TY - CONF A1 - Wolff, Dietmar A1 - Jaunich, Matthias A1 - Stark, Wolfgang T1 - Investigating the performance of rubber seals at low temperatures T2 - IHLRWM 2013 - 14th International high-level radioactive waste management conference (Proceedings) N2 - Rubbers are widely used as main sealing materials for Containers for low and intermediate level radioactive waste and as additional component to metal seals in spent fuel and high active waste containers. The save enclosure of the radioactive container inventory has to be guaranteed according to legislation and appropriate guidelines for long term storage periods as well as down to temperatures of -40 °C for transportation. Therefore the understanding of failure mechanisms that lead to leakage at low temperatures is necessary to ensure a proper material choice which is certainly also influenced by additional factors as e.g. the aging behavior. T2 - 14th International high-level radioactive waste management conference CY - Albuquerque, New Mexico, USA DA - 28.04.2013 KW - Rubber seals KW - Elastomers KW - Compression set KW - Low temperature KW - Leakage rate PY - 2013 SN - 978-1-62748-644-6 SP - 1 EP - 7(Paper # 6888) PB - Omnipress AN - OPUS4-28530 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jaunich, Matthias A1 - Stark, Wolfgang A1 - Wolff, Dietmar T1 - Behaviour of rubber seals at low temperatures - results of component tests - T2 - Jahrestagung Kerntechnik 2013 (Proceedings) N2 - The investigation of low temperature properties of elastomeric sealing materials by means of thermo-analytical methods is a sound way to get information about the glass transition process. The breakdown temperature of the sealing function of O-ring seals was measured in a component test setup depending on material and degree of compression. An in depth explanation of the observed component tests behaviour is currently in preparation. It requires the results of thermo-analytical methods and measurements as the compression set (not shown here). With that, a model was developed to describe the correlation between physical material parameters and observed component behaviour. T2 - Jahrestagung Kerntechnik 2013 CY - Berlin, Germany DA - 14.05.2013 PY - 2013 SP - 1 EP - 6 AN - OPUS4-28574 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jaunich, Matthias A1 - Wolff, Dietmar A1 - Stark, Wolfgang ED - Riedl, A. T1 - Was passiert bei tiefen Temperaturen? - Dichtungsverhalten im Bereich des Glasübergangs T2 - XVIII. Dichtungskolloquium - Sichere und zuverlässige Dichtverbindungen N2 - Elastomere werden vielfach als Dichtungsmaterial für verschiedene Anwendungen eingesetzt. In vielen Bereichen ist die Funktion der Dichtung auch bei tiefen Temperaturen erforderlich. Daher ist das Verständnis des Versagensmechanismus von großer Bedeutung. Normalerweise werden Elastomere oberhalb ihres Glass-Gummi Umwandlungsbereiches eingesetzt, wobei die minimale Einsatztemperatur nicht exakt definiert ist. Daher ist es sinnvoll, diese untere Temperatureinsatzgrenze in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften zu bestimmen. Hierfür werden die Ergebnisse der thermischen Analyse mit den Resultaten des Druckverformungsrests aus einer abgewandelten Messung mit der Dynamisch Mechanischen Analyse (DMA) kombiniert. Weiterhin werden Ergebnisse von Bauteilversuchen vorgestellt und diskutiert. Die vorgestellten Untersuchungen wurden zum großen Teil auf Untersuchungen im Rahmen der Dissertation von M. Jaunich durchgeführt. T2 - XVIII. Dichtungskolloquium - Sichere und zuverlässige Dichtverbindungen CY - Rheine, Germany DA - 25.09.2013 KW - Dichtung KW - Glasübergang KW - Elastomer KW - Druckverformungsrest PY - 2013 SN - 978-3-8027-2216-5 SP - 51 EP - 58 PB - Vulkan AN - OPUS4-29221 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jaunich, Matthias A1 - Stark, Wolfgang A1 - Wolff, Dietmar T1 - Druckverformungsrest bei tiefen Temperaturen T2 - Technomer 2013 - 23. Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren N2 - Für Elastomenwerkstoffe im Allgemeinen und im Bereich der Dichtungstechnik im Besonderen ist der Druckverformungsrest eine wichtige Kenngröße zur Beurteilung der Eignung eines Werkstoffs bzw. der Funktion eines Bauteils. Er ermöglicht eine Einschätzung des zeitabhängigen Rückstellverhaltens eines Werkstoffs nach Deformation. Dieses ist für Dichtungen von besonderer Bedeutung, da der Test deren Einbauzustand nachstellt. Oft wird er, bei der Prüfung unter erhöhten Temperaturen, zur Beurteilung des Alterungsverhaltens verwendet und kann anhand eines definierten Versagenskriteriums zur Lebensdauerabschätzung eingesetzt werden. Bei tiefen Temperaturen dient er dazu, die limitierende Einsatztemperatur zu bestimmen. Dabei spielt eine Alterung im eigentlichen Sinne nur eine untergeordnete Rolle, wohl aber physikalische Effekte wie Tieftemperaturkristallisation und Glasübergang. Diese Effekte sind weit weniger durch lange Lagerzeiten beeinflusst als die eigentliche Alterung. Die Versuchsdurchführung unterscheidet sich je nach angewandter Norm und kann einen deutlichen Einfluss auf den Druckverformungsrest haben. Alle standardisierten Methoden sind aufgrund der langen Lagerzeiten relativ langwierig und erfordern das regelmäßige Eingreifen durch den Prüfer. Zusätzlich sehen einige Methoden nur die Bestimmung eines einzelnen Wertes nach einer definierten Zeit vor. Um die Messungen zu beschleunigen wurde eine Methode entwickelt, die automatisch die erforderlichen Messungen bei mehreren Temperaturen durchführt. Dazu wird ein Prüfgerät der Dynamisch Mechanischen Analyse verwendet, das kontinuierlich die Deformation während eines frei programmierbaren Temperaturzyklus misst, wodurch eine sehr große Datenmenge verfügbar ist. Ein Vergleich der neuen Methode mit den Ergebnissen des nach ISO 815 genormten Messprinzips ergibt eine gute Übereinstimmung. Ergebnisse der neuen Methode werden vorgestellt und die Vorzüge der kontinuierlichen Datenerfassung, z.B. für die Materialauswahl, diskutiert. Die vorgestellten Ergebnisse beziehen sich zum großen Teil auf die in beschriebenen Untersuchungen und Ergebnisse. T2 - Technomer 2013 - 23. Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren CY - Chemnitz, Germany DA - 14.11.2013 PY - 2013 SN - 978-3-939382-11-9 IS - Kapitel V 3.4 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-29616 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jaunich, Matthias A1 - Wolff, Dietmar A1 - Stark, Wolfgang T1 - Investigating low temperature properties of rubber seals T2 - WM2013 Conference (Proceedings) N2 - To achieve the required tightness levels of Containers for low and intermediate level radioactive wastes rubbers are widely applied as main sealing materials. The save encapsulation of the radioactive Container contents has to be guaranteed according to legislation and appropriate guidelines for long storage periods as well as down to temperatures of-40 °C during transportation. Therefore the understanding of failure mechanisms that lead to leakage at low temperatures is of high importance. It is known that the material properties of rubbers are strongly influenced by temperature. At low temperatures this is caused by the rubber-glass transition (abbr. glass transition). During continuous cooling the material changes from rubber-like entropy-elastic to stiff energy-elastic behaviour, that allows nearly no strain or retraction. Therefore, rubbers are normally used above their glass transition but the minimum working temperature limit is not defrned precisely, what can cause problems during application. The temperature ränge where full functionality is possible is strongly dependent on the application conditions and the material. For this investigation mainly ethylene propylene diene (EPDM) and fluorocarbon rubbers (FKM) were selected as they are often used for radioactive waste Containers. Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Dynamic Mechanical Analysis (DMA) are typically used for the determination of the temperature ränge of the glass transition process. The standardized compression set measurement according to ISO 815 is common for investigation of rubber sealing materials as the test simulates the seal behaviour after release. To reduce the test time of the Standard tests a faster technique giving the same information was developed. Additionally, the breakdown temperature of the sealing function of complete O-ring seals is measured in a component test Setup to compare it with the results of the other tests. The experimental Setup is capable of measuring the leakage rate at low temperatures by the pressure rise method. A model was developed that allows calculating the minimum working temperature limit of a seal by combining the results of the applied methods. T2 - WM2013 Conference CY - Phoenix, Arizona, USA DA - 24.02.2013 PY - 2013 SN - 978-0-9836186-2-1 SP - 1 EP - 12 CY - Phoenix, Arizona, USA AN - OPUS4-28853 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jaunich, Matthias A1 - Wolff, Dietmar A1 - Stark, Wolfgang A1 - Völzke, Holger T1 - Investigation of elastomer seal behavior for transport and storage packages T2 - PATRAM 2013 - 17th International symposium on the packaging and transportation of radioactive materials (Proceedings) N2 - Rubbers are widely used as main sealing materials for containers for low and intermediate level radioactive waste and as additional component to metal seals in spent fuel and high active waste containers. According to appropriate guidelines and regulations safe enclosure of the radioactive container contents has to be guaranteed for long storage periods as well as down to temperatures of -40 °C for transportation. Therefore the understanding of seal behavior is of high importance. In this paper we focus on the behavior of elastomer seals at low temperatures with regard to poten-tial decrease of leak-tightness. In addition, changes in material properties due to aging effects over long periods of time and their influence on the seal performance is investigated. It is known that material properties of rubbers are strongly temperature dependent. At low tempera-tures this is caused by the rubber-glass transition (abbr. glass transition). During continuous cool-ing, the material changes from rubber-like entropy-elastic to stiff energy-elastic behavior, that al-lows nearly no strain or retraction due to the glass transition. Hence rubbers are normally used above their glass transition but the minimum working temperature limit is not defined precisely. Aging of elastomer seals is important, as possible dynamic loads may have to be considered during the whole interim storage period (so far approved in Germany for up to 40 years) and for transporta-tion after storage. For the investigations, fluorocarbon (FKM) and ethylene-propylene-diene (EPDM) rubbers were selected as they are often used in radioactive waste containers. Some materials were purchased from a commercial seal producer and some materials were compounded and cured at BAM. The elastom-ers where studied by several thermo-analytical methods and compression set to characterize the material behavior at low temperatures. Additionally component tests were performed to determine the breakdown temperature of the sealing function of complete elastomer O-rings. T2 - PATRAM 2013 - 17th International symposium on the packaging and transportation of radioactive materials CY - San Francisco, CA, USA DA - 18.08.2013 PY - 2013 SP - Paper 227, 1 EP - 8 PB - Omnipress AN - OPUS4-30377 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -