TY - CONF A1 - Karapanagiotis, Christos 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 - Karapanagiotis, Christos 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 - Wosniok, Aleksander 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 - 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 - CONF A1 - Popiela, Bartosz 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 - 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 - 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 - Ghaznavi, Ali T1 - Damage monitoring of hydrogen composite pressure vessels using acoustic emission technique and machine learning N2 - A good understanding of the structural stability of hydrogen composite overwrapped pressure vessels (COPV) is important for the cost-effective design and safe operation of hydrogen storage systems. Acoustic emission (AE) monitoring is a non-destructive method sensitive to microstructural damages such as e.g. fiber breakage, and matrix cracking in COPVs. This study proposes a novel approach for damage monitoring by integrating acoustic emission techniques with machine learning (ML) algorithms to classify and predict damage types in COPVs. However, training accurate classification models requires extensive labeled datasets, which are very challenging to generate due to the nature of AE signal data and the lack of in-situ observations of microscopic failures in COPVs. Our research overcomes this limitation by automating the labeling process of AE signal data for different COPVs using unsupervised ML methods. The most representative features were extracted and then selected from recorded AE signals. Different unsupervised clustering algorithms were utilized based on various extracted feature combinations. The most stable clustering result was achieved and later used as appropriate labels for training classification algorithms. A deep neural network-based deep learning (DL) architecture was used to train discriminative models on AE data, identify patterns, and classify damage types into different classes with improved accuracy and speed for each COPV. Results demonstrate the potential of the proposed combined deep learning approach to train predictive models in identifying failure patterns. The trained models based on individual COPVs show high training, validation, and test accuracy for unseen datasets and offer enhanced predictive capabilities by following advanced DL techniques compared to traditional monitoring methods. The proposed method highlights its potential to improve the efficiency and safety of hydrogen storage systems. T2 - SCHALL 25 CY - Dresden, Germany DA - 26.03.2025 KW - Acoustic Emission KW - Composite Overwrapped Pressure Vessels, KW - Damage monitoring KW - Machine Learning KW - Deep Learning KW - Deep Neural Network KW - Sequential Neural Network PY - 2025 AN - OPUS4-62915 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. 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 W. 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 - JOUR A1 - Mair, Georg W. A1 - Günzel, Stephan T1 - Der systematische Einsatz der Monte-Carlo-Simulation in der Normung N2 - Im Rahmen der Energiewende erfahren viele Produkte einen umfassenden Markthochlauf. Hierzu müssen neue Technologien entwickelt oder bestehende in kurzer Zeit angepasst werden. Das macht sie besonders anfällig für Zwischenfälle und nachfolgenden Akzeptanzverlust. Zu vermeidende Zwischenfälle hängen oft von den deterministischen Mindestanforderungen in Norm und Recht ab, die erfahrungsbasiert entwickelt wurden. Hier ist die Monte-Carlo-Simulation eine wertvolle Hilfe. Sie erlaubt, auf der Basis von wenigen ermittelten Daten zu bewerten, welche statistische Wirkung aus einer Mindestanforderung resultiert und was angepasst werden muss, um die im Zuge eines Markthochlaufes relevanten Zielgrößen zu erreichen. Ein Verfahren, das im Rahmen der Normung erlaubt, die Wirkung einer Mindestanforderung auf die Ausfallwahrscheinlichkeit zu bewerten, wird zurzeit im Rahmen des Projektes DIN/TS 19472 unter dem NA 016-00-03 AA ausgearbeitet und hier vorgestellt. KW - Wasserstoffspeicher KW - Wirtschaftlichkeit KW - Markthochlauf KW - Zufallsgenerator KW - Normalverteilung KW - Sicherheit PY - 2025 SN - 0722-2912 VL - 2025 IS - 4 SP - 72 EP - 75 CY - Berlin AN - OPUS4-63807 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Blasting Splinter Protection Tower and Focus Points in Research and RCS N2 - Firstly, the modular fragmentation protection components are presented and the concept of the currently realised, cube-shaped tower is shown. This temporary tower was exposed to various explosive loads up to the level of 10 kg TNT. The orthogonality of the pressure effect is clearly recognisable. The pressure peak is reduced by 15% in the direction of the openings and the wind effect is reduced by around 40%. Both effects are greater in the direction of the diagonals. Another important point is risk management during the H2 market ramp-up. The aspects of specifically controlled reliability, consequence control and also new technologies, e.g. for the insulation of cryogenic storage facilities, are explained. Another aspect is analysing the effect of minimum requirements in standards according to risk-based criteria. Monte Carlo simulation is used for this purpose. Efficient, random sample-based recurring tests and optimised and consistent data availability are further aspects. Conclusions:  Usage of hydrogen needs careful safety precautions and reliable equipment  Worst case scenarios must get prevented but possible consequences should be taken into account, also.  For the market rump-up new approaches are necessary for keeping the system running and for ensuring an adequate safety level: - probabilistic evaluation of components - improvement of NDT-methods - digital tools for data administration and sharing - simulation of effectiveness of minimum requirements in RCS - new storage concepts e.g. for LH2 T2 - 5th Germany-Korea Hydrogen Conference CY - Halle (Saale), Germany DA - 22.10.2024 KW - Risk control KW - Hydrogen transport KW - DCC KW - DCoC KW - DPP KW - TNT PY - 2024 AN - OPUS4-61440 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Das Potenzial des SHM an Gasspeichern- Zulassung & Betrieb N2 - Der Vortrag beginnt mit dem Ziel einer Prognose der Ausfallwahrscheinlichkeit einer Population oder eines Individuums, die laufend auf der Basis von SHM (Zustandsüberwachung von Strukturen) aktualisiert wird. Zunächst wird die Rolle des Rechts und der Rechtsrahmen für die Prüfung von Gasspeichern nach Norm dargestellt. Der Bedarf an technologischen Fortschritten wird mit Bezug zur Prüfpraxis und dem zugehörigen Ressourcenbedarf, wie auch den Defiziten der vorgeschriebenen Prüfungen im Kontext des Markthochlaufes Wasserstoff erläutert. Der Lösungsansatz ist zweistufig und basiert auf dem systematischen Ersatz der Wasserdruckprüfung in Begleitung von SHM (insbesondere AT/SEA) und im zweiten Schritt auf der Kombination des probabilistischen Ansatzes der BAM (GGR 021) mit einer weiterentwickelten SHM. Diese Kombination von ZfP und Probabilistik würde zum einen die Aussagekraft in der betrieblichen Überwachungsmaßnahmen erheblich erhöhten und gleichzeitig eine erheblich Aufwandsreduktion sowohl bzgl. Stillstandszeiten, Kosten und Lebensdauer bieten. ‒ In vielen Fällen sind die Prüfverfahren in Norm und Recht geregelt. ‒ Der Markthochlauf fordert neue Ansätze, um die erforderliche Quantität (mehr und größere Speicher) und Qualität (hohe Zuverlässigkeit) bieten zu können. ‒ Für stationäre und mobile Großspeicher bleibt nur eine permanente Onlineüberwachung ‒ Für Speicher in großer Stückzahl sind stichprobenbasierte Ansätze als permanenter Messung oder als wiederkehrende Prüfung möglich und sinnvoll. ‒ Die größte Aufgabe liegt aber darin, die ZfP-Methoden weiterzuentwickeln und deren Aussagekraft und –genauigkeit zu schärfen. T2 - 37. Fachausschuss Zustandsüberwachung (FA SHM) CY - Berlin, Germany DA - 15.10.2024 KW - Wasserstoffspeicher KW - Probabilistik KW - Schallemissionsanalyse KW - Wiederkehrende Prüfung KW - Lebensdauerüberwachung KW - BAM-GGR 021 PY - 2024 AN - OPUS4-61362 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - DIN TS 19472 - Das Monte-Carlo-Experiment in der Normung N2 - Der Foliensatz erläutert den Denkansatz, die Normstruktur und eine evtl. Programmstruktur für das Normungsprojekt TS 19472. Das Spannungsfeld heutiger Normung basiert auf den immer komplexer vorhersagbaren Eigenschaften Fertigungsstreuung und Bauteilalterung. Während man die Bauteilalterung mit neuen Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung usw. betriebsbegleitend bewertet, kann der Fertigungsstreuung mit ihrem Einfluss auf die zu erwartenden Ausfälle nur mit probabilistischen Mitteln direkt begegnet werden. Ein probabilistischer Zulassungsansatz würde aber zu enorm komplexen Bewertungsprozessen führen, die wiederum in ihrer Feldanwendung komplexer zu bewerten und damit ohne langjährige Erfahrung fehleranfälliger als deterministische Verfahren sein dürften. Um diesen Konflikt aufzulösen, bietet es sich zumindest übergangsweise an, den probabilistischen Ansatz nicht unmittelbar in der Zulassung anzuwenden, sondern die in der Breite vertrauten, deterministischen Zulassungsvorschriften auf ihre Wirkung zu überprüfen und ggf. zu optimieren. Hierzu kann die systematisch numerische Wiederholung eines sog. Monte-Carlo-Experiments eingesetzt werden. Hierzu wird für verschiedene Parametersätze, die die Grenze noch akzeptierter Ausfallwahrscheinlichkeit beschreiben, das nachfolgend beschriebene, numerische Experiment wiederholt ausgeführt. Die Wiederholung erfolgt in definierten Variationsschritten über das gesamte Spektrum praktisch relevanter Streuungswerte. Jedes Experiment besteht somit aus der Generierung einer Grundgesamtheit zu dem für den jeweiligen Variationsschritt spezifischen Parametersatz. Danach wird die Grundgesamtheiten in Zufallsstichproben einer definierten Größe aufgeteilt und jede simulierte Stichprobe auf deren Akzeptanz gemäß dem betrachteten Akzeptanzkriterium in der Norm analysiert. Daraus resultiert für jede Grundgesamtheit aus dem Einzelexperiment die Wahrscheinlichkeit zur Annahme einer Stichprobe . Mit der systematischen Wiederholung des Experiments ist der Verlauf  der Akzeptanzwahrscheinlichkeit bekannt, mit der eine grenzwertige Eigenschaft nach einem deterministischen Akzeptanzkriterium noch angenommen werde würde und damit auch ein ungenügendes Baumuster aufgrund der jeweils betrachteten Eigenschaft nicht abgelehnt werden würde. T2 - Sitzung des NA 016-00-03-03 AK „Composite-Flaschen“ des DIN-Normenausschuss Druckgasanlagen (NDG) CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2025 KW - Wasserstoffspeicher KW - Probabilistik KW - Markthochlauf KW - Zufallsgenerator KW - Sicherheit PY - 2025 AN - OPUS4-62907 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Popiela, Bartosz T1 - Performance of Type 4 Composite Pressure Vessels: Impact of Residual Stress State N2 - This presentation summarizes the results of an experimental study on slow burst tests, involving two pressure vessel designs with different residual stress states. The significant performance differences between the two designs highlight the critical role of residual stress state in filament-wound structures T2 - Composites Research Seminar at the Innovative Design and Integrated Manufacturing Lab, Seoul National University CY - Seoul, South Korea DA - 22.11.2024 KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Residual stresses KW - Burst test KW - Filament winding PY - 2024 AN - OPUS4-61734 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Popiela, Bartosz T1 - BAM 3.5 and Trustworthy Hydrogen: Experimental Investigation of Type 4 Composite Pressure Vessels N2 - The presentation provided a brief introduction to Division 3.5 at BAM and detailed an experimental study of composite pressure vessels as part of the 'Trustworthy Hydrogen' project. It included an in-depth analysis of slow burst test evaluations. T2 - Lab Seminar of IDIM SNU CY - Seoul, South Korea DA - 26.11.2024 KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Residual stresses KW - Burst test PY - 2024 AN - OPUS4-61779 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 - CONF A1 - Soruco Aloisio, Ricardo 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 - 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 - Sklorz, Christian T1 - Qualification of protective splinter barrier for fire resistance testing of CPVS N2 - There will be an experimental setup with a qualification of protective splinter barrier for fire resistance testing of CPVs presented. Various methods of qualifying the test stand enclosure are shown and the results are examined individually. A total of 14 explosion tests were carried out. Furthermore, the enclosure was examined for the influence of wind. T2 - Visit Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) CY - Berlin, Germany DA - 30.08.2024 KW - Protective splinter barrier KW - Fire testing KW - Blast testing KW - Wind meassurement KW - CPV PY - 2024 AN - OPUS4-61455 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kästle, Emanuel D. T1 - Failure monitoring and classification from acoustic emission tests on impact-damaged hydrogen composite pressure vessels N2 - Composite overwrapped pressure vessels (COPV) for hydrogen will play an important role in emission free mobility and energy storage. The DELFIN project (2018 – 2022) was set up with the goal of developing improved COPVs that are lighter, cheaper and more durable. A key aspect of this project was to conduct full-scale impact tests with different gas pressure levels that were used to evaluate the vessels’ crash performance and to verify numerical impact simulations. These tests were followed by controlled pressure experiments until the burst pressure was reached. The procedure was monitored with acoustic emission testing (AT) and subsequent computer tomography (CT). The residual COPV stability and the AT results are compared to different scenarios regarding the impact energies and impact angles. The event localization from AT shows a clear correlation of the emitted energy with the damaged areas. We classify the recorded signals into groups that can be related to the failure mechanism and compare those to the pressure evolution before failure of the COPV. All tests indicate that large impact energies lead to a significant reduction of the burst pressure of COPVs, whereas a higher internal pressure can have a stabilizing effect that reduces the damaging effect. T2 - EWGA2024 36th Conference of the European Working Group on Acoustic Emission, 18-20 September 2024, Potsdam, Germany CY - Potsdam, Germany DA - 18.09.2024 KW - Acoustic Emission KW - Carbon-Fibre Overwrapped Pressure Vessels KW - Impact Damage KW - Cluster Analysis KW - Frequency Features PY - 2024 AN - OPUS4-61674 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Terhedebrügge, Gabriel A1 - Prager, Jens T1 - How can SHM be applied in a quality assured and legally compliant manner? T1 - Wie kann SHM qualitätssicher und rechtssicher angewendet werden? N2 - Many SHM applications developed at universities and research institutions have not yet left the laboratory scale. Possible reasons for this include: - Real components and structures are often more complex than expected, - The POD (probability of detection) of the SHM system is usually difficult to determine, - The reliability of SHM systems is often unsatisfactory, and - The transition from recurring inspection to permanent monitoring with automated SHM systems fails due to existing safety regulations and testing standards. The workshop addresses these issues and aims to present solutions that facilitate the practical use of SHM. The solutions will be developed using real-world applications, such as those in the field of renewable energy. N2 - Viele SHM-Anwendungen, die an den Universitäten und Forschungseinrichtungen entwickelt wurden, haben den Labormaßstab noch nicht verlassen. Mögliche Gründe dafür sind, - dass reale Bauteile und Strukturen häufig komplexer sind als erwartet, - die POD (probability of detection) des SHM-Systems zumeist schwer bestimmbar ist, - die Zuverlässigkeit der SHM-Systeme oft nicht zufriedenstellend ist und - der Übergang von wiederkehrender Prüfung zur permanenter Überwachung mit automatisierten SHM-Systemen an vorhandenen Sicherheitsrichtlinien und Prüfvorschriften scheitert. Der Workshop greift diese Fragestellungen auf und soll Lösungsansätze aufzeigen, die den Einsatz von SHM in der Praxis erleichtern. Die Lösungen werden beispielhaft für reale Anwendungen, z.B. aus dem Bereich der erneuerbaren Energien, erarbeitet. T2 - SCHALL 25 CY - Dresden, Germany DA - 28.03.2025 KW - SHM KW - Legal aspects KW - Pressure vessels KW - SMART-tools KW - QI-Digital KW - Periodic inspection PY - 2025 AN - OPUS4-62909 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Würsig, Andreas T1 - Aufgaben der BAM im Bereich Gefahrguttanks N2 - Die Präsentation gibt einen Überblick über die Aufgaben der BAM im Bereich der Gefahrguttanks. Dabei werden die Bereiche Zulassung, Beratung und Information und Forschung im Bereich der Tanks angesprochen. T2 - 35. Münchner Gefahrgut-Tage CY - Munich, Germany DA - 26.05.2025 KW - Tanks KW - Tankzulassung KW - Tankgremien KW - Tanknormung PY - 2025 AN - OPUS4-63338 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wätzold, Florian A1 - Popiela, Bartosz A1 - Mayer, Jonas T1 - Methodology for AI-Based Search Strategy of Scientific Papers: Exemplary Search for Hybrid and Battery Electric Vehicles in the Semantic Scholar Database N2 - The rapid development of artificial intelligence (AI) has significantly enhanced productivity, particularly in repetitive tasks. In the scientific domain, literature review stands out as a key area where AI-based tools can be effectively applied. This study presents a methodology for developing a search strategy for systematic reviews using AI tools. The Semantic Scholar database served as the foundation for the search process. The methodology was tested by searching for scientific papers related to batteries and hydrogen vehicles with the aim of enabling an evaluation for their potential applications. An extensive list of vehicles and their operational environments based on international standards and literature reviews was defined and used as the main input for the exemplary search. The AI-supported search yielded approximately 60,000 results, which were subjected to an initial relevance assessment. For the relevant papers, a neighbourhood analysis based on citation and reference networks was conducted. The final selection of papers, covering the period from 2013 to 2023, included 713 papers assessed after the initial review. An extensive discussion of the results is provided, including their categorisation based on search terms, publication years, and cluster analysis of powertrains, as well as operational environments of the vehicles involved. This case study illustrates the effectiveness of the proposed methodology and serves as a starting point for future research. The results demonstrate the potential of AI-based tools to enhance productivity when searching for scientific papers. KW - Search strategy KW - Methodology KW - Artificial intelligence KW - Literature review KW - Battery electric vehicles KW - Hydrogen-powered vehicles PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-622012 DO - https://doi.org/10.3390/publications12040049 VL - 12 IS - 4 SP - 1 EP - 16 PB - MDPI CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-62201 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ghaznavi, Ali A1 - Kästle, Emanuel D. A1 - Popiela, Bartosz A1 - Duffner, Eric T1 - Damage monitoring of hydrogen composite pressure vessels using acoustic emission technique and machine learning N2 - A good understanding of the structural stability of hydrogen composite overwrapped pressure vessels (COPV) is important for the cost-effective design and safe operation of hydrogen storage systems. Acoustic emission (AE) monitoring is a non-destructive method sensitive to microstructural damages such as e.g. fiber breakage, and matrix cracking in COPVs. This study proposes a novel approach for damage monitoring by integrating acoustic emission techniques with machine learning (ML) algorithms to classify and predict damage types in COPVs. However, training accurate classification models requires extensive labeled datasets, which are very challenging to generate due to the nature of AE signal data and the lack of in-situ observations of microscopic failures in COPVs. Our research overcomes this limitation by automating the labeling process of AE signal data for different COPVs using unsupervised ML methods. The most representative features were extracted and then selected from recorded AE signals. Different unsupervised clustering algorithms were utilized based on various extracted feature combinations. The most stable clustering result was achieved and later used as appropriate labels for training classification algorithms. A deep neural network-based deep learning (DL) architecture was used to train discriminative models on AE data, identify patterns, and classify damage types into different classes with improved accuracy and speed for each COPV. Results demonstrate the potential of the proposed combined deep learning approach to train predictive models in identifying failure patterns. The trained models based on individual COPVs show high training, validation, and test accuracy for unseen datasets and offer enhanced predictive capabilities by following advanced DL techniques compared to traditional monitoring methods. The proposed method highlights its potential to improve the efficiency and safety of hydrogen storage systems. T2 - SCHALL 25 CY - Dresden, Germany DA - 26.03.2025 KW - Sequential Neural Network KW - Acoustic Emission KW - Composite Overwrapped Pressure Vessels KW - Damagemonitoring KW - Machine Learning KW - Deep Learning KW - Deep Neural Network PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-629040 DO - https://doi.org/10.58286/30958 SP - 1 EP - 12 AN - OPUS4-62904 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Karapanagiotis, Christos T1 - Toward a Digital Twin of Hydrogen Pressure Vessels Enabled by Distributed Fiber Optic Sensors N2 - We present a digital replica of a hydrogen pressure vessel enabled by distributed fiber optic sensors (DFOS). This digital replica dynamically displays and updates the vessel’s structural condition by calculating strain residuals defined as the difference between the measured DFOS strain and the expected strain based on pressure data. As an example, we show the ability of the DFOS to detect and localize damage caused by drilling six holes into the vessel’s body. This digital replica represents a foundational step toward a fully integrated digital twin for predictive maintenance and remaining lifetime prognosis. T2 - Sensor and Measurement Science International 2025 CY - Nuremberg, Germany DA - 06.05.2025 KW - Fiber optic sensors KW - Hydrogen KW - Digital twins KW - Structural health monitoring KW - Machine learning KW - Predictive maintenance PY - 2025 AN - OPUS4-63087 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 - Wang, Bin A1 - Mair, Georg W. 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 - JOUR A1 - Mair, Georg W. 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 - JOUR A1 - Popiela, Bartosz A1 - Günzel, Stephan A1 - Schukar, Marcus A1 - Mair, Georg W. A1 - Krebber, Katerina A1 - Seidlitz, Holger T1 - Impact of internal pressure control during manufacturing on residual stresses and safety performance of type 4 pressure vessels N2 - Composite pressure vessels are commonly manufactured using the wet filament winding process, where various process parameters can influence the performance of the finished component. In this study two designs of wet filament wound 6.8-liter type 4 composite pressure vessels were manufactured. Both differ only by the internal pressure used during the filament winding, which primarily influences the residual stress state in the composite structure. An extensive experimental study was carried out, including 10 slow burst tests and strain measurements with fiber optic sensors. Significant differences can be observed in the performance of the two designs even though the used stacking sequence, materials and other manufacturing parameters are the same for both designs. A discussion of the differences in the behavior of both cylinder types is provided, including the strain distribution in slow burst tests and failure mechanism. KW - Residual stresses KW - Slow burst tests KW - Filament winding KW - Type 4 composite pressure vessels KW - Hydrogen PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-626663 DO - https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2025.100581 SN - 2666-6820 VL - 17 SP - 1 EP - 9 PB - Elsevier B.V. CY - Amsterdam, Netherlands AN - OPUS4-62666 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. 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 W. 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 W. 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 W. 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 W. 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 - Popiela, Bartosz T1 - Experimental study on the impact 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 experimental investigation of the impact of residual stresses on the reliability of type 4 composite pressure vessels. T2 - Summer School 2024 - BTU-BAM Graduate School "Trustworthy Hydrogen" CY - Cottbus, Germany DA - 07.10.2024 KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Residual stresses KW - Burst test PY - 2024 AN - OPUS4-61272 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Leichtbau von Gasspeichern - unsere Werkzeuge für den Leichtbau N2 - Der Vortrag stellt dar, wie die aktuellen Maßnahmen im Bereich der Sicherheitsbewertung von Gasspeichern in den Leichtbau einzahlen. Hierbei wird die Motivation für den Markthochlauf Wasserstoff vorangestellt: Die Reduktion bzw. Vermeidung von Klimagasen. Danach wird unterschieden zwischen den Maßnahmen für die Aspekte „Einsparung von Transportenergie“, „Materialeinsatz im Design“, „Maximierung der Verwendung“. Das Ergebnis kann zusammengefasst werden mit a) Der Leichtbau hat viele Aspekte, Zielsetzungen und Wirkansätze. b) Die Designoptimierung nach den konkurrierenden Zielen „Materialeinsatz“ (Produktionskosten; günstige Werkstoffe), Gewicht (Transportkosten) und Sicherheit gelingt immer besser. c) Im geregelten Bereich erfordern neue Wege des Leichtbaus oft eine Änderung der Vorschriften, die man rechtzeitig angehen muss. d) Wenn man Leichtbau auch als Maximierung der Nutzungsdauer pro Materialeinsatz versteht, geht es vor allem um die Nachhaltigkeit in der Nutzung und damit um neue Methoden der Sicherheitsbeurteilung zur Maximierung der Nutzungsdauer (ZfP oder lfd. Überwachung). T2 - 4. Netzwerktreffen Leichtbau Berlin-Brandenburg CY - Berlin, Germany DA - 01.10.2024 KW - Wasserstoffspeicher KW - Probabilistik KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Stichprobenprüfung PY - 2024 AN - OPUS4-61331 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sklorz, Christian T1 - Investigations on fire resistance of CPVs with respect to validation of fire test setup N2 - Based on Global Technical Regulations No. 13 phase 2 it is shown how to desing an over ground fire test stand with splinter barrier elements and qualification tests like blast testing and wind measurement. T2 - Stakeholders Workshop VH SH2APED CY - Brussels, Belgium DA - 26.09.2024 KW - GTR 13 KW - Fire testing on CPVs PY - 2024 AN - OPUS4-61335 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Popiela, Bartosz T1 - Creep Phenomena During Initial Loading of Type 4 Composite Pressure Vessels N2 - A poster presentation on the impact of creep phenomena during initial loading on the safety of type 4 composite pressure vessels. A statistical evaluation of slow burst tests shows an increase of the survival rate of initially loaded composite pressure vessels (sustained load and increased pressure) compared to the ones tested in a brand-new state. T2 - ASME Pressure Vessels & Piping® Conference CY - Quebec, Canada DA - 20.07.2025 KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Safety KW - Creep PY - 2025 AN - OPUS4-63761 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Karsten 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 - Mair, Georg W. 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 - John, Sebastian A1 - Duffner, Eric A1 - Mair, Georg W. 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 - John, Sebastian A1 - Duffner, Eric 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 W. 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 - Popiela, Bartosz 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 - CONF A1 - Popiela, Bartosz T1 - Impact of the Initial Loading on the Performance of Type 4-CPVs N2 - Poster presentation on the impact of initial loading on the performance of type 4 composite pressure vessels presented at the 4th Netzwerktreffen Leichtbau Berlin-Brandenburg. T2 - 4. Netzwerktreffen Leichtbau Berlin-Brandenburg CY - Berlin, Germany DA - 01.10.2024 KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Safety KW - Burst test PY - 2024 AN - OPUS4-61197 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - VIDEO A1 - Popiela, Bartosz T1 - Better with age? Discussion of creep phenomena during initial loading of type 4 composite pressure vessels N2 - A video for the Rudy Scavuzzo Student Paper Competition at ASME PVP 2025. The topic of the presentation is the impact of creep phenomena during initial loading on the safety of type 4 composite pressure vessels. T2 - ASME Pressure Vessels & Piping Conference (ASME PVP 2025) CY - Quebec, Canada DA - 20.07.2025 KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Safety KW - Creep PY - 2025 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-63763 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - John, Sebastian 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 - JOUR A1 - Popiela, Bartosz A1 - Kim, Kyunghwan A1 - Lee, Kyu-Jin A1 - Lee, Jung-Ryul T1 - Impact of internal pressure regulation in filament winding on the quality of composite cylinders: a study with pulse-echo ultrasonic propagation imaging N2 - To ensure the safety of composite pressure vessels considering the growing usage, this case study investigates how wet filament winding parameters affect quality of composite cylinders. Two 6.8-liter Type 4 cylinders with identical geometry and fiber stacking sequence were analyzed using pulse-echo ultrasonic propagation imaging. One cylinder was wound under constant internal pressure, while the other used increasing pressure to influence residual stress and influence imperfections. This difference led to distinct failure mechanisms in burst tests. The study focused on identifying porosity and resin-rich areas, visualized through ultrasonic wave propagation imaging and variable time-window amplitude mapping. Results revealed that the cylinder wound with increasing pressure had better composite consolidation but more resin-rich areas in the hoop windings. The findings demonstrate the effectiveness of pulse-echo ultrasonic imaging as a non-destructive method for detecting manufacturing-induced imperfections and highlight the importance of optimizing filament winding parameters to enhance composite quality. KW - Composite KW - Pressure vessel KW - Wet filament winding KW - Pulse-echo ultrasonic propagation imaging PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-639801 DO - https://doi.org/10.1080/09243046.2025.2547457 SN - 1568-5519 SP - 1 EP - 18 PB - Taylor & Francis AN - OPUS4-63980 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Soruco Aloisio, Ricardo T1 - Digitale Abbildung von Assets - Dateninfrastruktur für Industrie 4.0 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 aufgebaut. Zudem wurde der von der Plattform Industrie 4.0 empfohlene standardisierte Zwilling „Verwaltungsschale“ für einige Assets der Wasserstofftankstelle implementiert. T2 - QI-Forum 2024 CY - Berlin, Germany DA - 09.10.2024 KW - Datenintregration KW - IT KW - Infrastruktur KW - OT KW - Open Source KW - Software KW - VPN KW - Verwaltungsschale PY - 2024 AN - OPUS4-63493 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -