TY - CONF A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Blankenhagel, Paul T1 - Organic peroxide fireballs - Project summary (2016 - 2018) N2 - Final report of research activities at BAM concerning large scale fireballs of organic peroxides (OP). New models for OP fireball diameter, duration, height and Surface Emmissive Power (SEP) are proposed and discussed based on a large number of large-scale and small-scale experiments using Di-tert-butylperoxide (DTBP) as a liquid OP and heptane as a liquid hydrocarbon fuel. Finally, CFD simulations are used to predict the fireball parameters: diameter, duration, height and SEP. Also the impact on the German storage regulations for organic peroxides are discussed. T2 - IGUS EOS Meeting 2019 CY - Brussels, Belgium DA - 21.04.2019 KW - Fireball KW - Organic Peroxide KW - DTBP KW - Thermal Radiation KW - CFD KW - Safety distances PY - 2019 AN - OPUS4-48522 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Mishra, K. B. A1 - Steinbach, J. T1 - The capability of commercial CFD code to predict organic peroxide fireball characteristics JF - Journal of Hazardous Materials N2 - Fireballs of liquid organic peroxides differ from those of liquid hydrocarbon fuels. Modified equations for predicting the fireball diameter, height, surface emissive power and the duration in dependence of the fuel mass are presented for di-tert-butyl peroxide. They base on 13 steel drum tests with fuel masses from 10 kg to 168 kg. Moreover, computational fluid dynamics simulations are performed using the laminar flamelet approach and a statistically turbulence treatment. Fireballs involving peroxide from 10 kg to 80 kg were simulated and their properties compared to the experimentally developed models. The deviations of each property are partially compensating each other leading to an adequate prediction of thermal safety distances for both, a time-independent and a time-averaged treatment. Simulations prove to be a good tool for predicting thermal radiation hazards of fireball scenarios. KW - Fireball KW - CFD simulation KW - Organic peroxide KW - Fire safety KW - DTBP PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.11.011 SN - 0304-3894 SN - 1873-3336 VL - 365 SP - 386 EP - 394 PB - Elsevier AN - OPUS4-47054 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Steinbach, J. A1 - Mishra, K. B. T1 - Thermal radiation assessment of fireballs using infrared camera JF - Journal of Loss Prevention in the Process Industries N2 - The thermal radiation impact of organic peroxide fireballs is experimentally assessed using an infrared camera. Fireballs are generated while liquid peroxide filled steel drums are subjected to gas burner fire at different heating rates. Three large burning clouds are observed with varying flame characteristics. Thermal radiation properties are assessed by infrared images with the presented methods. Despite of the two-dimensional temperature fields, the flames are treated and characterized as three-dimensional objects. Fireball diameters and heights are calculated based on a representing radiating sphere with the same cloud volume. By the use of the solid flame model and assumptions for emissivity and transmissivity, heat fluxes and thermal radiation doses against distance are predicted. Thermal safety distances are presented based on the maximum irradiance and the allowed exposure time. The validation of the maximum and time-dependent radiation fields is achieved through heat flux sensors in varying distances to the fireball. The results prove the use of an infrared camera and a volume based size calculation to fully assess the thermal radiation hazards of fireballs. KW - Fireball KW - Thermal radiation KW - Infrared camera KW - Organic peroxide KW - Safety distances PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2018.04.008 SN - 0950-4230 VL - 54 SP - 246 EP - 253 PB - Elsevier AN - OPUS4-45277 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Steinbach, J. T1 - Auswirkungen hoher thermischer Belastungen auf flüssige organische Peroxide in Metallbehältern JF - Technische Sicherheit N2 - Im Gegensatz zu thermisch instabilen Kunststoffverpackungen garantieren Metallbehälter auch bei hoher thermischer Belastung, beispielsweise durch ein Schadenfeuer, einen stetigen Wärmeeintrag. Ist ein flüssiges organisches Peroxid enthalten, wird durch die Wärme eine sich selbst-beschleunigende exotherme Zersetzung initiiert. Das mit der Entzündung der Zersetzungsgase entstehende Feuer brennt durch den kontinuierlichen äußeren Wärmeeintrag heftiger als dies bei Poolfeuern organischer Peroxide zu beobachten ist. Aufgrund des definierten Einschlusses einer Metallverpackung kann die Zersetzung explosionsartig ablaufen und zur Ausbildung ein- und mehrfacher Feuerbälle führen. Auswirkungsbetrachtungen eines mit flüssigem organischen Peroxid befüllten und von außen befeuerten 220 Liter Stahlfasses wurden anhand zahlreicher Versuche mit unterschiedlichen Aufheizmethoden durchgeführt und sowohl die ermittelten Abbrandraten als auch die gemessenen thermischen Strahlungsbelastungen mit denen eines Poolfeuers verglichen. Die Analyse des Gefahrenpotentials unterschiedlich großer Feuerbälle führte schließlich zur Entwicklung eines ersten semi-empirischen Modells zur Abschätzung des Durchmessers und der Abbranddauer von Feuerbällen organischer Peroxide. Daraus ergibt sich die Möglichkeit der Berechnung notwendiger thermischer Sicherheitsabstände. KW - organische Peroxide KW - Feuerball KW - Poolfeuer KW - thermische Strahlung PY - 2018 UR - https://www.technische-sicherheit.de/ts/article.php?data[article_id]=89192 SN - 2191-0073 VL - 8 IS - 4 SP - 11 EP - 16 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-45279 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Steinbach, J. T1 - Spiel mit dem Feuerball JF - Gefährliche Ladung N2 - In der Regel verbrennen organische Peroxide (OP) aufgrund ihrer Eigenschaften noch viel heftiger als Flüssigkohlenwasserstoffe. Ein anderes Verhalten wird auch bei der Entstehung und dem Abbrand von Feuerbällen beobachtet. Anhand von Großversuchen an 220-Liter-Stahlfässen wird das Verhalten von OP-Feuerbällen am Beispiel von Di-tert-butyl Peroxid (DTBP) untersucht. Bei der Simulation unterschiedlicher Worst-Case-Szenarien, d.h. unterschiedlicher Außenfeuer, entstehen aufgrund der Selbstzersetzungsprozesse des Peroxids unterschiedlich große, sich explosionsartig ausbildende Feuerbälle. Durch die Charakterisierung u.a. mittels Wärmebildtechnik konnten neue semi-empirische Ansätze für Berechnung der Wärmestrahlung von DTBP-Feuerbällen entwickelt werden. Diese helfen angemessene Schutz- und Sicherheitsabstände im Vorfeld für Produktions- und Verarbeitungsbetriebe zu bestimmen. KW - Feuerbälle KW - thermische Strahlung KW - organische Peroxide KW - Sicherheitsabstand PY - 2018 SN - 0016-5808 VL - 10 SP - 28 EP - 31 PB - Storck Verlag CY - Hamburg AN - OPUS4-46573 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter T1 - Fireballs of liquid organic peroxides - recent research activities N2 - Fire and explosion hazards associated with storage and transportation of flammable materials have been a matter of great interest in the recent times. There are numerous studies on pool fires, BLEVEs and fireballs of hydrocarbon fuels, whereas BLEVEs and fireballs of organic peroxides (OP) were not investigated in detail yet. Recent research activities on OP fireballs are presented in terms of mass burning rates, substance temperatures and the formation of fireballs. Differences to existing correlations and their impact on hazard assessment is shown. Finally different approaches for CFD modeling are presented and compared. T2 - IGUS EOS Meeting CY - Rijswijk, The Netherlands DA - 24.04.2017 KW - Fireballs KW - Organic peroxide KW - Thermal radiation KW - CFD-simulation PY - 2017 AN - OPUS4-40191 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Xu, S. A1 - Mishra, K. B. A1 - Steinbach, J. T1 - A new model for organic peroxide fireballs JF - Journal of Loss Prevention in the Process Industries N2 - Organic peroxides are capable to form fireballs with explosive violence. Only fireball models for liquid hydrocarbon fuels are available for the assessment of the thermal radiation properties. Because the development of such fireballs usually differ from those of organic peroxides the properties need to be characterized by modified equations. In this study liquid organic peroxide fireballs from 16 kg to 155 kg substance masses are characterized and compared to selected existing correlations. Flame characteristics and irradiances are measured with infrared cameras and heat flux sensors. All fireballs are consequences of simulated worst case scenarios where filled steel drums are engulfed by fire with varying heat impact. The differences of the given semi-empirical equations and the presented experimental work are explained. A new model is proposed for organic peroxide fireballs by modifying the constants of the known equations. The thermal radiation impact and safety distances are calculated and compared. KW - Organic peroxide KW - Fireball KW - Thermal radiation KW - Safety distances PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2017.10.002 SN - 0950-4230 VL - 50 IS - Part A SP - 237 EP - 242 PB - Elsevier Science AN - OPUS4-43069 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Steinbach, J. T1 - Brandszenarien organischer Peroxide in Stahlbehältern N2 - Für organische Peroxide (OP) ergeben sich im Falle eines Brandes im Vergleich zu herkömmlichen entzündbaren/brennbaren Stoffen höhere Massenabbrandraten, größere Flammenhöhen und erhöhte Strahlungsbelastungen für Objekte und Personen in der Umgebung. Eine besondere Gefahr kann von OP in Stahlgefäßen ausgehen, sofern sie für die Lagerung oder Beförderung zugelassen sind. Brandversuche an 200-Liter-Stahlfässern zeigen z. B. eine explosionsartige Ausbildung von Feuerbällen hochkonzentrierter flüssiger OP nach einem zuvor schon heftigen Abbrandverhalten. In diesem Beitrag wird auf den Brand verschiedener OP in Stahlfässern eingegangen und die Schadenswirkung auf die Umgebung bewertet. Die zu beobachtenden Phänomene Pool- und Jetfeuer, Boil-Over sowie Feuerball werden mittels der Versuchsergebnisse beschrieben. Messtechnisch erfasst und gegenübergestellt werden die Massenabbrandraten, diverse Flammeneigenschaften sowie die thermische Strahlungsbelastung auf die Umgebung. Durch eine Vielzahl von Versuchen zeigen sich Feuerbälle unterschiedlicher Größe, die durch bekannte semi-empirische Korrelationen für flüssige Kohlenwasserstoffe nicht beschrieben werden können. T2 - 13. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 16.11.2017 KW - Orgnische Peroxide KW - Feuerball KW - Thermische Strahlung KW - Sicherheitsabstände PY - 2017 AN - OPUS4-43045 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Blankenhagel, Paul T1 - Brandszenarien organischer Peroxide in Stahlbehältern T2 - Proceedings der 13. Fachtagung Anlagen, Arbeits- und Umweltsicherheit N2 - Für organische Peroxide (OP) ergeben sich im Falle eines Brandes im Vergleich zu herkömmlichen entzündbaren/brennbaren Stoffen höhere Massenabbrandraten, größere Flammenhöhen und erhöhte Strahlungsbelastungen für Objekte und Personen in der Umgebung. Eine besondere Gefahr kann von OP in Stahlgefäßen ausgehen, sofern sie für die Lagerung oder Beförderung zugelassen sind. Brandversuche an 200-Liter-Stahlfässern zeigen z. B. eine explosionsartige Ausbildung von Feuerbällen hochkonzentrierter flüssiger OP nach einem zuvor schon heftigen Abbrandverhalten. In diesem Beitrag wird auf den Brand verschiedener OP in Stahlfässern eingegangen und die Schadenswirkung auf die Umgebung bewertet. Die zu beobachtenden Phänomene Pool- und Jetfeuer, Boil-Over sowie Feuerball werden mittels der Versuchsergebnisse beschrieben. Messtechnisch erfasst und gegenübergestellt werden die Massenabbrandraten, diverse Flammeneigenschaften sowie die thermische Strahlungsbelastung auf die Umgebung. Durch eine Vielzahl von Versuchen zeigen sich Feuerbälle unterschiedlicher Größe, die durch bekannte semi-empirische Korrelationen für flüssige Kohlenwasserstoffe nicht beschrieben werden können. T2 - 13. Fachtagung für Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 16.11.2017 KW - Organische Peroxide KW - Feuerball KW - Thermische Strahlung KW - Sicherheitsabstände PY - 2017 SN - 978-3-96057-032-5 SP - 1 EP - 9 CY - Köthen AN - OPUS4-43047 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter T1 - Fireballs of liquid organic peroxides - New large scale test results N2 - Summary of recent research activities at BAM concerning large scale fireballs of organic peroxides (OP). For the tests performed in Nanjing, China, the experimental setup and data aquisition is briefly shown and results are discussed compared with semi-empirical models. A new model is proposed for assessing OP fireballs. Thermal safety distances are calculated and compared for the three large tests. T2 - IGUS EOS ad-hoc meeting CY - Franfkurt am Main, Germany DA - 25.09.2017 KW - Fireball KW - Organic peroxide KW - Thermal radiation KW - Safety distances PY - 2017 AN - OPUS4-43055 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -