TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Widjaja, Martinu A1 - Mair, Georg T1 - Modalanalyse als Werkzeug zur Lebensdauerabschätzung bei Composite-Druckbehältern N2 - Hochbeanspruchte Bauteile wie Druckbehälter bergen im Falle eines Versagens ein erhebliches Gefährdungspotential für Mensch und Umgebung. Trotz der Auslegung mit hohen Sicherheitsfaktoren kommt es durch die hauptsächlich bei mobilen Anwendungen eingesetzten Leichtbauwerkstoffe und Materialkombinationen zu komplexen Degradations- und Schädigungsvorgängen, welche unter ungünstigen Umständen zu einem frühzeitigen Versagen führen können. Die hier vorgestellten Untersuchungen beziehen sich auf Typ IV-Gasspeicher, die als Wasserstofftanks in KFZ zur Anwendung kommen. Durch den Einsatz eines Messverfahrens auf Basis einer experimentellen Modalanalyse (EMA) sollen Schädigungs- und Degradationsgrad künftig zerstörungsfrei erfasst und auch einsatzbegleitend überwacht werden können. T2 - DAGA 2021 - 47. Jahrestagung für Akustik CY - Wien, Österreich DA - 15.08.2021 KW - Impact KW - Modalanalyse KW - Druckbehälter PY - 2021 VL - 47 SP - 1202 EP - 1205 AN - OPUS4-53626 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Widjaja, Martinus Putra A1 - Moosavi, Robabeh A1 - John, Sebastian A1 - Schumacher, David A1 - Grunwald, Marcel A1 - Auster, Jürgen A1 - Szczepaniak, Marius A1 - Mair, Georg A1 - Waske, Anja T1 - Impact damage evaluation of hydrogen composite pressure vessels by analysing computed tomography images N2 - The objective of this work is to find a method that describes the degree of damage from an impact experiment. This experiment was performed on Composite Pressure Vessels (CPV) in order to find the correlation of impact damage to the residual burst pressure. Computed Tomography (CT) approach was used to capture the before and after impact condition of the CPVs. The Wasserstein function was used to calculate how much the after impact image has differed from the original one. In the end, a good correlation was obtained to the residual burst pressure. T2 - HyFiSyn Conference CY - Online meeting DA - 15.09.2021 KW - Hydrogen KW - Composite pressure vessel KW - Carbon fibre KW - Burst test KW - Image analysis KW - Computed tomography (CT) PY - 2021 SP - 31 EP - 32 AN - OPUS4-53494 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wang, Bin A1 - Mair, Georg A1 - Islam, F. T1 - Evaluation methods for estimation of Weibull parameters used in Monte Carlo simulations for safety analysis of pressure vessels N2 - The test data for static burst strength and load cycle fatigue strength of pressure vessels can often be well described by Gaussian normal or Weibull distribution functions. There are various approaches which can be used to determine the parameters of the Weibull distribution function; however, the performance of these methods is uncertain. In this study, six methods are evaluated by using the criterion of OSL (observed significance level) from Anderson-Darling (AD) goodness of Fit (GoF), These are: a) the norm-log based method, b) least squares regression, c) weighted least squares regression, d) a linear approach based on good linear unbiased estimators, e) maximum likelihood estimation and f) method of moments estimation. In addition, various approaches of ranking function are considered. The results show that there are no outperforming methods which can be identified clearly, primarily due to the limitation of the small sample size of the test data used for Weibull analysis. This randomness resulting from the sampling is further investigated by using Monte Carlo simulations, concluding that the sample size of the experimental data is more crucial than the exact method used to derive Weibull parameters. Finally, a recommendation is made to consider the uncertainties of the limitations due to the small size for pressure vessel testing and also for general material testing. KW - Safety assessment KW - Weibull distribution parameters KW - Randomness KW - Sample size KW - Monte Carlo simulation PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1515/mt-2020-0058 VL - 63 IS - 4 SP - 279 EP - 385 PB - De Gruyter AN - OPUS4-53105 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg T1 - Salvage pressure receptacles - Technical background N2 - The presentation reflects the questions that have been raised by member states and NGOs. As background information details on the question how to choose a suitable salvage pressure receptacle (SPR) are provided. This leads to the need for deleting the volume limitation for SPRs and to the discussions in 2014 and 2016 on this issue. As an adequate substitution for deleting the volume limit for SPRs it is proposed to limit the pressure receptacles to be stored in by a maximum pressure-volume-value of 1.5 Mio bar-litres. After some explanations to standardisation projects currently also tackling this pV-limit, some risk-based safety criteria for a limitation are mentioned with the focus of the consequence level and the general avoidance of catastrophic worst case scenarios. T2 - 57th session of TDG Sub-Committee CY - Online meeting DA - 30.11.2020 KW - Salvage pressure receptacle KW - Consequence KW - Catastrophe KW - Compressed gas PY - 2020 AN - OPUS4-53161 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Thomas, Sebastian T1 - Consequences of the reduced minimum burst pressure on the production surveillance N2 - First the acceptance rates resulting from the analysis of different minimum burst ratios and standards are displayed and explained. Especially the problems resulting from a further reduction if the minimum burst ratio are shown. For a better understanding of these results the process of analysing the acceptance rate is explained in detail. This contains the alleged contradiction between safety of samples due to its scatter while the rejected sample provides a higher mean strength. Then the importance of batch testing is explained and leads to the recommendation to have a strong interaction between provided mean strength and requested maximum of production scatter. T2 - 8 th WG on rev GTR 13 CY - Online meeting DA - 02.03.2020 KW - Minimum burst ratio KW - Production scatter KW - Mean burst pressure KW - Batch testing KW - Acceptance rate PY - 2020 AN - OPUS4-53147 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Bock, Robert T1 - Burst strength and its scatter as key points of safety N2 - Based on the preliminary presentations in this task force it is repeated how a basic population scatters and its degradation influences properties statistically. There is a remainder on the issue of accepting borderline populations due to the minimum burst ratio requirement. Then it is explained in detail how the analysis of minimum requirements by a Monte-Carlo-simulation works. The result with respect to the further reduced minimum burst ratio of 2.0 is summarised and means a two-step approach of two scatter levels requiring two different minimum burst ratios. The methods for evaluating batch tests are analysed. A proposal for integration a statistical analysis is described in detail. Finally, the positive effect of proof testing is shown and its dependence from the real ageing is shown. This ends in the recommendation to have a stronger and quantitative look on real ageing and to follow the 2 proposed sets of criteria for a safe usage of hydrogen storage systems. T2 - 10th IWG on rev GTR 13 CY - Online meeting DA - 28.06.2021 KW - Basic population KW - Minimum burst ratio KW - Monte-Carlo-simulation KW - Borderline population KW - Batch test KW - Proof test KW - Ageing PY - 2021 UR - https://wiki.unece.org/download/attachments/128419731/GTR13-10-08%20BAM%20GTR%2013-2%20scatter%20criteria%20for%20min%20burst%202021-06-25.pdf?api=v2 AN - OPUS4-53149 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Solberg, S. A1 - Zimmermann, P. A1 - Wilhelmsen, Ø. A1 - Lamb, J. A1 - Bock, Robert A1 - Burheim, O. T1 - Heat to Hydrogen by Reverse Electrodialysis—Using a Non-Equilibrium Thermodynamics Model to Evaluate Hydrogen Production Concepts Utilising Waste Heat N2 - The reverse electrodialysis heat engine (REDHE) is a promising salinity gradient energy technology, capable of producing hydrogen with an input of waste heat at temperatures below 100 °C. A salinity gradient drives water electrolysis in the reverse electrodialysis (RED) cell, and spent solutions are regenerated using waste heat in a precipitation or evaporation unit. This work presents a non-equilibrium thermodynamics model for the RED cell, and the hydrogen production is investigated for KCl/water solutions. The results show that the evaporation concept requires 40 times less waste heat and produces three times more hydrogen than the precipitation concept. With commercial evaporation technology, a system efficiency of 2% is obtained, with a hydrogen production rate of 0.38 gH2 m−2h−1 and a waste heat requirement of 1.7 kWh g−1H2. The water transference coefficient and the salt diffusion coefficient are identified as membrane properties with a large negative impact on hydrogen production and system efficiency. Each unit of the water transference coefficient in the range tw=[0–10] causes a −7 mV decrease in unit cell electric potential, and a −0.3% decrease in system efficiency. Increasing the membrane salt diffusion coefficient from 10−12 to 10−11 leads to the system efficiency decreasing from 2% to 0.6% KW - Non-equilibrium thermodynamics KW - Hydrogen KW - Waste heat KW - RED PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-556677 DO - https://doi.org/10.3390/en15166011 VL - 15 IS - 16 SP - 6011 PB - MDPI AN - OPUS4-55667 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Widjaja, Martinus Putra T1 - Sample Performance Chart (SPC) for displaying the results from a multiscale model N2 - The stacking sequence of a real scale type IV pressure vessels has been found. Feasibility study of a multiscale model has been carried out by modifying the original stacking sequence. All of the results were displayed in a Sample Performance Chart (SPC), where different burst pressure in terms of mean and scatter had been found. T2 - Consortium Meeting FiBreMoD CY - Valence, France DA - 17.02.2020 KW - Fibre break KW - Multiscale model KW - Reduced volume method KW - Sample performance chart KW - Type IV pressure vessels PY - 2020 AN - OPUS4-50563 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Thomas, Sebastian T1 - Improvement of Type Approval Regulations of Pressure Vessels for Hydrogen Fueled Vehicles using Probabilistic Methods N2 - Composite pressure vessels (CPVs) are becoming the state of the art for storage for compressed hydrogen (CH2) in automotive applications. There is a strong interest of car manufacturers to use lightweight and less-costly gas storage units. In order to reduce the necessary amount of expensive carbon fibre, the nominal safety margins are becoming gradually smaller, pushing the limits of the regulations for type approval. At the same time, the total volume of these vessels increases to extend the range of the vehicles, increasing the consequences for worst-case scenarios like the rupture of the CPVs in service. This presentation presents insights gained in the project “TAnk HYdrogen Automotive” (TAHYA). Its aim is to improve the safety of current regulations for type approval of pressure vessels for the use in hydrogen fueled vehicles, namely GTR No. 13 and ECE R 134. For the assessment of safety, the probabilistic approach developed by division 3.5 of BAM is used. Monte-Carlo-Simulations were conducted leading to the identification of several weak spots, mainly found in the burst test and the batch test. By changing the requirements for burst tests and the approach for batch tests, the identified weak spots can be strongly reduced. T2 - Colloquium of Department 3 CY - Online meeting DA - 19.11.2020 KW - Monte-Carlo Simulation KW - Safety Assessment KW - Pressure Vessel PY - 2020 AN - OPUS4-51696 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Heimann, Jan A1 - Yilmaz, Bengisu A1 - Charmi, Amir A1 - Duffner, Eric A1 - Schukar, Marcus A1 - Prager, Jens T1 - Structural Health Monitoring (SHM) for continuous monitoring of hydrogen pressure vessels N2 - While hydrogen is one of the most promising energy carriers, the safety of hydrogen storage technology remains one of the most important factors for technological and societal approval. While the engineering safety factors of the pressure vessels are kept high, the periodic inspection and the limited lifetime are making the application very costly considering manpower, time, money, and material waste. The development of an integrated structural health monitoring system can allow an easy transition from the current situation to cost-effective predictive maintenance. Hence, we propose to integrate three different SHM systems into hydrogen pressure vessels, namely guided wave ultrasonics, acoustic emission, and fibre optic sensing, to continuously monitor the condition and integrity. In this work, we evaluated the condition of a Type IV composite overwrapped pressure vessel using ultrasonic guided wave propagation. We mounted fifteen piezo-electric wafers on the composite cylinder by shaping three rings containing five sensors each. We acquired data from the sensor network following different boundary conditions with artificial damages on the selected locations. The data were evaluated with guided wave tomography techniques using ultrasonic features (amplitude, frequency, etc.) as well as artificial intelligence (AI). The results suggest that both traditional guided wave fusion techniques and AI-based characterization methods can detect artificial damages. In future work, it is planned to integrate acoustic emission and fibre optic sensing. Moreover, the measurement and the test results will be implemented into a digital twin to derive trends and make predictions on the damage propagation as well as the remaining useful lifetime. This work has received funding from German Ministry of Economic Affairs and Climate Actions within the QI-Digital initiative (www.qi-digital.de). T2 - SCHALL 23 CY - Wetzlar, Germany DA - 21.03.2023 KW - Structural Health Monitoring KW - Ultrasonic Guided Waves KW - Composite Overwrapped Pressure Vessel KW - Hydrogen PY - 2023 AN - OPUS4-58026 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Solberg, S. B. B. A1 - Zimmermann, P. A1 - Wilhelmsen, Ø. A1 - Bock, Robert A1 - Burheim, O. S. T1 - Analytical treatment of ion-exchange permselectivity and transport number measurements for high accuracy N2 - We analyse electromotive force measurements of concentration cells using non-equilibrium thermodynamics, and determine the transference coefficients of ion-exchange membranes in aqueous KCl solutions. By taking advantage of the analytical expression for the permselectivity, we extract transport coefficients with high accuracy. The transport number of K+ and the transference coefficient of water in the Selemion CMVN cationexchange membrane are found to be 100𝑡K+ = 99.59 ± 0.56 and 𝑡𝑤 = 3.69 ± 0.40 respectively, while for the Selemion AMVN anion-exchange membrane they are 100𝑡Cl− = 100.21 ± 0.37 and 𝑡𝑤 = −3.75 ± 0.27. These results suggest that the membranes are perfectly selective to the target ion, and that each ion carries 3-4 water molecules through the membrane, which reduces the membrane permselectivity. In these concentration cells, the electrical potential contribution of the membrane alone was more easily isolated with bare Ag/AgCl electrodes without reference solutions and liquid junction plugs. Additionally, we find a large contribution to the measured concentration cell voltage from concentration gradients across the porous plug of the reference electrode, which cannot be explained by Henderson’s equation alone. For most of the concentration range, the transport number of the porous plug is determined to be 100𝑡K+ = 49.43 ± 0.78 with negligible water transport, similar to literature values for bulk electrolyte. In dilute electrolyte solutions with concentrations below 0.1 mol kg−1, the plug shows anomalous behaviour consistent with an increase in K+ selectivity and water co-transport. KW - Ion-exchange membranes KW - Electrodialysis KW - Non-equilibrium thermodynamics KW - Electroosmosis KW - Transport number PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-580654 DO - https://doi.org/10.1016/j.memsci.2023.121904 SN - 1873-3123 VL - 2023 IS - 685 PB - Elsevier CY - New York, NY [u.a.] AN - OPUS4-58065 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maiwald, Michael A1 - Soruco Aloisio, Ricardo A1 - Meyer, Klas A1 - Klaus, Christian T1 - Auf dem Weg zu einer digitalen Qualitätsinfrastruktur - Eine Labor-Testplattform für die Integration von Sensoren und Messgeräten N2 - Um die internationale Spitzenposition deutscher Unternehmen der Prozessindustrie auch in Zukunft sicher zu stellen, müssen die Unternehmen ihre Prozesse und Geschäftsabläufe digitalisieren und gemeinsam mit der Forschung innovative neue Methoden, Apparate, Anlagen, Sensoren und Automatisierungstechnik sowie Datenkonzepte entwickeln. All dies erfordert den Aufbau neuer Fähigkeiten, Investition in Talente, interdisziplinäre Kommunikation zwischen verschiedenen Personen und Abteilungen und eine Bereitschaft zur Veränderung. KW - QI-Digital KW - Wasserstofftankstelle KW - IT-OT-Testplattform KW - Prozessindustrie PY - 2023 VL - 67 IS - 9 SP - 20 EP - 23 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-58461 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bühling, Benjamin A1 - Maack, Stefan T1 - Improving onset picking in ultrasonic testing by using a spectral entropy criterion N2 - In ultrasonic testing, material and structural properties of a specimen can be derived from the time-of-flight (ToF). Using signal features, such as the first peak or envelope maximum, to calculate the ToF is error-prone in multipath arrangements or dispersive and attenuating materials, which is not the case for the signal onset. Borrowing from seismology, researchers used the Akaike information criterion (AIC) picker to automatically determine onset times. The most commonly used formulation, Maeda's AIC picker, is reassessed and found to be based on inappropriate assumptions for signals often used in ultrasonic testing and dependent on arbitrary parameters. Consequently, an onset picker for ultrasonic through-transmission measurements is proposed, based on a spectral entropy criterion (SEC) to model the signal using the AIC framework. This SEC picker takes into account the spectral properties of the ultrasonic signal and is virtually free of arbitrary parameters. Synthetic and experimental data are used to compare the performance of SEC and AIC pickers. It is shown that the accuracy of onset picking is improved for densely sampled data. KW - Akaike information criterion picker KW - Nondestructive testing KW - Ultrasound KW - Time of flight PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-594284 UR - https://pubs.aip.org/asa/jasa/article/155/1/544/3061576/Improving-onset-picking-in-ultrasonic-testing-by DO - https://doi.org/10.1121/10.0024337 SN - 0001-4966 VL - 155 IS - 1 SP - 544 EP - 554 PB - AIP Publishing CY - Melville, NY, USA AN - OPUS4-59428 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Soruco Aloisio, Ricardo A1 - Klaus, Christian A1 - Klaus, Christian T1 - Auf dem Weg zu einer digitalen Qualitätsinfrastruktur - Use Case Wasserstofftankstelle N2 - Im Rahmen der von der BAM und anderen Partnern ins Leben gerufenen Initiative „Digitale Qualitätsinfrastruktur“ liegt der Fokus u.a. auf der Entwicklung von neuen Zertifizierungsworkflows. Dabei ist eine besondere Bedeutung dem Zusammenführen von Operational Technology (OT) und Informationstechnik (IT) beizumessen. Zur Datenintegration aus der Sensor-Feldebene einer Versuchs-wasserstofftankstelle wurde eine solche Infrastruktur zunächst in einer Laborumgebung aufgebaut. T2 - Hannover Messe 2024 - Speakers Corners CY - Hannover, Germany DA - 23.04.2024 KW - IT KW - OT KW - Infrastruktur KW - Datenintregration KW - VPN KW - Verwaltungsschale KW - Open Source KW - Software PY - 2024 AN - OPUS4-59930 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tiebe, Carlo A1 - Maiwald, Michael A1 - Rabe, Torsten A1 - Prager, Jens A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Schukar, Marcus A1 - Munzke, Dorit A1 - Duffner, Eric A1 - Eisermann, René A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Strohhäcker, J. A1 - Mair, Georg T1 - Prüf- und Messverfahren mit verschiedenen Sensortechnologien und Ultraschallwellen N2 - Der Vortrag zum Mess- und Prüfverfahren mit verschiedenen Sensortechnologien und Ultraschallwellen beinhaltet die Themen: Metrologie zur Wasserstoffspeicherung - Euramet-Vorhaben "MefHySto", Erkennung von freigesetztem Wasserstoff sowie die Bestimmung des Wasserstoff-Luftverhälntisses mit Gassensoren, zerstörungsfreie Fehlstellenerkennung mit integriertem Zustandsüberwachungssystem basierend auf geführten Ultraschallwellen zur Lebensdauerüberwachung von Composite-Behältern (Wasserstoffspeicher) sowie faseroptische Sensorik zur Schadenfrüherkennung von Wasserstoffspeichern aufgrund erkennbarer Dehnungsänderungen an Druckbehältern. T2 - DVGW Kongress H2 Sicherheit CY - Online meeting DA - 28.09.2021 KW - Leckdetektion KW - Metrologie zur Wasserstoffspeicherung KW - Gassensorik KW - Structural Health Monitoring (SHM) KW - Geführte Ultraschallwellen KW - Faseroptische Sensorik KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2021 AN - OPUS4-54136 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg A1 - Moosavi, Robabeh A1 - Auster, Jürgen T1 - Delfin - Statusbericht zum 4.HJM N2 - Präsentation über den Fortschritt der BAM zum Vorhaben Delfin, welches sich mit der Entwicklung und Schädigungsneigung von Composite-Wasserstoffbehältern für den Anwendungsfall KFZ beschäftigt T2 - 4. Halbjahresmeeting zum Vorhaben Delfin CY - Online meeting DA - 21.10.2020 KW - Wasserstoff KW - Impact KW - Druckbehälter PY - 2020 AN - OPUS4-51495 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Mair, Georg A1 - Maiwald, Michael A1 - Sobol, Oded T1 - Hydrogen - Trust through safety N2 - In den Virtual Talks der DECHEMA wurden allgemeine Aspekte der Sicherheit und Akzeptanz von Wasserstofftechnologien vorgestellt. Wie kann Vertrauen in neue Technologien geschaffen werden, wenn Unfälle aus der Vergangenheit zu Mythen und Märchen führten? Der Vortrag räumt mit allgemeinen Vorurteilen auf und zeigt, dass der Umgang mit Wasserstoff weder unsicherer, noch sicherer ist als der Umgang mit anderen Brenngasen. Basis für den sicheren Umgang mit Wasserstoff ist immer eine Risikoanalyse. N2 - In the DECHEMA Virtual Talks, general aspects of the safety and acceptance of hydrogen technologies were presented. How can trust in new technologies be built when past accidents led to myths and fairy tales? The presentation does away with general prejudices and shows that handling hydrogen is neither more unsafe nor safer than handling other fuel gases. The basis for the safe handling of hydrogen is always a risk analysis. T2 - DECHEMA Virtual Talks CY - Online meeting DA - 23.11.2020 KW - Hydrogen KW - Wasserstoff KW - Safety KW - Sicherer Umgang KW - Sicherheit PY - 2020 AN - OPUS4-52082 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bock, Robert A1 - Mair, Georg A1 - Tiebe, Carlo A1 - Melzer, Michael A1 - Klaus, Christian A1 - Nattuveettil, Keerthana A1 - Engel, Thomas A1 - Prager, Jens T1 - Eine digitale QI für technische Anlagen: Beispiel Wasserstofftankstelle (H2) N2 - Mit der Initiative QI-Digital werden völlig neue Perspektiven für das Sicherheitsmanagement und die Qualitätssicherung technischer Anlagen erschaffen. Unsere Forschung im Kontext einer Wasserstofftankstelle zeigt, wie digitale Innovationen und Verfahren die Herausforderungen effizienter und verlässlicher Qualitätssicherung für komplexe Anlagen bewältigen können. In diesem Vortrag werden Potentiale und Beispiele der digitalen QI für technische Anlagen demonstriert und diskutiert: Moderne Anlagenüberwachung mit digitalen Zwillingen und KI sowie Kalibriermanagement mithilfe digitaler Kalibrierscheine und elektronischem Siegel. T2 - 2. QI Digital Forum CY - Berlin, Germany DA - 10.10.2023 KW - Wasserstoff KW - Sensorik KW - Qualitätsinfrastruktur KW - Digitalisierung KW - Druckspeicher KW - Verwaltungsschale PY - 2023 AN - OPUS4-58599 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Popiela, Bartosz A1 - Günzel, Stephan A1 - Mair, Georg A1 - Seidlitz, H. A1 - Ulke-Winter, L. T1 - PhD Topic 5: Summer School Update. Influence of manufacturing process related residual stresses in wound composite material on the operational safety of H2 pressure vessels N2 - The presentation is an update on the progress of the PhD Project. It focuses on the residual stress induction during the winding process of type 4 composite pressure vessels. Moreover, an overview of the experimental study is given, with focus on the manufacturing of composite pressure vessels. T2 - Summer School 2023 - BTU-BAM Graduate School "Trustworthy Hydrogen" CY - Berlin, Germany DA - 04.09.2023 KW - Residual stress KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Hydrogen PY - 2023 AN - OPUS4-58239 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Günzel, Stephan T1 - Entwicklungen rings um Gase als Energieträger N2 - Dr. Mair erläutert, welcher Anwuchs an H2-Bedarf zu erwarten ist, wo er weltweit erzeugt werden könnte und in welcher Form auf grünem Wasserstoff basierende Energieträger transportiert werden können. Es wird deutlich, dass das Transportaufkommen von H2 erheblich anwachsen wird und dass sich alle Seiten, die Regelsetzer und die Industrie darauf vorbereiten müssen. Danach wird mit Blick auf die Normungsroadmap H2 des DIN der probabilistische Ansatz mit seinem Potenzial, Normen und Vorschriften in ihrer Wirkung zu simulieren und zu bewerten kurz vorgestellt. Der dritte Block des Vortrages beginnt mit der Definition von Sicherheit, zeigt kurz das mikromechanische Prinzip der Alterung von Composite und greift dann ein Thema auf, dass Dr. Mair bereits 2018 und 2019 in dieser Runde dargelegt hat: Der Aufwand für die klassische Wiederkehrende Prüfung ist enorm und bringt nur wenig Erkenntnis. Es werden graphisch das 5-Jahres 100%-Prooftesting, der Ansatz nach GGR 022 mit seiner zerstörend geprüften Stichprobe und der mögliche Ansatz für eine ergebnisgesteuerte Stichprobenprüfung auf ZfP-Basis miteinander verglichen. Die Unterschiede im Aufwand-zu-Nutzen-Verhältnis sind enorm. Dabei ist der aufwändigste Ansatz zudem der mit der geringsten Erkenntnistiefe. Jeder Ansatz, der von einer 100%-Prüfung in einem maximalen Zeitrahmen von 10 Jahren abweicht, also z.B. der Verzicht auf eine 100%-Prüfung während des Betriebes, würde eine Änderung des Regelwerkes erfordern, die zeitnah angestoßen werden müsste. Da es sich hierbei primär um eine Ressourcenoptimierung und nicht um eine Verbesserung der Sicherheit handelt, liegt der Ball bei den Verbänden. Als eine Idee für das Herangehen mit einer Begrenzung auf Druckgefäße, die nach der EN 17339 zulassungsfähig sind (fest montiert, H2 und nur CFK), verweist Dr. Mair auf die SV 674 in Verbindung mit 6.2.3.5.3/.4 ADR/RID. Bei dem absehbaren Anwachsen des Bestandes an H2-Batteriefahrzeugen, ist hier nicht nur ein Optimierungsaspekt, sondern auch ein Kapazitätsproblem in der wiederkehrenden Prüfung zu lösen. Es würde aber auch ein Mehrwert für die Sicherheit entstehen. T2 - 30. BAM-DIN-IGV-DVFG Treffen CY - Berlin, Germany DA - 22.02.2023 KW - Wasserstoffspeicher KW - Markthochlauf KW - Sicherheit KW - Wiederkehrende Prüfung KW - Schallemissionsanalyse PY - 2023 AN - OPUS4-57041 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Günzel, Stephan A1 - Mair, Georg T1 - Normung und Sicherheit im Leichtbau - Sicherheitsbetrachtungen aus Sicht der Regelsetzung am Beispiel von Behältern für den Wasserstofftransport N2 - Es werden Methoden, Betrachtungen und Bewertungen der Sicherheit aus Sicht der Regelsetzung am Beispiel von Behältern für den Wasserstofftransport vorgestellt. T2 - 18. Cottbuser Leichtbauworkshop CY - Cottbus, Germany DA - 14.03.2024 KW - Sicherheit KW - Wasserstoff KW - Gefahrgut KW - Bewertung KW - Druckgefäß PY - 2024 AN - OPUS4-59697 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Popiela, Bartosz A1 - Günzel, Stephan A1 - Mair, Georg A1 - Seidlitz, Holger T1 - Modelling of the manufacturing related residual stresses in type 4 pressure vessels for hydrogen storage N2 - Presentation about modelling of the residual stresses in type 4 pressure vessels for hydrogen storage at the European PhD Hydrogen Conference 2024 in Ghent, Belgium. T2 - European PhD Hydrogen Conference 2024 (EPHyC2024) CY - Ghent, Belgium DA - 20.03.2024 KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Residual stresses PY - 2024 AN - OPUS4-59757 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - John, Sebastian T1 - Beitrag zur Analyse des Eigenspannungsverhaltens von Composite-Hochdruckspeichern mit metallischem Liner N2 - Bei der Auslegung von Druckbehältern kommen, auf Grund ihrer hohen spezifischen Festigkeit, vermehrt Faserverbundwerkstoffe zum Einsatz. Durch eine hohe Streuung von Material- und Produktionsparametern sowie unterschiedlichster Belastungsszenarien gestaltet sich jedoch Aussagen über die Lebensdauer sowie eine Festlegung sinnvoller Prüffristen als schwierig. Im Fokus der Untersuchungen steht ein Behälterdesign mit metallischem Liner und einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffverbund, wobei die Lebensdauer maßgeblich durch den im Metall vorherrschenden Eigenspannungszustand bestimmt wird. Mit Hilfe einer alterungsbegleitenden Eigenspannungsanalyse werden Eigenspannungsveränderungen erfasst und in einem erarbeiteten Betriebsfestigkeitsmodell berücksichtigt. Durch eine Nachstellung verschiedener Belastungsszenarien kann gezeigt werden, dass durch die Berücksichtigung einer veränderlichen Eigenspannung die Anzahl ertragbarer Lastwechsel bis zum Versagen sowie damit verbundene Überlebenswahrscheinlichkeiten mit einer erhöhten Genauigkeit abgeschätzt werden können. KW - Komposit KW - Druckbehälter KW - Pressure vessel KW - Eigenspannung KW - Residual stress KW - Alterung KW - Aging KW - Faserverbund KW - Fibre reinforced plastics KW - Composite PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-520269 SN - 2512-5141 SN - 2512-515X DO - https://doi.org/10.14279/depositonce-10442 SN - 978-3-7983-3179-2 SN - 978-3-7983-3180-8 VL - 10 SP - 1 EP - 188 PB - Universitätsverlag der TU Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-52026 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mair, Georg A1 - Thomas, Sebastian A1 - Schalau, Bernd A1 - Wang, Bin T1 - Safety criteria for the transport of hydrogen in permanently mounted composite pressure vessels N2 - The recent growth of the net of hydrogen fuelling stations increases the demands to transport compressed hydrogen on road by battery vehicles or tube-trailers, both in composite pressure vessels. As a transport regulation, the ADR is applicable in Europe and adjoined regions, and is used for national transport in the EU. This regulation provides requirements based on the behaviour of each individual pressure vessel, regardless of the pressure of the transported hydrogen and relevant consequences resulting from generally possible worst case scenarios such as sudden rupture. In 2012, the BAM (German Federal Institute for Materials Research and Testing) introduced consequence-dependent requirements and established them in national transport requirements concerning the “UN service life checks” etc. to consider the transported volume and pressure of gases. This results in a requirement that becomes more restrictive as the product of pressure and volume increases. In the studies presented here, the safety measures for hydrogen road transport are identified and reviewed through a number of safety measures from countries including Japan, the USA and China. Subsequently, the failure consequences of using trailer vehicles, the related risk and the chance are evaluated. A benefit-related risk criterion is suggested to add to regulations and to be defined as a safety goal in standards for hydrogen transport vehicles and for mounted pressure vessels. Finally, an idea is given for generating probabilistic safety data and for highly efficient evaluation without a significant increase of effort. T2 - ICHS 2019 CY - Adelaide, Australia DA - 24.09.2019 KW - F-N-diagram KW - Chance-risk analysis KW - Pressure-volume product KW - Limit of acceptable consequence KW - Minimum burst pressure PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-511589 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.07.268 SN - 0360-3199 VL - 46 IS - 23 SP - 12577 EP - 12593 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-51158 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Munzke, Dorit A1 - Duffner, Eric A1 - Eisermann, René A1 - Schukar, Marcus A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Strohhäcker, J. A1 - Mair, Georg T1 - Monitoring of type IV composite pressure vessels with multilayer fully integrated optical fiber based distributed strain sensing N2 - We present the results of distributed fiber optic strain sensing for condition monitoring of a hybrid type IV composite fully wrapped pressure vessel using multilayer integrated optical fibers. Distributed strain sensing was performed for a total number of 252,000 load cycles until burst of the vessel. During this ageing test material fatigue could be monitored and spatially localized. Critical material changes were detected 17,000 cycles before material failure. Results have been validated by acoustic emission analysis. T2 - 12th International Conference on Composite Science and Technology (ICCST12) CY - Sorrento, Italy DA - 08.05.2019 KW - Hybrid composite pressure vessel KW - Distributed fiber optic sensing KW - Acoustic emission analysis KW - Structural health monitoring PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-516772 DO - https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.872 SN - 2214-7853 VL - 34 SP - 217 EP - 223 PB - Elsevier Ltd. CY - Amsterdam AN - OPUS4-51677 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tiebe, Carlo A1 - Maiwald, Michael A1 - Majewski, J. A1 - Rabe, Torsten A1 - Prager, Jens A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Schukar, Marcus A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Munzke, Dorit A1 - Duffner, Eric A1 - Eisermann, René A1 - Schoppa, André A1 - Strohhäcker, J. A1 - Mair, Georg T1 - Mess- und Prüfverfahren mit Sensorik N2 - Mess- und prüftechnische Verfahren sind zur Prozesskontrolle und Sicherheitsüberwachung in Wasserstofftechnologien von hoher Bedeutung. Typische Anwendungsgebiete von Sensoren sind Sicherheitsüberwachung, Leckdetektion und Prozesskontrolle. In diesem Beitrag werden Themen zur Erkennung von freigesetztem Wasserstoff sowie die Bestimmung des Wasserstoff-Luftverhältnisses mit Gassensoren, Fehlstellenerkennung mit geführten Ultraschallwellen zur Lebensdauerüberwachung (Structural Health Monitoring) von Wasserstoffspeichern sowie der Einsatz faseroptischer Sensoren zur Überwachung des Dehnungs- und Alterungsverhaltens sowie zur Schadensfrüherkennung von Wasserstoffspeichern vorgestellt. T2 - DVGW Kongress H2 Sicherheit CY - Online meeting DA - 27.01.2021 KW - Metrologie KW - Gassensoren KW - Structural Health Monitoring KW - Faseroptische Sensoren KW - Wasserstoff PY - 2021 AN - OPUS4-52141 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai A1 - Woitzek, Andreas A1 - Mair, Georg T1 - Competence Centre H2Safety@BAM - We build trust in hydrogen technologies N2 - Der Beraterkreis Gase wird regelmäßig von der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie, Bereich Prävention, organisiert. Die Veranstaltung dient dem Austausch zwischen Wissenschaft und Wirtschaft zu aktuellen sicherheitstechnischen Fragestellungen rund um Sauerstoff und Wasserstoff. In diesem Zusammenhang hat die BAM einen Überblick über ihre verschiedenen Aktivitäten des Kompetenzzentrums H2Safety@BAM vorgestellt, die sich in der gesamten Wasserstoffwertschöpfungskette wiederfinden. Darüber hinaus wurden die Planungen für den Ausbau der Prüfinfrastruktur auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM vorgestellt. Es wurden auch die Ergebnisse des Projekts DELFIN zur Sicherheit von Druckgasspeichern, den Freisetzungsuntersuchungen von Flüssigwasserstoff sowie die Unterfeuerung entsprechender Kryospeicher und die Planungen zum Projekt ModuH2Pipe@BAM präsentiert. Den Abschluss bildeten die aktuellen Empfehlungen des Forschungsnetzwerkes Wasserstoff. N2 - The Gases Advisory Group is organized regularly by the Prevention Division of the German Employer's Liability Insurance Association for Raw Materials and the Chemical Industry. The event serves as an exchange between science and industry on current safety-related issues concerning oxygen and hydrogen. In this context, BAM presented an overview of its various activities of the competence center H2Safety@BAM, which are reflected in the entire hydrogen value chain. In addition, the plans for the expansion of the test infrastructure at BAM's Technical Safety Test Site were presented. The results of the DELFIN project on the safety of pressurized gas storage tanks, the release tests of liquid hydrogen as well as the underfiring of corresponding cryogenic storage tanks and the plans for the ModuH2Pipe@BAM project were also presented. The presentation concluded with the current recommendations of the Hydrogen Research Network. T2 - BG RCI Beraterkreis Gase CY - Berlin, Germany DA - 25.04.2023 KW - Berufsgenossenschaft KW - Sicherheit von Wasserstofftechnologien KW - H2Safety@BAM KW - modulare Pipelineanlage PY - 2023 AN - OPUS4-57398 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg T1 - Hydrogen as Energy carrier – Contributions to safety assessement of storage systems N2 - The introduction reflects the political background in Germany and worldwide concerning hydrogen as energy carrier. This leads to available hydrogen strategies and the reaction of BAM by launching the competence centre H2Safety@BAM. Fokus is set on the competence area TestCert, the special role of the division “Safety of Gas Storage Systems” there and its increasing success in research activities. The main part explains the needs for a risk-controlled market ramp-up concerning hydrogen products and appropriate measures being under development in division 3.5: risk control, tools for consequence estimation and limitation, probabilistic assessment of end of safe life, the efficiency assessment and optimization of current regulations, the structural health monitoring (SHM) with necessary improvement of measures for quality management in the digital world of safety assessment. Last but not least, the wide range of full-scale testing and simulation of worst-case scenarios is explained. T2 - Colloquium zu Antrittsvortrag Leitung Sicherheit von Gasspeichern CY - Online meeting DA - 20.08.2021 KW - H2Safety@BAM KW - Markthochlauf KW - Lebensdauervorhersage KW - statistische Bewertung KW - Risikosteuerung PY - 2021 AN - OPUS4-54617 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Duffner, Eric A1 - Thomas, Sebastian T1 - Bergungsdruckgefäße - Vorschlag zur Definition von Druckgefäßen N2 - Es wird plastisch dargestellt, mit welcher Intention und welchem Ziel Deutschland in die Juni Sitzung des UN ECOSOC SubCom TDG gehen wird, um ein Druckvolumenbegrenzung für Druckgefäße zu erreichen. T2 - BAM-DIN-IGV-DVFG-Jahresgespräch 2020 CY - Berlin, Germany DA - 27.02.2020 KW - Bergungsdruckgefäß KW - Konsequenzbegrenzung KW - Volumenbegrenzung KW - Druck-Volumen-Produkt KW - UN-Modellvorschriften KW - Akzeptanz PY - 2020 AN - OPUS4-53146 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wang, Bin A1 - Mair, Georg A1 - Gesell, Stephan T1 - Determination of Distribution Function used in MCS on Safety Analysis of Hydrogen Pressure Vessel N2 - The test data of static burst strength and load cycle strength of composite pressure vessels are often described by GAUSSian normal or WEIBULL distribution function to perform safety analyses. The goodness of assumed distribution function plays a significant role in the inferential statistics to predict the population properties by using limited test data. Often, GAUSSian and WEIBULL probability nets are empirical methods used to validate the distribution function; Anderson-Darling and Kolmogorov-Smirnov tests are the mostly favorable approaches for Goodness of Fit. However, the different approaches used to determine the parameters of distribution function lead mostly to different conclusions for safety assessments. In this study, six different methods are investigated to show the variations on the rates for accepting the composite pressure vessels according to GTR No. 13 life test procedure. The six methods are: a) Norm-Log based method, b) Least squares regression, c) Weighted least squares regression, d) A linear approach based on good linear unbiased estimators, e) Maximum likelihood estimation and f) The method of moments estimation. In addition, various approaches of ranking function are considered. In the study, Monte Carlo simulations are conducted to generate basic populations based on the distribution functions which are determined using different methods. Then the samples are extracted randomly from a population and evaluated to obtain acceptance rate. Here, the “populations” and “samples” are corresponding to the burst strength or load cycle strength of the pressure vessels made from composite material and a plastic liner (type 4) for the storage of hydrogen. To the end, the results are discussed, and the best reliable methods are proposed. T2 - ICHS International Conference on Hydrogen Safety) 2019 CY - Adelaide, Australia DA - 24.09.2019 KW - Monte-Carlo Simulation KW - Distribution function KW - Weibull Distribution PY - 2019 SP - 103-1 EP - 103-16 AN - OPUS4-50383 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg T1 - Markthochlauf von Wasserstoff - Vertrauen durch probabilistische Sicherheitsbewertung der H2-Speicher N2 - Der Vortrag beginnt mit dem erwarteten Bedarf an Wasserstoff und der Frage der Risikosteuerung bei stattfindender Marktdurchsetzung. Dem gegenüber ist an einem Beispiel der Prozess der Regelsetzung gestellt, was die Notwendigkeit pro-aktiven Handelns zeigt. Es wird über die risikobasierte Definition von Sicherheit gezeigt, welche Bedeutung die Erfassung der Fertigungsstreuung hat und wie die quantitative Erfassung und Bewertung aussehen könnte. Zuletzt wird über den Aspekt der Alterung auf das Potential probabilistischer Zulassungsansätze verwiesen und aufgezeigt, wie die Wirkung von Vorschriften nach dem probabilistischen Sicherheitskriterium bewertet und optimiert werden kann. T2 - 9. HYPOS-Dialog: Grüner Wasserstoff, aber sicher! (Uni Magdeburg) CY - Magdeburg, Germany DA - 11.09.2020 KW - Wasserstoffspeicher KW - Monte-Carlo-Experiment KW - Lebensdauervorhersage KW - Statistische Bewertung KW - Sicherheit KW - Population PY - 2020 AN - OPUS4-53154 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg T1 - 1. Wasserstoffkolloquium H2 SAFETY@BAM N2 - Die Präsentation ist der Startschuss für die Wasserstoffkolloquien der BAM. Sie beginnt mit Adolf Martens und zeigt den Weg vom Foresight-Prozess Wasserstoff bis zum Kompetenzzentrum H2Safety@BAM. Es werden die Kompetenzfelder vorgestellt und die handelnden Personen. Dies leitet über zu den drei Vorträgen des Tages und den Vortragenden. T2 - 1st H2 Colloquium of the competence centre „H2 SAFETY@BAM” CY - Online-Meeting DA - 16.02.2022 KW - H2Safety@BAM KW - Foresight Prozess H2 KW - Wasserstoff Café KW - Project QI Digital: Quo vadis Use Case H2 Refuelling Station? KW - Current results of the DELFIN project KW - The upper consequence limit as a control instrument PY - 2022 AN - OPUS4-54607 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg T1 - Relevante Entwicklungen zu Speichern für Gase als Energieträger N2 - Es werden die Zusammenhänge des Druckvolumenprodukts und der Konsequenz bei Druckgasen insbesondere für Wasserstoff dargestellt. Entsprechend werden Stellungnahmen zu verschiedenen Normungsprojekten abgeleitet und perspektivische Entwicklungen mit dem resultierenden Bedarf in der Normung dargestellt. Außerdem wird am Beispiel ein Problem in der praktischen Beurteilung von Speicherpopulationen für Batteriefahrzeuge diskutiert. T2 - 26. BAM-DIN-IGV-DVFG-Gespräch 2019 CY - Berlin, Germany DA - 27.02.2019 KW - Wasserstoffspeicher KW - Konsequenzbegrenzung KW - Normung KW - Druck-Volumen-Produkt KW - Katastrophe KW - Akzeptanz PY - 2019 AN - OPUS4-53145 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Bock, Robert A1 - Günzel, Stephan A1 - Gesell, Stephan T1 - Monte-Carlo-Analysis of Minimum Burst Requirements for Composite Cylinders for Hydrogen Service N2 - For achieving Net Zero-aims hydrogen is an indispensable component, probably the main component. For the usage of hydrogen, a wide acceptance is necessary, which requires trust in hydrogen based on absence of major incidents resulting from a high safety level. Burst tests stand for a type of testing that is used in every test standard and regulation as one of the key issues for ensuring safety in use. The central role of burst and proof test is grown to historical reasons for steam engines and steel vessels but - with respect for composite pressure vessels (CPVs) - not due an extraordinary depth of outcomes. Its importance results from the relatively simple test process with relatively low costs and gets its importance by running of the different test variations in parallel. In relevant test und production standards (as e. g. ECE R134) the burst test is used in at least 4 different meanings. There is the burst test on a) new CPVs and some others b) for determining the residual strength subsequent to various simulations of ageing effects. Both are performed during the approval process on a pre-series. Then there is c) the batch testing during the CPVs production and finally d) the 100% proof testing, which means to stop the burst test at a certain pressure level. These different aspects of burst tests are analysed and compared with respect to its importance for the resulting safety of the populations of CPVs in service based on experienced test results and Monte-Carlo simulations. As main criterial for this the expected failure rate in a probabilistic meaning is used. This finally ends up with recommendations for relevant RC&S especially with respect to GTR 13. T2 - 9th International Conference on Hydrogen Safety CY - Online meeting DA - 21.09.2021 KW - Hydrogen KW - Burst test KW - Composite pressure vessels KW - Net zero KW - Monte-Carlo-Analysis PY - 2021 SP - 133 EP - 146 PB - IGEM AN - OPUS4-55668 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Günzel, Stephan A1 - Bock, Robert T1 - The maximum acceptable consequence limit as a control instrument N2 - The presentation starts with the first agreement of making a national attempt for the introduction of a pV-limit for hydrogen transport. It explains aspects of the technical development, provides an impression of catastrophic incidents, and explains the difference between risk control and consequence limitation. Then the process of determining consequences and the result from the discussion at the UN-WG are explained. The next part summarises the approach for counting the number of impacted persons as a function of the model of pressure wave, the pressure peak, the limits of injured persons and the population density. Finally, the latest state of the discussion and the subsequent recommendations for a pV-value and the adequate phrases for explanation are introduced. T2 - 29th BAM-DIN-IGV-DVFG-Meeting CY - Online meeting DA - 23.02.2022 KW - Hydrogen KW - Pressure recepacles KW - Consequence limit KW - Risk control KW - Population density KW - Pressure wave PY - 2022 AN - OPUS4-54608 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Duffner, Eric A1 - Holtappels, Kai A1 - Maiwald, Michael A1 - Sobol, Oded A1 - Perez, Teresa T1 - Aspekte der Bauteilprüfung, Bauteilsicherheit und Zulassung im Kompetenzzentrum H2SAFETY@BAM N2 - Der Vortrag zeigt den Weg des Themas Wasserstoff von Adolf Martens bis zum Kompetenzzentrum H2SafetyBAM, die zugehörigen Kompetenzfelder, deren Ziele und verantwortliche Personen. Der Hauptteil reflektiert den Aspekt des Markthochlaufes von Wasserstofftechnologien und zeigt einen Maßnahmenkatalog von der Risikosteuerung über die Konsequenzbegrenzung bis zu probabilistische Ansätzen in der Bewertung von Prüfergebnissen und der Wirkung von Mindestanforderungen. T2 - DVGW-Kongress H2-Sicherheit CY - Online meeting DA - 26.02.2022 KW - Wasserstoffspeicher KW - Markthochlauf KW - Monte-Carlo-Simulation KW - Druck-Volumen-Produkt KW - Alterung PY - 2022 AN - OPUS4-54609 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Perez, Teresa A1 - Holtappels, Kai A1 - Sobol, Oded A1 - Maiwald, Michael T1 - Kompetenzzentrum H2SAFETY@BAM - Das Spektrum H2-Aktivitäten der BAM N2 - Der Vortrag stellt das Kompetenzzentrum H2Safety der BAM vor und zeigt Aspekte besonderer Kompetenz des Zentrums mit Blick auf das Kompetenzfeld TestCert. Beginnend mit dem H2-Unfall auf dem Tempelhofer Feld in 1894 wird dargestellt welche Bedeutung Sicherheitsfragen zu Wasserstoff für das Kompetenzzentrum H2Safety haben. Danach wird die Struktur und die Arbeitsschwerpunkte erläutert und die verantwortlichen Personen kurz vorgestellt. Das Kompetenzfeld TestCert wird vertieft erläutert und hier auf das Spektrum der wissenschaftlichen und technischen Dienstleistungen hingewiesen. Darauf aufbauend werden die statistischen Aspekte eines Markthochlaufes wie auch die der Streuung einer Population und deren Alterung dargelegt. Zuletzt kommt der Hinweis auf das Potential der Bewertung von Baumusterprüfkriterien mithilfe der Monte-Carlo-Simulation. T2 - BAM-DIN-IGV-DVFG -Jahresgespräch 2021 CY - Online meeting DA - 24.02.2021 KW - Wasserstoffspeicher KW - H2Safety@BAM KW - Lebensdauervorhersage KW - Monte-Carlo-Experiment KW - Sicherheit PY - 2021 AN - OPUS4-54615 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg T1 - Markthochlauf von Wasserstoff - probabilistische Sicherheitsbewertung von Speichern und Normen N2 - Der Foliensatz beginnt mit der Kurzvorstellung des Kompetenzzentrums H2Safety@BAM und weiteren Informationen zum Kompetenzfeld MatCom. Danach werden die Erwartungen der EU zum Wasserstoffverbrauch vorgestellt und visualisiert, wie Risikosteuerung bei stark wachsender Technik funktionieren kann, und welchen zeitlichen Vorlauf man für die Einführung von neuen Zulassungsanforderungen benötigt. Der Begriff Sicherheit wird über den Risikobegriff definiert und am Beispiel quantifiziert. Danach werden verschiedene Werkzeuge vorgestellt, die dazu geeignet sind, die Risikosteuerung im Markthochlauf zu realisieren: Die statistische Bewertung von Stichproben, die probabilistische Bewertung von Populationen, die Lebensdauervorhersage von Populationen. Dies führt weiter zum Gedanken eines probabilistischen Zulassungsansatzes und zum Potential Monte-Carlo-Experimentes in der Bewertung der Wirkung von deterministischen Baumusterprüfkriterien. All dies sind Themen, die nach Meinung des Vortragenden Zukunftsprojekte der Normung sein sollten, um ein Werkzeug zu erhalten, das auch weitgehend ohne produktspezifische Erfahrung geeignet ist, Sicherheit in einer H2-Gesellschaft zu gewährleisten. T2 - Beirat des DIN-Normenausschusses Materialprüfung (NMP) CY - Online meeting DA - 23.03.2021 KW - H2Safety@BAM KW - Monte-Carlo-Experiment KW - Lebensdauervorhersage KW - Statistische Bewertung KW - Risikosteuerung PY - 2021 AN - OPUS4-54613 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg T1 - Markthochlauf von Wasserstoff probabilistische Sicherheitsbewertung von Speichern und Normen N2 - Der Foliensatz beginnt mit den Erwartungen der EU zum Wasserstoffverbrauch und der Visualisierung, wie Risikosteuerung bei stark wachsender Technik funktionieren kann, und welchen zeitlichen Vorlauf man für die Einführung von neuen Zulassungsanforderungen benötigt. Der Begriff Sicherheit wird über den Risikobegriff definiert und am Beispiel quantifiziert. Danach werden verschiedene Werkzeuge vorgestellt, die dazu geeignet sind, die Risikosteuerung im Markthochlauf zu realisieren: Die statistische Bewertung von Stichproben, die probabilistische Bewertung von Populationen, die Lebensdauervorhersage von Populationen. Dies führt weiter zum Gedanken eines probabilistischen Zulassungsansatzes und zum Potential Monte-Carlo-Experimentes in der Bewertung der Wirkung von deterministischen Baumusterprüfkriterien. All dies sind Themen, die nach Meinung des Vortragenden Zukunftsprojekte der Normung sein sollten, um ein Werkzeug zu erhalten, das auch weitgehend ohne produktspezifische Erfahrung geeignet ist, Sicherheit in einer H2-Gesellschaft zu gewährleisten. T2 - Beirat des DIN-Normenausschusses Druckgasanlagen (NDG) CY - Online meeting DA - 23.02.2021 KW - Wasserstoffspeicher KW - Monte-Carlo-Experiment KW - Lebensdauervorhersage KW - Zuverlässigkeit KW - Streuung KW - Zulassungskriterium PY - 2021 AN - OPUS4-54610 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Holtappels, Kai A1 - Maiwald, Michael A1 - Sobol, Oded A1 - Orellana Pérez, Teresa T1 - Aspekte der Bauteilprüfung, Bauteilsicherheit und Zulassung im Kompetenzzentrum H2Safety N2 - Der Vortrag stellt das Kompetenzzentrum H2Safety der BAM vor und zeigt Aspekte besonderer Kompetenz des Zentrums mit Blick auf das Kompetenzfeld TestCert. Beginnend mit dem H2-Unfall auf dem Tempelhofer Feld in 1894 wird dargestellt welche Bedeutung Sicherheitsfragen zu Wasserstoff für das Kompetenzzentrum H2Safety haben. Danach wird die Struktur und die Arbeitsschwerpunkte erläutert und die verantwortlichen Personen kurz vorgestellt. Das Kompetenzfeld TestCert wird vertieft erläutert und hier insbesondere auf Sicherheitsaspekte des Markthochlaufes hingewiesen. Darauf aufbauend werden die statistischen Aspekte eines Markthochlaufes wie auch die der Streuung einer Population und deren Alterung dargelegt. Zuletzt kommt der Hinweis auf das Potential der Bewertung von Baumusterprüfkriterien mithilfe der Monte-Carlo-Simulation. T2 - DVGW Kongress "H2 Sicherheit" CY - Online meeting DA - 27.01.2021 KW - H2Safety@BAM KW - Markthochlauf KW - Sicherheit KW - Zuverlässigkeit KW - Alterung KW - Zulassungskriterium PY - 2021 AN - OPUS4-53152 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kehr, Torsten A1 - Günzel, Stephan A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Mair, Georg A1 - Maiwald, Michael A1 - Prager, Jens A1 - Tiebe, Carlo T1 - Project QI-Digital - Quo vadis Use Case H2 Refueling Station? N2 - As a part of the QI-Digital cooperation project, BAM is setting up a hydrogen refuelling station research platform at the Test site for Technical Safety in Horstwalde. Based on this platform, BAM intends to develop, to test and to optimize new measurement techniques as well as data acquisition and processing methods for hydrogen refuelling stations and their periphery in close cooperation with partners from the quality infrastructure and industry. The presentation will introduce the hydrogen refuelling station use case and provide insights into the issues and research goals of the associated subprojects. T2 - H2-Colloquium of the Competence Centre „H2SAFETY@BAM” CY - Online meeting DA - 16.02.2022 KW - Hydrogen KW - Safety KW - QI-Digital PY - 2022 AN - OPUS4-54361 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Günzel, Stephan A1 - Mair, Georg T1 - Safety assessment of hydrogen gas storage systems N2 - In this lecture, the safety assessment of hydrogen gas storage systems is presented using the example of composite pressure vessels. The main element is a probabilistic approval approach based on five steps. Firstly, the testing and evaluation of properties at the beginning of life are shown. Secondly, methods for artificial aging and the effect on the residual strength are presented. Thirdly, testing against dedicated accidents is introduced. Fourthly, effects on the surveillance of production quality are discussed. Finally, degradation and the end of life are estimated. Background information and examples are given for each step. The assessment presented is a method applicable for many safety-related systems. T2 - Joint European Summer School 2021 on Fuel Cell, Electrolyser, and Battery Technologies CY - Online meeting DA - 12.09.2021 KW - Safety KW - Hydrogen KW - Wasserstoff KW - Bewertung KW - Assessment PY - 2021 AN - OPUS4-59905 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Günzel, Stephan A1 - Mair, Georg T1 - Safety assessment of hydrogen gas storage systems N2 - In this lecture, the safety assessment of hydrogen gas storage systems is presented using the example of composite pressure vessels. The main element is a probabilistic approval approach based on five steps. Firstly, the testing and evaluation of properties at the beginning of life are shown. Secondly, methods for artificial aging and the effect on the residual strength are presented. Thirdly, testing against dedicated accidents is introduced. Fourthly, effects on the surveillance of production quality are discussed. Finally, degradation and the end of life are estimated. Background information and examples are given for each step. The assessment presented is a method applicable for many safety-related systems. T2 - Joint European Summer School 2023, Hydrogen Safety CY - Online meeting DA - 17.09.2023 KW - Safety KW - Hydrogen KW - Wasserstoff KW - Bewertung KW - Assessment PY - 2023 AN - OPUS4-59903 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Günzel, Stephan A1 - Mair, Georg T1 - Safety assessment of hydrogen gas storage systems N2 - In this lecture, the safety assessment of hydrogen gas storage systems is presented using the example of composite pressure vessels. The main element is a probabilistic approval approach based on five steps. Firstly, the testing and evaluation of properties at the beginning of life are shown. Secondly, methods for artificial aging and the effect on the residual strength are presented. Thirdly, testing against dedicated accidents is introduced. Fourthly, effects on the surveillance of production quality are discussed. Finally, degradation and the end of life are estimated. Background information and examples are given for each step. The assessment presented is a method applicable for many safety-related systems. T2 - Joint European Summer School 2022, Hydrogen Safety CY - Athens, Greece DA - 18.09.2022 KW - Safety KW - Hydrogen KW - Wasserstoff KW - Bewertung KW - Assessment PY - 2022 AN - OPUS4-59904 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Mair, Georg A1 - Günzel, Stephan A1 - Holtappels, Kai A1 - Askar, Enis A1 - Sobol, Oded A1 - Gradt, Thomas A1 - Maiwald, Michael A1 - Tiebe, Carlo A1 - Bock, Robert T1 - Competence Centre H2Safety@BAM N2 - Presentation of the Competence Centre H2Safety@BAM with all five competence field, representatives as well as its vision, mission, strategic goals and implementation plan. T2 - III. TR Wasserstoff Erfahrungsaustausch, TÜV Rheinland CY - Cologne, Germany DA - 07.12.2022 KW - Hydrogen safety KW - Materials compatibility KW - Component testing KW - Process and plant safety KW - Sensors and analytics KW - Cross-cutting activities PY - 2022 AN - OPUS4-59301 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Duffner, Eric A1 - Günzel, Stephan T1 - Die Zukunft der Betriebsüberwachung von Gasspeichern aus Composite N2 - Im Vortrag wird zunächst erläutert, dass auch im Fall der Wasserstoffversorgung die Schadensanalyse, -vermeidung und die wiederkehrende Prüfung von Speichern in engem Zusammenhang stehen. Der Wasserstofftransport in Deutschland hat bereits deutlich zugenommen und wird in den nächsten Jahren weiter erheblich zunehmen. Dies führt zu einem stärkeren Fokus auf die wirtschaftlichen Aspekte im Transport und der wiederkehrenden Prüfung. Letztere droht, ohne neue technische Ansätze zum Flaschenhals in der Verfügbarkeit vorhandener Transportkapazitäten zu werden. Das gegenwärtige System der Wasserdruckprüfung bis zum sog. Prüfdruck mit Innen- und Außenbesichtigung etc., die im Normalfall alle 5 Jahre durchzuführen ist, führt zu jeweils etwa 8 Wochen Stillstand. Das Aufwendige dabei sind die Trocknungs- und Spülprozesse, die notwendig sind, um wieder entsprechend reinen Wasserstoff abfüllen zu können. Auf Basis der BAM GGR‘n 021 und 022 lässt sich beim Nachweis entsprechender, probabilistischer Restzuverlässigkeiten diese Frist in Deutschland auf 10 Jahre ausdehnen. Diesen Weg sind in den letzten Jahren viele Betreiber gegangen. Mit Blick auf die derzeit fast exponentielle Zunahme von Transporteinheiten kann auch diese Verlängerung der Prüffristen das Problem nicht lösen. Auch das Umschwenken von hydraulischer, auf die heute bereits genehmigungsfähige Gasdruckprüfung bis zum Prüfdruck bringt zwar eine Verkürzung der Stillstandzeiten, erfordert aber erhebliches Investment in Schutzmaßnahmen. Als hinreichend zielführendes Konzept für Transporteinheiten mit vielen Elementen wird im Vortrag eine Mischung aus probabilistischem Ansatz und zerstörungsfreien Prüfungen erläutert und bzgl. Aufwand und Nutzen im Vergleich zu den üblichen Verfahren visualisiert. Voraussetzung für diesen vorgestellten Ansatz sind die Weiterentwicklung und Qualifizierung der Schallemissionsanalyse als Ersatz für die derzeitig zerstörenden Prüfungen und auch eine durchgängig digitale Lebenslaufakte, die eine lückenlose Zuordnung von Baumusterprüfung, Herstellungslos, Betreiber und Betriebsdaten erlaubt. Für Transporteinheiten mit wenigen, sehr großen Elementen wird dagegen das sog. Online-Monitoring mit fest installierter und permanent messender Technik gesehen. Für die Anwendung beider Lösungsansätze sind umfangreiche Änderungen im Recht erforderlich. T2 - 49. VDI-Jahrestagung Schadensanalyse 2023: Schadensprävention bei Druckwasserstoff und Schadensprävention für Kunststoff- und Elastomerprodukte CY - Würzburg, Germany DA - 18.10.2023 KW - ATR Anerkanntes Technisches Regelwerk KW - Probabilistik KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Online-Monitoring KW - Schallemissionsanalyse KW - Gasdruckprüfung PY - 2023 AN - OPUS4-58838 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Khorasani, Media Ghasem Zadeh A1 - Mair, Georg A1 - Kehr, Torsten A1 - Bock, Robert A1 - Tiebe, Carlo T1 - QI Digital Use Case Hydrogen Refueling Station N2 - BAM is part of the “Quality Infrastructure Digital” (QI Digital) initiative of the German Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action (BMWK). This initiative aims at coordinating a large cooperation project, “QI Digital” for making German and European quality management systems fit for the digital transformation. It is a fact that the digitization of new products and services is occurring much faster than quality management systems can be accordingly updated. Thus, the digital transformation of quality management is necessary to preserve the competitiveness of the German and European industries that stand for quality and safety in the global market. The Use Case “Reliable Hydrogen Refueling Station” of QI Digital aims at creating new solutions that are transferable to other technical systems and at further developing standards and technical rules as a contribution to technology transfer and innovation. T2 - 4th German-Korean Hydrogen Conference CY - Seoul, Republic of Korea DA - 31.10.2023 KW - Hydrogen refueling station KW - Digital quality infrastructure PY - 2023 AN - OPUS4-59303 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Mair, Georg A1 - Günzel, Stephan A1 - Bock, Robert A1 - Holtappels, Kai A1 - Askar, Enis A1 - Patzelt, Katrin A1 - Sobol, Oded A1 - Theiler, Geraldine A1 - Maiwald, Michael A1 - Tiebe, Carlo T1 - H2Safety@BAM N2 - Overview on the Competence Centre H2Safety@BAM including the following topics: current international developments regarding the market ramp up of hydrogen technologies, European policies, hydrogen market projections, etc. T2 - H2SAFETY@BAM: WORKSHOP 2023 CY - Berlin, Germany DA - 27.06.2023 KW - Hydrogen safety KW - Hydrogen market PY - 2023 AN - OPUS4-59305 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Günzel, Stephan T1 - Die Zukunft der Betriebsüberwachung von Gasspeichern aus Composite N2 - Der Wasserstofftransport auf der Straße ist wichtig und wird wie der noch geringe Transport auf der Schiene weiter stark zunehmen. Die bisherige Effizienzsteigerungen sind über Werkstoff- und Designänderungen vom Vollstahl über umfangsumwickelte Stahl- bis zu Compositespeichern mit Kunststofflinern erfolgt. Hinzu kam die auf Basis der BAM-GGR 022 an Vorbedingungen geknüpfte Prüffristverlängerung von 5 auf 10 Jahre. Die wiederkehrende Prüfung von großen Transporteinheiten bedeutet jedes Mal einen Stillstand von gut 8 Wochen. Entsprechend steht mit Blick auf die weitere Effizienzsteigerung die Reduktion des Prüfaufwands im Fokus. Eine Effizienzsteigerung kann nach aktueller Rechtslage geschehen, indem die hydraulische Prüfung auf eine Gasdruckprüfung umgestellt wird. Dies könnte zukünftig mit geeigneten Arbeitsschutzmaßnahmen pneumatisch durchgeführt werden – auch ohne Rechtsänderung. Ein deutlich größerer Schritt in Richtung Verbesserung des Aufwands- zu Nutzenverhältnis ließe sich erreichen, indem die zerstörungsfreie Prüfung nicht mehr nur als Arbeitsschutz-motiviertes, begleitendes, sondern als zentrales Prüfverfahren ausgebaut wird. Gerade wenn – wie für die Schallemissionsanalyse erwartet – eine relativ gute Abschätzung des Berstdruckes möglich ist, könnte auf die 100%-Prüfung verzichtet werden und bis zu einem kritischen Alter nur auf Stichprobenprüfung basieren, was allerdings erhebliche Rechtsänderung erfordert und auch neue Werkezuge der Informationsverwaltung. Als Vorlage für einen praktischen Ansatz zur Rechtsänderungen inkl. Informationsverwaltung wird auf die SV 674 in Verbindung mit 6.2.3.5.3ff ADR/RID verwiesen. Dies kombiniert mit einer digitalen Lebenslaufakte, die auf der digitalen Qualitätssicherung (QI-digital) beruht, wäre ein mächtiges Werkzeug für eine Verbesserung des Aufwands- zu Nutzenverhältnis und so auch eine Lösung des mit der stark steigenden Anzahl der Transporteinheiten absehbaren Kapazitätsproblems in der wiederkehrenden Prüfung. T2 - 31. BAM-DIN-IGV-DVFG Jahresgespräche CY - IGV, Berlin DA - 21.02.2024 KW - pV-Produkt KW - Schallemissionsanalyse KW - Sondervorschrift 674 KW - Stichprobenprüfung KW - BAM-GGR 022 PY - 2024 AN - OPUS4-59601 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Günzel, Stephan T1 - Der sichere Wasserstofftransport - Eine Rechtsänderung in der Vorschau N2 - Das Bundesverkehrsministerium hat seit 2008 in drei Stufen jeweils auf Vorschlag der BAM einen Antrag zur Einführung bzw. Regulierung von Bergungsdruckgefäßen bei den Vereinten Nationen eingebracht. Die Anträge führten jeweils nach der Delegation in eine Arbeitsgruppe unter der Leitung des Vortragenden zu neuen Vorschriften im internationalen Gefahrguttransportrecht. Zuletzt hat das UN-Subcommittee der Experten für den Transport gefährlicher Güter der Einführung einer Druck-Volumen-Begrenzung für Druckgefäße zugestimmt. Mit dieser Begrenzung wurde die bisherige Volumenbegrenzung für Bergungsdruckgefäße ersetzt, wodurch nun das Spektrum der Bergungsdruckgefäße gestaltet werden kann, das notwendig wäre, um defekte Druckgefäße transportieren zu können. Das zentrale Kriterium für die Begrenzung des Druck-Volumen-Produktes (pV) fand bereits in den Landverkehrsvorschriften ADR/RID bis zu ihrer Neustrukturierung auch als Konsequenzmaß Verwendung. Damit soll sichergestellt werden, dass sich aus Wasserstofftransporten in Druckgefäßen keine Konsequenz entwickeln kann, die nach den Kriterien für stationäre Anlagen, einer Katastrophe gleichkommen würde. Hierzu hatte eine Arbeitsgruppe der Vereinten Nationen seit 2020 auf Vorschlag der BAM eine Kette aufeinander aufbauende Kriterien diskutiert, die im Vortrag vorgestellt werden: Einfluss der Druckwellen auf den menschlichen Körper (ohne Splitterwirkung oder Umsetzung der chemischen Energie) – Zusammenhang von Druckwelle und Fläche – Druckwellenberechnung – Bevölkerungsdichte – Grenzwerte für eine Katastrophe – resultierendes pV-Produkt. Das Ergebnis wurde mit herausragenden Großunfällen und Katastrophen aus dem Gefahrguttransport und Gefahrstoffbereich verglichen. Außerdem wurden noch die Effekte des Temperatureinflusses auf den maximalen Betriebsdruck diskutiert. Zuletzt wurde bei den UN darauf hingewiesen, dass mit Blick auf die Auswirkungsbetrachtung der Wassersoff das Gas mit den geringsten Konsequenzen bei gegeben Druk-Volumen-Produkt ist, was zu restriktiveren Obergrenzen für z.B. Erdgas führen könnte. Als letzter Punkt im Vortrag wird erläutert, dass in den kommenden UN-Sitzungen über nachfolgende Änderungen im Recht, wie z.B. der Kennzeichnung des pV-Produktes, diskutiert werden wird. Außerdem muss ein neuer Einstieg für die bei ISO in der Normung befindliche Umschließungen mit einem größeren pV-Produkt gefunden werden, wozu aber Transportland-spezifische Risikoanalysen in Verbindung mit massiven Fahrwegsbeschränkungen zu erwarten sind. T2 - 32. Erfahrungsaustausch für Gefahrgutbeauftragte (ERFA-T) des IGV CY - Berlin, Germany DA - 08.11.2023 KW - pV-Produkt KW - Quantitative Risikoanalyse KW - Konsequenzbegrenzung KW - Katastrophe KW - Druckgefäße PY - 2023 AN - OPUS4-58832 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Perez, Teresa T1 - Competence centre H2Safety@BAM N2 - Dr Mair presents the competence centre “H2Safety@BAM”. He starts with a spectacular hydrogen accident on the Tempelhofer Feld (Berlin) in 1894, comes to the foundation of the competence centre in the context of the hydrogen strategies of Germany and the EU and explains their safety-focused orientation in order to create and maintain confidence in hydrogen technologies. Beyond the long-term changes in energy supply, in Sept. 2022 there are enormous cost leaps in gas supply, which puts hydrogen as an energy carrier in a different light. Based on this, he presents the structure of the Competence Centre with its 5 competence areas and the corresponding contact persons. This is underpinned by a slide on each of the work packages in the fields of competence. At the end of the presentation, he explains the focus of the competence area "Component Testing, Component Safety and Approval", for which he is responsible. This is the question of cost reduction by using the whole potential of digitalisation in connection with the safety surveillance of the storage systems. The run of a fully digital system is of great importance for both, for the hydrogen supply of large consumers via road and rail and for storage systems in stationary plants. A robust and well-thought-out digitalisation in all levels of documentation will lead to a new quality in monitoring safety porperties, integration of new components and cost reduction. T2 - TÜV Rheinland H2-Safety-Day für Berlin und Brandenburg CY - Dahlewitz, Germany DA - 22.09.2022 KW - H2Safety@BAM KW - Market Rump Up KW - Safety KW - Reliabillity KW - Hydrogen Supply PY - 2022 AN - OPUS4-56983 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai A1 - Mair, Georg A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Safety Aspects for Hydrogen Technologies - H2Safety@BAM N2 - Hydrogen is a central component of the energy transition and the European Green Deal for a climate-neutral Europe. To be able to achieve the targets defined by 2045, the EU and the German government have drafted a framework for action and are making long-term investments in research, development and the rapid implementation of innovative hydrogen technologies. The conditions for a successful energy transition and the economic use of green hydrogen as a clean energy carrier are Hydrogen readiness and a rapid market ramp-up, as well as the establishment of the necessary value chains in the national and European framework. Reliable quality and safety standards are the prerequisite for ensuring safety of supply and environmental compatibility and for creating trust in these technologies. BAM has bundled its expertise in the field of hydrogen technologies into a competence center H2Safety@BAM to create confidence in the technology and to support the hydrogen strategies of the German government and the EU. The topic of hydrogen has been current at BAM for more than one hundred years and is also currently the focus of numerous research and cooperation activities. The competence centre H2Safety@BAM and its vision of “We build trust in hydrogen technologies” will be presented with its many safety-related topics, which can be found throughout the entire hydrogen value chain. Two deep dives will present the results on projects dealing with the design-to-cost issue of classical pressurized gas storage containments and the consequences of the release of liquid hydrogen, which will be roughly compared to the release of ammonia. T2 - 25. Kalorimetrietage CY - Braunschweig, Germany DA - 31.05.2023 KW - H2Safety@BAM KW - Safety KW - Hydrogen KW - Gas cylinders KW - DELFIN KW - LH2 KW - Hydrogen release KW - Rapid phase transition KW - Consequences KW - Cyro storage tanks PY - 2023 AN - OPUS4-57629 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher A1 - Konert, Florian A1 - Popiela, Bartosz A1 - Sarif, Raduan T1 - H2Safety@BAM: Competence Center for safe hydrogen technologies N2 - Presentation of the competence center H2Safety@BAM at the European PhD Hydrogen Conference 2024 in Ghent, Belgium. T2 - European PhD Hydrogen Conference 2024 (EPHyC2024) CY - Ghent, Belgium DA - 20.03.2024 KW - H2safety KW - Hydrogen KW - Safety KW - Competence center PY - 2024 AN - OPUS4-59756 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg T1 - Sicherheitsforschung im Bereich Wasserstoff – Transport von CGH2 N2 - Ein Aspekt des Gefahrguttransportes, der an Bedeutung in den letzten Jahren zugenommen hat, ist die Versorgung von Wasserstofftankstellen und anderen H2-Großverbrauchern über die Schiene aber insbesondere über die Straße. Mit Blick auf die primäre Form der Speicherung wird der Begriff der Sicherheit über den Aspekt der Häufigkeit eines definierten Ereignisses erläutert und auf die Besonderheiten der Druckgefäße aus Verbundwerkstoffen hingewiesen, wie auch den regulatorischen Hintergrund der Lebensdauerüberprüfung nach 15 Jahren nach den Vorgaben der zuständigen Behörde. In Deutschland sind diese Vorgaben in der BAM-Gefahrgutregel 021 geregelt, die in der GGR 022 durch eine Regelung zur Wiederkehrenden Prüfung dieser Umschließungen ergänzt wird. Beide BAM-Gefahrgutregeln basieren auf einem probabilistischen Ansatz und einer Konsequenzabschätzung über das Druck-Volumen-Produkt der Druckgefäße. Die neu im Recht verankerte EN 17339 ist die erste Norm, die speziell fest montierte Compositespeicher für den Wasserstofftransport regelt. Sie ermöglicht eine erhebliche Gewichtreduktion und führt eine Obergrenze für das Druckvolumen ein. Es wird kurz erläutert, dass gerade mit Blick auf Wasserstofftransporte über eine Arbeitsgruppe der Vereinten Nationen eine Begrenzung des Konsequenzpotentials in das internationale Recht eingeführt werden soll und welche Kriterien bei der systematischen Ermittlung des akzeptierten Wertes von 1.5 Mio bar Liter Einfluss haben. Mit Blick auf die Energiewende sieht es die BAM als besonders wichtig an, die Transportkosten zu senken, indem der Prüfaufwand reduziert und gleichzeitig die Erkenntnistiefe aus der betrieblichen Überwachung verbessert wird. Hierzu muss die Datenbasis für die probabilistische Bewertung der Lebensdauer von zerstörenden Prüfungen auf zerstörungsfreie Prüfungen umgestellt werden und idealerweise die 100% Prüfung zumindest in der ersten Hälfte des sicheren Lebens auf Stichproben reduziert werden. Dies und andere Aufgaben, die wichtig für eine sichere und attraktive Wasserstoffwirtschaft sind werden von dem Kompetenzzentrum H2Safety@BAM bearbeitet, dass in seinen Grundzügen kurz vorgestellt wird. T2 - IAA Transportation 2022 CY - Hannover,Germany DA - 20.09.2022 KW - H2Safety@BAM KW - Markthochlauf KW - Lebensdauervorhersage KW - zerstörungsfreie Prüfung ZfP KW - Risikosteuerung PY - 2022 AN - OPUS4-56984 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Günzel, Stephan A1 - Bock, Robert A1 - Prager, Jens A1 - Kehr, Torsten T1 - Aspekte einer digitalen Lebenslaufakte (Impulsvortrag) N2 - Durch Einsatz neuer Technologien im Transport von komprimiertem Wasserstoff konnte eine Verdreifachung des Nutzlastverhältnisses erreicht werden. Diese neuen Speicher auf den Transportfahrzeugen müssten aber anders auf ihre Sicherheit überprüft werden, als dies heute gefordert wird. Mit dem Markthochlauf Wasserstoff vervielfacht sich zudem die Anzahl der Transporteinheiten. Da sich im Zuge der neuen H2-Transportfahrzeuge aber auch die Anzahl der einzelnen Speicher pro Fahrzeug etwa verzwanzigfacht hat, kommen die Kapazitäten für die erforderliche wiederkehrende Prüfung an ihre Grenzen. Dies könnte evtl. durch eine entsprechende Erhöhung der Prüfkapazitäten gelöst werden. Da dies aber weder praktisch machbar ist noch technisch wirklich sinnvoll, müssen alternative Ansätze z.B. durch digital erfasste zerstörungsfreie Prüfkonzepte gesucht werden. Hierzu bedarf es aber einer Lebenslaufakte, die beginnend von der Definition einer Bauweise über die Baumusterprüfung, Zulassung, Herstellung, erstmalige Prüfung, Verwendung und wiederkehrenden oder begleitenden Prüfungen bis zum Verschrotten alle Daten erfassen und verwalten kann. Eine solche Lebenslaufakte könnte auch als eine Art digitaler Produktpass (DPP) verstanden werden. T2 - QI-digital Forum 2023 CY - Berlin, Germany DA - 10.10.2023 KW - Wasserstoffspeicher KW - Lebenslaufakte KW - Digitaler Produktpass DPP KW - Wiederkehrende Prüfung KW - Lebensdauerüberwachung PY - 2023 AN - OPUS4-58559 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sauermoser-Yri, M. A1 - Veldurthi, N. A1 - Wölfle, C. H. A1 - Svartvatn, P. J. A1 - Flo Hoem, S. O. A1 - Lid, M. J. A1 - Bock, Robert A1 - Palko, J. A1 - Torgersen, J. T1 - On the porosity-dependent permeability and conductivity of triply periodic minimal surface based porous media N2 - With the fast development in the field of additive manufacturing, triply periodic minimal surface (TPMS) based porous media have recently found many uses in mechanical property tuning. However, there is still a lack of understanding in their porosity-dependent permeability and electrical as well as thermal conductivity. Here, we perform finite volume simulations on the solid and void domains of the Schoen gyroid (SG), Schwarz primitive (SP) and Schwarz primitive beam (SPB) TPMS with porosities between 63% and 88% in Ansys Fluent. A simple cubic lattice (CL) of equivalent porosity served as reference. The SPB and CL showed up to one order of magnitude higher permeabilities than the SG and SP. However, SG and SP have about 1.3 and 2.6 times the electrical and thermal conductivity of SPB and CL, respectively. Furthermore, the properties of SPB and CL are largely affected by the surface area density, whereas tortuosity variation does not impact permeability and conductivity to a major extent. Finally, empirical relations are adapted to describe the presented data and thus, they may enable future designers of TPMS based porous structures to fine-tune the geometries according to the requirements on permeability and electrical as well as thermal conductivity. KW - Metals and Alloys KW - Surfaces, Coatings and Films KW - Biomaterials KW - Ceramics and Composites PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-585250 DO - https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.09.242 SN - 2238-7854 VL - 27 SP - 585 EP - 599 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-58525 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schulze, Uwe T1 - Measurement of permeation of hydrogen on hoses according to ISO 3821 N2 - The subject of permeation of hoses according to ISO 3821 for hydrogen was discussed for a long time in ISO/TC 44/SC 8. The reason is a considerable leakage of hydrogen diffused into the hose material over the end face of the hose. Because of this unsolved, safety-related problem of hoses sold on the market, measurements should be carried out in order to be able to better assess the problem. BAM has declared its attendance to provide a required fast solution to this issue. T2 - Meeting of the committee ISO/TC 44/SC 8 "Equipment for gas welding, cutting and allied processes" CY - Genoa, Italy DA - 08.11.2023 KW - Permeation KW - Hoses KW - Hydrogen KW - Leakage KW - ISO 3821 PY - 2023 VL - 2023 AN - OPUS4-59375 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Orellana Pérez, Teresa T1 - European policy framework regulations codes and standards for safe hydrogen technologies N2 - This lecture describes the history of hydrogen from the first scientific discoveries in the 18th century to the current technological and political developments for the market ramp-up of hydrogen technologies. The European policy framework for safe hydrogen technologies is explained comprehending the European Green Deal, European Climate Law, European Hydrogen Strategy, Clean Hydrogen Partnership, etc. Safety in hydrogen technologies is governed by international and European regulations and standards. An overview on regulatory bodies, technical committees, regulations, directives, standards, and technical guidelines with special attention on the BAM-GGR 021 is given in this lecture. T2 - Joint European Summer School 2022, Hydrogen Safety CY - Athens, Greece DA - 18.09.2022 KW - Hydrogen KW - Safety KW - Regulations KW - Standards PY - 2022 AN - OPUS4-59295 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Orellana Pérez, Teresa T1 - Guest lecture: European policy framework regulations codes and standards for safe hydrogen technologies N2 - This lecture describes the history of hydrogen from the first scientific discoveries in the 18th century to the current technological and political developments for the market ramp-up of hydrogen technologies. The European policy framework for safe hydrogen technologies is explained comprehending the European Green Deal, European Climate Law, European Hydrogen Strategy, Clean Hydrogen Partnership, etc. Safety in hydrogen technologies is governed by international and European regulations and standards. An overview on regulatory bodies, technical committees, regulations, directives, standards, and technical guidelines with special attention on the BAM-GGR 021 is given in this lecture. T2 - MSc Fuel Cells and Hydrogen Technologies at the University of Birmingham (LM Hydrogen Safety, MSc FCHT module C7B) CY - Birmingham, UK DA - 21.10.2022 KW - Hydrogen KW - Safety KW - Regulations KW - Standards PY - 2022 AN - OPUS4-59296 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Orellana Pérez, Teresa T1 - European policy framework for safe hydrogen technologies N2 - This lecture describes the history of hydrogen from the first scientific discoveries in the 18th century to the current technological and political developments for the market ramp-up of hydrogen technologies. The European policy framework for safe hydrogen technologies is explained comprehending the European Green Deal, European Climate Law, European Hydrogen Strategy, Clean Hydrogen Partnership, REPowerEU Plan, Renewable Energy Directive and its Delegated Act, Net Zero Industry Act, etc. T2 - Joint European Summer School 2023, Hydrogen Safety CY - Athens, Greece DA - 17.09.2023 KW - Hydrogen KW - Safety KW - Policies PY - 2023 AN - OPUS4-59297 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Orellana Pérez, Teresa T1 - Regulations codes and standards for safe hydrogen technologies N2 - Safety in hydrogen technologies in Europe is governed by international and European regulations and standards. An overview on regulatory bodies, technical committees, regulations, directives, standards, and technical guidelines with special attention on the BAM-GGR 021 is given in this lecture. T2 - Joint European Summer School 2023, Hydrogen Safety CY - Athens, Greece DA - 17.09.2023 KW - Hydrogen KW - Safety KW - Regulations KW - Standards PY - 2023 AN - OPUS4-59300 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai A1 - Patzelt, Anne-Katrin A1 - Orellana Pérez, Teresa T1 - Education and Training Activities of the Competence Centre H2Safety@BAM N2 - Green hydrogen is seen as a cornerstone of the energy transition and decarbonization efforts of industry, transportation and the utilities sectors. The binding goal of the EU and Germany to reduce net zero carbon emissions by 2045 will substantially increase the demand for green hydrogen as an important carbon-free substitute for fossil fuels. The World Energy Council expects an annual demand of 60 million tons (equivalent 2.000 TWh) hydrogen and its derivatives (especially ammonia and methanol) in the EU until 2050. lt is estimated that the EU can produce less than half of its needed hydrogen by 2050, and will need to import the rest. African coastal countries therefore have the opportunity to become net exporters of their carbon-free regenerative energy in the form of hydrogen and its derivatives and to enable better economic growth and generate wealth on the African continent. The large-scale production, transport and storage of green hydrogen will require large investments in the development of knowledge and training, logistics and capital goods - for both the EU and African countries. BAM is already facing the lack of skilled workers and hydrogen experts. By bundling its expertise in the field of hydrogen technologies into a competence center H2Safety@BAM to create confidence in the technology The topic of hydrogen has been current at BAM for more than one hundred years and is also currently the focus of numerous research and cooperation activities. In order to transfer its expertise in this field BAM developed a number of education activities. The centre of all activities is the Graduate School “Trustworthy Hydrogen”, established in 2022 together with the BTU Cottbus. In the presentation all activities and especially those of the graduate school and details of the cooperation with the University of Namibia are shown. T2 - German-African Green Hydrogen Forum CY - Bernburg (Saale), Germany DA - 23.05.2023 KW - H2Safety@BAM KW - Graduate School KW - Trustworthy Hydrogen KW - Education KW - Skilled workers PY - 2023 AN - OPUS4-57633 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Popiela, Bartosz T1 - Influence of manufacturing process related residual stresses in wound composite material on the operational safety of H2 pressure vessels: PhD Topic Introduction N2 - Short introduction of the PhD Topic 5 in the BTU-BAM Graduate School "Trustworthy Hydrogen". Description of the objectives, deliverables and expected added value of the thesis. T2 - Introduction Week - BTU-BAM Graduate School "Trustworthy Hydrogen" CY - Berlin, Germany DA - 16.01.2023 KW - Residual stress KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Hydrogen PY - 2023 AN - OPUS4-56882 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baglo, K. A1 - Sauermoser, M. A1 - Lid, M. A1 - Paschke, T. A1 - Bin Afif, A. A1 - Lunzer, M. A1 - Bock, Robert A1 - Steinert, M. A1 - Flaten, A. A1 - Torgersen, J. T1 - Overcoming the transport limitations of photopolymer-derived architected carbon N2 - Photopolymer derived carbon grows in popularity, yet the range in available feature sizes is limited. Here we focus on expanding the field to low surface to volume ratio (SVR) structures. We describe a high temperature acrylic photopolymerizable precursor with FTIR and DSC and develop a thermal inert-gas treatment for producing architected carbon in the mm scale with SVR of 1.38 x10-3 μm-1. Based on TGA and MS, we distinguish two thermal regimes with activation energies of ~79 and 169 kJ mol-1, which we reason with mechanisms during the polymer’s morphologic conversion between 300 - 500 °C. The temperature range of the major dimensional shrinkage (300-440 °C, 50%) does not match the range of the largest alteration in elemental composition (440-600 °C, O/C 0.25-0.087%). The insights lead to an optimized thermal treatment with an initial ramp (2 °C min-1 to 350 °C), isothermal hold (14h), post hold ramp (0.5 °C min-1 to 440 °C) and final ramp (10 °C min-1 to 1000 °C). The resulting carbon structures are dimensionally stable, non-porous at the μm scale, and comprise an unprecedented variation in feature sizes (from mm to μm scale). The findings shall advance architected carbon to industrially relevant scales. KW - Carbon KW - Photopolymer KW - Transport limitations KW - Porous materials KW - Additive manufacturing PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-575038 DO - https://doi.org/10.1002/admt.202300092 SN - 2365-709X SP - 2300092 PB - Wiley-VCH GmbH AN - OPUS4-57503 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tiebe, Carlo A1 - Maiwald, Michael A1 - Bresch, Sophie A1 - Prager, Jens A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Schukar, Marcus A1 - Munzke, Dorit A1 - Duffner, Eric A1 - Eisermann, René A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Strohhäcker, J. A1 - Mair, Georg T1 - Sensoren und Analytik für Sicherheit und Prozesskontrolle in Wasserstofftechnologien N2 - Der Beitrag beinhaltet Themen vom H2Safety@BAM-Kompetenzfeld Sensorik, Analytik und zertifizierte Referenzmaterialien (SensRef) mit Fokus auf Mess- und Prüfverfahren mit verschiedenen Sensortechnologien und Ultraschallwellen: Metrologie zur Wasserstoffspeicherung - Euramet-Vorhaben "MefHySto", Erkennung von freigesetztem Wasserstoff sowie die Bestimmung des Wasserstoff-Luftverhälntisses mit Gassensoren, zerstörungsfreie Fehlstellenerkennung mit integriertem Zustandsüberwachungssystem basierend auf geführten Ultraschallwellen zur Lebensdauerüberwachung von Composite-Behältern (Wasserstoffspeicher) sowie faseroptische Sensorik zur Schadenfrüherkennung von Wasserstoffspeichern aufgrund erkennbarer Dehnungsänderungen an Druckbehältern. T2 - DVGW Kongress H2 Sicherheit CY - Online meeting DA - 23.11.2022 KW - H2Safety@BAM KW - SensRef KW - Faseroptische Sensorik KW - Gassensorik KW - Geführte Ultraschallwellen KW - Leckdetektion KW - Metrologie zur Wasserstoffspeicherung KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Structural Health Monitoring (SHM) PY - 2022 AN - OPUS4-56683 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Soruco Aloisio, Ricardo A1 - Maiwald, Michael T1 - Eine Infrastruktur für den digitalen Zwilling – Use Case H2-Tankstelle N2 - Im Rahmen von der BAM und anderen Partnern ins Leben gerufene Initiative „Digitale Qualitätsinfrastruktur“ ist der Fokus auf die Entwicklung von neuen Regelwerken und Zertifizierungsworkflows ausgerichtet. Dabei ist eine besondere Bedeutung dem Zusammenführen von Operational Technology (OT) und Informationstechnik (IT) beizumessen, wenn aktuelle Prozess- und Parameterdaten zuverlässig zur Verfügung gestellt werden sollen. In dem Use Case Wasserstofftankstelle werden digitale Abbilder erprobt, die u.a. der Kalibrierung von Sensoren, dem Nachweis über die Wasserstoffreinheit und der vorausschauenden Wartung dienen sollen. Großenteils der verfahrenstechnischen Bestandsanlagen, die sogenannten Brownfield-Anlagen, sind nach einem konservativen und hierarchischen Automatisierungskonzept ausgelegt. Hierbei können sämtliche Prozessdaten, besonders aus der Feldebene, einer oberen informationstechnische Ebene unzugänglich bleiben. Eine Brückentechnologie nach der NAMUR Open Architecture (NOA) soll möglichst viele Informationen und Daten aus der vorgegebenen Brownfield-Automatisierung sicher und rückwirkungsfrei zur Verfügung stellen. Zusätzliche Sensorik soll ebenso zu der Datenerweiterung beitragen und letztendlich den digitalen Zwilling, bzw. das digitale Abbild des verfahrenstechnischen Prozesses, ergänzen. Die Herausforderungen einer solchen Infrastruktur gelten vor allem einer universellen Kommunikationsschnittstelle und der Sicherheit. Darüber hinaus werden vorgeschlagene Normen und Empfehlungen untersucht und erprobt. T2 - Jahrestreffen der "Prozess-, Apparate- und Anlagentechnik" CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 21.11.2022 KW - QI-Digital KW - Use-Case Wasserstofftankstelle KW - Automatisierung KW - Operational Technology KW - Digitaler Zwilling KW - NAMUR Open Architecture PY - 2022 AN - OPUS4-56402 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Günzel, Stephan A1 - Askar, Enis T1 - Mit „Knallgas“ in die Zukunft? Sicherheit von Wasserstoff – Von der Herstellung bis zur Nutzung N2 - Der Vortrag gibt eine Antwort auf die Frage: „Ist der Umgang mit Wasserstoff so sicher, dass wir unsere Zukunft darauf aufbauen können?“ Dr. Mair stellt das Kompetenzzentraum H2Safety@BAM vor. Er beginnt mit dem spektakulären Wasserstoff-Unfall auf dem Tempelhofer Feld aus dem Jahr 1894, kommt zur Gründung des Kompetenzzentrums im Kontext der Wasserstoffstrategien Deutschlands und der EU und erläutert deren sicherheitsfokussierte Ausrichtung, um Vertrauen in Wasserstofftechnologien zu schaffen und zu bewahren. Danach werden die physikalischen Eigenschaften von Wasserstoff im Vergleich zu Methan (Erdgas) vorgestellt. Dies leitet über zur Betrachtung des Hindenburg-Unfall sin Lakehurst 1937. Im nächsten Abschnitt werden der weltweite Bedarf an H2, sein Importbedarf aus deutscher Sicht, das weltweite Erzeugungspotential und der Transportaufwand der üblichen H2-Derivate dargelegt. Die zentrale Frage ist die nach der Sicherheit von Wasserstoff als Ergebnis der bisher ergriffenen Maßnahmen. Es werden wenige der immer wieder geschehenden Unfälle im Transport von Energieträgern vorgestellt, was zur Erkenntnis führt, dass, um die Sicherheit objektiv beurteilen zu können, der Risikobegriff herangezogen werden muss. Das Risiko basiert auf der Konsequenz und der Häufigkeit eines Ereignisses. Mit Blick auf den bereits erkennbaren Markhochlauf wird dargelegt, wie eine Risikosteuerung in Abhängigkeit der Produkte im Transport funktionieren kann. Hierzu muss beachtet werden, dass jede Eigenschaft streut. Damit sind auch die Zuverlässigkeit jedes einzelnen Speichers, des gesamten Bestandes an Gasspeichern, im Neuzustand und erst recht mit zunehmendem Alter einer Streuung unterworfen, die aktuell nur über Stichproben abgeschätzt werden kann. Es wird an Beispielen aufgezeigt, welche Prüftechniken und Beurteilungsmethoden die BAM zur Sicherheitsbeurteilung von Transportspeichern und sogar Tankstellen einsetzt und weiterentwickelt. Dies führt zu einem Petitum für probabilistische Betrachtungsweisen von Produktsicherheit mit Blick auf die Qualität der Rechtsvorschriften, der Produktdesigns und der Herstellung von Produkten für die Wasserstoffanwendung. T2 - Tagung Hoffnungsträger Wasserstoff - Chancen, Hürden, Risiken CY - Wittenberg, Germany DA - 20.10.2022 KW - Wasserstoffspeicher KW - Markthochlauf KW - Sicherheit KW - H2Safety@BAM.de KW - Risikosteuerung PY - 2022 AN - OPUS4-56985 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg T1 - Degradation and damage analysis of composite pressure vessels via experimental modal analysis N2 - For mobile gas storage systems, the application of type IV pressure vessels is state of the art. Type IV tanks consist of an inner polymer liner fully wrapped with fibre-reinforced plastic (FRP). Because of the complex fabric of the FRP as well as a difficulty estimable interaction behaviour between the single components under load, there are still no satisfying non-destructive testing methods to assess the current state of failure nor to estimate the level of degradation accurately and economically. At BAM division 3.5, analysing the ageing process of mobile composite pressure vessels is a major task to ensure safe usage over the whole lifetime. In this context, key aspects of our ongoing research activities are the invention of new test procedures and the development of accurate lifetime prediction models. In order to determine the level of degradation or damage, one meaningful non-destructive approach is to analyse the structural dynamic behaviour via an experimental modal analysis (EMA). Over the last few years, different types and sizes of composite pressure vessels have been tested in several research projects. The presented paper gives an insight into how to extract and interpret modal parameters and how to fit them to the results of residual strength tests. T2 - NOVEM Conference 2023 CY - Auckland, New Zealand DA - 09.01.2023 KW - Composite material KW - Pressure vessel KW - Degradation KW - Modal analysis PY - 2023 SP - 57-1 EP - 57-6 AN - OPUS4-58062 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Widjaja, Martinus Putra A1 - Moosavi, R. A1 - John, Sebastian A1 - Schumacher, David A1 - Grunwald, Marcel A1 - Auster, Jürgen A1 - Szczepaniak, Marius A1 - Mair, Georg A1 - Waske, Anja T1 - Impact damage evaluation of hydrogen composite pressure vessels by analysing computed tomography images N2 - The objective of this work is to find a method that describes the degree of damage from an impact experiment. This experiment was performed on Composite Pressure Vessels (CPV) in order to find the correlation of impact damage to the residual burst pressure. Computed Tomography (CT) approach was used to capture the before and after impact condition of the CPVs. The Wasserstein function was used to calculate how much the after impact image has differed from the original one. In the end, a good correlation was obtained to the residual burst pressure. The smaller the Wasserstein distance is, the higher the residual burst pressure would be and vice versa. T2 - HyFiSyn Conference CY - Online meeting DA - 15.09.2021 KW - Hydrogen KW - Composite pressure vessel KW - Carbon fibre KW - Burst test KW - Image analysis KW - Computed tomography (CT) PY - 2021 AN - OPUS4-53496 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Widjaja, Martinus A1 - Mair, Georg T1 - Modalanalyse als Werkzeug zur Lebensdauerabschätzung bei Composite-Druckbehältern N2 - Hochbeanspruchte Bauteile wie Druckbehälter bergen im Falle eines Versagens ein erhebliches Gefährdungspotential für Mensch und Umgebung. Trotz der Auslegung mit hohen Sicherheitsfaktoren kommt es durch die hauptsächlich bei mobilen Anwendungen eingesetzten Leichtbauwerkstoffe und Materialkombinationen zu komplexen Degradationsvorgängen, welche unter ungünstigen Umständen zu einem frühzeitigen Versagen führen können. Am Beispiel eines hybriden Typ III-Behälters, bestehend aus Metall und Faser-Verbund-Kunststoffen, wird demonstriert, wie sich Änderungen des lebensdauerbestimmenden Eigenspannungszustandes auf eine sichere Gebrauchsdauer auswirken. Zur Erfassung dieser Eigenspannungsänderungen wird ein zerstörungsfreier Ansatz auf Grundlage einer experimentellen Modalanalyse vorgestellt. Die daraus gewonnen Daten fließen unmittelbar in ein erarbeitetes Betriebsfestigkeitsmodell ein. Abschließend werden die generierten Modellergebnisse mit experimentell ermittelten Lebensdauern verglichen und bewertet. T2 - DAGA 2021 CY - Vienna, Austria DA - 15.08.2021 KW - Modalanalyse KW - Delfin KW - Wasserstoff KW - Impact KW - Druckbehälter KW - Gasspeicher PY - 2021 AN - OPUS4-53224 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg T1 - Degradation and damage analysis of composite pressure vessels via experimental modal analysis N2 - For mobile gas storage systems, the application of type IV pressure vessels is state of the art. Type IV tanks consist of an inner polymer liner fully wrapped with fibre-reinforced plastic (FRP). Because of the complex fabric of the FRP as well as a difficulty estimable interaction behaviour between the single components under load, there are still no satisfying non-destructive testing methods to assess the current state of failure nor to estimate the level of degradation accurately and economically. At BAM division 3.5, analysing the ageing process of mobile composite pressure vessels is a major task to ensure safe usage over the whole lifetime. In this context, key aspects of our ongoing research activities are the invention of new test procedures and the development of accurate lifetime prediction models. In order to determine the level of degradation or damage, one meaningful non-destructive approach is to analyse the structural dynamic behaviour via an experimental modal analysis (EMA). Over the last few years, different types and sizes of composite pressure vessels have been tested in several research projects. The presented paper gives an insight into how to extract and interpret modal parameters and how to fit them to the results of residual strength tests. T2 - NOVEM 2023 CY - Auckland, New Zealand DA - 09.01.2023 KW - Pressure vessel KW - Composite KW - Modal analysis KW - Degradation PY - 2023 AN - OPUS4-58063 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg T1 - Die BAM - mit einem aktuellen Aspekt der ZfP N2 - Die BAM wird kurz mit ihren Eckdaten als Ganzes vorgestellt und dann der Einstieg in die besonderen Möglichkeiten der Versuchsplattform "Wasserstofftankstelle" erläutert. Nach kurzen Vorstellung der Struktur der Tankstelle wird erläutert, wie drei Methoden der ZfP für das Structural Health Monitoring in Verbindung mit KI zur Anwendung kommen werden. T2 - Fachausschusssitzung Schallemissionsprüfung DGZfP CY - Online meeting DA - 10.03.2022 KW - 150 Jahre BAM KW - Versuchsplattform KW - H2-Tankstelle KW - Ultraschall KW - Schallemissionsanalyse KW - Optische Fasern KW - Künstliche Intelligenz PY - 2022 AN - OPUS4-54606 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael A1 - Askar, Enis A1 - Günzel, Stephan A1 - Holtappels, Kai A1 - Mair, Georg A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Sobol, Oded A1 - Tiebe, Carlo T1 - Competence Centre H2Safety@BAM – Safeguarding the Quality Infrastructure in the Hydrogen Economy N2 - Hydrogen is a central component of the energy transition and the European Green Deal for a climate-neutral Europe. To achieve the goals defined for 2050, the EU and the German government have developed a framework for action and are making long-term investments in research, development, and the rapid implementation of innovative hydrogen technologies. With the Competence Centre "H2Safety@BAM", BAM is creating the safety-related prerequisites for the successful implementation of hydrogen technologies at national as well as European level. To this end, BAM conducts research, testing and consulting in a holistic and inter-disciplinary manner under one roof – in the Competence Centre H2Safety@BAM. The activities of the competence centre focus on ensuring the safety of infra-structures, plants, and processes as well as innovative hydrogen transport and storage systems based on digital quality testing and the experimental testing of components and systems. It thus creates the prerequisites for the implementation and adaptation of legal framework conditions as well as for standardization. Closely related to this are investigations into the properties and compatibility of metallic materials and polymers as well as friction systems for the safe operation of components, plants, processes, and systems. This interdisciplinary and holistic approach is complemented by the development of gas analytics and suitable sensors, online measurements of gas properties in process control, test scenarios under real conditions as well as impact assessments of accidents and risk assessments and risk management systems derived from them. With its portfolio of tasks and competences, BAM builds trust in the safety and reliability of technical system solutions for hydrogen. T2 - 772. WE-Heraeus-Seminar - Metrology and Process Safety for Hydrogen Technologies & Applications CY - Bad Honnef, Germany DA - 10.10.2022 KW - H2Safety@BAM KW - Hydrogen KW - Competence Center KW - Hydrogen Strategy KW - Green Deal KW - Safety KW - Risk Assessment KW - Quality Infrastructure PY - 2022 UR - https://www.we-heraeus-stiftung.de/veranstaltungen/metrology-and-process-safety-for-hydrogen-technologies-and-applications/ AN - OPUS4-55986 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Popiela, Bartosz A1 - Günzel, Stephan A1 - Mair, Georg A1 - Seidlitz, Holger ED - Nabizada, A. ED - Dechany, A. ED - Carré, B. ED - Ghogare, D. ED - Stendardo, E. ED - Lappa, F. ED - Vanlaere, J. ED - Mendoza, M. J. ED - Dejonghe, M. ED - Daese, M. ED - Namazifard, N. ED - Jacops, R. ED - Jottrand, S. ED - Pahlavan, S. T1 - Modelling of the Manufacturing Process Related Residual Stresses in Type 4 Pressure Vessels for Hydrogen Storage N2 - The publication is an extended abstract on the modelling of the manufacturing process related residual stresses in type 4 pressure vessels for hydrogen storage. A 2D analytical model based on the classical laminate theory and a 3D finite element model are introduced. The calculated residual stress state after the filament winding process as well as the stress state in service are presented and discussed. T2 - European PhD Hydrogen Conference 2024 (EPHyC2024) CY - Ghent, Belgium DA - 20.03.2024 KW - Composite KW - Hydrogen KW - Pressure vessel KW - Residual stresses KW - Filament winding KW - Carbon fiber PY - 2024 VL - 2024 SP - 445 EP - 450 PB - Hydrogen Europe Research, BE-HyFE AN - OPUS4-59779 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Mair, Georg A1 - Holtappels, Kai A1 - Maiwald, Michael A1 - Sobol, Oded T1 - Die Wasserstoffstrategie der BAM; Kompetenzzentrum H 2 safety@bam N2 - Das Thema Wasserstoff ist an der BAM seit mehr als hundert Jahren aktuell und steht auch gegenwärtig im Zentrum zahlreicher Forschungs- und Kooperationsaktivitäten. Mit der aktuellen Wasserstoff-Strategie der BAM werden wichtige Voraussetzungen dafür geschaffen, dass der Markthochlauf gelingt und die technische Sicherheit und Überwachung der Infrastrukturen und Anlagen gewährleistet ist – von der Erzeugung, über den Transport bis zur Speicherung und Bereitstellung von Wasserstoff als Energieträger der Zukunft. T2 - 1st Digital AK PostDocs Meeting CY - Online meeting DA - 01.10.2020 KW - Kompetenzzentrum H2Safety@BAM KW - Wasserstoff KW - Wasserstoffstrategie PY - 2020 AN - OPUS4-51371 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Auster, Jürgen A1 - Widjaja, Martinus Putra A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg T1 - Current results of the DELFIN project N2 - As a contribution to the national hydrogen strategy, 3.5 years ago, the Delfin research project started with the aim of developing a cost- and material-optimized hydrogen tank design for automotive application. Under the patronage of the National Organization Hydrogen and Fuel Cell Technology (NOW), a consortium consisting of 9 research institutes, component suppliers, engineering service providers and automobile OEMs is processing a wide range of work packages. The focus of BAM research sets on impact testing and safety-related characterization of pressure vessels of different development stages. Furthermore, the implementation of nondestructive testing methods is applied. The presentation shows an overview of the BAM work packages and an extraction of the results generated so far. T2 - Wasserstoffkolloquium des Kompetenzzentrums H2Safety@BAM CY - Online meeting DA - 16.02.2022 KW - Delfin KW - Wasserstoff KW - Druckbehälter KW - Impact PY - 2022 AN - OPUS4-55348 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Auster, Jürgen A1 - Widjaja, Martinus A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg T1 - NIP II - Forschungsvorhaben „DELFIN“ N2 - Überblick über Projektinhalte und -ergebnisse aus dem Forschungsvorhaben Delfin „Erforschung alternativer Materialien und Fertigungsprozesse für kosten- und gewichtsreduzierte Druckbehälter aus endlosfaserverstärkten Kunststoff“ T2 - SAMPE Kolloquium CY - Online meeting DA - 15.01.2022 KW - Wasserstoff KW - Druckbehälter KW - Impact PY - 2022 AN - OPUS4-58064 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mair, Georg A1 - Becker, B. A1 - John, Sebastian A1 - Duffner, Eric T1 - Composite storage systems for compressed hydrogen - systematic improvement of regulations for more attractive storage units N2 - Hydrogen is an attractive energy carrier that requires high effort for safe storage. Forensuring safety, they must undergo a challenging approval process. Relevant standardsand regulations for composite cylinders used for the transport of hydrogen and for its on-board storage are currently based on deterministic (e.g. ISO 11119-3) or semi-probabilistic(UN GTR No. 13) criteria. This paper analysis the properties of such methods withrespect to the evaluation of load cycle strength. Their characteristics are compared withthe probabilistic approach of the BAM. Based on Monte-Carlo simulations, the availabledesign range (mean value and scatter of strength criteria) of current concepts was exem-plarily estimated. The aspect of small sample sizes is analysed and discussed with respectto the evaluation procedures. KW - Probabilistic KW - Monte-Carlo KW - Regulations KW - Composite cylinder KW - Hydrogen vehicles KW - Transport of dangerous goods PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.04.068 SN - 0360-3199 VL - 45 IS - 25 SP - 13672 EP - 13679 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-50687 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian A1 - Jürgen, Auster A1 - Widjaja, Martinus Putra A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg T1 - Vorstellung NIP II FORSCHUNGSVORHABEN DELFIN N2 - As a contribution to the national hydrogen strategy, 3.5 years ago, the Delfin research project started with the aim of developing a cost- and material-optimized hydrogen tank design for automotive application. Under the patronage of the National Organization Hydrogen and Fuel Cell Technology (NOW), a consortium consisting of 9 research institutes, component suppliers, engineering service providers and automobile OEMs is processing a wide range of work packages. The focus of BAM research sets on impact testing and safety-related characterization of pressure vessels of different development stages. Furthermore, the implementation of nondestructive testing methods is applied. The presentation shows an overview of the BAM work packages and an extraction of the results generated so far. T2 - SAMPE Feierabendkolloqium CY - Online meeting DA - 15.06.2022 KW - Delfin KW - Wasserstoff KW - Druckbehälter KW - Impact PY - 2022 AN - OPUS4-55349 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Günzel, Stephan A1 - Mair, Georg A1 - Wang, Bin T1 - Safety aspects of hydrogen transportation N2 - In this presentation safety aspects of hydrogen transportation are discussed. At first, the regulatory background and level of safety are presented. In the second part, the modelling of consequence due to sudden rupture of pressure receptacles is explained. Finally, the results are used to define a limit for consequence to enable an acceptable and safe transport of hydrogen. T2 - 3rd Germany-Korea Hydrogen Conference CY - Berlin, Germany DA - 27.09.2022 KW - Safety KW - Hydrogen KW - Wasserstoff KW - Gefahrgut KW - Consequence PY - 2022 AN - OPUS4-59902 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg A1 - Maiwald, Michael A1 - Orellana Pérez, Teresa A1 - Sobol, Oded A1 - Holtappels, Kai T1 - BAM - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung: Hydrogen - Safety in Technology and Chemistry N2 - The presentation starts with some key figures about BAM. Then it introduces BAM's competence centre H2Safety@BAM and shows aspects of special competence of the centre. It closes with information about the engagement of BAM in European research projects on hydrogen and a reference to our bilingual paper about our hydrogen strategy. T2 - 27th Hydrogen Europe Research General Assembly CY - Online meeting DA - 02.07.2020 KW - Material properties and compatibility KW - Component testing KW - Safety assessment KW - Approval KW - Sensors KW - Inspection KW - Gas behaviour KW - Safe handling PY - 2020 AN - OPUS4-53155 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Günzel, Stephan A1 - Mair, Georg T1 - Safety assessment of hydrogen gas storage systems N2 - In this lecture, the safety assessment of hydrogen gas storage systems is presented using the example of composite pressure vessels. The main element is a probabilistic approval approach based on five steps. Firstly, the testing and evaluation of properties at the beginning of life are shown. Secondly, methods for artificial aging and the effect on the residual strength are presented. Thirdly, testing against dedicated accidents is introduced. Fourthly, effects on the surveillance of production quality are discussed. Finally, degradation and the end of life are estimated. Background information and examples are given for each step. The assessment presented is a method applicable for many safety-related systems. T2 - Masterstudiengang Wasserstofftechnologie - Modul 8: Safety and Public Acceptance – Sicherheitsaspekte, Akzeptanz und werkstofftechnische Herausforderungen des Wasserstoffs CY - Online meeting DA - 25.08.2023 KW - Safety KW - Hydrogen KW - Wasserstoff KW - Bewertung KW - Assessment PY - 2023 AN - OPUS4-59899 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Duffner, Eric A1 - el Dsoki, Chalid A1 - John, Sebastian A1 - Schmidt, Anita A1 - Mair, Georg A1 - Loechner, Derek A1 - Drousch, Björn T1 - Sicherheitstechnische Bewertung thermischer Betriebsbelastung auf sicherheitskritische Ausrüstung am Beispiel von Composite-Atemluftflaschen und Lithiumbatterien N2 - Ziel des Vorhabens war es, den Einfluss der realen Temperaturbelastung auf Atemschutzflaschen und Lithiumbatterien in Funkgeräten (FG) im Löscheinsatz von Rettungskräften zu ermitteln und deren Auswirkung auf die Alterung und Lebensdauer sowie die potenziellen Gesundheitsgefahren bei deren Nutzung besser beurteilen zu können und Handlungshilfen abzuleiten. Im Rahmen dieses Vorhabens wurden zum einen unterschiedlich thermisch gealterte Composite-Atemluftflaschen systematisch hinsichtlich ihrer Restfestigkeiten untersucht. Zum anderen wurden Lithiumbatterien aus FG hinsichtlich der Einwirkung von kritischen Temperaturen untersucht, ab denen es zu einem thermischen Durchgehen der Batterien kommen kann. Für diese beiden wichtigen Komponenten, Lithiumbatterien und Composite-Atemluftflaschen, wurden kritische Temperatur-Zeit-Profile ermittelt, die Auswirkungen durch geeignete Methodiken untersucht und die sich ergebenden Gefährdungen für den Träger bewertet. Als Methodische Vorgehensweise wurden durch Realversuche die tatsächlichen und zuvor durch Literatur-recherche ermittelten Temperaturprofile verifiziert und auf deren Grundlage die Laborbelastungen abgeleitet. Um den Eigenschaften der aus Faserverbundwerkstoffen hergestellten Composite-Atemluftflaschen Rechnung zu tragen, wurden an zwei repräsentativen Baumustern unterschiedlicher Hersteller Stichprobengruppen unterschiedlicher thermischer Belastung ausgesetzt und hinsichtlich ihrer verbleibenden Restfestigkeitsabnahme geprüft und mit thermisch unbelasteten Baumustern verglichen. Neben den statischen Berstversuchen wurden auch kombinierte Alterungs- und Restfestigkeitsuntersuchungen an zyklisch belasteten Behältern durchgeführt. Die FG wurden thermisch sowohl statischen als auch zyklischen Belastungen ausgesetzt und mit Kapazitätsmessungen begleitet. Die statischen Versuche dienten dem Zweck, die maximale thermische Belastbarkeit der Akkus zu ermitteln, bei der noch kein Versagen auftritt. Bei den zyklischen Versuchen wurde der Temperaturverlauf bei Löscheinsätzen so nah wie möglich im Labor nachgestellt. Hierbei wurden die Akkus wiederholt einem Belastungsprofil mit konstanter Temperatur ausgesetzt und nach einigen Intervallen die Restkapazitäten am Akku gemessen und so die Degradation bestimmt. Als Fazit der im Rahmen dieses Vorhabens durchgeführten Untersuchungen an zwei repräsentativen Baumustern von Atemschutzflaschen kann gefolgert werden, dass die thermischen Belastungen abhängig vom Baumuster einen z.T. deutlichen Einfluss auf die Restfestigkeiten der Atemschutzflaschen haben. Höhere thermische Exposition ist, zumindest an den untersuchten Atemschutzflaschen, deutlich zu erkennen und die Flaschen können durch die zuständigen Gerätewarte leicht ausgesondert und ersetzt werden. Die thermischen Belastungen, wie sie im Rettungseinsatz auftreten, waren für die untersuchten Atemschutzflaschen und die Rettungskräfte nicht kritisch sind. Die langjährige Erfahrung etablierter Hersteller dürfte hier aber nicht ohne Einfluss sein. Es ist somit kein Grund erkennbar, von der Verwendung der leichteren Typ 4 Atemschutzflaschen abzuraten, wenn Atemschutzflaschen, die visuell erkennbare thermische Einwirkungen (Farbänderungen, Materialschmelzungen o.ä.) aufweisen, unmittelbar ersetzt werden. Die Ergebnisse an den FG zeigen, dass trotz hoher Temperaturen keine Selbstentzündung der Lithiumbatterien ausgelöst wird. Der Kapazitätsverlust der Batterien infolge der Belastung führt ebenfalls nicht zu einem Funktionsausfall. Es konnte gezeigt werden, dass die Kapazitätsbestimmung als zuverlässiges und geeignetes Kriterium für die Sicherheitsbewertung der Akkus herangezogen werden kann, wenn die Kapazitätsmessung bei gleichbleibenden Bedingungen (gleiche Raumtemperaturen, gleiche Messgeräte, etc.) stattfindet. Es wird empfohlen, die Akkus ab einer Restkapazität von unter 80% zu tauschen. Als schnelle und sehr einfache Überprüfung kann eine Sichtprüfung an den FG stattfinden. Die im Projekt verwendeten FG zeigten eine Verformung der Kunststoffhülle bei zu hohen Belastungen. N2 - The aim of the project was to determine the influence of the real temperature load on breathing apparatus cylinders and Lithium batteries in radio devices in firefighting operations by rescue services and to be able to better assess their effect on ageing and service life time as well as the potential health hazards and to derive guidelines for action. As part of this project, composite breathing air cylinders that had undergone different thermal ageing processes were systematically analysed with regard to their residual strength. as a second use case, lithium batteries used in radio devices were analysed with regard to the effect of critical temperatures above which thermal runaway of the batteries can occur. Critical temperature-time profiles were determined for these two important components, lithium batteries and composite breathing air cylinders, the effects for the user were analysed using suitable methods and the resulting hazards for the wearer were assessed. As a methodical approach, the actual temperature profiles previously determined by literature research were first verified in real tests and the laboratory loads were derived on this basis. In order to take into account the properties of composite breathing air cylinders made of fibre composites, sample groups were subjected to different thermal loads and examined with regard to their residual strength reduction and in comparison to thermally unloaded samples from two representative samples from different manufacturers. In addition to the static burst tests, combined ageing and residual strength tests were also carried out on cyclic loaded cylinders. The radio devices were subjected to both static and cyclic thermal loads with accompanying capacity measurements. The purpose of the static tests was to determine the maximum thermal load capacity of the batteries at which no failure occurs. In the cyclic tests, practical conditions were simulated as closely as possible in the laboratory. For this purpose, the batteries were repeatedly subjected to a load profile at a constant temperature and the residual capacity of the battery was measured after several intervals to determine the degradation. As a conclusion of the tests carried out on two representative types of breathing apparatus cylinders as part of this project, it can be concluded that the thermal loads have a sometimes significant influence on the residual strength of the breathing apparatus cylinders, depending on the type. Higher thermal exposure is clearly recognizable, at least on the breathing apparatus cylinders tested, and the cylinders can be easily remove and replaced by the responsible equipment maintainers. The thermal loads that occur during rescue operations were not critical for the tested breathing protection cylinders and the rescue teams. However, the many years of experience of established manufacturers should not be without influence here. There is therefore no reason to advise against the use of the lighter Type 4 breathing protection breathing apparatus cylinders if cylinders with visually recognizable thermal effects (color changes, material melting, etc.) are replaced immediately. The results on the radio devices showed that determination of the capacity can serve as a suitable criterion for the safety assessment for the batteries. The loss of capacity of the batteries as a result of the load also does not lead to a functional failure. The capacity determination can be used as a reliable and suitable criterion for the safety assessment of the batteries if the capacity measurement is carried out under constant conditions (same room temperatures, same measuring devices, etc.). It is recommended to replace the batteries when the remaining capacity is below 80%. A visual inspection of the radio devices can be carried out as a quick and very simple check. The radio devices used in the project showed deformation of the plastic casing when subjected to excessive loads. KW - Composite KW - Atemluftflaschen KW - Litiumbatterien KW - Funkgeräte KW - Thermische Belastung KW - Rettungskräfte KW - Feuerwehr KW - PSA KW - DGUV PY - 2024 UR - https://www.dguv.de/ifa/forschung/projektverzeichnis/ff-fp0462.jsp N1 - Abschlussbericht zum Vorhaben mit der Projekt-Nr. FF-FP 0462 (CoLiBri), Laufzeit 01.03.2021–29.02.2024, Bericht vom 15.04.2024 SP - 1 EP - 66 PB - Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV) CY - Berlin AN - OPUS4-59877 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Karsten A1 - Mair, Georg A1 - Dufner, Eric A1 - Kriegsmann, Andreas T1 - Experimentelle Untersuchungen von Composite-Druckgasbehältern: Prüfverfahren, Anwendungsbeispiele und Entwicklungen N2 - Dem AVK-Arbeitskreis Wasserstoff-Drucktanks werden ausgehend von Zielen und Aufgaben der BAM sowie der Fachkompetenz auf dem Gebiet der Sicherheit von Composite-Druckbehältern über die prüftechnische Ausstattung, die angewendeten und weiterentwickelten Prüf- und Untersuchungsmethoden sowie zu Beispielen von Forschungsvorhaben wie DELFIN, COLIBRI und SH2APED berichtet. T2 - Arbeitskreissitzung CY - Frankfurt a.M., Germany DA - 24.04.2024 KW - Composite-Druckbehälter KW - Berstversuch KW - Hydraulischer Lastwechselversuch KW - Feuersicherheit KW - Impakt PY - 2024 AN - OPUS4-60117 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Karapanagiotis, Christos A1 - Schukar, Marcus A1 - Breithaupt, Mathias A1 - Duffner, Eric A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Prager, Jens A1 - Krebber, Katerina T1 - Structural health monitoring of hydrogen pressure vessels using distributed fiber optic sensing N2 - We report on distributed fiber optic sensing-based monitoring of hydrogen composite overwrapped pressure vessels (COPV) to simultaneously increase the operational lifespan and mitigate maintenance costs. Our approach represents, to the best of our knowledge, the first application of distributed fiber optic sensing for COPV Type IV monitoring, where the sensing fibers are attached to the surface, rather than integrated into the composite material. Specifically, we attach an optical fiber of 50 m to the pressure vessel's surface, covering both the cylindrical and dome sections. We note that our fiber optic sensing technique relies on swept wavelength interferometry providing strain information along the entire length of the optical fiber with high spatial resolution even at the millimeter scale. When the vessel is pressurized, the sensing optical fiber shows a linear strain response to pressure at every position along the fiber. After thousands of load cycles, the vessel finally fails with the optical fiber detecting and precisely localizing the damage in the vessel’s blind dome area. Furthermore, we discuss the potential of state-of-the-art signal processing methods and machine learning for advancing predictive maintenance. This could reduce the number of regular inspections, mitigate premature maintenance costs, and simultaneously increase the vessel’s remaining safe service life. We believe that the structural health monitoring of hydrogen pressure vessels with fiber optic sensors can enhance trust in hydrogen technology contributing to the energy transition in the future. T2 - 11th European Workshop on Structural Health Monitoring CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Hydrogen KW - Composites KW - Pressure vessels KW - Fiber optic sensors KW - Machine learning KW - Structural health monitoring PY - 2024 AN - OPUS4-60275 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Karapanagiotis, Christos A1 - Heimann, Jan A1 - Duffner, Eric A1 - Charmi, Amir A1 - Schukar, Marcus A1 - Hashemi, Seyedreza A1 - Prager, Jens T1 - Towards predictive maintenance of hydrogen pressure vessels based on multi-sensor data fusion and digital twin modeling N2 - Hydrogen pressure vessels are among the most essential components for reliable hydrogen technology. Under current regulations, a mostly conservative strategy is employed, restricting the usage time of hydrogen pressure vessels without providing information on the real remaining lifetime. During the service life, pressure vessels are inspected periodically. However, no established method that can provide continuous monitoring or information on the remaining safe service life of the vessel. In this paper, we propose a sensor network for Structural Health Monitoring (SHM) of hydrogen pressure vessels where data from all sensors are collected and centrally evaluated. Specifically, we integrate three different SHM sensing technologies namely Guided Wave ultrasonics (GW), Acoustic Emission testing (AT), and distributed Fiber Optic Sensing (FOS). This integrated approach offers significantly more information and could therefore enable a transition from costly and time-consuming periodic inspections to more efficient and modern predictive maintenance strategies, including Artificial Intelligence (AI)-based evaluation. This does not only have a positive effect on the operational costs but enhances safety through early identification of critical conditions in the overall system in real-time. We demonstrate an experimental set-up of a lifetime test where a Type IV Composite Overwrapped Pressure Vessel (COPV) is investigated under cyclic loading instrumented with AT, FOS, and GW methods. We acquired data from the sensor network until the pressure vessel failed due to material degradation. The data collected using the three different SHM sensor technologies is planned to be evaluated individually, using data fusion, and AI. In the future, we aim to integrate the measurement setup into a hydrogen refueling station with the data stream implemented into a digital signal processing chain and a digital twin. T2 - 11th European Workshop on Structural Health Monitoring CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Acoustic emission KW - Ultrasonic guided waves KW - Fiber optic sensors KW - Hydrogen KW - Pressure vessels KW - Structural health monitoring KW - Machine learning PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-602764 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=29702 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net AN - OPUS4-60276 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Karapanagiotis, Christos A1 - Schukar, Marcus A1 - Breithaupt, Mathias A1 - Duffner, Eric A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Prager, Jens A1 - Krebber, Katerina T1 - Structural health monitoring of hydrogen pressure vessels using distributed fiber optic sensing N2 - We report on distributed fiber optic sensing-based monitoring of hydrogen composite overwrapped pressure vessels (COPV) to simultaneously increase the operational lifespan and mitigate maintenance costs. Our approach represents, to the best of our knowledge, the first application of distributed fiber optic sensing for COPV Type IV monitoring, where the sensing fibers are attached to the surface, rather than integrated into the composite material. Specifically, we attach an optical fiber of 50 m to the pressure vessel's surface, covering both the cylindrical and dome sections. We note that our fiber optic sensing technique relies on swept wavelength interferometry providing strain information along the entire length of the optical fiber with high spatial resolution even at the millimeter scale. When the vessel is pressurized, the sensing optical fiber shows a linear strain response to pressure at every position along the fiber. After thousands of load cycles, the vessel finally fails with the optical fiber detecting and precisely localizing the damage in the vessel’s blind dome area. Furthermore, we discuss the potential of state-of-the-art signal processing methods and machine learning for advancing predictive maintenance. This could reduce the number of regular inspections, mitigate premature maintenance costs, and simultaneously increase the vessel’s remaining safe service life. We believe that the structural health monitoring of hydrogen pressure vessels with fiber optic sensors can enhance trust in hydrogen technology contributing to the energy transition in the future. T2 - 11th European Workshop on Structural Health Monitoring CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Hydrogen KW - Fiber optic sensors KW - Composites KW - Machine learning KW - Structural health monitoring PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-602731 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=29701 SP - 1 EP - 7 PB - NDT.net AN - OPUS4-60273 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander A1 - Schukar, Marcus A1 - Woody, Paul A1 - Wang, Bin A1 - Breithaupt, Mathias A1 - Kriegsmann, Andreas T1 - Distributed fiber optic strain sensing for structural health monitoring of 70 MPa hydrogen vessels N2 - We report on the development and testing of 70 MPa hydrogen pressure vessels with integrated fiber optic sensing fibers for automotive use. The paper deals with the condition monitoring of such composite pressure vessels (CPVs) using the optical backscatter reflectometry (OBR) applied for a distributed fiber optic strain sensing along fully integrated polyimide-coated single-mode glass optical fiber (SM-GOF). The sensing fibers were embedded into the vessel structure by wrapping them over the polymer liner during the manufacturing process of the carbon fiber reinforced polymer (CFRP). Detecting local strain events by the integrated fiber optic sensors can be an opportunity for monitoring the material degradation of CPVs under static and cyclic loading. T2 - 11th European Workshop on Structural Health Monitoring CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Fiber optic sensor KW - Distributed strain sensing KW - Composite pressure vessel KW - Structural health monitoring KW - Fiber-reinforced plastics PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-603105 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net AN - OPUS4-60310 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Karapanagiotis, Christos A1 - Heimann, Jan A1 - Duffner, Eric A1 - Charmi, Amir A1 - Schukar, Marcus A1 - Hashemi, Seyedreza A1 - Prager, Jens T1 - Towards predictive maintenance of hydrogen pressure vessels based on multi-sensor data fusion and digital twin modeling N2 - Hydrogen pressure vessels are among the most essential components for reliable hydrogen technology. Under current regulations, a mostly conservative strategy is employed, restricting the usage time of hydrogen pressure vessels without providing information on the real remaining lifetime. During the service life, pressure vessels are inspected periodically. However, no established method that can provide continuous monitoring or information on the remaining safe service life of the vessel. In this paper, we propose a sensor network for Structural Health Monitoring (SHM) of hydrogen pressure vessels where data from all sensors are collected and centrally evaluated. Specifically, we integrate three different SHM sensing technologies namely Guided Wave ultrasonics (GW), Acoustic Emission testing (AT), and distributed Fiber Optic Sensing (FOS). This integrated approach offers significantly more information and could therefore enable a transition from costly and time-consuming periodic inspections to more efficient and modern predictive maintenance strategies, including Artificial Intelligence (AI)-based evaluation. This does not only have a positive effect on the operational costs but enhances safety through early identification of critical conditions in the overall system in real-time. We demonstrate an experimental set-up of a lifetime test where a Type IV Composite Overwrapped Pressure Vessel (COPV) is investigated under cyclic loading instrumented with AT, FOS, and GW methods. We acquired data from the sensor network until the pressure vessel failed due to material degradation. The data collected using the three different SHM sensor technologies is planned to be evaluated individually, using data fusion, and AI. In the future, we aim to integrate the measurement setup into a hydrogen refueling station with the data stream implemented into a digital signal processing chain and a digital twin. T2 - 11th European Workshop on Structural Health Monitoring CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Hydrogen KW - Ultrasonic guided waves KW - Fiber optic sensors KW - Acoustic emission KW - Machine learning KW - Pressure vessels KW - Structural health monitoring PY - 2024 AN - OPUS4-60277 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wosniok, Aleksander A1 - Schukar, Marcus A1 - Wang, Bin A1 - Breithaupt, Mathias A1 - Kriegsmann, Andreas A1 - Woody, Paul T1 - Distributed fiber optic strain sensing for structural health monitoring of 70 MPa hydrogen vessels N2 - We report on the development and testing of 70 MPa hydrogen pressure vessels with integrated fiber optic sensing fibers for automotive use. The paper deals with the condition monitoring of such composite pressure vessels (CPVs) using the optical backscatter reflectometry (OBR) applied for a distributed fiber optic strain sensing along fully integrated polyimide-coated single-mode glass optical fiber (SM-GOF). The sensing fibers were embedded into the vessel structure by wrapping them over the polymer liner during the manufacturing process of the carbon fiber reinforced polymer (CFRP). Detecting local strain events by the integrated fiber optic sensors can be an opportunity for monitoring the material degradation of CPVs under static and cyclic loading. T2 - 11th European Workshop on Structural Health Monitoring CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Fiber optic sensor KW - Distributed strain sensing KW - Composite pressure vessel KW - Structural health monitoring KW - Fiber-reinforced plastics PY - 2024 AN - OPUS4-60307 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Popiela, Bartosz T1 - Non-Destructive Testing of Type 4 Composite Pressure Vessels N2 - Non-Destructive Testing (NDT) of type 4 composite pressure vessels can be seen as key to better understanding the behaviour of the composite structure and the impact of the manufacturing process on its quality. In this presentation, NDT methods used in the “Trustworthy Hydrogen” project are introduced. A brief discussion of the observed phenomena is provided. T2 - Visit of a delegation from Korea Fire Institute (KFI) CY - Berlin, Germany DA - 24.06.2024 KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Non-destructive testing PY - 2024 AN - OPUS4-60401 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -