TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - van Wingerden, K. 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 - JOUR A1 - van Wingerden, K. A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Ustolin, F. A1 - Paltrinieri, N. ED - Pierucci, S. ED - Klemes, J. J. T1 - Medium-scale tests to investigate the possibility and effects of BLEVEs of storage vessels containing liquified hydrogen N2 - Experiments have been performed to determine the consequences of a storage vessel containing liquified hydrogen (LH2) is engulfed by a fire. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Germany 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 varying the orientation of the vessel and the effect of the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The degree of filling of the vessel was approximately 35 % 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. In one of the tests a rupture of the storage vessel occurred causing a blast, a fireball and fragments. Apart from measuring these consequences, the conditions in the vessel (e.g. temperatures and pressure) during the heating process were monitored in all three tests. The work described was undertaken as part of the project Safe Hydrogen fuel handling and Use for Efficient Implementation (SH2IFT). T2 - 17th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in Process Industries CY - Prague, Czech Republic DA - 05.06.2022 KW - Liquid hydrogen KW - LH2 KW - BLEVE KW - Cryogenic tank PY - 2022 U6 - https://doi.org/10.3303/CET2290092 SN - 2283-9216 VL - 90 SP - 547 EP - 552 PB - AIDIC CY - Milano AN - OPUS4-55323 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - van Wingerden, K. A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Skarsvag, H. L. A1 - Ustolin, F. A1 - Paltrinieri, N. A1 - Odsaeter, L. H. ED - Pierucci, S. ED - Klemes, J. J. 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 onto water, for instance during the fuelling of a ship. For liquified natural gas (LNG), it has been demonstrated that physical explosions may occur when it is spilled onto water. These phenomena 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 at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany. The tests were performed in a 10 m x 10 x 1.5 m basin filled with water. LH2 releases of up to about 1 kg/s were established releasing directly from a trailer carrying LH2. The releases occurred from a height of 50 cm above the water surface pointing downwards, 30 cm under the water surface pointing downwards and 30 cm under the water surface pointed along the water surface. All release configurations resulted in a very chaotic LH2-water mixing zone, causing considerable evaporation and resulting in minor over pressures. No RPTs were observed. The main phenomenon to be observed is, however, an ignition of the released gas cloud resulting in significant blast wave overpressures and heat radiation to the surroundings. The ignition occurred in all under-water releases and in about 90 % of the releases above the water surface. T2 - 17th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in Process Industries CY - Prague, Czech Rebpublic DA - 05.06.2022 KW - Liquid Hydrogen KW - LH2 KW - Release KW - RPT KW - Rapid Phase Transition PY - 2022 U6 - https://doi.org/10.3303/CET2290091 SN - 2283-9216 VL - 90 SP - 541 EP - 546 PB - AIDIC CY - Milano AN - OPUS4-55324 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin T1 - Experimentelle Untersuchungen zu Schäden an Membranabdeckungen im Biogasbereich N2 - Bei Störfallauswirkungsbetrachtungen an Biogasanlagen muss das Versagen der Membranabdeckung des Fermenters untersucht werden. Hierbei sind insbesondere Risse in derselben hinsichtlich des austretenden Massenstromes an Biogas zu bewerten, ebenso wie der durch eine Zündung resultierende Flammenstrahl. Zurzeit existieren für Membranabdeckungen jedoch keine Erkenntnisse zu realistischen Ausflussziffern für die Massenstromberechnung. Im Leitfaden KAS-32 wird für Störfallauswirkungsbetrachtungen für die Berechnung des austretenden Massenstromes eine Ausflussziffer von 1 und eine „Leckfläche" von 0,6 m2 vorgegeben. Die Anwendbarkeit verfügbarer Modelle zur Berechnung des Flammenstrahls ist bisher ebenso ungeklärt. Um diese Fragestellungen zu untersuchen, wurden in der BAM Versuche zur Bestimmung der Ausflussziffer, sowie der Zündung des austretenden Gases an einem 80 m3 Sack zur Speicherung von Biogas durchgeführt, der aus demselben Material besteht wie die in Biogasanlagen verwendeten Membranabdeckungen. T2 - 14. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2019 KW - Biogas KW - Ausflussziffer KW - Membranabdeckung PY - 2019 SN - 978-3-89746-220-5 VL - 2019 SP - 142 EP - 152 AN - OPUS4-50857 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 U6 - 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 - Dreyhsig, Gesa A1 - Grasse, Dennis A1 - Donner, Marcel 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 - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin T1 - Ausflussziffer und Brandverhalten von Rissen in der Folienabdeckung von Biogasanlagen N2 - Bei Störfallauswirkungsbetrachtungen an Biogasanlagen muss das Versagen der Folienabdeckung der Gärbehälter untersucht werden. Hierbei sind insbesondere Risse in derselben hinsichtlich des austretenden Massenstromes an Biogas zu bewerten, ebenso wie der durch eine Zündung resultierende Flammenstrahl. Zurzeit existieren für Biogasfolien keine Erkenntnisse zu realistischen Ausflussziffern für die Massenstromberechnung. Die Anwendbarkeit verfügbarer Modelle zur Berechnung der Wärmestrahlung ist ebenso bisher ungeklärt. Um diese Fragestellungen zu untersuchen, wurden in der BAM Versuche an einem 80 m3 Biogassack durchgeführt. KW - Biogas KW - Ausflussziffer KW - Abbrand KW - Experimente PY - 2019 SN - 2191-007 VL - 9 IS - Juli/August 2019 SP - 24 EP - 29 PB - VDI Fachmedien GmbH & Co. KG CY - Düsseldorf AN - OPUS4-49181 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Holtappels, Kai T1 - Research in the field of hydrogen safety at BAM N2 - The presentation introduces the BAM as well as the experimental possibilites at the BAM TTS in the first part. The general possibilities regarding Power2Gas with respect to hydrogen production by electrolysis are preseneted. Furthermore the Hydrogen Strategy of Germany and the status quo regarding grenn energy solutions in the transport sector are given. In the last part of the presentation a short overview of relevant investigations in the field of hydrogen safety and alternative fuels for cars as well as perspectively planned investigations of the BAM in this area are presented. T2 - Fall Meeting of the Korean Society of Safety (KOSOS) CY - Busan, South Korean DA - 13.11.2019 KW - Explosion KW - Power2Gas KW - Hydrogen KW - LPG KW - CNG PY - 2019 AN - OPUS4-50011 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Kluge, Martin A1 - Krentel, Daniel ED - Tschirschwitz, Rico 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 Behälter¬ver¬sagen durch Brandbeaufschlagung untersucht. Neben verschiedenen Behältermantel¬temperaturen und dem Behälterinnendruck wurde auch die Temperatur des gespeicherten Mediums dokumentiert. Dadurch war es möglich, genau zu dokumentieren, 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 - LPG KW - Feuer KW - Propan PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.7795/210.20190521L VL - 15. SP - 1 EP - 20 PB - PTB CY - Braunschweig AN - OPUS4-48086 LA - deu 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, Miachael A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz ED - Aga, Diana ED - Daugulis, Andrew ED - Li Puma, Gianluca ED - Lyberatos, Gerasimos ED - Tay, Joo Hwa ED - Lima, Éder Claudio T1 - Hazards from failure of CNG automotive cylinders in fire N2 - Compressed natural gas (CNG) is a widely used automotive fuel in a variety of countries. In case of a vehicle fire where the safety device also malfunctions, a failure of the CNG automotive cylinder could occur. Such a cylinder failure is associated with severe hazards for the surrounding environment. Firstly, a comprehensive analysis is given below, summarizing various accidents involving CNG automotive cylinders and their consequences. In an extensive experimental program, 21 CNG automotive cylinders with no safety device were tested. Of the 21, burst tests were carried out on 5 Type III and 5 Type IV cylinders. Furthermore, fire tests with 8 Type III and 3 Type IV cylinders were conducted. Apart from cylinder pressure, inner temperature and cylinder mantle temperature, the periphery consequences, such as nearfield blast pressure and fragmentation are documented. The maximum measured overpressure due to a Type III cylinder failure was p = 0.41 bar. Each traceable fragment was georeferenced. All-in-all, fragment throw distances of d > 300 m could be observed. As one key result, it can be stated that the tested Type IV CNG cylinders showed less critical failure behavior then the Type III cylinders under fire impingement. KW - CNG KW - Composite cylinder KW - Gas cylinder KW - Tank failure KW - Fragments PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.12.026 SN - 0304-3894 SN - 1873-3336 VL - 367 SP - 1 EP - 7 PB - Elsevier CY - New York City, New York, USA AN - OPUS4-47135 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -