TY - CONF A1 - Schönfelder, Thorsten T1 - Einfluss thermischer Betriebsbelastungen auf die Sicherheit von Typ-III-Druckgasbehältern N2 - Das Einsatzspektrum von den besonders leichten Druckbehältern aus Faserverbund-werkstoffen erweitert sich kontinuierlich. Dies führt dazu, dass mit der erweiterten Verwendung auch die thermisch zulässigen Einsatzgrenzen dieser Behälter ausgeschöpft und sogar teilweise überschritten werden. So können bspw. Atemluftflaschen im Brandeinsatz der Feuerwehr an der Behälteroberfläche derart hohen Umgebungstemperaturen ausgesetzt werden, dass die zulässige Höchsttemperatur von 65 °C deutlich überschritten wird. Durch experimentelle Temperaturversuche an Typ-III-Atemluftflaschen mit einem Innenbehälter aus Aluminium konnte gezeigt werden, dass bei der Brandbekämpfung die untersuchten Atemluftflaschen lokal über das in der Zulassung abgeprüfte Temperaturspektrum erhitzt werden. Der Glasübergangsbereich des Faserverbundwerkstoffs wird partiell um bis zu 95 °C überschritten. Um die reale Sicherheit der Atemluftflasche bewerten zu können, wurde ein analytisches Hybridbehältermodell entwickelt, das die Beanspruchungen mit validierten Materialtemperaturverläufen berechnet. Mit der Einbindung von Schädigungsansätzen konnte ein bisher nicht hinreichend beachtetes thermisches Degradationsverhalten in den Berechnungen berücksichtigt werden. Zudem wurden insgesamt 90 altersbedingt ausgesonderte Feuerwehr-Atemluftflaschen zerstörend geprüft, um nähere Erkenntnisse über den Sicherheitszustand am Ende der Lebenszeit zu erhalten. In diesem Kolloquium werden Forschungsergebnisse vorgestellt, die im Rahmen einer Promotionsarbeit die Auswirkungen dieser erhöhten thermischen Betriebslasten auf eine Typ-III-Atemluftflasche mit einem Innenbehälter aus Aluminium darstellen und bewerten. T2 - BAM-Kolloquium CY - Berlin, Germany DA - 02.05.2018 KW - Druckgasbehälter KW - Thermische Belastungen KW - Degradation KW - Typ-III KW - Faserverbundwerkstoff PY - 2018 AN - OPUS4-44846 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schönfelder, Thorsten A1 - Mair, Georg A1 - Deuerler, F. T1 - Thermische Betriebslasten von Atemluftflaschen im Feuerwehreinsatz - Teil III: Modellbildung JF - Technische Sicherheit N2 - Atemluftflaschen aus Faserverbundwerkstoffen werden bei einem Brandeinsatz situationsabhängig hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Die Grenzen der sicheren thermischen Belastbarkeit dieser Behälter werden jedoch heutzutage nicht abgeprüft. Deshalb hat es sich die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Austausch mit der Bergischen Universität Wuppertal zur Aufgabe gemacht, die Auswirkungen dieser Betriebslasten zu untersuchen. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungen sollen genutzt werden, um zu beurteilen, wie thermische Betriebsbedingungen in normierten Prüfkriterien sicherheitstechnisch berücksichtigt werden sollten. Um die Beanspruchungen innerhalb des Behältermaterials berechnen zu können wird in diesem dritten Teil der Aufsatzreihe die Entwicklung eines analytischen Hybrid-Behältermodells vorgestellt, in dem die für den Brandeinsatz zu erwartenden Materialtemperaturen, deren Ermittlung im Fokus des ersten und zweiten Teils dieser Untersuchungsreihe standen, eingebunden werden. Dabei werden im Modell erstmalig Schädigungsmechanismen berücksichtigt, die eine thermische Überbelastung des Faserverbundwerkstoffs einbeziehen. KW - Composite KW - Degradation KW - Druckgasbehälter KW - Faserverbundwerkstoff KW - Feuerwehr KW - Sicherheit PY - 2018 SN - 2191-0073 VL - 8 IS - 9 SP - 31 EP - 36 PB - Springer CY - Düsseldorf AN - OPUS4-46046 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schönfelder, Thorsten A1 - Mair, Georg A1 - Deuerler, F. T1 - Thermische Betriebslasten von Atemluftflaschen im Feuerwehreinsatz, Teil II JF - Technische Sicherheit N2 - Atemluftflaschen aus Faserverbundwerkstoffen werden bei einem Brandeinsatz situationsabhängig hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Die Grenzen der sicheren thermischen Belastbarkeit dieser Behälter werden jedoch heutzutage nicht abgeprüft. Deshalb haben es sich die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Austausch mit der Bergischen Universität Wuppertal zur Aufgabe gemacht, die Auswirkungen dieser Betriebslasten zu untersuchen. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungsreihe sollen genutzt werden, um zu beurteilen, wie thermische Betriebsbedingungen in normierten Prüfkriterien sicherheitstechnisch berücksichtigt werden sollten. In diesem zweiten Teil der Untersuchungsreihe werden Strömungsversuche dargestellt, die an dem untersuchten Baumuster einer Typ-III-Atemluftflasche unter Laborbedingungen durchgeführt wurden. Basierend auf den Wärmestrahlungsversuchen des ersten Teils dieser Untersuchungsreihe und auf den Strömungsversuchen wird ein analytischer Berechnungsansatz vorgestellt, der die instationäre Temperaturentwicklung im Material der Typ-III-Atemluftflasche konservativ annähert. Anhand der berechneten Materialtemperaturen kann festgestellt werden, dass unter dem typischen Feuerwehr-Belastungsprofils von 130 °C bis 250 °C die Zulassungstemperatur der Typ-III-Atemluftflasche von 65 °C um bis zu 95 °C überschritten werden kann. Aus diesen Temperaturüberschreitungen können zwei Unsicherheiten identifiziert werden. Die Auslegung des Faserverbundwerkstoffs orientiert sich normgerecht an der oberen Zulassungstemperatur. Wird die Typ-III-Atemluftflasche im Brandeinsatz eingesetzt, ist es möglich, dass der lasttragende Faserverbundwerkstoff partiell über seinen nominellen Auslegungsbereich hinaus erwärmt wird. Eine weitere Unsicherheit ergibt sich für den Sicherheitsnachweis im Rahmen der Zulassungsprüfung. Für die Typ-III-Atemluftflaschen erfolgen für den Temperaturbereich des Brandeinsatzes kein statischer und kein dynamischer Festigkeitsnachweis. KW - Composite KW - Druckgasbehälter KW - Feuerwehr KW - Sicherheit KW - Degradation KW - Faserverbundwerkstoff PY - 2018 SN - 2191-0073 VL - 2018/8 IS - 6 SP - 34 EP - 39 PB - Springer CY - Düsseldorf AN - OPUS4-45249 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rolle, Annette A1 - Komann, Steffen A1 - Wille, Frank T1 - Special form radioactive material (SFRM)- kick off discussion for harmonisation of approval procedure and certificate N2 - Exchange of experiences in SFRM approval procedure, Possibilities for harmonisation. Support for preparation of proposal for the next IAEA SSR-6/ SSG-26 revision process concerning. Special Form Radioactive Material (SFRM)-working life. T2 - European Association of Competent Authorities for safe Transport of Radioactive Material, Meeting 15 CY - Athen, Greece DA - 15.05. 2019 KW - Ageing behaviour KW - Radioactive sources KW - Approval PY - 2019 AN - OPUS4-48061 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schönfelder, Thorsten T1 - Einfluss thermischer Betriebsbelastungen auf die Sicherheit von Typ-III-Druckgasbehältern N2 - Atemluftflaschen aus Faserverbundwerkstoffen werden im Feuerwehrbetrieb hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Der thermisch sichere Bereich dieser Behälter ist jedoch heutzutage noch nicht einschätzbar. Deshalb haben es sich die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Austausch mit der Bergischen Universität Wuppertal zur Aufgabe gemacht, die Auswirkungen dieser Betriebslasten zu untersuchen. T2 - Ausgewählte Kapitel der Werkstofftechnik - Brand- und Explosionsverhalten von Werkstoffen CY - Wuppertal, Germany DA - 11.01.2019 KW - Atemluftflasche KW - Thermische Belastung PY - 2019 AN - OPUS4-49319 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neumann, Martin A1 - Gröke, Carsten T1 - Maintenance and periodic inspections for packagings not requiring CA-approval N2 - In this presentation the main requirements of BAM-GGR 016 regarding maintenance and periodic inspections were explained. BAM ensures during acceptance of the quality management program that specific and relevant instructions for maintenance and periodic inspections are developed and handed to the operator of the packaging. Examples are given. T2 - FORO Iberoamericano CY - Madrid, Spain DA - 25.11.2019 KW - Maintenance KW - Periodic inspections KW - Radioactive material KW - Package PY - 2019 AN - OPUS4-50049 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Feldkamp, Martin A1 - Quercetti, Thomas A1 - Wille, Frank T1 - Fire reference test for IAEA package thermal testing in a propane gas fire test facility N2 - Packages for the transport of radioactive material shall withstand severe accidents. Therefore, the IAEA Regulations define different test scenarios to cover severe hypothetical accident conditions. One of these tests defined in detail is the thermal test, mainly consisting of a 30 minute fully engulfing 800 °C pool fire or an equally severe fire test. The heat fluxes into the package are of significant importance and depend substantially on the fire characteristics and the surface temperature of the package. In order to investigate the heat fluxes over a wide range of surface temperatures during a propane gas fire test and to get information about local fire impact a fire reference package, representing the outer geometry of a specific type of transport cask for radioactive waste, was designed. A closed steel sheet cylinder with a wall thickness of 10 mm was chosen as fire reference package. The cylinder was filled with refractory insulation material and instrumented with thermocouples distributed all over the cylinder. The local steel sheet temperatures measured allow the determination of local as well as global heat fluxes as a function of time and surface temperature. With this fire reference package three open-air propane gas fire tests were performed at BAM’s open air fire test stand. The flame exposure time period was changed for the different fire tests. Furthermore, the wind conditions changed between and during the tests. Test stand parameters like wind shield location and propane gas volume flow were chosen constant for the three tests. The test results were used to determine the changes of heat flux into the fire reference package in relation to the package surface temperature. This data also allows the calculation of local characteristics of the propane gas fire as there are the flame temperature, the fire convection coefficient and the radiation exchange coefficient in a first approach. The recently conducted tests provide an initial picture of local fire characteristics of the propane gas fire test facility. The test shows that the propane gas fire covers the IAEA-fire over a wide range of surface temperatures with the chosen test stand parameters. T2 - 19th International Symposium on the Packaging and Transportation of Radioactive Materials PATRAM 2019 CY - New Orleans, LA, USA DA - 04.08.2019 KW - Thermal testing KW - Convection coefficient KW - IAEA fire KW - Propane gas fire test facility PY - 2019 AN - OPUS4-48841 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schönfelder, Thorsten A1 - Mair, Georg A1 - Deuerler, F. ED - Schönfelder, Thorsten T1 - Thermische Betriebslasten von Atemluftflaschen im Feuerwehreinsatz, Teil IV: Sicherheitstechnische Bewertung JF - Technische Sicherheit N2 - Atemluftflaschen aus Faserverbundwerkstoffen werden bei einem Brandeinsatz situationsabhängig hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Die Grenzen der sicheren thermischen Belastbarkeit dieser Behälter werden jedoch heutzutage nicht abgeprüft. Deshalb hat es sich die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Austausch mit der Bergischen Universität Wuppertal zur Aufgabe gemacht, die Auswirkungen dieser Betriebslasten zu untersuchen. In diesem vierten und letzten Teil dieser Aufsatzreihe werden die Ergebnisse der analytischen Beanspruchungsanalysen vorgestellt, die mit dem entwickelten Hybrid-Behältermodell berechnet wurden. Unter simulierten Einsatzbedingungen des Brandeinsatzes wird dabei ein bisher nicht hinreichend beachtetes thermisches Degradationsverhalten berücksichtigt. Zur Bewertung der realen Degradation einer Atemluftflasche im Feuerwehrbetrieb, werden zudem die Ergebnisse von 90 zerstörenden Prüfungen vorgestellt, die an altersbedingt ausgesonderten Atemluftflaschen durchgeführt wurden. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungsreihe werden final in einer sicherheitstechnischen Bewertung kondensiert. KW - Composite KW - Degradation KW - Druckgasbehälter KW - Faserverbundwerkstoff KW - Feuerwehr KW - Sicherheit PY - 2019 SN - 2191-007 VL - 9 IS - 07/08 SP - 36 EP - 41 PB - Springer CY - Düsseldorf AN - OPUS4-48691 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Feldkamp, Martin A1 - Erenberg, Marina A1 - Nehrig, Marko A1 - Bletzer, Claus A1 - Musolff, André A1 - Wille, Frank T1 - Heat Flux from Wood Filled Impact Limiter under Fire Conditions N2 - Packages for the transport of high-level radioactive material must withstand severe hypothetical accidents. Regulatory test conditions shall cover these severe accident conditions and consist of mechanical tests and a following thermal test. To withstand the mechanical tests heavy weight packages are often designed with impact limiters consisting of wood encapsulated in steel sheets. The thermal test is defined precisely in the IAEA-regulations as a 30 minute fully engulfing 800 °C fire. After the fire phase a pre-damaged impact limiter might continue burning or smouldering and influence the cask thermal behaviour with its energy release. The energy transferred from the impact limiter to the cask is of importance for the safety of transport packages. A full-scale fire test with an impact limiter of 2.3 m in diameter and filled with spruce wood was designed and performed. The impact limiter continued burning for 3 days. Energy transfer and temperature measurements were performed. T2 - 9th International Scientific Conference - wood & fire safety 2020 CY - Online meeting DA - 02.11.2020 KW - Fre KW - Smouldering KW - Wood PY - 2020 AN - OPUS4-51517 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Linnemann, Konrad A1 - Quercetti, Thomas A1 - Sterthaus, Jens A1 - Ballheimer, Viktor T1 - Prestressed bolt connections under lateral displacements N2 - The containment system of transport packages for spent nuclear fuel and high-level waste usually includes bolted lids with metal gaskets. The specified transport condition imply high loading on the lids and the bolt connections of the package. The response of the lid systems on these load conditions is generally investigated by drop tests or numerically. BAM has started a research project to get a better understanding about the behavior of prestressed bolt connection under loadings typical for drop tests. T2 - IRSN-BAM Symposium Safety of Transport and Storage Packages CY - Online meeting DA - 19.11.2020 KW - Transport packages KW - Pprestressed bolt connection KW - Experimental investigation KW - Finite element method PY - 2020 AN - OPUS4-51697 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -