TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Völzke, Holger A1 - Zencker, Uwe A1 - Hauer, Katharina A1 - Herz, A. A1 - Kreienmeyer, M. T1 - Aufbau eines Aufprallfundamentes mit reproduzierbaren Eigenschaften für Baumusterprüfungen von Abfallbehältern für das Endlager Konrad N2 - Abgeleitet aus den in Teil 3 der „Systemanalyse Konrad“ definierten Lastannahmen für den „untertägigen Anlagenbereich“ müssen Verpackungen, die der Abfallbehälterklasse I (ABK I) mit dem zusätzlichen Merkmal der störfallfesten (sf) Verpackung oder der ABK II zugeordnet werden, gemäß den „Endlagerungsbedingungen, Endlager Konrad“, nach einem „…Fall aus 5 m Höhe auf eine unnachgiebige Unterlage…“ bestimmten Anforderungen genügen. Eine nähere Beschreibung der Prüfeinrichtung sowie die Definition detaillierter Anforderungen an das Aufprallfundament erfolgen in der „Produktkontrolle, Endlager Konrad“: „Die Prüfeinrichtung, bestehend aus einer Hebeeinrichtung und einem Fundament ist so zu gestalten, dass der Fall des Prüfmusters in jeder beliebigen Aufprallorientierung aus 5 m Höhe, gemessen von der Unterkante des Prüfmusters zum Fundament, möglich ist. Das Fundament ist aus Beton der Mindestgüte B 35 herzustellen und muss so beschaffen und verankert sein, dass keine Zerstörung in zahlreiche kleinere Bruchstücke erfolgt und keine horizontale Verschiebung des Fundamentes oder seiner Teile auftritt. Maße und Masse des Fundaments müssen so beschaffen sein, dass der Einfluss des Baugrundes unter dem Fundament auf den Aufprallwiderstand vernachlässigbar ist.“ Im Rahmen der Bauartprüfung für Behälter zur Endlagerung radioaktiver Abfälle mit zu vernachlässigender Wärmeentwicklung im Endlager Konrad wird die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) als Sachverständige hinzugezogen und ist in der Regel auch mit der Durchführung der notwendigen Fallprüfungen auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM TTS) einschließlich der Bereitstellung der benötigten Prüfeinrichtungen sowie des regelkonformen Aufprallfundamentes beauftragt. Der Prozess, beginnend von der Gewährleistung einer von allen Beteiligten als gültig bewerteten Fallprüfung bis hin zur abschließenden Bewertung und Interpretation der Versuchsergebnisse erfordert dabei u.a. eine sorgfältige Planung und Fertigung der für das Endlager Konrad repräsentativen Fundamentplatte und deren Ankopplung an einen Untergrund im Sinne der „Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material“ wie er zum Beispiel auf den beiden Fallversuchsanlagen des BAM Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) zur Verfügung steht. Um diese Anforderungen zu erfüllen muss zum einen der Erhalt der Integrität der Fundamentplatte beim Fallversuch durch eine geeignete Auswahl und kraftflussgerechte Anordnung der Stabstahl-Bewehrung sowie deren Verankerung garantiert und damit eine unzulässige Energieaufnahme durch Risse sowie eine unzulässige „… Zerstörung (der Fundamentplatte) in zahlreiche kleinere Bruchstücke …“, wie in [3] gefordert, verhindert werden. Außerdem ist zu gewährleisten, dass der Beton die Anforderungen an die vorgeschriebene Mindestgüte bzw. -festigkeit zum Zeitpunkt der Fallprüfung erfüllt, die Betonfestigkeit jedoch zur Vermeidung unnötig verschärfter Prüfrandbedingungen eine zu definierende Obergrenze nicht überschreitet. Ausgehend von dem 2009 im Rahmen der KONTEC veröffentlichten Wissensstand präsentiert die BAM im vorliegenden Beitrag die wesentlichen Ergebnisse der zwischenzeitlich bei der Planung und Durchführung von zahlreichen Fallprüfungen gewonnenen Erfahrungen bzgl. Spezifikation und Fertigung der für die Fallversuche notwendigen Fundamentplatten sowie deren Anbindung an den Untergrund. Neben den immer wieder notwendigen Anstrengungen zur Gewährleistung einer im Rahmen der Definition korrekten Betondruckfestigkeit am Tag der Fallprüfung wird die Anpassung der Bewehrungsführung an verschiedene Fallpositionen diskutiert. Zur Ergänzung des gültigen Regelwerks entsteht parallel zu diesem Dokument eine Fachnotiz, in der BGE und BAM die Vorgaben und Spezifikationen zur regelwerkskonformen Herstellung und Montage von Fundamentplatten für Fallprüfungen im Rahmen der Behälterbauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad zusammenfassen und veröffentlichen werden. Diese Fachnotiz soll detaillierte Vorgaben und Spezifikationen zur Planung, Beauftragung, Herstellung und abschließenden Prüfung eines solchen Fundamentes und dessen Anbindung an den Untergrund enthalten. Damit soll allen beteiligten Organisationen wie Antragstellern, Sachverständigen und BGE ein langfristig verlässlicher Leitfaden im Hinblick auf die Durchführung anforderungsgerechter Fallprüfungen unter definierten und reproduzierbaren Randbedingungen im Rahmen der Bauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad an die Hand gegeben werden. T2 - KONTEC 2021 CY - Dresden, Germany DA - 25.08.2021 KW - Aufprallfundament KW - Endlager Konrad KW - Fallprüfung PY - 2021 SP - 1 EP - 10 CY - Dresden AN - OPUS4-53372 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Völzke, Holger A1 - Zencker, Uwe A1 - Hauer, Katharina A1 - Herz, A. A1 - Kreienmeyer, M. T1 - Aufbau eines Aufprallfundamentes mit reproduzierbaren Eigenschaften für Baumusterprüfungen von Abfallbehältern für das Endlager Konrad N2 - Abgeleitet aus den in Teil 3 der „Systemanalyse Konrad“ [1] definierten Lastannahmen für den „untertägigen Anlagenbereich“ müssen Verpackungen, die der Abfallbehälterklasse I (ABK I) mit dem zusätzlichen Merkmal der störfallfesten (sf) Verpackung oder der ABK II zugeordnet werden, gemäß den „Endlagerungsbedingungen, Endlager Konrad“ [2], nach einem „…Fall aus 5 m Höhe auf eine unnachgiebige Unterlage…“ bestimmten Anforderungen genügen. Eine nähere Beschreibung der Prüfeinrichtung sowie die Definition detaillierter Anforderungen an das Aufprallfundament erfolgen in der „Produktkontrolle, Endlager Konrad“ [3]: „Die Prüfeinrichtung, bestehend aus einer Hebeeinrichtung und einem Fundament ist so zu gestalten, dass der Fall des Prüfmusters in jeder beliebigen Aufprallorientierung aus 5 m Höhe, gemessen von der Unterkante des Prüfmusters zum Fundament, möglich ist. Das Fundament ist aus Beton der Mindestgüte B 35 herzustellen und muss so beschaffen und verankert sein, dass keine Zerstörung in zahlreiche kleinere Bruchstücke erfolgt und keine horizontale Verschiebung des Fundamentes oder seiner Teile auftritt. Maße und Masse des Fundaments müssen so beschaffen sein, dass der Einfluss des Baugrundes unter dem Fundament auf den Aufprallwiderstand vernachlässigbar ist.“ Im Rahmen der Bauartprüfung für Behälter zur Endlagerung radioaktiver Abfälle mit zu vernachlässigender Wärmeentwicklung im Endlager Konrad wird die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) als Sachverständige hinzugezogen und ist in der Regel auch mit der Durchführung der notwendigen Fallprüfungen auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM TTS) einschließlich der Bereitstellung der benötigten Prüfeinrichtungen sowie des regelkonformen Aufprallfundamentes beauftragt. Der Prozess, beginnend von der Gewährleistung einer von allen Beteiligten als gültig bewerteten Fallprüfung bis hin zur abschließenden Bewertung und Interpretation der Versuchsergebnisse erfordert dabei u.a. eine sorgfältige Planung und Fertigung der für das Endlager Konrad repräsentativen Fundamentplatte und deren Ankopplung an einen Untergrund im Sinne der „Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material“ [4], [5] wie er zum Beispiel auf den beiden Fallversuchsanlagen des BAM Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) zur Verfügung steht. Um diese Anforderungen zu erfüllen muss zum einen der Erhalt der Integrität der Fundamentplatte beim Fallversuch durch eine geeignete Auswahl und kraftflussgerechte Anordnung der Stabstahl-Bewehrung sowie deren Verankerung garantiert und damit eine unzulässige Energieaufnahme durch Risse sowie eine unzulässige „… Zerstörung (der Fundamentplatte) in zahlreiche kleinere Bruchstücke …“, wie in [3] gefordert, verhindert werden. Außerdem ist zu gewährleisten, dass der Beton die Anforderungen an die vorgeschriebene Mindestgüte bzw. -festigkeit zum Zeitpunkt der Fallprüfung erfüllt, die Betonfestigkeit jedoch zur Vermeidung unnötig verschärfter Prüfrandbedingungen eine zu definierende Obergrenze nicht überschreitet. Ausgehend von dem 2009 im Rahmen der KONTEC veröffentlichten Wissensstand [6] präsentiert die BAM im vorliegenden Beitrag die wesentlichen Ergebnisse der zwischenzeitlich bei der Planung und Durchführung von zahlreichen Fallprüfungen gewonnenen Erfahrungen bzgl. Spezifikation und Fertigung der für die Fallversuche notwendigen Fundamentplatten sowie deren Anbindung an den Untergrund. Neben den immer wieder notwendigen Anstrengungen zur Gewährleistung einer im Rahmen der Definition korrekten Betondruckfestigkeit am Tag der Fallprüfung wird die Anpassung der Bewehrungsführung an verschiedene Fallpositionen diskutiert. Zur Ergänzung des gültigen Regelwerks entsteht parallel zu diesem Dokument eine Fachnotiz, in der BGE und BAM die Vorgaben und Spezifikationen zur regelwerkskonformen Herstellung und Montage von Fundamentplatten für Fallprüfungen im Rahmen der Behälterbauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad zusammenfassen und veröffentlichen werden. Diese Fachnotiz soll detaillierte Vorgaben und Spezifikationen zur Planung, Beauftragung, Herstellung und abschließenden Prüfung eines solchen Fundamentes und dessen Anbindung an den Untergrund enthalten. Damit soll allen beteiligten Organisationen wie Antragstellern, Sachverständigen und BGE ein langfristig verlässlicher Leitfaden im Hinblick auf die Durchführung anforderungsgerechter Fallprüfungen unter definierten und reproduzierbaren Randbedingungen im Rahmen der Bauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad an die Hand gegeben werden. T2 - KONTEC 2021 CY - Dresden, Germany DA - 25.08.2021 KW - Endlager Konrad KW - Fallprüfung KW - Aufprallfundament PY - 2021 AN - OPUS4-53374 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Völzke, Holger A1 - Zencker, Uwe A1 - Herz, A. A1 - Kreienmeyer, M. T1 - Design of a Drop Test Target with Reproducible Properties for Konrad Prototype Testing N2 - Beginning in 1976 the former iron ore mine Konrad was geologically investigated concerning its suitability as a location for a German final repository for low and intermediate level waste. After a comprehensive licensing procedure it was approved and is now being prepared and equipped for the planned start of storage in 2027. At the end of the 1980s, the requirements for waste containers for storage in this repository were defined for the first time on the basis of an incident analysis of the on-site handling procedures, beginning with the unloading of the packages after the arrival at the site up to the final positioning in the underground storage galleries. A 5-meter drop onto the rock ground of the mine was identified as the covering case for high mechanical requirements (ABK II container class). In contrast to the 9-meter drop according to the IAEA Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material, the 5-meter drop is performed onto a hard but not essentially unyielding target. The container is typically not protected by an impact limiter. The requirements for a potential test facility are described in the regulations for the Konrad repository. The mechanical strength of the target is defined as a concrete strength equivalent to the identified properties of the rock ground of the mine. Since 1991 BAM has consistently used precast reinforced concrete slabs as target for drop tests in the framework of licensing procedures as well as in research projects. While the original design fulfilled the requirement for the integrity of the concrete slab in most cases, it failed when drop tests onto an edge of a container were performed. A redesigned concrete slab developed in a research project and suggested as a reference target in 2009 has been successfully used in Konrad licensing procedures since then. The paper gives a brief overview of the historical development and it describes BAM’s efforts and approaches to continuously guarantee a concrete slab of defined quality and to provide a test setup for valid drop tests from the applicants and the authorities view. T2 - PATRAM 2022, 20th International Symposium on the Packaging and Transportation of Radioactive Materials CY - Juan-les-Pins, France DA - 11.06.2023 KW - Target KW - Drop test KW - Final repository Konrad PY - 2023 SP - 1 EP - 11 AN - OPUS4-58563 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Völzke, Holger A1 - Nieslony, Gregor T1 - Consequences of an imperfectly mounted reinforcement cage in a generical cylindrical concrete container during mechanical specimen tests N2 - By highest court decision in 2007 the issued license for the Konrad repository (a former iron ore mine) for low and intermediate level radioactive waste was finally confirmed. Since then, the site is improved, prepared and equipped for the currently planned start of waste package emplacement by 2029. The Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM, Federal Institute for Materials Research and Testing) is regularly contracted by the Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE, Federal Company for Radioactive Waste Disposal) as the responsible authority for waste product control, waste container design testing, and waste package acceptance. In this context BAM is mainly responsible for design testing of various container types including the evaluation quality assurance measures for container manufacturing. In the written Konrad disposal requirements all acceptance criteria for potential final disposal containers are defined. In addition to general requirements concerning container design, materials, dimensions and others, specific mechanical load scenarios the casks have to withstand are derived from an analysis of the on-site handling and emplacement procedures. Drop tests from different heights under consideration of the most damaging drop orientation and a stacking test are two examples for safety demonstrations that have to be performed during the container design testing procedure to qualify the respective container type. The containers, whether cubic or cylindrical containers, can be made from different materials like ductile cast iron, reinforced concrete or as welded construction from steel plates and profiles. In case of concrete containers the reinforcement has the function to absorb tensile forces the concrete is not able to withstand by its own. Because of manufacturing imperfections of cylindrical concrete waste containers manufactured already decades ago, the reinforcement cages are not always exactly, axisymmetrically positioned when they were poured. This inspired BAM to perform various ABAQUS finite-element (FE) simulations by using the example of a simplified cylindrical container design with generic dimensions and pure elastic material properties. As outcome the stress conditions in the container during the drop test impact under different drop positions and during the stacking test were investigated and are explained and illustrated in this contribution. Different reinforcement cage positions were calculated and compared. On the basis of the calculated tensile and compressive stress distributions suggestions are derived on how a cylindrical concrete container with an imperfectly placed reinforcement cage has to be oriented for a drop or stacking test to ensure the most damaging test scenario. T2 - ASME 2024 Pressure Vessels & Piping Conference CY - Bellevue, Washington, USA DA - 28.07.2024 KW - Container design testing procedure KW - Reinforced concrete containers KW - Drop test KW - Stacking test KW - Imperfectly mounted reinforcement cage KW - Finite-element-analysis PY - 2024 SN - 978-0-7918-8851-3 DO - https://doi.org/10.1115/PVP2024-123797 VL - 5 SP - 1 EP - 8 PB - ASME CY - New York City, USA AN - OPUS4-62558 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Zencker, Uwe A1 - Wolff, Dietmar A1 - Völzke, Holger A1 - Herbrich, Uwe A1 - Nagelschmidt, Sven T1 - Numerical analysis of cask accident scenarios in storage facilities N2 - Existing spent nuclear fuel (SF) and high active waste (HAW) management policies and practices worldwide are the result of past presumptions that sufficient reprocessing and/or disposal capacity would be available in the near term. Consequently, in the past many countries have developed specific solutions for different periods of time due to their individual national nuclear policies. In Germany the concept of dry interim storage in dual purpose metal casks before disposal is being pursued for SF and HAW management and transport and storage licenses have been issued accordingly. The current operation licenses for existing storage facilities have been granted for a storage period of up to 40 years. This concept has demonstrated its suitability for over 20 years so far. Relevant safety requirements have been assessed for the short-term as well as for the long-term for site-specific operational and accidental storage conditions. But in the meantime significant delays in the national repository siting procedure occurred which will make extended storage periods necessary in the future. T2 - PATRAM 2013 - 17th International symposium on the packaging and transportation of radioactive materials CY - San Francisco, CA, USA DA - 18.08.2013 KW - Numerical analysis KW - Interim storage KW - Cask accident scenario PY - 2013 SP - Session H, Paper 202, 1 EP - 9 PB - Omnipress AN - OPUS4-30227 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Zencker, Uwe A1 - Wolff, Dietmar A1 - Völzke, Holger A1 - Herbrich, Uwe A1 - Nagelschmidt, Sven T1 - Numerical analysis of cask accident scenarios in storage facilities N2 - Mechanical drop test scenarios for Type B (U) packages according to the IAEA regulations have to be carried out onto the so-called “unyielding target” (usually with cask impact limiters) and onto the puncture bar respectively. They are predefined and do not require any further investigation of scenarios that really could happen on transportation routes. Cask accident scenarios in the framework of approval procedures for interim storage sites are derived from a detailed analysis of the handling procedures necessary from arrival of cask at the site to its storing position. In that case, casks are usually handled without impact limiters. Dependent on possible drop heights, drop positions and floor properties, conservative cask accident scenarios are derived for further safety proofs. According to the mechanical assessment concept of the considered approval procedure numerical calculations have to be provided by the applicant to demonstrate mechanical cask safety. Stresses and strains in the cask body as well as in the lid System have to be identified and assessed. Using the example of a 3-mvertical-drop of a transport and storage cask for spent fuel elements onto the floor construction made of damping concrete covered by screed, BAM developed a finite element model. The finite element code ABAQUS/Explicit™ was used. Results of experimental investigations are not available. Therefore parameter studies are necessary to identify the sensitivity of the finite element model to significant Parameters and to verify the finite element models according to the requirements of the Guidelines for the Numerical Safety Analyses for the Approval of Transport and Storage Casks for Radioactive Materials (BAM GGR-008). The paper describes the modeling of the material behavior and attachment of bottom side cask components. Questions concerning the modeling of a crack length limiting reinforcement in the screed layer are discussed. The influence of the mesh density of the screed layer and its strength is considered as well. Finally, the developed finite element model can be used for a numerical safety assessment. It can help to understand the complex mechanisms of the interaction between the cask components and floor construction. T2 - WM2014 Conference CY - Phoenix, Arizona, USA DA - 02.03.2014 KW - Numerical analysis KW - Interim storage KW - Cask accident scenario PY - 2014 SN - 978-0-9836186-3-8 SP - Paper 14541, 1 EP - 12 AN - OPUS4-31516 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheidemann, Robert A1 - Weber, Mike A1 - Völzke, Holger A1 - Kasparek, Eva Maria ED - Gomes, J.F.Silva ED - Meguid, S.A. T1 - Temperature dependendency of dynamically loaded polyurethane foam N2 - Polyurethane foam used as impact limiter material undergoes high plastic deformations, whereat the resulting stress-strain relations strongly depend on loading speed and temperature. This paper discusses the efforts necessary to develop a reliable numerical foam simulation model focussing on generation and implementation of temperature- dependent yield curves T2 - 6th International Conference on Mechanics and Materials in Design CY - Ponta Delgada, Azores, Portugal DA - 26.07.2015 KW - Impact limiter KW - Polyurethane foam KW - Finite element model KW - Strain rate KW - Temperature dependency PY - 2015 SN - 978-989-98832-3-9 SP - 1043 EP - 1046 PB - INEGI-FEUP AN - OPUS4-38889 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zencker, Uwe A1 - Weber, Mike A1 - Qiao, Linan A1 - Droste, Bernhard A1 - Völzke, Holger T1 - Mechanical safety analyses of cast iron containers for the KONRAD repository N2 - Within the last years BAM has carried out numerous drop tests with prototype casks made of ductile cast iron onto targets according to the requirements for final disposal of non-heat generating waste in the German KONRAD repository. The results have shown that the target specifications in the acceptance criteria have to be defined more accurately to get reproducible test results with high precision. Hence, a suitable test stand foundation was developed with much effort. The integrity of the upper concrete layer of this target must be preserved during a test. Recently the geometrical properties of a tested cubic cast iron container led to a concentration of the impact forces beneath the container walls. The target was damaged strongly with the consequence of inadmissible reduction of cask stresses. For that reason the target construction was modified. However, the basic design was not changed. A prefabricated concrete slab was still joined by a mortar layer to the IAEA target of the BAM drop test facility. In the course of the optimization of the test stand foundation the concrete slab dimensions and the reinforcement were enlarged. During the drop test repetition the target kept intact. Additionally, the mechanical behavior of the cast iron container and the target was analyzed by finite element calculations. This improved target construction is suggested as a reference target for drop tests with casks whose mass and base area are covered by the container types VI or VII respectively according to the KONRAD repository acceptance criteria. The measurements during the drop tests with cast iron casks have provided the strains on the cask surface at selected positions. This allows the verification of finite element simulations of drop tests which show the stress distribution also inside the component. In September 2008 a drop test was carried out with a cylindrical cast iron cask containing an artificial material defect which was designed under consideration of critical stress states in the cask body. This drop test could demonstrate the safety against failure by fracture of a cask made of a special cast iron with reduced fracture toughness. T2 - PATRAM 2010 - 16th International symposium on the packaging and transport of radioactive materials CY - London, UK DA - 2010-10-03 KW - Ductile iron KW - Container design KW - Safety assessment KW - Fracture mechanics KW - Dynamic loading conditions PY - 2010 SP - 1 EP - 8 (Session T28 / Paper 220) AN - OPUS4-23844 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Zencker, Uwe A1 - Wolff, Dietmar A1 - Jaunich, Matthias A1 - Kömmling, Anja A1 - Völzke, Holger A1 - Schulze, Dietmar T1 - Numerical simulation of the behaviour of elastomer seals under consideration of time dependent effects N2 - Due to delays in the site-selection procedure to establish a deep geological repository for spent nuclear fuel and high level waste and in construction of the already licensed Konrad-repository for low and intermediate level waste without heat generation, extended periods of interim storage become more relevant in Germany. BAM is involved in most of the cask licensing procedures and especially responsible for the evaluation of cask-related long-term safety issues. The long-term performance of elastomer seals for lid Systems of transport and storage casks whether used as auxiliary seals in spent fuel caslcs or as primary seals for low and intermediate level waste packages is an important issue in this context (Jaunich, 2013; Jaunich, 2014; Kömmling, 2015). The polymeric structure of these seals causes a complex mechanical behaviour with time-dependent elasticity reduction and loss of elastic recovery. The paper presents first results of a comprehensive test Programme consisting of several static and dynamic mechanical short- and long-term tests which have been carried out at BAM on specimens made of representative types of elastomers, fluorocarbon rubber (FKM) and ethylene propylene diene rubber (EPDM). The investigation of the test results used to identify material models and their Parameters as well as the development of two finite element models for the numerical Simulation of tension and compression tests using the finite element code ABAQUS® are described. The calculation results are presented in comparison to the test results. The influence of important material and test parameters was investigated and discussed in sensitivity analyses. T2 - RAMTRANSPORT 2015 - International conference on the radioactive materials transport and storage CY - Oxford, UK DA - 19.05.2015 KW - Numerical analysis KW - Extended interim storage KW - Elastomer seals PY - 2015 SP - Session 4, Paper 28, 1 EP - 9 AN - OPUS4-33832 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Mike A1 - Jaunich, Matthias A1 - Goral, Milan A1 - Völzke, Holger T1 - Reproducing and discussion of mechanisms in the contact area between metallic seals and flange during aging by finite element analysis (FEA) N2 - When the first site-specific interim storage licenses for DPCs (dual purpose casks), loaded with spent nuclear fuel or vitrified high-level waste from reprocessing were issued, a duration of 40 years was considered for interim storage license application and the long-term safety assessment of casks. In the meantime, the availability of a final repository is further delayed by several decades and thus interim storage for more than a century becomes a necessity. To assess the long-term performance of the typically used metal seals (e.g. Helicoflex), consisting of a helical spring (Nimonic), an inner stainless steel liner and an outer liner made from silver or aluminum, several experimental programs were conducted and are still ongoing. The investigated metal seals are typically mounted in mock-up flange systems and stored at increased temperatures to accelerate the aging process. In certain intervals the remaining seal force, the useable resilience and the corresponding leakage rate are determined. BAM has accompanied such programs for many years and started independent investigations in 2009. Although the remaining seal force is often used as “…one of the key parameters regarding sealing performances over time…” the presented results so far have shown that the courses of the leakage rate and the remaining seal force do not always correlate as expected. In 2016 BAM firstly published results of seals with aluminum liners where the measured leakage rate started to rise after a quite short time period (< 1 year) at 150 °C, although the seal force decreased only slightly compared to the previous measurement. After exceeding the required leakage rate of 10-8 Pa*m3/s it decreased again to acceptable values in the further course of aging. With reference to already published works, BAM has developed a new detailed ABAQUS finite-element (FE) model to represent the behavior of the seal mounted in the mock-up flange during aging, mainly characterized by the creeping of the outer liner. The main goal of the numerical simulation is to reproduce and understand the changing distribution of contact stresses (outer liner/flange) during aging and to discuss if and how it could be causative for the observed early breach of the leak tightness criteria and its later recovery. T2 - PATRAM 2025, 21st International Symposium on the Packaging and Transportation of Radioactive Materials CY - San Antonio, Texas, USA DA - 27.07.2025 KW - Finite element analysis KW - Metallic seals KW - Aging KW - Contact area PY - 2025 SP - 1 EP - 10 PB - INMM CY - Indianopolis, Indiana, USA AN - OPUS4-63882 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -