TY - JOUR A1 - Ferrero, Fabio A1 - Meyer-Scherf, Ronald A1 - Kluge, Martin A1 - Schröder, Volkmar A1 - Spoormaker, T. T1 - Study of the spontaneous ignition of stoichiometric tetrafluoroethylene-air mixtures at elevated pressures N2 - The Ignition Temperature (IT) of stoichiometric tetrafluoroethylene–air mixtures on hot walls was determined in a 3-dm³-reactor. Tests at elevated pressure conditions were performed, namely at 5, 15 and 25 bar(a), showing a decrease of the IT with the initial pressure. Furthermore, the measured ignition temperatures of stoichiometric tetrafluoroethylene–air mixtures were lower than the ignition temperatures required for the decomposition pure tetrafluoroethylene (Minimum Ignition Temperature of Decomposition, MITD) reported in previous works. Equations from the Semenov thermal explosion theory on spontaneous ignition were used to identify approximate combustion kinetics of tetrafluoroethylene from the experimental results. The determined kinetics was used for the prediction of the IT of stoichiometric tetrafluoroethylene-air by simplified calculation methods. A very good agreement with the experimental results was observed. KW - Tetrafluoroethylene KW - Combustion KW - Ignition KW - Self-ignition PY - 2013 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2013.02.008 SN - 0950-4230 SN - 1873-3352 N1 - Geburtsname von Meyer-Scherf, Ronald: Meyer, R. - Birth name of Meyer-Scherf, Ronald: Meyer, R. VL - 26 IS - 4 SP - 759 EP - 765 PB - Butterworth CY - Guildford, Surrey AN - OPUS4-28548 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ferrero, Fabio A1 - Zeps, Robert A1 - Kluge, Martin A1 - Schröder, Volkmar A1 - Spoormaker, T. ED - Pierucci, S. ED - Klemes, J.J. ED - De Rademaeker, E. ED - Fabiano, B. ED - Buratti, S.S. T1 - The explosive decomposition of tetrafluoroethylene: large scale tests and simulations N2 - There is a lack of data on the self-ignition behaviour of tetrafluoroethylene (TFE) in industrial sized equipment. In order to assess the tendency of TFE for decomposition in large scale vessels, , a facility was designed and constructed. Tests were carried out in a cylindrical reactor with a volume of 100 L with initial pressures of 5 and 10 bar(a). The effect of the reacto r adjustment (vertical or horizontal) was taken into account. The current work describes the test set up and summarizes the experimental results achieved. Furthermore, this paper reports on a numerical model for the prediction of the self -heating of TFE in closed vessels, which was previously developed for small scale reactors and has been here validated for larger dimensions with the experiments performed in the new facility. T2 - 14th International symposium on loss prevention and safety promotion in the process industries CY - Florence, Italy DA - 2013-05-12 KW - Tetrafluoroethylene KW - Self-heating KW - Large-scale reactor KW - Numerical 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 - OPUS4-28549 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ferrero, Fabio A1 - Kluge, Martin A1 - Spoormaker, T. T1 - Der Stoff, aus dem die Zukunft ist N2 - Beim begehrten Kunststoff Teflon führt kein Weg an einem komplexen Herstellungsprozess vorbei, der aufgrund der besonderen Eigenschaften des Ausgangsstoffes spezieller sicherheitstechnischer Anforderungen bedarf. Comsol Multiphysics unterstützte Wissenschaftler in der Auslegung der Produktionsanlagen bei der Identifizierung von Gefahrenquellen. KW - Tetrafluorethylen KW - Selbstentzündung KW - Numerisches Modell PY - 2011 SN - 1866-5004 SN - 1436-3348 SN - 0939-5504 N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. VL - 6 SP - 64 EP - 66 PB - Göller CY - Baden-Baden AN - OPUS4-24706 LA - deu 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 U6 - 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 - JOUR A1 - Ferrero, Fabio A1 - Meyer-Scherf, Ronald A1 - Kluge, Martin A1 - Schröder, Volkmar A1 - Spoormaker, T. T1 - Self-ignition of tetrafluoroethylene induced by rapid valve opening in small diameter pipes N2 - This work investigates the ignition of tetrafluoroethylene induced by the adiabatic compression that can arise by activating a high speed valve separating two portions of a pipeline with a high pressure difference. In the tests performed the high pressure zone contained tetrafluoroethylene at pressures between 15 and 30 bar. For the low pressure zone, experiments with nitrogen, air and tetrafluoroethylene were carried out. The pressure range in the low pressure zone was comprised between 0.05 and 1 bar. The pipe diameters analyzed were 15 and 20 mm. For the analyzed geometries, special conditions were required in order to reach reproducible ignitions, namely air at temperatures of at least 105 °C had to be present in the compression pipe. Furthermore, a minimum length of the compression pipe had to be used. The current work describes the experimental setup employed for the tests and discusses the achieved results. Numerical simulations were performed in order to clarify unexpected findings. KW - Tetrafluoroethylene KW - Decomposition KW - Self-ignition KW - Adiabatic compression PY - 2013 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2012.10.006 SN - 0950-4230 SN - 1873-3352 N1 - Geburtsname von Meyer-Scherf, Ronald: Meyer, R. - Birth name of Meyer-Scherf, Ronald: Meyer, R. VL - 26 IS - 1 SP - 177 EP - 185 PB - Butterworth CY - Guildford, Surrey AN - OPUS4-27685 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ferrero, Fabio A1 - Zeps, Robert A1 - Kluge, Martin A1 - Schröder, Volkmar A1 - Spoormaker, T. T1 - Analysis of the self-heating process of tetrafluoroethylene in a 100-dm³-reactor N2 - There is a lack of data on the self-ignition behaviour of tetrafluoroethylene in industrial sized equipment. Therefore, a facility was designed and constructed for the determination of the Minimum Ignition Temperature of Decomposition of tetrafluoroethylene in a cylindrical reactor with a volume of 100 dm3. Tests with initial pressures of 5 and 10 bar(a) were performed. The Minimum Ignition Temperature of Decomposition of tetrafluoroethylene was observed to decrease with the initial pressure, in agreement with previous experiments with small scale cylindrical vessels. This paper describes the test set-up und gives an overview of the achieved experimental results. In particular the effect of the reactor orientation (vertical or horizontal) is discussed. Furthermore, simplified equations from the Semenov thermal explosion theory are used to attempt extrapolations of previous and current data on the Minimum Ignition Temperature of Decomposition of tetrafluoroethylene to other vessel volumes or initial pressures. Moreover, the experimental data are plotted together against the heated volume to heated surface ratio, which should provide a better extrapolation to other vessel dimensions by taking into account that the efficiency of the dispersion of the heat generated by the reaction is different for two reactors with the same volume but different diameter. Finally, simplified methods for predicting the Minimum Ignition Temperature of Decomposition of tetrafluoroethylene presented previously by the authors are validated for large scale reactors with the experimental data collected within the current work. KW - Tetrafluoroethylene KW - Decomposition KW - Self-ignition KW - Large-scale reactor PY - 2012 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2012.06.001 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 - 6 SP - 1010 EP - 1017 PB - Butterworth CY - Guildford, Surrey AN - OPUS4-26786 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zeps, Robert A1 - Ferrero, Fabio A1 - Kluge, Martin A1 - Schröder, Volkmar A1 - Spoormaker, T. T1 - Experimental investigation on the self-heating and decomposition of tetrafluoroethylene in a 100-dm³-reactor N2 - In the industry there is a lack of data on the Minimum Ignition Temperature of decomposition of tetrafluoroethylene in industrial sized equipment. In order to determine the Minimum Ignition Temperature of Decomposition of tetrafluoroethylene in large scale vessels, a facility was designed and constructed. Tests were carried out in a cylindrical reactor with a volume of 100 dm³ with initial pressures of 5 and 10 bar(a). In agreement with previous experiments with small scale cylindrical vessels, the Minimum Ignition Temperature of Decomposition of tetrafluoroethylene was observed to decrease with the initial pressure. The current paper describes the test setup and summarizes the experimental results achieved. The effect of the reactor adjustment (vertical or horizontal) is discussed. Moreover, simplified equations from the Semenov thermal explosion theory are used to attempt extrapolations of previous and current data on the Minimum Ignition Temperature of Decomposition of tetrafluoroethylene to other initial pressures and vessel volumes. T2 - Hazards XXIII Symposium CY - Southport, UK DA - 2012-11-12 KW - Tetrafluoroethylene KW - Self-heating KW - Large-scale reactor PY - 2012 SN - 978-0-85295-557-4 N1 - Serientitel: Symposium Series – Series title: Symposium Series N1 - Geburtsname von Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. - Birth name of Kluge, Martin: Beckmann-Kluge, M. VL - 158 IS - Paper 08 SP - 48 EP - 55 AN - OPUS4-27056 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, T. T1 - Identifizierung von sicherheitstechnisch gefährlichen Bedingungen für schlagartige Kompressionsvorgänge chemisch instabiler Gase im industriellen Maßstab 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 Kompressionstemperaturen 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 - Tetrafluoroethen KW - Zerfall KW - Selbstentzündung KW - Adiabate Kompression PY - 2015 SN - 978-3-86011-091-1 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-34852 LA - deu 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 - JOUR A1 - Krentel, Daniel A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Kluge, Martin A1 - Grasse, Dennis A1 - Holtappels, Kai A1 - Pelzl, T. T1 - Umgang mit Druckgasbehältern im Brandeinsatz N2 - Regelmäßig werden Einsatzkräfte der Feuerwehr bei Brandeinsätzen mit brand- bzw. wärmebeaufschlagten Druckgasbehältern konfrontiert. Aufgrund ihrer großen Verbreitung handelt es sich dabei oftmals um Propan- oder Acetylengasflaschen. Propangasflaschen mit Füllmengen bis 33 Kilogramm sind in flächendeckender Verwendung zum Beispiel in Handwerksbetrieben, Produktionsbereichen, Baustellen und Restaurants, werden aber oftmals auch zum Heizen und Kochen im Privatbereich verwendet. Acetylengasflaschen sind in Verbindung mit entsprechenden Sauerstoffbehältern ebenso in Werkstätten, gewerblichen Anlagen und auf Baustellen zum Autogenschweißen und thermischen Trennen in vielfacher Verwendung. Beide Arten von Druckgasbehältern sind darüber hinaus auch im Straßenverkehr als Gefahrgut und in kleineren Mengen auch als private Fracht anzutreffen. Die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV) hat zusammen mit weiteren Experten als Hilfestellung und aufgrund neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse zwei DGUV-Informationen für Einsatzkräfte zum Umgang mit wärmebeaufschlagten Druckgasbehältern erstellt. KW - Behälterversagen KW - Brandbekämpfung KW - Feuerwehr KW - Acetylen KW - Propan PY - 2019 SN - 0006-9094 VL - 73 IS - 2 SP - 103 EP - 109 PB - W. Kohlhammer CY - Stuttgart AN - OPUS4-47445 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -