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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 -