SN - 0938-5533 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. SP - 70 EP - 72 PB - BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-21488 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krentel, Daniel A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Mair, Georg W. A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, Andre A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szcepaniak, Mariusz T1 - Consequences of the failure of mobile gas vessels N2 - Small, mobile propane gas vessels are widely spread and comprise additional hazards in case of a surrounding, intensive fire. The aim of the presented work is to holistically investigate the potential consequences of failure of these off-the-shelf propane gas vessels in case of an absence or malfunction of safety devices. In order to generate a statistically valid dataset, a total of 15 identical propane gas bottles without pressure relief device, each containing m = 11 kg of liquid propane, were underfired in horizontal position. For each selected fire type (wood fire, petrol pool fire, propane gas fire), five vessels were tested under identical conditions. Next to extensive camera equipment including a high-speed camera, systems to record the internal pressure of the gas cylinder, the resulting shock wave overpressure (three positions) and the flame and vessel temperature (three + three positions) during the underfiring were used. Also the unsteady, highly dynamical thermal radiation caused by the explosion of the expanding gas cloud was logged. The fragments were georeferenced and weighed after each test. The experiments prove the failure of all the gas cylinders at a burst pressure of pb = [71 … 98 bar] with a fragmentation into up to seven parts (average: four objects) and a subsequent explosion of the expanding vapour after mixing with the surrounding air. The overpressure measured in the close-up range (distance to the cylinder d = 5 m) resulting from the shockwave caused by the cylinder burst was up to pmax = 0.27 bar, which can potentially lead to significant injuries to humans and damage to building structures and infrastructure, especially in connection with the explosion and the resultant thermal radiation. The distance covered by the fragments after the failure was up to r = 260 m; 47% of the fragments hit the ground more than r = 50 m away from the position of failure. T2 - Hazards 27 CY - Birmingham, UK DA - 10.05.2017 KW - Failure of gas vessels KW - Propane cylinder KW - Gas explosion KW - Consequences KW - Fragmentation PY - 2017 SN - 978-1-911446-57-6 SP - 1 EP - 12 PB - Instiution of Chemical Engineers CY - Rugby, UK AN - OPUS4-41160 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Krüger, Simone A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Experimental investigation of consequences of LPG vehicle tank failure under fire conditions N2 - In case of a vehicle fire, an installed LPG (liquefied petroleum gas) tank with a malfunctioning safety device poses severe hazards. To investigate the consequences in case of tank failure, we conducted 16 tests with toroidal shaped LPG vehicle tanks. Three tanks were used for a Hydraulic Burst Test under standard conditions. Another three tanks were equipped with a statutory safety device and were subjected to a gasoline pool fire. The safety device prevented tank failure, as intended. To generate a statistically valid dataset on tank failure, ten tanks without safety devices were exposed to a gasoline pool fire. Five tanks were filled to a level of 20 %; the re-maining five were filled to a level of 100 %. In order to gain information on the heating process, three tem-perature readings at the tank surface, and three nearby flame temperatures were recorded. At distances of l = (7; 9; 11) m to the tank, the overpressure of the shock wave induced by the tank failure and the unsteady tem-peratures were measured. All ten tanks failed within a time of t < 5 min in a BLEVE (boiling liquid expanding vapor explosion). Seven of these resulted directly in a catastrophic failure. The other three resulted in partial failure followed by catastrophic failure. A near field overpressure at a distance of l = 7 m of up to p = 0.27 bar was measured. All ten tests showed massive fragmentation of the tank mantle. In total, 50 fragments were found. These 50 fragments make-up 88.6 % of the original tank mass. Each fragment was georeferenced and weighed. Fragment throwing distances of l > 250 m occurred. For the tanks with a fill level of 20 %, the average number of fragments was twice as high as it was for the tanks that were filled completely. KW - Blast wave KW - BLEVE KW - Consequences KW - Explosion KW - LPG PY - 2018 UR - https://authors.elsevier.com/a/1XnFv_Ld32ewKu DO - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2018.09.006 SN - 0950-4230 VL - 56 SP - 278 EP - 288 PB - Elsevier CY - Kidlington - Oxford AN - OPUS4-46238 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Untersuchung des Deflagrationsverhaltens von Methan-Luft-Gemischen in einem 5-m³-Behälter bei Single- und Multipoint-Ignition N2 - Vorstellung einer Versuchsreihe, die sich mit dem Einfluss von Flammenausbreitungen in geschlossenen Behältern auf die Druckanstiegsgeschwindigkeiten der explosionsartigen Verbrennung von Methan-Luft-Gemischen beschäftigt. T2 - 14. Fachtagung "Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit" CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2019 KW - Druckanstiegsgeschwindigkeit KW - Deflagration KW - Flammenausbreitung KW - Explosionsdruck KW - Methan-Luft-Gemisch PY - 2019 AN - OPUS4-50223 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -