TY - CHAP A1 - Sproesser, G. A1 - Change, Y.-J. A1 - Pittner, Andreas A1 - Finkbeiner, M. A1 - Rethmeier, Michael ED - Stark, R. ED - Bonvoisin, J. ED - Seliger, G. T1 - Sustainable technologies for thick metal plate welding T2 - Sustainable Manufacturing Challenges, Solutions and Implementation Perspectives N2 - Welding is the most important joining technology. In the steel construction industry, e.g. production of windmill sections, welding accounts for a main part of the manufacturing costs and resource consumption. Moreover, social issues attached to welding involve working in dangerous environments. This aspect has unfortunately been neglected so far, in light of a predominant focus on economics combined with a lack of suitable assessment methods. In this chapter, exemplary welding processes are presented that reduce the environmental and social impacts of thick metal plate welding. Social and environmental Life Cycle Assessments for a thick metal plate joint are conducted for the purpose of expressing and analysing the social and environmental impacts of welding. Furthermore, it is shown that state-of-the-art technologies like Gas Metal Arc Welding with modified spray arcs and Laser Arc-Hybrid Welding serve to increase social and environmental performance in contrast to common technologies, and therefore offer great potential for sustainable manufacturing. KW - Human health G. KW - Life cycle assessment (LCA) KW - Arc welding KW - Laser arc-hybrid welding KW - Resource efficiency KW - Social life cycle assessment (SLCA) PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-390025 SN - 978-3-319-48513-3 SN - 978-3-319-48514-0 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-319-48514-0 SN - 2194-0541 SN - 2194-055X SP - 71 EP - 84 PB - Springer CY - Cham, Switzerland AN - OPUS4-39002 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Pittner, Andreas A1 - Fabry, Cagtay T1 - Abschlussbericht IGF 17.923 N: "Sensorgestütztes MSG-Engspaltschweißen von Feinkornstählen mit modifizierter Prozessführung im Dickblechbereich" N2 - Die im Forschungsvorhaben erzielten Ergebnisse zeigen konkrete technische Lösungen für die automatisierte Anwendung des MSG Engspaltschweißen, sowohl mittels optischer als auch prozessorientierter Sensorik, und sprechen damit ein breites Spektrum möglicher Anwender, insbesondere KMU, an. Die Seitenführung des Brenners auf Basis der optischen Messgrößen stellt eine robuste und einfach zu implementierende Möglichkeit zur Nahtverfolgung dar. Für die Höhenführung über der Schweißnaht wurde neben der Lösung mittels optischer Messverfahren zusätzlich eine direkt darauf aufbauende Möglichkeit zur Implementierung eines Lichtbogensensors abgeleitet. Das Vorgehen konnte sowohl für Sprühlichtbogenprozesse als auch bei Verwendung von Impulslichtbogenprozessen erfolgreich angewendet werden. Die zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Flankeneinbrandes entwickelte Pendelregelung ist ebenfalls für unterschiedliche Lichtbogenarten einsetzbar und muss vom Anwender auch beim Einsatz einer großen Bandbreite unterschiedlicher Prozessparameter nahezu nicht konfiguriert werden. Neben der im Rahmen der Verfahrensprüfung untersuchten Pendelraupentechnik konnte die Übertragbarkeit des Vorgehens auch auf die Strichraupentechnik anhand von gezielten Schweißversuchen aufgezeigt werden. Die zunächst auf Basis der optischen Messwerte ausgelegte Füllgradregelung konnte die vorgesehenen Spaltvariationen von 18 bis 24 mm im Rahmen der durchgeführten Verfahrensprüfung ausgleichen. Die Ableitung eines äquivalenten Lichtbogensensors durch Kopplung beider Messprinzipien wurde am Laufzeitende des Vorhabens aufgezeigt, konnte jedoch durch zeitliche Beschränkung nicht für die Verfahrensprüfung berücksichtigt werden. In Absprache mit dem projektbegleitenden Ausschuss wurde die Entwicklung der Prozessregelung für das Vorhaben auf Schweißungen in Wannenlage und Grundwerkstoffe der Güte S355J2 beschränkt. Die Qualifizierung des Verfahrens unter Einsatz der beschriebenen Regelalgorithmen nach DIN EN ISO 15614-1 konnte für alle betrachteten Spaltbreiten zwischen 18 und 24 mm anhand einer 50 mm dicken Demonstratorprobe nachgewiesen werden. KW - Schutzgasschweißen KW - MSG-Engspaltschweißen KW - Prozesssteuerung KW - Lichtbogensensorik KW - Prozessregelung KW - GMAW KW - Narrow gap GMAW KW - GMAW control KW - Arc-sensing PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-390934 SP - 1 EP - 38 AN - OPUS4-39093 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Qiao, Linan A1 - Nagelschmidt, Sven A1 - Herbrich, Uwe T1 - Application of a Modified Arrhenius Equation to Describe the Time-Temperature Equivalence in Relaxation Analysis of Metal Seals JF - Journal of Civil Engineering and Architecture N2 - For the application of the time-temperature superposition principle a suitable relation is needed to describe the time-temperature shift factor α. Therefore, the Arrhenius equation is widely used due to its simple form and often leads to suitable results. Where, the Arrhenius equation presents a linear relation for the temperature-dependent shift factor in logarithmic scale ln(α) with the absolute inverse temperature (1/ϑ). However, in cases with a large temperature range which eventually include more complex reaction processes, the functional relation between ln(α) and (1/ϑ) is nonlinear in the ‘Arrhenius plot’. In those cases, the monotone change of the nonlinear range in the ‘Arrhenius plot’ can be interpreted as a transient range between two approximately linear or constant regions. An extended application of the modified Arrhenius equation from Nakamura (1989) is presented in this study for this transient range. The introduced method was applied to describe the time-temperature equivalence in the relaxation analysis of restoring seal force of metal seals, which are used in lid-systems of transport and interim storage casks for radioactive materials. But, the method is widely valid and can be used for different objectives which are characterized by thermorheologically simple behavior with nonlinear sensitivity to inverse temperature. KW - Metal seals KW - TTS principle KW - Arrhenius equation KW - Non-linear Arrhenius behavior KW - Relaxation analysis KW - Seal force PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-446759 UR - http://www.davidpublisher.org/index.php/Home/Article/index?id=33931.html DO - https://doi.org/10.17265/1934-7359/2017.09.004 SN - 1934-7359 VL - 11 IS - 9 SP - 853 EP - 861 PB - David Publishing Company CY - USA, NY 10989, Valley Cottage AN - OPUS4-44675 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Ebell, Gino A1 - Burkert, Andreas A1 - Breit, W. A1 - Adams, R. A1 - Oechsner, M. A1 - Hoche, H. A1 - Körber, D. T1 - Technologie- und Sicherheitszuwachs bei der Anwendung von feuerverzinktem Betonstahl zum Ausbau einer nachhaltigen Marktposition im Stahlbetonbau N2 - Die Feuerverzinkung von Betonstahl stellt auf der Grundlage der im Stahlbetonbau geltenden Regelwerke eine zusätzliche Maßnahme zur Steigerung der Dauerhaftigkeit insbesondere bei Korrosionsbeanspruchung infolge Karbonatisierung und/oder Chlorideinwirkung dar. Anders als im Ausland ist die Anwendung von feuerverzinktem Betonstahl in Deutschland bisher kaum verbreitet. Im Rahmen des AiF-Forschungsprojekts IGF 499 „Technologie- und Sicherheitszuwachs bei der Anwendung von feuerverzinktem Betonstahl zum Ausbau einer nachhaltigen Marktposition im Stahlbetonbau“ sollten die einem breiteren Einsatz feuerverzinkter Betonstähle in Deutschland bisher entgegenstehenden offenen Fragestellungen beantwortet werden. Die interdisziplinäre Forschergruppe bestand aus dem Fachgebiet Werkstoffe im Bauwesen, Technische Universität Kaiserslautern (Forschungsstelle 1), mit dem Arbeitsschwerpunkt Fertigungstechnik, der staatlichen Materialprüfungsanstalt Darmstadt an der Technischen Universität Darmstadt (Forschungsstelle 2), mit dem Arbeitsschwerpunkt Werkstofftechnik, und der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Berlin (Forschungsstelle 3), mit dem Arbeitsschwerpunkt Korrosionsschutz. KW - Verzinkter Betonstahl PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-402215 SP - 1 EP - 253 PB - AiF-Forschungsvereinigung Gemeinschaftsausschuss Verzinken e.V. (GAV) AN - OPUS4-40221 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Goedecke, Caroline A1 - Mülow-Stollin, Ulrike A1 - Hering, S. A1 - Richter, Janine A1 - Piechotta, Christian A1 - Paul, Andrea A1 - Braun, Ulrike T1 - A first pilot study on the sorption of environmental pollutants on various microplastic materials JF - Journal of Environmental Analytical Chemistry N2 - With the drastic increase in plastic production, the input of plastic particles into the environment has become a recognised problem. Xenobiotics are able to sorb to polymer materials, and this process is further enhanced where they Encounter microplastics (plastic fragments <5 mm). In this work we studied the sorption of metformin, a type-2 diabetes drug, and difenoconazole, a fungicide, onto the virgin polymer materials polyamide (PA), polypropylene (PP), and polystyrene (PS). Additionally, PP was cryo-milled and PA was treated with acid to investigate the influence of an increase in surface area and chemical modification. The material properties were also studied by dynamic scanning calorimetry (DSC), gel permeation chromatography (GPC) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Sorption experiments were performed on the basis of a full factorial design examining the effect of agitation, pH value, and salinity. Experimental results showed that difenoconazole sorbs readily to all microplastics, whereas the more polar analyte metformin did not show any affinity to the materials used. For difenoconazole the governing factor in all cases is agitation, while both pH and salinity exhibited only a slight influence. The modification of polymers leads to enhanced sorption, indicating that an increase in surface area (cryo-milled PP) or inner volume (acid-treated PA) strongly favours adsorption. Moreover, long-term experiments demonstrated that the time until equilibrium is reached depends strongly on the particle size. KW - Difenoconazole KW - Metformin KW - Plastic debris KW - Polymer KW - Dynamic scanning calorimetry PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-402393 DO - https://doi.org/10.4172/2380-2391.1000191 SN - 2380-2391 VL - 4 IS - 1 SP - Article 1000191, 1 EP - 8 PB - Omics International CY - Los Angeles AN - OPUS4-40239 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Weltschev, Margit A1 - Habib, Abdel Karim T1 - BAM-Projekt AGIFAMOR – Zustandsüberwachung von Rohrleitungen T2 - Statusberichte zur Entwicklung und Anwendung der Schallemissionsanalyse N2 - Rohrleitungssysteme sind aufgrund ihrer Funktion und Ausdehnung für den Betrieb, die Verfügbarkeit und die Sicherheit von Industrieanlagen von besonderer Bedeutung. Die bisher in definierten Intervallen durchgeführten, wiederkehrenden Prüfungen zur Sicherstellung leckagefreier Rohrleitungen sind kostenintensiv und mit einem erhöhten Aufwand verbunden. Mit dem interdisziplinären Forschungsprojekt AGIFAMOR (Ageing Infrastructures – Akustisches Monitoring von Rohrleitungen) arbeitet die BAM an der Entwicklung und Erprobung einer örtlich und zeitlich kontinuierlichen Zustandsüberwachung von Rohrleitungen basierend auf einem faseroptischen akustischen Messsystem, welches einen vergleichsweise geringen Installationsaufwand der Sensoren erfordert. Mit diesem Verfahren sollen vor allem betriebsbedingte Schädigungen infolge von Korrosion sowie daraus entstehende Pittings oder Risse erkannt und damit Leckagen verhindert werden. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie zum Teilaspekt „Detektion von Risswachstum“ wurde ein 2,5 m langes, definiert vorgekerbtes Stahlrohr mit der faseroptischen Sensorik (FOS) ausgestattet und quasistatisch unter 4-Punkt-Biegung belastet. Mit fortschreitender Belastung wächst, ausgehend vom vorhandenen Außenumfangskerb, ein Riss im Stahlrohr bis zum Erreichen der Leckage – in der Praxis ein gefährliches Schadensszenario. Parallel zur FOS erfolgten Messungen mit Schallemissionssensoren, Beschleunigungssensoren und Potentialsonden, deren Ergebnisse die Interpretation der FOS-Messergebnisse unterstützen sollen. T2 - 21. Kolloquium Schallemission CY - Fulda, Germany DA - 09.03.2017 KW - Beschleunigungssensoren KW - Faseroptische Sensorik KW - Schallemission KW - Monitoring KW - Rohrleitung PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-401811 SN - 978-3-940283-82-5 VL - DGZfP-BB 159 SP - Vortrag 17, 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-40181 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ziegler, Mathias A1 - Thiel, Erik A1 - Studemund, Taarna T1 - Laser-Thermografie – Von der flächigen zur strukturierten Anregung T2 - DGZfP-Berichtsband N2 - Im Bereich der optisch angeregten Thermografie haben sich Blitzlampen (impulsförmig-flächige Erwärmung) und Halogenlampen (moduliert-flächige Erwärmung) für die spezifischen Regime Impuls- und Lockin-Thermografie etabliert. Mittels eines rasternden fokussierten Lasers wird die Flying-spot Laserthermografie z.B. zur Risserkennung (Dauerstrichbetrieb) und die photothermische Materialcharakterisierung (hochfrequent moduliert)implementiert. Durch die Verfügbarkeit neuer Technologien (schnelle und hochauflösende IR-Kameras, brillante innovativer Lichtquellen und performante Datenakquisitions- und Verarbeitungstechnik) wird ein Paradigmenwechsel von den getrennt voneinander stehenden photothermischen und thermografischen Techniken hin zu einer einheitlichen quantitativen Mess-und Prüftechnik ermöglicht, die schneller und präziser ist. Ähnlich wie ein LED-Array, jedoch mit einer um zwei Größenordnungen höheren Bestrahlungsstärke, steht jetzt eine neuartige brillante Laserquelle, das VCSEL-Array (vertical-cavity surface-emitting laser) zur Verfügung, welches die starke Beschränkung der zeitlichen Dynamik der etablierten Lichtquellen aufhebt und gleichzeitig spektral sauber von der Detektionswellenlänge getrennt ist. Es vereint somit das schnelle zeitliche Verhalten eines Diodenlasers mit der hohen optischen Bestrahlungsstärke und dem großen Beleuchtungsbereich von Blitzlampen. Darüber hinaus kann die Erwärmung auch strukturiert vorgenommen werden, da einzelne Bereiche des VCSEL-Arrays unabhängig voneinander angesteuert werden können. Dieser neue Freiheitsgrad ermöglicht die Entwicklung ganz neuer thermografischer ZfP-Verfahren. T2 - Thermographie-Kolloquium 2017 CY - Berlin, Germany DA - 28.09.2017 KW - Thermografie KW - Laser KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Lock-in KW - VCSEL KW - Photothermisch PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-431170 UR - https://www.dgzfp.de/Portals/thermo2017/BB/6.pdf SN - 978-3-940283-88-7 VL - 163 SP - 1 EP - 15 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-43117 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Swaraj, S. A1 - Dietrich, Paul A1 - Unger, Wolfgang T1 - Simultaneous surface and bulk sensitive XAS measurements of magnetic particle clusters JF - IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series N2 - Magnetic iron oxide nanoparticle clusters (mnpc) coated with organic stabilizers were investigated using scanning transmission x-ray microscopy (STXM). Simultaneous surface and bulk sensitive Fe L3 edge absorption spectra, obtained using a photomultiplier tube and a channeltron, were used to detect subtle changes in the oxidation state in the surface and bulk of Iron Oxide mnpc. The effectiveness of this mode of STXM operation is demonstrated for These nanoparticle clusters. T2 - X-Ray Microscopy Conference 2016 (XRM 2016) CY - Oxford, UK DA - 15.08.2016 KW - Scanning transmission x-ray microscopy (STXM) KW - Magnetic nanoparticles KW - Fe L3 edge absorption spectra PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-435907 UR - http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/849/1/012014/meta DO - https://doi.org/10.1088/1742-6596/849/1/012014 VL - 849 SP - 012014, 1 EP - 012014, 4 PB - IOP Publishing AN - OPUS4-43590 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Guerra, M. F. A1 - Fischer, M. A1 - Radtke, Martin A1 - Reinholz, Uwe T1 - Inca figurines from the Ethnologisches Museum in Berlin: an analytical study of some typical and atypical productions JF - Bulletin de l’Institut Français d’Études Andines N2 - Fourteen hollow and one cast anthropomorphic and zoomorphic figurines produced in Incan times for ritual offerings from the Ethnologisches Museum in Berlin were selected to investigate the technologies and alloys used for their fabrication with portable optical microscopy and non-destructive XRF elemental analysis. This group of gold and silver figurines includes typical specimens of the Inca production, such as the four silver figurines from the Island Coati in Lake Titicaca and the two gold figurines from Pachacamac, as well as specimens that are seldom present in collections, which makes them atypical. In addition to the tall figurines with atypical hair or standing pose, one bicolour figurine half silver, half gold) and another with coloured inlays were included in this study for comparison. The large majority of the silver specimens are made from very high quality alloys and the gold figurines are made from alloys containing low copper contents and silver ranging from 30wt% to 52wt%. KW - Gold KW - pXRF KW - Inca PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-436015 DO - https://doi.org/10.4000/bifea.8232 SN - 0303-7495 VL - 46 IS - 1 SP - 221 EP - 251 PB - Institut Français d'Études Andines AN - OPUS4-43601 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schumacher, David A1 - Ewert, Uwe A1 - Zscherpel, Uwe T1 - Influencing parameters on image quality using photon counting detectors for laminography T2 - 7th European-American Workshop on Reliability of NDE, Proceedings N2 - Classical film radiography is a well-established NDT technique and it is most commonly used for testing weld seams and corroded pipes e.g. in oil and gas industry or in nuclear power plants. In the course of digitization, digital detector arrays (DDA) are finding their way into industrial applications and are replacing film radiography step by step. This study deals with the latest generation of DDAs, the photon counting and energy resolving detectors (PCD), and their characteristics compared to charge integrating detectors (CID). No matter which technology to use, radiography still lacks a general issue: A three-dimensional object is projected onto a two dimensional image. Of course, advanced computed tomography (CT) algorithms exist since many years, but if the object to investigate is too large to fit into the manipulation system or its shape is not appropriate, CT is not feasible or sensible to be applied. To overcome this limitation, numerous laminographic algorithms have been developed in the past. In this study, photon counting detectors are used in combination with co-planar translational laminography to gain reconstructed three-dimensional volumes. Both laminographic testing and PCDs require a serious knowledge of many parameters that can influence the image quality in the resulting datasets. These are e.g. the detector efficiency and calibration procedure, setting of energy thresholds, exposure data, number of projections, beam length correction and spatial resolution. The use of PCDs yields more variables to be considered compared to CIDs. The most important parameters in laminographic testing and in the use of PCDs are described in this study and limits are discussed. T2 - 7th European-American Workshop on Reliability of NDE CY - Potsdam, Germany DA - 05.09.2017 KW - X-ray imaging KW - Digital radiography KW - Co-planar translational laminography KW - Reliability KW - Photon counting detectors PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-428912 UR - http://www.nde-reliability.de/portals/nde17/BB/31.pdf SP - Paper 31, 1 EP - 11 AN - OPUS4-42891 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -