TY - CONF A1 - Bertovic, Marija T1 - Empfehlungen für die Akzeptanz von Mensch-KI-Systemen in der ZfP N2 - Die Einführung von künstlicher Intelligenz (KI) in Technologien der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) bietet ein großes Potenzial zur Steigerung von Effizienz und Zuverlässigkeit. Gleichzeitig bestehen jedoch erhebliche Herausforderungen in der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI), die für eine erfolgreiche und sichere Umsetzung bewältigt werden müssen. Der DGZfP-Unterausschuss „Mensch-Maschine-Interaktion (UA MMI)“ im Fachausschuss „ZfP 4.0“ beschäftigt sich damit, diese Herausforderungen zu identifizieren und praktische Empfehlungen für das Design von MMI-Systemen zu entwickeln. Zu den identifizierten Herausforderungen gehören das Vertrauen in und die Akzeptanz von KI-Systemen, die kognitive Belastung in Mensch-KI-Konstellationen, das Design von Interaktionsprozessen für eine effektive Zusammenarbeit und die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems aus Mensch und KI. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, werden Anforderungen an MMI-Systeme formuliert, die Aspekte wie erklärbare KI, ergonomische Benutzeroberflächen und Benutzerfreundlichkeit berücksichtigen. Weitere Empfehlungen umfassen benutzerorientiertes Design, Aufgabenteilung zwischen Mensch und KI, Ausbildung des Personals und die Bewertung der Zuverlässigkeit des gesamten Mensch-KI-Systems. Das Ziel dieses Beitrags ist es, das Bewusstsein für die Notwendigkeit eines menschenzentrierten Designs von KI-Technologien in der ZfP zu schärfen und praktische Empfehlungen zur Bewältigung der damit verbundenen Herausforderungen zu geben, um so zu einer sicheren, effizienten und menschenzentrierten Einführung von KI-Technologien in der ZfP beizutragen, die von zukünftigen Anwendern akzeptiert wird. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2025 CY - Berlin, Germany DA - 26.05.2025 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Künstliche Intelligenz KW - Artificial intelligence KW - Mensch-Maschine-Interaktion KW - Non-Destructive Testing KW - Human-Machine-Interaction KW - Acceptance PY - 2025 AN - OPUS4-63410 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Untersuchung der Freistzung von Flüssigwasserstoff auf und unter Wasser N2 - In einer Reihe von Experimenten wurden die möglichen Folgen der Freisetzung von verflüssigtem Wasserstoff (LH2) auf, bzw. unter Wasser untersucht. Die Experimente zielten darauf ab, eine unbeabsichtigte Freisetzung von LH2 (z.B. durch Schlauchabriss) insbesondere bei der Betankung eines Schiffes zu simulieren. Für verflüssigtes Erdgas (LNG) wurden dabei sog. RPT’s (rapid phase transition) nachgewiesen, bei denen die spontane Verdampfung relevante Druckwellen erzeugt. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass RPTs auch im Falle von LH2 möglich sind. Die Versuche wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit auf dem Testgelände Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) in Horstwalde, im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon im Rahmen des SH2IFT-Programms durchgeführt. Die LH2-Freisetzungen erfolgten direkt aus einem LH2-Tanklastwagen über eine lange, flexible, vakuumisolierte Transferleitung. Während die Freisetzung oberhalb und unterhalb der Wasseroberfläche jeweils vertikal orientiert war, wurde bei der Unterwasserfreisetzung zusätzlich eine horizontale Ausströmung, parallel zur Wasseroberfläche realisiert. Zur Bestimmung des Massenstromes, wurde ein Wägesystem unter dem Tankwagen eingesetzt. Spezielle Drucksensoren wurden verwendet, um die durch die Freisetzungsvorgänge erzeugten Stoßwellen sowohl im Wasser als auch in der Luft zu messen. Die Gaskonzentrationen über dem Wasserbecken wurden an verschiedenen Positionen gemessen. Hochgeschwindigkeits-, Infrarot- (IR) und normale Kameras wurden eingesetzt, um die Phänomenologie der Freisetzung aufzuzeichnen und das Verhalten der Gaswolke im Zeitverlauf zu verfolgen. Neben den fest installierten Systemen an Land, kamen auch Unterwasserkameras sowie eine Drohne mit Normal- und IR-Kameras zum Einsatz. Zwei Wetterstationen wurden zur Messung von Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit während aller durchgeführten Tests eingesetzt. Des Weiteren kamen Bolometer zur Wärmestrahlungsmessung zum Einsatz. Zwar führten die Freisetzung zu einer hochturbulenten LH2/Wasser Mischzone, jedoch zu keinen nennenswerten Überdrücken durch RPT. Im Gegensatz dazu wurde unerwartet, aber reproduzierbar, eine Zündung der Gaswolke in freier Luft in einiger Entfernung von den Instrumenten und dem Ort der Freisetzung beobachtet. Die daraus resultierenden Gaswolkenexplosionen führten zu relevanten Überdrücken und zur Wärmeabstrahlung in die Umgebung. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - LH2 KW - Flüssigwasserstoff KW - Gaswolkenexplosion KW - Freisetzung KW - RPT PY - 2024 AN - OPUS4-59716 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher T1 - Sicherheitstechnische Untersuchungen von Wasserstoff Freistrahlflammen bei Hochdruck im Realmaßstab N2 - Wasserstoff als Energieträger gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung von Störfallauswirkungen mit Wasserstoff rückt somit stärker in den Fokus. Da Wasserstoff meist unter Druck gelagert und transportiert wird, ist ein zu betrachtendes Szenario die Freisetzung aus einer Leckage mit anschließender Zündung. Die daraus resultierende Freistrahlflamme (Jet Flame) muss hinsichtlich der in die Umgebung emittierten Wärmestrahlung charakterisiert werden. In der Literatur existieren bereits verschiedene Modelle, welche jedoch vermehrt auf Daten aus Kohlenwasserstoffflammen mit geringem Impuls basieren. Zur Überprüfung dieser Modelle wird im Zuge des BAM internen H2 Jet Flame Projektes die sicherheitstechnische Untersuchung von impulsbehafteten Wasserstoff Freistrahlflammen vorgenommen. Hierfür finden Versuche im Realmaßstab auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM-TTS) statt. Gegenstand der Untersuchungen ist die Beurteilung der Auswirkungen von realistischen Freisetzungsszenarien hinsichtlich der Flammengeometrie und der freigesetzten Wärmestrahlung. Dabei werden Parameter wie Freisetzungswinkel, Leckagedurchmesser (z.Zt. 1 mm bis 30 mm), Druck (z.Zt. bis max. 250 bar) und Massenstrom (bis max. 0,5 kg/s) variiert. Zusätzlich können auch Einflüsse wie Art der Zündung, Zündort sowie Zündung mit zeitlichem Verzug untersucht werden. Gewonnene Erkenntnisse werden mit den Ergebnissen bereits vorhandener Modelle verglichen und diese im Bedarfsfall weiterentwickelt. Insbesondere wird der Fokus auf die Modellierung der freigesetzten Wärmestrahlung von Wasserstoffflammen gelegt. Herausforderung dabei stellt die IR-Vermessung und Modellierung von Sichtmodellen der Flammen dar. Die Visualisierung der Flammengeometrie wird mit Hilfe mehrerer Infrarot Kamerasystemen (aus mindestens zwei Blickwinkeln) vorgenommen. Bisherige Messungen, die in der Literatur zu finden sind, basieren meist auf instationären Auströmbedingungen. Der hier verwendete Versuchsaufbau ermöglicht ein stationäres Ausströmen für mehrere Minuten und somit eine direkte Vergleichbarkeit mit den existierenden (stationären) Modellen. Weiterhin ist der Versuchsstand umrüstbar für Vergleichsmessungen mit Kohlenwasserstoffen (Methan etc.) sowie Mischungen aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - Wassersoff KW - Freistrahlflamme KW - Wärmestrahlung PY - 2024 AN - OPUS4-59911 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tamburini, Federica A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Ustolin, Federico A1 - Cozzani, Valerio A1 - Paltrinieri, Nicola T1 - Exploring experimental tests concerning liquid hydrogen releases N2 - In recent years, the adoption of liquid hydrogen (LH2) has increased significantly in industrial and transport applications, driven by its low carbon footprint, thereby aiding the fight against global warming. Additionally, its high volumetric energy density, compared to gaseous or compressed hydrogen, enhances hydrogen storage capabilities. However, safety remains a major concern due to its physical-chemical properties and inherent hazardous characteristics, especially in the event of spillage scenarios. Therefore, to better understand the consequences of LH2 releases onto or into water, large-scale experimental tests were conducted by Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) within the Safe Hydrogen Fuel Handling and Use for Efficient Implementation (SH2IFT) project at the Test Site Technical Safety of BAM, comprising 75 single spill events at varied release rates and orientations. While the rapid phase transition (RPT) phenomenon was not observed, selfignition of the hydrogen-air cloud occurred, accompanied by blast wave overpressure and heat radiation, without a discernible ignition source. These findings emphasize the need for further investigation into LH2 safety. Leveraging experimental data for real-world applications provides insights into safe LH2 infrastructure implementation, laying foundational knowledge for addressing safety challenges and advancing LH2 technology. KW - Liquid Hydrogen KW - Rapid phase transition KW - Ignition KW - Safety PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-618644 DO - https://doi.org/10.1016/j.psep.2024.11.014 SN - 0957-5820 VL - 192 SP - 1330 EP - 1343 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-61864 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Explosionsschutz - Grundlagen und Maßnahmen zum nichtelektrischen Explosionsschutz N2 - Bei Geräten und Maschinen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß 2014/34/EU muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen unter anderem die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen betrachtet werden, zu denen auch die mechanischen Schlagvorgänge gehören. Dies erfordert umfangreiche Kenntnisse über die insgesamt 13 relevanten Zündquellen u.a. gemäß DIN EN ISO 80079-36 und EN 1127-1. Bei nichtelektrischen Zündquellen bzw. mechanischen Schlag- und Schleifvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes zweier Werkstücke bzw. Bauteile zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen (Zündquelle "heiße Oberflächen") als auch die abgetrennten Partikel (Zündquelle "mechanisch erzeugte Funken") können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen. Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann. Aufgrund neuerer Erkenntnisse der BAM zum Verhalten von Schlagvorgängen in Wasserstoff/Luft-Gemischen bei bestimmten Werkstoffpaarungen sind Änderungen der relevanten internationalen Regelwerke des nichtelektrischen Explosionsschutzes (80079-36) bereits erfolgt bzw. werden für weitere Regelwerke angestrebt (DIN EN 1127-1, TRGS 723). Weitere Festlegungen von Grenzwerten für die kinetische Schlagenergie und geeignete Werkstoffpaarungen finden sich u.a. in der DIN EN 1755 (ex-geschützte Flurförderzeuge) und in der DIN EN 14986 (ex-geschützte Ventilatoren)… T2 - Ausbildung zum Explosionsschutzbeauftragten, Haus der Technik e.V. (HdT), RWTH Aachen CY - Lübeck, Germany DA - 01.07.2025 KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Nichtelektrische Funken KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken PY - 2025 AN - OPUS4-63607 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schalau, Bernd A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Modellierung von Wasserstoff - Freistrahlflammen N2 - Bei der Freisetzung von Wasserstoff aus Ausbläsern kann nicht ausgeschlossen werden, dass es zu einer Selbstentzündung und der Bildung einer Freistrahlflamme kommt. Als Auswirkungen für die Umgebung sind der Explosionsüberdruck bei der Zündung und die Wärmestrahlung im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung zu betrachten. In der Literatur sind verschiedene Ansätze für die Modellierung einer Wasserstoff-Freistrahlflamme zu finden, wobei viele sich mit der Berechnung der Flammenlänge befassen. Experimentelle Freifeld-Untersuchungen unter Windeinfluss und entsprechende Modellierungen der Wärmestrahlung in der Umgebung einer Wasserstoff-Freistrahlflamme liegen nur wenig vor. In der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM sind solche Experimente durchgeführt worden und die daraus abgeleitete Modellierung wird im Folgenden vorgestellt. KW - Freistrahlflamme KW - Auswirkungsbetrachtung PY - 2025 SN - 2191-007 VL - 15 IS - 05-06 SP - 16 EP - 24 CY - Düsseldorf AN - OPUS4-63709 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim ED - Fabiano, Bruno ED - Cozzani, Valerio T1 - Cryogenic LH2 Storage Vessels in a Fire N2 - To investigate the hazards emanating from cryogenic LH2 storage Vessels in a fire, experiments have been performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM), Germany. Three double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume, filled to approximately 35-40 Vol.% with LH2 were put in a fire. The cylindrical Vessels differed in orientation (horizontal or vertical) and the insulationmaterial used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The fire load was provided by a propane fed burner-system positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. During the tests the conditions in the vessel (temperatures and pressure) as well as external effects (heat radiation, blast waves, flame ball development and fragmentation) were measured. Two of these vessels, a horizontal and a vertical vessel both insulated with perlite withstood the fire loading for 1 hour 20 minutes and 4 hours respectively without catastrophic failure, but partly showing leakages. The horizontal vessel insulated with MLI failed by bursting after 1 hour and 6 minutes resulting in a fireball, fragments, and blast wave. The test results as well as the detailed examination of the non-destroyed vessels rose some interesting questions which type of insulation might be better to protect a vessel not only during its normal operation but also under fire loading against a heat flux from the surroundings, as well as to the suitability of cryogenic (safety) equipment under fire loading. T2 - 18th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Bologna, Italy DA - 08.06.2025 KW - LH2 KW - Cryogenic tank KW - Fire engulfment KW - BLEVE PY - 2025 DO - https://doi.org/10.3303/CET25116130 SN - 2283-9216 VL - 116 SP - 775 EP - 780 PB - AIDIC Servizi S.r.l. CY - Italy AN - OPUS4-63697 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Heat radiation emanating from hydrogen and methane jet fires N2 - Modelling the heat radiation emanating from jet flames for hazard assessment purposes, is generally done using simple, steady-state approaches that give a quick result and estimation of the consequences to account for. Although nowadays computational fluid dynamics can be used to simulate this phenomenon in detail, it is still very demanding in computational power and time and generally not all required boundary conditions to achieve a reliable result are known. Therefore, even today the simpler approaches as for example the Model of Chamberlain or Johnson (mainly developed for hydrocarbon flames) are still widely used for consequence analysis. Hydrogen is becoming increasingly important as renewable energy carrier resulting in an increasing demand of “hydrogen approved” models. Since the aforenamed jet flame models were mainly developed based on data from hydrocarbon jet flame experiments, it is to be verified, that they also apply to hydrogen jet flames. To this purpose real-scale tests are carried out at the BAM Test Site Technical Safety (BAM-TTS) with the aim to assess the flame geometry and the emitted thermal radiation of hydrogen and methane jet flames. Parameters such as leakage diameter (ranging from 1 mm to 10 mm), pressure (up to max. 250 bar), release orientation (vertical or horizontal) and mass flow (up to max. 0.5 kg/s) are varied. In particular, the focus is laid on the measurement and modelling of the thermal radiation. The challenge here is the characterization of the flame geometry in an open environment and its impact on the thermal radiation. Existing heat radiation data from the literature are mostly based on unsteady outflow conditions. The experimental setup used here allows for the generation of a steady-state outflow for several minutes and thus a direct comparability with existing (steady-state) models. From these data, an assessment of the applicability of jet flame models to hydrogen jet flames is carried out not only accounting for their accuracy in predicting the heat radiation but also with regard to possible needs of further development of the models. T2 - 18th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Bologna, Italy DA - 08.06.2025 KW - Jet Fire KW - Hydrogen KW - Methane KW - Heat radiation PY - 2025 AN - OPUS4-63696 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Cryogenic LH2 storage vessels in a fire N2 - To investigate the hazards emanating from cryogenic LH2 storage Vessels in a fire, experiments have been performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany. Three double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume, filled to approximately 35-40 Vol.% with LH2 were put in a fire. The cylindrical Vessels differed in orientation (horizontal or vertical) and the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The fire load was provided by a propane fed burner-system positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. During the tests the conditions in the vessel (temperatures and pressure) as well as external effects (heat radiation, blast waves, flame ball development and fragmentation) were measured. The tests showed that the k-type thermocouples used are not suitable for measuring very low temperatures as for example the temperature of the hydrogen liquid phase when using the standard tabled values and conversion functions. An assessment of the measured temperatures could only be done by an own “recalibration” of the thermocouples for the very low temperature range. Bolometers were used to measure the heat radiation generated by a possible fireball/BLEVE. To measure blast generated by the vessel burst/BLEVEs blast pencils were positioned at up to three locations. Further several cameras were used to monitor the events: normal cameras, infrared (IR)-cameras, high-speed cameras also on board of a drone. Two of these vessels, a horizontal and a vertical vessel both insulated with perlite withstood the fire loading for 1 hour 20 minutes and 4 hours respectively without catastrophic failure, but partly showing leakages. The horizontal vessel insulated with MLI failed by bursting after 1 hour and 6 minutes resulting in a fireball, fragments, and blast wave. The test results as well as the detailed examination of the non destroyed vessels rose some interesting questions which type of insulation is better to protect a vessel not only during its normal operation but also under fire loading against a heat flux from the surroundings, as well as to the suitability of cryogenic (safety) equipment under fire loading. T2 - 18th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Bologna, Italy DA - 08.06.2025 KW - BLEVE KW - LH2 KW - Consequences KW - Cryogenic storage KW - Fire engulfment PY - 2025 AN - OPUS4-63700 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher T1 - Experimental investigation of large scale hydrogen diffusion jet flames N2 - Hydrogen is a promising alternative to natural gas in industrial energy applications which would serve the goal of limiting global warming. However, wide application of hydrogen requires specific safety considerations taking into account that hydrogen is stored and transported under much higher pressure than natural gas. Thus, one scenario to be considered for hazard assessment is a sudden release of hydrogen from a leakage or safety valve and its subsequent ignition. For hydrocarbon flames, various jet flame models are available. However, hydrogen flames significantly differ from hydrocarbon flames in their combustion behavior, so that the applicability of these models to hydrogen has to be investigated. For that purpose, reals scale tests were carried out at the BAM Test Site Technical Safety. In addition, hydrocarbon jet flames (methane) were investigated. In these tests, the flame geometry and the thermal heat radiation were investigated for a release angle of 90°, for different release pressures (up to 220 bar) and mass flows (up to 0.175 kg/s). While existing heat radiation data from the literature are mostly based on unsteady outflow conditions and/or releases in still air, the experiments presented here are focused on ensuring a constant mass flow over the release duration under realistic free field conditions (with wind influence). This allows a better comparability with the stationary jet flame models and assessment of wind influence on model predictions. A number of parameters such as the surface emissive power of the jet flame and the radiant heat fraction were determined. A detailed comparison of the obtained experimental results with literature radiation models was performed. Good agreement between experimental and literature data was found for hydrogen whereas significant differences were identified for methane. Based on the investigations, empirical equations for modelling jet flames could be derived. T2 - American Society of Mechanical Engineers - Turbomachinery Technical Conference & Exposition CY - Memphis, TN, USA DA - 15.06.2025 KW - Hydrogen KW - Release KW - Thermal radiation KW - Diffusion jet flame PY - 2025 AN - OPUS4-63454 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Koch, Claudia T1 - Qualität smarter sichern. Mit einer digitalen Qualitätsinfrastruktur N2 - Die Präsentation fasst die Aktivitäten im Rahmen der Initiative QI-Digital zusammen. Schwerpunkt liegt auf dem digitalen Ökosystem für die Qualitätsinfrastruktur, einer kurzen Vorstellung der beiden Use Cases Additive Fertigung und Wasserstofftankstelle, sowie einem Überblick zu den Begleitaktivitäten. T2 - Jahressitzungen der Deutsch-Chinesischen Arbeitsgruppen „Produktsicherheit und Marktüberwachung“ sowie „Akkreditierung und Konformitätsbewertung“ CY - Berlin, Germany DA - 23.09.2025 KW - Qualitätsinfrastruktur KW - Datenräume KW - Digitaler Produktpass KW - Qualitätssicherung KW - Wasserstoff KW - Additive Fertigung KW - Rechtsrahmen PY - 2025 AN - OPUS4-64275 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Koch, Claudia T1 - Ensuring Quality Smarter. With a digital Quality Infrastructure. N2 - On the occasion of the opening of BAM's hydrogen refueling station that serves as QI-Digital R&D platform, this presentation provides an introduction to QI-Digital, the initiative driving the digital transformation of quality infrastructure. It covers the various fields of action that make up the digital ecosystem for QI. T2 - Hydrogen Refilling Station - R&D Facility Opening at BAM CY - Horstwalde, Germany DA - 03.07.2025 KW - Quality infrastructure KW - Data spaces KW - Digital product passport KW - QI-Digital PY - 2025 AN - OPUS4-64276 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Koch, Claudia T1 - Keynote: Towards a digital ecosystem for quality infrastructure: DCC, digital reference material documents and beyond N2 - The transition from a document-based to a data-driven quality infrastructure (QI) that is networked, automated, and intelligent will significantly enhance efficiency and transparency. More importantly, the digitalization of QI strengthens trust in safety and quality. To achieve this, BAM together with Germany’s central QI institutions partnered in the initiative QI-Digital to jointly establish a digital ecosystem for QI. This initiative leverages recognized standards and latest technologies to seamlessly integrate QI procedures, processes, and tools, facilitating cross-system networking among stakeholders in QI. Through concrete use cases and projects, the initiative develops, tests, and demonstrates practical solutions. This talk will provide insights into the comprehensive roadmap for the digital transformation of QI, illustrating diverse areas of action. The talk specifically highlights the potential of data spaces for a digital QI. It further provides a deep dive into machine-readable quality documents, focusing on digital reference material documents (DRMDs): Based on the digital calibration certificate (DCC), the XML schema developed at BAM incorporates ISO 17034 requirements in a computer-readable format, offering significant process improvements. DRMDs enable direct integration into laboratory information systems, reduce manual data entry errors, and enhance traceability. Standardized data formats simplify information exchange between systems and refine quality control. To expedite market adoption, BAM has developed a software tool for creating DRMDs and an AI tool for converting existing PDF certificates into DRMDs. These demonstrators, along with the inclusion of DRMDs in the reference materials database COMAR, showcase their functionality and potential to a broader community. T2 - IMEKO Joint Conference (TC8 - TC11 - TC24) CY - Torino, Italy DA - 14.09.2025 KW - Qualitätsinfrastruktur KW - Digitalisierung KW - Digital transformation KW - Data spaces KW - Digital product passport KW - Digitaler Produktpass PY - 2025 AN - OPUS4-64274 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Talis, Torben A1 - Pfafferott, Marie A1 - Esche, Erik A1 - Repke, Jens‐Uwe T1 - Recipe‐Free Synthesis of Optimal Operation Trajectories for Batch Processes Based on Process Models N2 - AbstractBatch processes are usually operated following recipes, which are based on experience and expert knowledge. This ensures feasible and safe operation, because process constraints are indirectly included in the recipe. However, the recipe structure itself constrains the solution space and might exclude other more efficient trajectories. Therefore, the hidden constraints are explicitly formulated, and the arising optimization problem is solved without using prior knowledge in the form of recipes. Case studies are performed on rigorous models of a batch reactor and a batch distillation column. It is demonstrated that the optimization problem formulated as a smoothed dynamic nonlinear programming problem outperforms a mixed‐integer formulation. Finally, a multi‐objective case is investigated that strongly outperforms a recipe‐based benchmark. KW - Batch process operation KW - Control vector parameterization KW - Nonlinear optimization KW - Sequential optimization PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-642012 DO - https://doi.org/10.1002/cite.70029 SN - 0009-286X SP - 1 EP - 10 PB - Wiley-VHC CY - Weinheim AN - OPUS4-64201 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kanzler, Daniel A1 - Bertovic, Marija T1 - Human-in-the-Loop: Decision Making in AI-Supported Non-Destructive Testing N2 - The increasing integration of automation and artificial intelligence (AI) in non-destructive testing (NDT) is not only changing the inspection processes themselves, but also the way decisions are made. While technical systems can reduce error-proneness and support data processing, the ultimate responsibility remains with the human. This paper examines the role of intuition in decision-making and analyses typical errors of judgment using prospect theory and insights from cognitive psychology. It also shows how well-informed decisions can be supported in AI-supported NDT processes - through training, explainable systems, user-centred design, suitable metrics, and a targeted distribution of tasks between people and technology. Rather than replacing human intuition, AI systems should be designed to complement it. To engage effectively with such systems, inspectors require not only technical expertise, but also competencies in risk assessment, probabilistic reasoning, and critical reflection on both their own judgments and the outputs provided by AI. T2 - DGZfP Annual Conference 2025 CY - Berlin, Germany DA - 26.05.2025 KW - NDT KW - Artificial intelligence KW - AI KW - Decision making KW - Human-machine interaction KW - Human factors PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-645732 DO - https://doi.org/10.58286/31937 SN - 2941-4989 VL - 3 SP - 1 EP - 10 PB - NDT.net GmbH & Co. KG AN - OPUS4-64573 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Explosionsschutz - Grundlagen und Maßnahmen zum nichtelektrischen Explosionsschutz N2 - Geräte und Maschinen, die zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß 2014/34/EU konstruktiv vorgesehen sind, muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen alle 13 Zündquellen betrachtet werden. Eine Teilmenge der 13 Zündquellen sind die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen, zu denen auch die mechanischen Schlag-, Schleif- und Reibvorgänge gehören. Bei mechanischen Schlagvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes zweier Werkstücke bzw. Bauteile zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen (Zündquelle "heiße Oberflächen") als auch die abgetrennten Partikel (Zündquelle "mechanisch erzeugte Funken") können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen. Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann. Weitere Festlegungen von Grenzwerten für die kinetische Schlagenergie und geeignete Werkstoffpaarungen finden sich u.a. in der DIN EN 1755 (ex-geschützte Flurförderzeuge) und in der DIN EN 14986 (ex-geschützte Ventilatoren). T2 - Ausbildung zum Explosionsschutzbeauftragten CY - Essen, Germany DA - 02.12.2025 KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Nichtelektrische Funken KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Mechanischer Explosionsschutz PY - 2025 AN - OPUS4-65001 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klaus, Christian A1 - Soruco Aloisio, Ricardo A1 - Koch, Claudia A1 - Prellwitz, Matthias T1 - Towards Safety and Accuracy of Hydrogen Refuelling Stations through Digital Twins N2 - This paper presents digital quality infrastructure methods for hydrogen refueling stations using the Asset Administration Shell as a standardized digital twin. Implemented at BAM’s test platform, it integrates real-time sensor data, calibration certificates, and compliance documents to support traceable, interoperable asset management. In combination with AI and semantic tools, the system will enable predictive maintenance, remote audits, and improved safety. This approach reduces downtime, enhances transparency, and offers a scalable model demonstrating the potential of digital twins in advancing metrological traceability and operational efficiency in hydrogen technologies. T2 - IMEKO TC-6 International Conference on Metrology and Digital Transformation - M4DConf 2025 CY - Benevento, Italy DA - 03.09.2025 KW - Datenintregration KW - IT KW - Verwaltungsschale KW - Infrastruktur KW - OT KW - Open Source KW - Software PY - 2025 UR - https://www.m4dconf.org/ UR - https://www.sciencedirect.com/journal/measurement-digitalization SP - 1 EP - 6 AN - OPUS4-64951 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Palásti, Dávid jenö T1 - Interferometric sensing in the UV range – Investigation and comparison of the all-reflective spatial heterodyne spectrometer designs N2 - Spatial heterodyne spectrometers (SHS) are optical interferometric devices, working in the UV and visible spectral ranges [1]. The most common SHS setup is similar to the Michelson interferometer, both utilizes a beam splitter in the incoming beam path. In case of the SHS the split beams are not aimed towards orthogonal mirrors, but reflective optical gratings, set under a selected angle. These optical gratings diffract the beams, the direction of every wavelength will depend on the grating constant and the angle of the gratings. The wavefronts belonging to different wavelengths are going to cross each other under a unique angle, resulting in a spatial interference, which is recorded by a digital camera. This relatively compact setup provides high resolution and light throughput, which properties were harnessed for tasks requiring good line separation and/or high sensitivity [2]. However, SHS are only applicable on wavelengths for which an adequate transmissive beam splitter is available like the visible range, but not the far UV. To overcome this limitation, different all-reflective designs were introduced [3]. These instruments utilize symmetric optical gratings for the splitting and recombination of the beams. Although these SHS devices solve the main limitations of the traditional ones, they come with their fair share of drawbacks as well, such as more complex arrangement and the requirement for more delicate tuning. The behaviour of the traditional SHS is well documented [4,5], but in regards of the all-reflective ones we have much less available information. In this current study we utilized computational modelling to predict the behaviour of the all-reflective SH spectrometers, with special attention to the effects of the different alignment errors. Later we utilize this knowledge to fine tune an SHS for sensing (LIBS, Raman) in the UV region. Furthermore, we are introducing two new all-reflective SHS setups and compering them to their older counterparts. T2 - 20th European Winter Conference on Plasma Spectroscopy CY - Berlin, Germany DA - 02.03.2025 KW - SHS KW - Spectroscopy PY - 2025 AN - OPUS4-63553 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Khella, Shady T1 - MR Datenhub - Das Rückgrat für die industrielle MR-Anwendung N2 - Der Einsatz von Mixed-Reality-(MR)-Anwendungen in der chemischen Prozessindustrie bietet das Potenzial für sicherere und effizientere Prozessauslegung, Anlagenwartung und Betriebsabläufe sowie für eine vereinfachte Schulung von Bedienpersonal. In der Praxis wird die Umsetzung jedoch häufig durch hohen Backend- und Frontend-Entwicklungsaufwand, die heterogene Landschaft an Datenquellen (z. B. Automatisierungssysteme und Engineering-Daten) sowie Anforderungen an Datenschutz, Pseudonymisierung und Rechtemanagement erschwert – insbesondere bei kleinen und mittleren Unternehmen. Diese Arbeit stellt den MR-Datenhub als wiederverwendbares Entwicklungs-Framework und Integrationsrückgrat für industrielle MR-Anwendungen vor. Der Ansatz kombiniert (1) ein vorkonfiguriertes, wiederverwendbares Backend- und Frontend-Framework, (2) standardisierte Schnittstellen zur Datenintegration sowie (3) einen Pseudonymisierungsdienst für personenbezogene und potenziell gesundheitsbezogene Daten, um DSGVO-konforme MR-Anwendungen zu unterstützen. Der Datenhub setzt auf eine GraphQL-basierte Serverarchitektur und ermöglicht die systematische Modellierung und Anbindung relevanter Datenquellen. Ergänzend wird eine Datenlandkarte vorgestellt, die domänenspezifische Standards und technische Frameworks systematisch erfasst, einordnet und strukturiert. Sie dokumentiert zudem die Mappings zwischen den Standards und spezifiziert deren Zuordnungsregeln. Der MR-Datenhub wird bereits in Projekten wie MR4SafeOperations und KeepCool eingesetzt und dient dort als Integrationsbasis für MR-gestützte Arbeitsabläufe. T2 - MR4B-Konferenz (Mixed Reality for Business) CY - Berlin, Germany DA - 17.07.2025 KW - Mixed Reality KW - Datenintegration KW - Digitalisierung KW - Standardisierung KW - Pseudonymisierung PY - 2025 AN - OPUS4-65327 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Khella, Shady T1 - Enhancing Chemical Process Design: Aligning DEXPI Process with BPMN 2.0 for Improved Efficiency in Data Exchange N2 - BPMN 2.0 is a widely adopted standard across various industries, primarily used for business process management outside of the engineering sphere [1]. Its long history and widespread use have contributed to a mature ecosystem, offering advanced software tools for editing and optimizing business workflows. DEXPI Process, a newly developed standard for early-phase chemical process design, focuses on representing Block Flow Diagrams (BFDs) and Process Flow Diagrams (PFDs), both crucial in the conceptual design phase of chemical plants. It provides a standardized way to document design activity, offering engineers a clear rationale for design decisions [2], which is especially valuable during a plant’s operational phases. While DEXPI Process offers a robust data model, it currently lacks an established serialization format for efficient data exchange. As Cameron et al. note in [2], finding a suitable format for DEXPI Process remains a key research area, essential for enhancing its usability and adoption. So far, Cameron et al. have explored several serialization formats for exchanging DEXPI Process information, including AutomationML, an experimental XML, and UML [2]. This work aims to map the DEXPI Process data model to BPMN 2.0, providing a standardized serialization for the newly developed standard. Mapping DEXPI Process to BPMN 2.0 also unlocks access to BPMN’s extensive software toolset. We investigate and validate the effectiveness of this mapping and the enhancements it brings to the usability of DEXPI Process through a case study based on the Tennessee-Eastman process, described in [3]. We then compare our approach with those of Cameron et al. in [2]. We conclude by presenting our findings and the key benefits of this mapping, such as improved interoperability and enhanced toolset support for chemical process engineers. Additionally, we discuss the challenges encountered during the implementation, including aligning the differences in data structures between the two models. Furthermore, we believe this mapping serves as a bridge between chemical process design engineers and business process management teams, unlocking opportunities for better collaboration and integration of technical and business workflows. T2 - 35th European Symposium on Computer Aided Process Engineering (ESCAPE) CY - Ghent, Belgium DA - 06.07.2025 KW - Digitalization KW - Process Design KW - Data Modeling KW - DEXPI KW - BPMN PY - 2025 AN - OPUS4-65326 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Khella, Shady T1 - Simplifying the Development of Industrial Mixed Reality Applications Using the MR DataHub N2 - Usage of mixed reality (MR) applications in the chemical process industry can offer safer and more efficient process design, plant maintenance, and operational workflows, as well as easier operator training. Despite this potential, the development of MR applications is still slow and often impeded by high costs – especially for small and medium-sized companies. To this end, this contribution presents the MR DataHub, a framework that simplifies MR application development by providing a pre-configured backend environment for data integration and by automating frontend code generation. The MR DataHub consists of a containerized backend server that enables connections to external data sinks and sources through standard interfaces such as REST API, MQTT, and OPC UA. Hence, it can link automation systems, enterprise resource management, and / or engineering data to the MR frontend environment. It enables the exchange of live process data and control commands, providing the MR application with essential operational information. Based on the linked sinks and sources, the MR DataHub automatically generates type and class definitions for a frontend Unity engine. Furthermore, MR DataHub offers predefined, extensible GraphQL schemas for various industry domain standards, including DEXPI P&ID and DEXPI Process, enabling faster integration of standardized data into industrial MR applications. The benefits of the MR DataHub are demonstrated in the MR4SafeOperations project (https://mr4b.de/wir-buendnis-mr4b-projekte/mr4safeoperations/), where an MR application was developed using the MR DataHub to guide plant operators in liquid sampling procedures by providing step-by-step visual guidance integrated with live process and engineering data – enhancing operational safety. Preliminary evaluations indicate significant reductions in development time of the MR application by relying on MR DataHub’s pre-configured backend environment, predefined interfaces, and extensible GraphQL schemas. T2 - PEMT 2025 - Annual Meeting of Process Engineering and Materials Technology CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 10.11.2025 KW - Mixed Reality KW - Data Integration KW - Pseudonymisation KW - Digitilization KW - Software Development PY - 2025 AN - OPUS4-65325 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gerakis, John Paul A1 - Talis, Torben T1 - Parameter Estimation of Dynamic Models Using Time Series Extrinsic Regression N2 - An ML approach for parameter estimation of dynamic models is proposed, in which Time Series Extrinsic Regression (TSER) is used to learn the inverse mapping of the time series output to the underlying time-invariant parameters. To our knowledge, this is the first deliberate application of TSER and its methods to parameter estimation of dynamic models. T2 - BAM Symposium on Artificial Intelligence and Machine Learning CY - Berlin, Germany DA - 06.11.2025 KW - Parameter Estimation KW - Dynamic Models KW - Time Series Extrinsic Regression PY - 2025 AN - OPUS4-65321 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Talis, Torben T1 - Improving Trust in Dynamic Optimization on Surrogates by Using Classifiers N2 - Dynamic real time optimization of chemical processes requires fast models. So, data-driven surrogate models are often used. However, these models do not contain information on the feasible region of the underlying rigorous model. Therefore, the data-driven regressor is combined with an additional classification model to prevent faulty extrapolations. T2 - BAM Symposium on Artificial Intelligence and Machine Learning CY - Berlin, Germany DA - 06.11.2025 KW - Machine learning KW - Dynamic optimization KW - Classification PY - 2025 AN - OPUS4-65320 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Karioui, Sarah T1 - Query Your Handbooks – Processing of Industrial Documentation with LLMs N2 - Operation and maintenance tasks in an industrial context are complex and often time- consuming processes. The manufacturer-provided manuals form the foundation for these processes. However, finding the required information from manuals remains an arduous task. During a maintenance task, the relevant information from plant documentation should be directly available. Along the individual process steps, questions may arise that require information from documentation. To make plant documentation queryable, a Retrieval Augmented Generation (RAG) system was developed. This technique is ideal for cases with little training data, in which fine-tuning of large language models (LLM) is ill-advised. The plant documentation serves as an external knowledge base for answering incoming questions with links to the original documents. Before the RAG development, comprehensive pre-processing of documents takes place, which here is divided into three main blocks: (1) Bill of materials are recognized, page references are stored, and tables are extracted. (2) Technical drawings are also recognized, their page reference is saved, and then passed to a multi-modal LLM (MMLLM), which extracts title and drawing number. (3) The manual is divided into chapters so that each query can be thematically assigned to one or more chapters where appropriate answers are sought. To provide further context, the operation and maintenance tasks are modeled using Business Process Model and Notation (BPMN), an international standard for representation of business processes. As a case study, the maintenance of an industrial pump is used. Along the maintenance process, questions are passed to LLM and RAG to provide concise answers. T2 - PEMT CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 10.11.2025 KW - AI KW - ML KW - Maintenance PY - 2025 AN - OPUS4-65332 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tönnis, Stefan T1 - Comparison of Multi-Fidelity Modelling Methods for Bayesian Optimization N2 - This poster summarizes a comparative study of multi-fidelity modeling approaches for Bayesian optimization, focusing on how low-fidelity data can be systematically integrated with high-fidelity evaluations to improve optimization efficiency. Several Gaussian process–based methods, including multi-task models, prior mean approaches, and Kennedy–O’Hagan–type formulations, are evaluated on standard benchmark functions. The results highlight strengths and limitations of each approach, emphasizing challenges such as robustness of training, nonlinear inter-fidelity relationships, and potential bias introduced by prior mean models. The poster was presented at ESCAPE35 and subsequently at the BAM internal AI Symposium. T2 - ESCAPE35 CY - Ghent, Belgium DA - 06.07.2025 KW - Bayesian Optimization KW - Multi-fidelity PY - 2025 AN - OPUS4-65354 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT ED - Koch, Claudia T1 - Eignung des Rechtsrahmens für eine digitalisierte Qualitätsinfrastruktur - Rechtswissenschaftliche Studie im Rahmen der Initiative QI-Digital N2 - Vor dem Hintergrund zunehmender Digitalisierung der Wirtschaft und weiterer Lebensbereiche ergeben sich große Potentiale für neue digitale Lösungen in der Qualitätsinfrastruktur (QI), sowohl auf technischer als auch prozessualer Ebene zwischen Akteuren. Diese betreffen Unternehmen (Hersteller/Inverkehrbringer/Betreiber) genauso wie Behörden/öffentliche Verwaltung (Genehmiger, Marktüberwacher, u.a.), privatwirtschaftliche Konformitätsbewerter und andere Stakeholder. Der bestehende Rechtsrahmen - von europäischen Richtlinien im Rahmen des New Legislative Frameworks, über bundesdeutsche Gesetzgebung, technische Regeln bis hin zu kommunalen Verordnungen – kann dabei jedoch mitunter so gestaltet sein, dass dieser die Einführung und Nutzung neuer, digitaler Lösungen behindert. Dies kann diverse Anwendungsbereiche betreffen – von Produktsicherheit, über Umwelt- und Verbraucherschutz, hin zu Handelsrecht. Die Studie untersucht systematisch die Eignung des bestehenden Rechtsrahmens für eine digitalisierte QI, insbesondere mit Hinblick auf mögliche Hürden und Anpassungsbedarfen. Zudem wird die Anwendbarkeit von Reallaboren als Testräumen für Innovation und Regulierung auf Fragestellungen der digitalen QI untersucht. KW - Qualitätsinfrastruktur KW - Qualitätssicherung KW - Digitalisierung KW - Digitale Transformation KW - New Legislative Framework KW - Rechtsetzung KW - Rechtsrahmen KW - Reallabor PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-632444 DO - https://doi.org/10.26272/opus4-63244 N1 - Ein Projekt im Rahmen der Initiative QI-Digital, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (www.qi-digital.de). SP - 1 EP - 143 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-63244 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT ED - Koch, Claudia ED - Kuch, S. ED - Blöth, A. T1 - Digitale Qualitätsinfrastruktur in Prüf- und Kalibrierlaboren - Vom Trend zum Tagesgeschäft - Ergebnisbericht zum Dialogprozess N2 - Wie kann die Laborwelt als Teil der Qualitätsinfrastruktur (QI) in Deutschland erfolgreich und nachhaltig digitalisiert werden? Was bedeutet das für einen wichtigen Teil dieser Architektur, der Konformitätsbewertung in Prüf- und Kalibrierlaboren? Wo liegen dort die Steine und Hürden auf dem Weg in den digitalen Laboralltag? Und vor allem: Was braucht es, damit die Branche ihre Arbeitsabläufe, Werkzeuge und Prozesse transformieren und die nächsten Schritte in Richtung Ende-zu-Ende digitalisierter Prozesse bis hin zu neuen Geschäftsmodellen gehen kann? Das sind die Leitfragen, zu denen sich über 100 Vertreter:innen aus unterschiedlichen Bereichen der QI- und Labor-Community mit Expert:innen aus den Reihen der Initiative QI-Digital in vier digitalen Praxiswerkstätten austauschten. Der Ergebnisbericht fasst die zentralen Erkenntnisse über Zielbilder, Bedarfe und Anforderungen aus der Praxiswelt zusammen und beinhaltet ein Set an Handlungsempfehlungen zu Maßnahmen, die die digitale Transformation der QI und der Labore vorantreiben können. KW - Qualitätsinfrastruktur KW - Laboratorien KW - Digitalisierung KW - Prüflabor KW - Kalibrierlabor KW - Konformitätsbewertung PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612645 DO - https://doi.org/10.26272/opus4-61264 SP - 1 EP - 64 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61264 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Biyikal, Mustafa T1 - Handgeräte zur Detektion von Sprengstoffspuren N2 - Der Übersichtsvortrag stellt den aktuellen Stand zu Handgeräten zur Detektion von Sprengstoffspuren vor. T2 - Symposium Anlagensicherheit 2025 CY - Hamburg, Germany DA - 04.02.2025 KW - Explosivstoffe KW - Detektion KW - Handgerät PY - 2025 AN - OPUS4-65029 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Eberwein, Robert A1 - Hajhariri, Aliasghar A1 - Davide, Camplese A1 - Giordano, Emrys Scarponi A1 - Valerio, Cozzani A1 - Frank, Otremba T1 - Experimental investigation on the behavior of thermal super insulation materials for cryogenic storage tanks in fire incidents N2 - The number of vehicles using or transporting cryogenic fuels such as Liquefied Hydrogen (LH2) or Liquefied Natural Gas (LNG) increases fast in the land transportation sector. Does this also entail new risks? The storage of cryogenic fuels requires tanks with Thermal Super Insulations (TSI) to keep the fluid cold and limit the formation of boil-off gas. TSI has proven itself in some applications since the middle of the 20th century, but in the land transport sector they are still quite new, where accidents involving fires, collisions, and their combination are to be expected. This work focuses on investigating the behavior of different types of TSI while exposed to a heat source representing a fire. To this aim, a High-Temperature Thermal Vacuum Chamber (HTTVC) was applied, which allows the thermal loading of a thermal insulation material in a vacuum and measuring the heat flow transported through the TSI in parallel. In this study, the results of 6 samples are presented regarding 3 types of MLI, rock wool, perlites, and microspheres. The thermal exposure caused different effects on the samples. In practice, this can be connected to the rapid release of flammable gases as well as to a Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion (BLEVE). These results are relevant for reducing the risks to people and infrastructures in the progressive establishment of tanks for cryogenic fluids in our industry and society. The data presented in the study can be used to improve the design of tanks and TSIs, the assessment of accident scenarios, and the development of measures for first responders. KW - Liquefied hydrogen KW - Liquefied natural gas KW - Tanks KW - Fire KW - Insulation KW - MLI KW - Perlite KW - Rock wool KW - Microspheres PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-599947 DO - https://doi.org/10.1016/j.psep.2024.04.131 SN - 0957-5820 VL - 187 SP - 240 EP - 248 PB - Elsevier AN - OPUS4-59994 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bradley, Ian A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Scarponi, Giordano Emerys T1 - Experimental Study on Thermal Exposure of Pipes to Steady Hydrogen Jet Fire Impingement N2 - Jet fires resulting from the accidental release of pressurized hydrogen represent a critical issue, especially due to their potential to trigger a domino effect. The lack of studies on the characterisation of the conditions experienced by, and response of, structures and process equipment directly engulfed in a hydrogen jet fire is of concern to industry. This work presents a characterisation study of a hydrogen jet fire with respect to the conditions experienced by an engulfed object. The total heat flux, along with its radiative component, was measured for hydrogen mass flow rates ranging from 0.05 to 0.2 kg/s. Heat fluxes exceeding 700 kW/m2 were measured at a location that coincided with the point of jet impact. The maximum radiative fraction measured was 20 % at the back of the tube where the specimen could receive radiation from the majority of the flame plume. It is concluded that conditions within hydrogen jet fires are notably more severe than those in hydrocarbon jet fires (for which a heat flux of 350 kW/m2 is considered high). This suggests that PFP systems should not be automatically assumed to provide protection against hydrogen jet fires without further research or actual test evidence of performance. KW - Hydrogen KW - Jet Fire KW - Fire Protection KW - Pfp PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1016/j.psep.2025.108017 SN - 0957-5820 VL - 204 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-64479 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gant, Simon A1 - Chang, Joseph A1 - Hetherington, Rory A1 - Hanna, Steven A1 - Tickle, Gemma A1 - Spicer, Tom A1 - McMasters, Sun A1 - Fox, Shannon A1 - Meris, Ron A1 - Bradley, Scott A1 - Miner, Sean A1 - King, Matthew A1 - Simpson, Steven A1 - Mazzola, Thomas A1 - McGillivray, Alison A1 - Tucker, Harvey A1 - Björnham, Oscar A1 - Carissimo, Bertrand A1 - Fabbri, Luciano A1 - Wood, Maureen A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Harper, Mike A1 - Hart, Frank A1 - Vik, Thomas A1 - Helgeland, Anders A1 - Howard, Joel A1 - Mauri, Lorenzo A1 - Mackie, Shona A1 - Mack, Andreas A1 - Lacome, Jean-Marc A1 - Puttick, Stephen A1 - Ibrahim, Adeel A1 - Miller, Derek A1 - Dharmavaram, Seshu A1 - Shen, Amy A1 - Cunningham, Alyssa A1 - Beverly, Desiree A1 - O’Neal, Daniel M. A1 - Verdier, Laurent A1 - Burkhart, Stéphane A1 - Dixon, Chris A1 - Nilsen, Sandra A1 - Bradley, Robert A1 - Skarsvåg, Hans L. A1 - Fyhn, Eirik H. A1 - Aasen, Ailo T1 - Pressure-Liquefied Ammonia Jet Dispersion: Multi-Model Intercomparison Using Desert Tortoise and FLADIS Field Data N2 - This paper presents the findings of an international model inter-comparison exercise that was undertaken in the period 2021-2024 to assess the performance of atmospheric dispersion models for simulating releases of pressure-liquefied ammonia. The exercise used data from ammonia field trials dating from the 1980s and 1990s: the Desert Tortoise and the FLADIS trials. Concentration data from two arcs of sensors in the Desert Tortoise trials and three arcs of sensors in the FLADIS trials were used. Twenty-one independent modelling teams from North America and Europe participated in the exercise and provided in total twenty-seven sets of results from a range of different models, including empirically-based nomograms, integral, Gaussian puff, Lagrangian particle, and Computational Fluid Dynamics (CFD) models. The work is novel in presenting the results from such a large cohort of models, examining specifically the dispersion behaviour of ammonia. This is particularly relevant at the current time, given the growing international interest in using ammonia as a clean energy vector and shipping fuel. The study found that the agreement between model predictions and measurements (as determined by performance measures such as geometric mean bias and geometric variance) varied between different models. At any downwind distance, the range in predicted plume arc-max concentrations spanned a range of up to one or two orders of magnitude about the measurements. Several modelling teams used the same models and, in most cases, their predictions differed. Given appropriate inputs, most models generally predicted concentrations that agreed with the data within commonly-used model acceptance criteria. There was no single class of model that provided superior predictions to others; predictions from several empirically-based nomograms, integral, Gaussian puff, Lagrangian particle, and CFD models were all in close agreement with the data (as defined by the model acceptance criteria). The findings of the exercise are being used to help plan a programme of future ammonia experiments in the USA, called the Jack Rabbit III trials. The results are also useful for assessing the performance of models that may be applied to assess risks at ammonia facilities, and for emergency planning and response. KW - Ammonia KW - Atmospheric dispersion KW - Validation KW - Jack rabbit PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-646069 DO - https://doi.org/10.1016/j.aeaoa.2025.100389 SN - 2590-1621 VL - 28 SP - 1 EP - 76 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-64606 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Schalau, Bernd A1 - Kant, Hanjo A1 - Schulze, Marcel A1 - Orchini, Alessandro T1 - Experimental Investigation of Large-Scale Hydrogen Diffusion Jet Flames N2 - Hydrogen is a promising alternative to natural gas in industrial energy applications to limit global warming. However, wide application of hydrogen requires specific safety considerations taking into account that hydrogen is stored and transported under much higher pressure than natural gas. Thus, one scenario to be considered for hazard assessment is a sudden release of hydrogen from a leakage or safety valve and its subsequent ignition. For hydrocarbon flames, various jet flame models are available. However, hydrogen flames significantly differ from hydrocarbon flames in their combustion behavior, so that the applicability of these models to hydrogen has to be investigated. For that purpose, reals scale tests were carried out at the BAM Test Site Technical Safety. In these tests, the flame geometry and the thermal heat radiation were investigated for a release angle of 90°, for different release pressures (up to 220 bar) and mass flows (up to 0.175 kg/s). Most existing data on thermal radiation are based on unsteady flow conditions and/or still air, whereas the experiments carried out here ensure a constant mass flow under realistic free-field conditions (with wind influence). This allows a better comparability with the stationary jet flame models and assessment of wind influence on model predictions. A number of parameters such as the surface emissive power and the radiant heat fraction were determined. A detailed comparison of the obtained experimental results with literature radiation models was performed. Based on the investigations, empirical equations for modelling jet flames could be derived. T2 - Proceedings of ASME Turbo Expo 2025 Turbomachinery Technical Conference and Exposition CY - Memphis, Tennessee, USA DA - 16.06.2025 KW - Hydrogen release KW - Radiant heat fraction KW - Thermal radiation KW - Jet flame PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-643401 DO - https://doi.org/10.1115/1.4070012 SN - 0742-4795 VL - 148 IS - 5 SP - 51008-1 EP - 51008-8 PB - ASME International AN - OPUS4-64340 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Spitzer, Stefan A1 - Amyotte, P. A1 - Salzano, E. T1 - Explosion behavior of hybrid mixtures N2 - Flammable mixtures of dusts with gases or liquids occur in the process and energy industries. Most research about these so-called "hybrid mixtures" was, and still is, about coal dust with the admixture of methane because of their occurrence in the mining industry. In the modern industry, hybrid mixture explosions play an increasing role in many existing processes like spray-drying, or in emerging technologies like the direct reduction of iron ore with hydrogen or nuclear/fusion reactors. While some safety characteristics of one of the component substances stay the same or are unaffected by the concentrations that occur in the process, others are severely influenced by only traces of the other substance. This review paper shows in which processes and applications hybrid mixtures pose a risk and gives an overview of the research conducted in the last 150 years. Findings that are reproducible and represent current proven knowledge are stated and compared to each safety characteristic containing only solid particles, gases or liquids as combustible substances. Additionally, fundamental studies on the mechanisms of flame propagation in hybrid mixtures are reviewed. The significance of these studies in enhancing our understanding of explosion behaviors in hybrid mixtures is also discussed. An outlook on what has been missing so far in the literature, is also given comparing the knowledge of single substances with their mixtures, why this might not have been investigated, and where the challenges lie. KW - Hybrid mixtures KW - Safety characteristics KW - Combustion regimes KW - Industrial explosions PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-654013 DO - https://doi.org/10.1016/j.pecs.2025.101276 SN - 0360-1285 VL - 113 SP - 1 EP - 24 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-65401 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bäßler, Ralph A1 - Keserović, A. A1 - Sobetzki, J. A1 - Sarmiento-Klapper, H. A1 - Boduch, A. A1 - Aristia, G. A1 - Faes, W. A1 - Stoljarova, A. A1 - Zimmer, S. T1 - Metallene Werkstoffe in Geothermieanlagen - nicht nur aus Sicht der Korrosion N2 - Um Konstrukteuren und Nutzern geothermischer Anlagen grundlegende Informationen über die Korrosionsbeständigkeit zur Verfügung zu stellen, wurden verschiedene metallene Werkstoffe, darunter nichtrostende Duplex- und austenitische Stähle sowie eine Nickellegierung, in künstlichen Geothermalwässern, die die Bedingungen an verschiedenen Standorten mit geothermischem Potenzial simulieren, mit Hilfe von elektrochemischen und Langzeittests hinsichtlich ihrer Eignung bewertet. In hochsalinaren Umgebungen erwies sich Spaltkorrosion als der entscheidende Mechanismus. Die Nickellegierung zeigt eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Lochkorrosion. Abgesehen von ihren hohen Kosten eignet sie sich sehr gut für den Bau von Geothermieanlagen mit stark salzhaltigen Fluiden. Rostfreie Stähle und Duplexstähle weisen eine begrenzte Korrosionsbeständigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion auf. Daher sind sie für stark salzhaltige Fluide nicht geeignet. Der Superaustenit zeigt ein temperaturabhängiges Verhalten. In nichtsalinaren Umgebungen könnten niedriglegierte Stähle (neben den höherlegierten Werkstoffen) als Konstruktionsmaterial für Geothermieanlagen eingesetzt werden, sofern eine ausreichende Wandstärke des Materials berücksichtigt wird. Neben Korrosionsaspekten erwies sich auch die Ausfällung von Fluidbestandteilen als interessantes Thema. Beim Betrieb der Forschungsanlage in Groß Schönebeck wurden Kupfer- und Bleieffekte im Bohrloch festgestellt. Die auftretenden Mechanismen und Maßnahmen zur Verhinderung von Ausfällungen und Abscheidungen wurden ebenso untersucht, wie deren mögliche Einflüsse auf die Korrosionsbeständigkeit metallener Werkstoffe für Anlagenkomponenten. Der Beitrag beschreibt die Wechselwirkungen zwischen Geothermalwässern und Ausrüstungskomponenten. T2 - 57. Kraftwerktechnisches Kolloquium CY - Dresden, Germany DA - 07.10.2025 KW - Örtliche Korrosion KW - Edelstahl KW - Ni-Legierungen KW - Geothermie KW - Abscheidung PY - 2025 SN - 978-3-00-082651-1 SN - 978-3-00-082652-8 SP - 551 EP - 568 PB - IKS-Verlag CY - Freiberg AN - OPUS4-64320 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher T1 - Thermal radiation of inclined large scale hydrogen jet flames N2 - In order to assess the thermal radiation emanating from hydrogen jet flames, experiments under real scale conditions were carried out at the Test Site Technical Safety of BAM. Herein, the behavior of inclined hydrogen jet flames was investigated. The aim of the work is to determine the Surface Emissive Power and radiant heat fraction of these flames and to provide a reliable dataset for model evaluation purposes. Since the aforementioned values are not directly measurable, the incident heat radiation was measured at defined distances from the flame, as well as the flame's shape and size. The required values were then derived from these measurements. The hydrogen releases ranged from 0.005 kg/s to 0.175 kg/s with a 30 mm orifice. The mass flows were held constant during the releases, nevertheless a transient behavior of the flame could be observed since the experiments were carried out under open field conditions, with unsteady wind fields. In the literature, the flame lengths are often determined using visible light imaging, either by injecting coloring substances in the low light emitting hydrogen jet flame or by carrying out the measurements in darkness. In this work the jet flames were visualized using infrared (IR) and OH* imaging. The recorded flame shapes and resulting flame lengths are compared. Results from this showed that the flame lengths determined with OH* and IR recordings differ greatly. A flame length ratio l_(f OH*)/l_(f IR) in the range of 0.47-0.62 can be found. In addition, the SEP differ also in the range of 10 kW/m²-16 kW/m² (IR) and 40 kW/m²-80 kW/m² (OH*) for hydrogen jet flames due to differences in the determined flame surface. Conclusions regarding the determined x_(RAD )values for IR and OH* result in approximately the same range of 0.031-0.043. T2 - INTERNATIONAL CONFERENCE ON HYDROGEN SAFETY 2025 CY - Seoul, Republic of Korea DA - 22.09.2025 KW - Hydrogen release KW - Inclined jet flame KW - IR and OH* measurement KW - Thermal radiation KW - Radiant heat fraction PY - 2025 AN - OPUS4-65360 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - zur Nedden, Philipp Maximilian A1 - von Saldern, Jakob Georg Raimund A1 - Beuth, Jan Paul A1 - Orchini, Alessandro T1 - Thermal Radiation Of Inclined Large Scale Hydrogen Jet Flames N2 - In order to assess the thermal radiation emanating from hydrogen jet flames, experiments under real scale conditions were carried out at the Test Site Technical Safety of BAM. Herein, the behavior of inclined hydrogen jet flames was investigated. The aim of the work is to determine the Surface Emissive Power (SEP) and radiant heat fraction of these flames and to provide a reliable dataset for model evaluation purposes. Since the aforementioned values are not directly measurable, the incident heat radiation was measured at defined distances from the flame, as well as the flame’s shape and size. The required values were then derived from these measurements. The hydrogen releases ranged from 0.0125 kg/s to 0.175 kg/s with a 30 mm orifice. The mass flows were held constant during the releases, nevertheless a transient behavior of the flame could be observed since the experiments were carried out under open field conditions, with unsteady wind fields. In the literature, the flame lengths are often determined using visible light imaging, either by injecting coloring substances in the low light emitting hydrogen jet flame or by carrying out the measurements in darkness. In this work the jet flames were visualized using infrared (IR) and OH* imaging. The recorded flame shapes and resulting flame lengths are compared. Results from this showed that the flame lengths determined with OH* and IR recordings differ greatly. A flame length ratio lf OH*/lf IR in the range of 0.47–0.62 can be found. In addition, the SEP differ also in the range of 10 kW/m2–16 kW/m2 (IR) and 40 kW/m2–80 kW/m2 (OH*) for hydrogen jet flames due to differences in the determined flame surface. Conclusions regarding the determined xRAD values for IR and OH* result in approximately the same range of 0.031–0.043. T2 - 11th Iinternational conference on hydrogen safety 2025 CY - Seoul, Republic of Korea DA - 22.09.2025 KW - Hydrogen safety KW - Jet flames KW - Thermal radiation KW - Large scale experiment PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-655181 DO - https://doi.org/10.58895/hysafe.27 SN - 2943-5935 VL - 3 IS - 1 SP - 39 EP - 50 PB - Karlsruhe Institute of Technology Library AN - OPUS4-65518 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bertovic, Marija T1 - Shifting Paradigms: User-Centred Design for Successful Implementation of AI-Driven and Assistive Technologies in Non-Destructive Testing N2 - The successful implementation of AI-driven and assistive technologies in Non-Destructive Testing (NDT) requires a fundamental shift from a technology-driven approach to a user-centred paradigm. This presentation will explore the key challenges associated with the development and implementation of these technologies, including issues of acceptance, trust, skill degradation, and the complexities of working with highly automated systems. User-centred design is critical to the effective integration of advanced technologies in NDT. However, merely involving users in the design process is not sufficient to address all challenges. The addition of new technologies may initially increase the burden on personnel rather than improve reliability. Therefore, a new paradigm for the training and qualification of NDT personnel is essential to effectively benefit from human-AI interaction. This presentation will argue that only after this paradigm shift and the provision of appropriate training can the full benefits of AI-driven technologies be realised. The aim is to highlight the need for this change and provide insights into how it can be achieved. T2 - 62nd Annual British Conference on NDT (NDT 2025) CY - Edinburgh, United Kingdom DA - 09.09.2025 KW - NDT KW - Artificial intelligence KW - Human Factors KW - Human-Machine Interaction KW - User-centred design KW - Acceptance PY - 2025 AN - OPUS4-64574 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bäßler, Ralph A1 - Amela Keserović, Amela A1 - Sobetzki, Joana A1 - Sarmiento Klapper, Helmuth A1 - Dimper, Matthias T1 - Geeignete Werkstoffe für Geothermieanwendungen (2) N2 - Durch Auslagerungs- und elektrochemische Tests im Labor kann das Korrosionsverhalten verschiedener metallener Werkstoffe beurteilt werden. Aus den Versuchsergebnissen, die in verschiedenen synthetischen Geothermalwässern im Labor erzielt wurden, lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen ziehen: • Die Anfälligkeit für Spaltkorrosion wurde als wichtigster Aspekt für die Werkstoffqualifizierung ermittelt. • Der niedriglegierte Stahl 25CrMo4 zeigte bei niedrigem Salzgehalt in MB-Geothermalwasser eine gleichmäßige Korrosion unterhalb der akzeptierten Schwelle von 0,3 mm/Jahr. Daher kann er als geeignet für geothermische Bedingungen mit niedrigem Salzgehalt angesehen werden, wie sie für MB getestet wurden. Es besteht keine Notwendigkeit, auf höherlegierte (teurere) Werkstoffe auszuweichen. Ein niedrigerer pH-Wert (wie bei LHD) führt zu Korrosionsraten oberhalb der akzeptablen Grenzwerte, so dass die niedriglegierten Werkstoffe nicht für Flüssigkeiten mit niedrigem pH-Wert geeignet sind. • Stark salzhaltige Geothermalwässer erfordern höherlegierte Werkstoffe, da die Korrosionsrate von niedriglegiertem Stahl zu hoch ist. • Der Duplexstahl X2CrNiMo22-5-3 und der Superduplexstahl X2CrNiMoCuWN25-7-4 wurden aufgrund ihrer kritischen Anfälligkeit für örtliche Korrosion in Form von Loch- und Spaltkorrosion unter Betriebsbedingungen nicht als geeignet für geothermische Anwendungen in Geothermalwässern mit einer mit NDB und ORG vergleichbaren Zusammensetzung angesehen. • Der superaustenitische Stahl X1CrNiMoCu32-28-7 eignet sich für ORG und salzarme Wässer. In NDB-Geothermalwasser wurde er bei 100 °C als geeignet angesehen. Jedoch schränkt seine Anfälligkeit für Spaltkorrosion seine Anwendbarkeit ein. Neben seiner guten Korrosionsbeständigkeit ist sein Repassivierungsverhalten für seine begrenzte Anwendbarkeit in Geothermalwässern mit niedrigem pH-Wert verantwortlich. • Die Nickelbasislegierung NiCr23Mo16Al wurde als geeignet erachtet und stellt eine sichere Option für den Einsatz in geothermischen Anlagen dar, selbst wenn mit stark salzhaltigem Geothermalwasser gearbeitet wird. KW - Geothermie KW - Korrosion KW - Legierungen KW - Anlagensicherheit PY - 2024 SN - 0016-4232 VL - 2024 IS - 3 SP - 370 EP - 374 PB - Eugen G. Leuze Verlag CY - Bad Saulgau AN - OPUS4-59997 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Khella, Shady T1 - Generating Design Options in Basic Engineering Using the Semantic Web N2 - Chemical process design begins with a pen and paper draft of a block flow diagram (BFD). This BFD is then further specified into a process flow diagram (PFD), which contains more detailed design decisions and elaborates on the type of unit operation or equipment to realize the functional process steps. Currently, most of this design workflow is done manually and relies on heuristics and engineering expertise. Instead, this contribution automates the generation of design alternatives in the early stages of process design using semantic web technologies. DEXPI Process, a newly developed standard, offers a semantic data model designed to formalize design information relevant for BFDs and PFDs. Using the DEXPI Process standard to formalize basic BFDs, our approach queries publicly available standards, reference data libraries (RDLs), and ontologies to generate design options that shall then be further investigated in simulation tools. The queries retrieve lists of equipment types capable of realizing respective functions. Throughout this process, our framework makes use of the SPARQL query language as part of the semantic web technology stack. The key benefit of this approach is its reliance on dynamic, linked open data rather than on hard-coded relationships between process steps and equipment. This ensures that data can be regularly updated and sourced from multiple providers. In doing so, our work showcases the importance of RDLs and linked open data, encouraging engineers, equipment vendors, and other stakeholders to adopt technologies for machine-accessible data. We demonstrate the functionality of this workflow by generating design alternatives for the well-known Tennessee Eastman process. In this case study, our system successfully identifies a range of feasible design alternatives, illustrating both the potential of the semantic web approach and the current limitations of available RDLs. While this work focuses on generating design options in basic engineering, future research aims to use semantic web technologies to generate P&ID base structures starting with information from BFDs and PFDs. T2 - PEMT 2025 - Annual Meeting of Process Engineering and Materials Technology CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 10.11.2025 KW - Process Design KW - Semantic Web KW - DEXPI KW - Knowledge Graph KW - Artificial Inteligence PY - 2025 AN - OPUS4-65316 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - zur Nedden, Philipp Maximilian A1 - von Saldern, Jakob Georg Raimund A1 - Beuth, Jan Paul A1 - Orchini, Alessandro ED - Carcassi, Marco T1 - Thermal radiation of inclined large scale hydrogen jet flames N2 - In order to assess the thermal radiation emanating from hydrogen jet flames, experiments under real scale conditions were carried out at the Test Site Technical Safety of BAM. Herein, the behavior of inclined hydrogen jet flames was investigated. The aim of the work is to determine the Surface Emissive Power and radiant heat fraction of these flames and to provide a reliable dataset for model evaluation purposes. Since the aforementioned values are not directly measurable, the incident heat radiation was measured at defined distances from the flame, as well as the flame's shape and size. The required values were then derived from these measurements. The hydrogen releases ranged from 0.005 kg/s to 0.175 kg/s with a 30 mm orifice. The mass flows were held constant during the releases, nevertheless a transient behavior of the flame could be observed since the experiments were carried out under open field conditions, with unsteady wind fields. In the literature, the flame lengths are often determined using visible light imaging, either by injecting coloring substances in the low light emitting hydrogen jet flame or by carrying out the measurements in darkness. In this work the jet flames were visualized using infrared (IR) and OH* imaging. The recorded flame shapes and resulting flame lengths are compared. Results from this showed that the flame lengths determined with OH* and IR recordings differ greatly. A flame length ratio l_(f OH*)/l_(f IR) in the range of 0.47-0.62 can be found. In addition, the SEP differ also in the range of 10 kW/m²-16 kW/m² (IR) and 40 kW/m²-80 kW/m² (OH*) for hydrogen jet flames due to differences in the determined flame surface. Conclusions regarding the determined x_(RAD )values for IR and OH* result in approximately the same range of 0.031-0.043. T2 - 11th International conference on hydrogen safety 2025 CY - Seoul, Republic of Korea DA - 22.09.2025 KW - IR and OH* measurement KW - Hydrogen release KW - Inclined jet flame KW - Thermal radiation KW - Radiant heat fraction PY - 2025 SN - 979-12-243-0274-2 SP - 837 EP - 849 AN - OPUS4-65362 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Jankuj, Vojtech A1 - Skrinsky, Jan A1 - Krietsch, Arne A1 - Schmidt, Martin A1 - Krause, Ulrich A1 - Kuracina, Richard A1 - Szabová, Zuzana A1 - Spitzer, Stefan T1 - Simplifying standards, opening restrictions Part I: The influence of the test vessel volume on the maximum explosion pressure of dusts N2 - Explosion characteristics are widely used in the process industries to determine the potential hazard of the used substances. In the American and European standards for determination of the maximum explosion pressure of dusts, the measured pressure is corrected if the tests are conducted in the 20L-sphere. This correction formula increases the measured values if they are above 5.5 bar g. It also causes, that the only two volumes for testing that are used are the standard 1m³ and the 20L-sphere because it is unclear whether corrections are necessary and, if so, what correction should be applied at other volumes. In this article explosion tests were performed with four different dusts, lycopodium, lignite, aluminum, and nitrocellulose, in four different vessel sizes: 20 L, 250 L, 365 L, and 1000 L to investigate the influence of the vessel size. KW - Explosion protection KW - Dusts KW - Pressure rise KW - Ignition PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2025.105556 VL - 94 SP - 1 EP - 7 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-62522 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Spitzer, Stefan A1 - Aghaei, Siavash A1 - Askar, Enis A1 - Krietsch, Arne A1 - Salzano, Ernesto T1 - The Hazard of Soy Flour, n‑Hexane, and Their Hybrid Mixtures in the Extraction Process N2 - Soybean oil takes around half of the vegetable oil resources in the world, increasing in importance constantly. Besides, soy oil plants have experienced numerous accidents due to the coexistence of soy flour and hexane (as a solvent) in the extraction process, thus creating a hazardous environment. This study aims to find the maximum pressure, the maximum rate of pressure rise, and the minimum ignition energy of soy flour−hexane mixtures through specific experiments by varying the concentration of fuels in air and ignition mechanism (chemical igniters or exploding wires). The results have shown that soy flour alone is hard to ignite, whereas adding hexane even in small amounts increases the hazard and the severity of the explosions considerably. Eventually, the substitution of hexane with a greener and safer extraction agent should be of utmost focus. KW - Hybrid Explosions KW - Safety characteristics KW - Hexane KW - Soy Flour PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1021/acs.iecr.4c01498 SN - 0888-5885 SP - 1 EP - 9 PB - ACS American Chemical Society AN - OPUS4-60597 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Nichtelektrischer Explosionsschutz: Zündgefahren durch Funken - Grundlagen und Maßnahmen zum Explosionsschutz N2 - Geräte und Maschinen, die zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß 2014/34/EU konstruktiv vorgesehen sind, muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen alle 13 Zündquellen betrachtet werden. Eine Teilmenge der 13 Zündquellen sind die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen, zu denen auch die mechanischen Schlag-, Schleif- und Reibvorgänge gehören. Bei mechanischen Schlagvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes zweier Werkstücke bzw. Bauteile zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen (Zündquelle "heiße Oberflächen") als auch die abgetrennten Partikel (Zündquelle "mechanisch erzeugte Funken") können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen. Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann. Weitere Festlegungen von Grenzwerten für die kinetische Schlagenergie und geeignete Werkstoffpaarungen finden sich u.a. in der DIN EN 1755 (ex-geschützte Flurförderzeuge) und in der DIN EN 14986 (ex-geschützte Ventilatoren). T2 - Ausbildung zum Explosionsschutzbeauftragten CY - Essen, Germany DA - 20.01.2026 KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Explosionsschutz KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Mechanischer Explosionsschutz PY - 2026 AN - OPUS4-65398 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Portarapillo, Maria A1 - Di Benedetto, Almerinda A1 - Spitzer, Stefan T1 - Turbulence effect on the determination of powders safety characteristics — A review on the experimental findings and simulation approaches N2 - Safety characteristics are widely used in the process industry to design facilities in a safe way. For powders, they are normally investigated under turbulent conditions inside a spherical test vessel, the so called 20L-sphere, to disperse the dust in air. This has been the target of many researchers to either investigate the turbulence that is present during the standardized test conditions, to compare it to quiescent conditions or to manipulate it for the comparison to other conditions. The approaches have been numerous and while the focus used to be on obtaining different experimental results it has shifted more and more to different kinds of simulations. This review gives an overview about different simulation approaches and how they can be compared. It is also an overview over the experimental findings and compares it to data obtained for three different dusts while changing the pre-ignition turbulence level in a very fine way. KW - Explosion protection KW - Dusts KW - Pressure rise KW - Ignition PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-625216 DO - https://doi.org/10.1016/j.powtec.2025.120694 SN - 1873-328X VL - 454 SP - 1 EP - 19 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-62521 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Spitzer, Stefan A1 - Stevens, Nicole C. A1 - Krietsch, Arne A1 - Hermanns, Roy T.E. A1 - Makarova, Ekaterina A1 - Lorenzon, Ivan A1 - van Genderen, Albert C. A1 - Hessels, Conrad J.M. T1 - A first step towards a standardized iron fuel: Safety characteristics of several pure iron powders N2 - While the use of iron powder as a dense energy carrier has clear advantages over other carriers such as hydrogen and ammonia in terms of health and safety, risks may still emerge from the powder if accidentally dispersed in air during handling, transport and storage. Since the safety characteristics of dusts are affected by, among others, its particle size distribution, chemical properties and moisture content, it is hard to implement safety measures and select the most promising reduction method without a prior explosion testing. Various production and reduction methods are currently being investigated, each producing a morphologically different type of powder. In one of the key databases on safety characteristics of dusts from the Federation of the Statutory Accident lnsurance of Germany, the maximum explosion pressure ranges from non-explosible (=0) to 5.1 bar and the deflagration index goes up to 111 bar*m /s. In this work the safety characteristics of four different iron dusts, produced via three different reduction methods, are investigated using a 20-Liter sphere according to ISO/IEC 80079–20-2:2016–12 (explosibility). Three of the dusts were found to be explosible and were further tested according to EN 14034–1 (maximum explosion pressure) and EN 14034–2 (maximum rate of pressure rise). Though they were found explosible they were all categorized in dust class St1 as mildly explosible. The morphology of the powder was analyzed before the explosion tests using scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The particle size distribution was also determined. Since the chemical properties and the moisture content are known, the findings may be applicable to implementation at larger scale without prior testing of every powder. KW - Energy carrier KW - Explosion pressure KW - Explosion protection PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.135824 SN - 0016-2361 VL - 400 SP - 1 EP - 10 PB - Elsevier BV AN - OPUS4-63446 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kosár, László A1 - Szabová, Zuzana A1 - Kuracina, Richard A1 - Spitzer, Stefan A1 - Mynarz, Miroslav A1 - Filipi, Bohdan T1 - Study of the Safety Characteristics of Different Types of Pepper Powder (Capsicum L.) N2 - This research was aimed at comparing the fire characteristics of different types of pepper in the context of explosion prevention. The following characteristics were studied: explosion pressure Pmax and Kst at selected concentrations, ignition temperature of the deposited dust layer from the hot surface, and minimum ignition energy. The comparison of the chemical properties of the used types of pepper was performed using TG/DSC. The results of the measurements suggest that different types of peppers exhibit different explosion characteristics. Each sample reached the maximum value of the explosion pressure and rate of pressure rise at different concentrations. The volume of the explosion chamber used also influenced the explosion characteristics. It is a consequence of the fact that the explosion characteristics strongly depend on the mechanism of action of a particular igniter. The minimum effect on the safety characteristics was observed when measuring the minimum ignition energy and the minimum ignition temperature of the dust layer from the hot surface. The results of the measurements suggest that different types of peppers exhibit different explosion characteristics. This information should then be considered in explosion prevention. KW - Dust explosions KW - Pepper samples KW - Explosion characteristics KW - Explosion protection PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-605965 DO - https://doi.org/10.3390/fire7070229 VL - 7 IS - 7 SP - 1 EP - 14 PB - MDPI AG AN - OPUS4-60596 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Palásti, Dávid jenö T1 - The effects of the laser pulse profile on the plasma emission properties N2 - Intense laser pulses create plasmas upon radiation on targets, and the properties of such plasmas are generally determined by both the properties of the target and the laser pulse. In terms of laser intensity, the irradiance and even more importantly the fluence are the critical parameters [1]. Since most lasers emit pulses of a constant pulse duration dictated by the design of the resonator and Q-switch, these two parameters are usually used interchangeably in studies. However, with the emergence of fiber laser based light sources [2], which are capable not just to freely tune the pulse duration, but to generate variable and high pulse repetition rates, up to the MHz range, a new and interesting optimization aspect is given to the laser spectroscopy community. In our study a low alloy steel standard sample (BAS 403/1) was investigated using a variable pulse duration and pulse repetition rate MOPA laser with 80W power of  = 1064 nm emission (JPT M7, VONJAN Technology GmbH, Wessling, Germany). In our experiments the laser was set to pulses with low individual energy (0.4 mJ) at 200 kHz pulse repetition rate, while the pulse duration was varied between 50 and 500 ns. The plasma emission was recorded by an LTB Demon spectrometer in several spectral regions, which included iron, chromium and manganese lines. Utilizing the variable pulse duration of this laser source, it was possible to assess the effects of changing the fluence, while the irradiance was kept at the same value. Among the investigated parameters are the emission intensity, peak width and self-absorption characteristics of major and minor components, as well as the plasma temperature. While the effects for the peak intensity are quite well correlated with the fluence, its interplay with other peak parameters appear to be more complicated. T2 - AMACEE 2025 CY - Brno, Czech Republic DA - 26.08.2025 KW - LIBS KW - Fiberlaser KW - Plasma properties PY - 2025 AN - OPUS4-64218 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Spitzer, Stefan A1 - Reitmeier, Fabian A1 - Danzi, Enrico A1 - Janovsky, Bretislav A1 - Paul, Michael T1 - The Exploding Wire: A novel ignition source for the determination of safety characteristics of dusts and hybrid mixtures N2 - For the determination of safety characteristics of dusts there are mainly chemical igniters in use. Especially for the maximum explosion pressure and the maximum rate of pressure rise there is no standard with another ignition source. The chemical igniters have the disadvantage of being very hard to obtain in most countries and they are even illegal in some. This leads to the fact, that those countries are not able to investigate the safety characteristics or only with a high effort by sending dust samples to facilities outside the country. This article presents a novel ignition source and describes how to build it. It is also the first step to place this ignition source into the dust standards in the future. KW - Explosion protection KW - Dust explosions KW - Pressure rise PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-645209 DO - https://doi.org/10.1016/j.elstat.2025.104188 SN - 0304-3886 VL - 138 SP - 1 EP - 8 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-64520 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Muñoz, Hernán D. A1 - Peña, Nicolás A1 - Gutiérrez Sanchez, María Fernanda A1 - Repke, Jens-Uwe A1 - Orjuela, Alvaro T1 - Phase equilibria of the system Isopropanol+Water+Isopropyl Myristate+Myristic acid N2 - Isopropyl myristate (IMA) is a fatty ester widely used in cosmetic applications, and it is mainly produced by esterification of myristic acid (MA) and isopropanol (IPA), with water (W) as byproduct. Due to chemical equilibrium limitations, various process intensification approaches have been proposed to improve its production; however, they still involve significant uncertainties as they are based on theoretically predicted phase equilibria due to a lack of experimental-based models. Then, the presented study aimed to experimentally characterize the phase equilibrium behavior of mixtures containing IPA, W, IMA, and MA. Vapor-Liquid Equilibrium (VLE) experiments were conducted under isothermal conditions for the binary systems IMA+IPA and MA+IPA within the range of 55–80 °C. Also, Liquid-Liquid Equilibrium (LLE) data for the ternary systems IPA+W+IMA, IPA+W+MA, and W+IMA+MA were measured at temperatures ranging from 60 to 80 °C. Additionally, Solid-Liquid Equilibrium (SLE) data for mixtures of IMA+MA were obtained at temperature in-between 8 and 50 °C, and pure thermal properties of IMA and MA were characterized via Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetric analysis (TGA). Using the collected VLE, LLE and SLE experimental data, binary interaction parameters for NRTL model were fitted through optimization. Conflicting requirements in VLE and LLE data were addressed through Pareto front analysis, yielding two new parameters sets: one for predominant VLE description and the other for more accurate LLE representation. These sets of parameters would be suitable for the conceptual design and simulation of sequential and/or simultaneous reaction-separation processes to produce IMA via esterification. KW - Isopropyl Myristate KW - Phase equilibria KW - NRTL KW - Reactive distillation KW - Thermal properties PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1016/j.fluid.2025.114473 SN - 0378-3812 VL - 598 SP - 1 EP - 16 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-65323 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Ermittlung des angemessenen Sicherheitsabstands - Aktueller Stand und Ausblick N2 - Es wird ein historischer Abriss über die Entwicklung des Leitfadens KAS-18 und damit zusammenhängenden Papieren gegeben. Es wird der aktuelle Diskussionsstand vorgestellt. T2 - Meinungs- und Erfahrungsaustausch im Sinne von § 29a BImSchG und Fortbildungslehrgang für Störfallbeauftragte gemäß der 5. BImSchV CY - Dresden, Germany DA - 04.12.2025 KW - LUP KW - KAS-18 PY - 2025 AN - OPUS4-65081 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Muñoz Gil, Hernán Darío T1 - MR4SafeOperations: Mixed reality system for training and supporting industrial plant personnel. N2 - Operation and maintenance tasks in industrial process plants are complex and safety-critical, often relying on heterogeneous documentation and limited contextual support for field personnel. This work presents MR4SafeOperations, a mixed reality–based system designed to assist operators during operation and maintenance activities through context-aware, hands-free guidance. Using a vacuum distillation sampling procedure as a case study, operational workflows are formalized with BPMN and structured according to ISA-88.1 principles. Process data, 3D plant models, P&IDs, and procedural information are integrated via standardized interfaces into a mixed reality application. The system enhances situational awareness, reduces cognitive load, and supports safer decision-making during plant operation. The results demonstrate the potential of mixed reality to improve safety, efficiency, and usability in industrial process environments. T2 - MR4B-Konferenz CY - Berlin, Germany DA - 17.07.2025 KW - Safety KW - Mixed Reality KW - Operation & Maintenance KW - Digital workflows PY - 2025 AN - OPUS4-65165 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lewerenz, Rebecca A1 - Komander, Felix T1 - KEPLER – Kollaborative Mixed Reality Plattform für das Engineering im Anlagenbau durch Integration der Domänenmodelle BIM und DEXPI N2 - In den frühen Entwurfsphasen von verfahrenstechnischen Anlagen innerhalb von Gebäuden müssen Verfahrens- und Bauingenieur:innen eng zusammenarbeiten. Dabei nutzen sie jedoch unterschiedliche Werkzeuge, Datenmodelle und Austauschstandards – etwa DEXPI in der Verfahrenstechnik und IFC im Bauwesen –, was den Datenaustausch zwischen den Disziplinen erschwert und häufig zu Inkonsistenzen führt. Das KEPLER-Projekt entwickelt eine Mixed-Reality-Plattform für die dreidimensionale Anordnung von Anlagenkomponenten durch die Integration der Standards DEXPI und IFC. T2 - MR4B-Konferenz CY - Berlin, Germany DA - 17.07.2025 KW - Interoperabilität KW - DEXPI KW - BIM KW - IFC KW - Preengineering KW - Mixed-Reality PY - 2025 AN - OPUS4-65183 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kozachynskyi, Volodymyr A1 - Staubach, Dario A1 - Esche, Erik A1 - Biegler, Lorenz T. A1 - Repke, Jens-Uwe T1 - Parameter estimation in dynamic multiphase liquid–liquid equilibrium systems N2 - Modeling dynamic systems with a variable number of liquid phases is a challenging task, especially in scenarios where the model is designed for optimization tasks such as parameter estimation. Although there exist methods to model the appearance and disappearance of liquid phases in dynamic systems, they usually require integer variables. In this work, the smoothed continuous approach (SCA) is developed for use with a large number of solvers, since it relies only on continuous variables. To demonstrate the applicability of the new method, the SCA is then applied to model the batch esterification of acetic acid with 1-propanol to water and propyl acetate, and to estimate the reaction parameters. Since the mixture may separate into two liquid phases during the course of the reaction, the parameters are estimated with information on the liquid compositions of both separated liquid phases, which improves the accuracy of the parameter estimates and opens new possibilities for optimal experimental design. KW - Parameter Estimation KW - Uncertainty KW - Dynamic Modeling PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-650059 DO - https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2025.109485 SN - 0098-1354 VL - 206 SP - 1 EP - 16 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-65005 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheffold, Lukas A1 - Esche, Erik T1 - Exploring disjunctive programming formulations for optimal design of distillation columns N2 - Automating process synthesis presents a formidable challenge in chemical engineering. Developing frameworks that are both general and accurate – while remaining computationally tractable – is particularly demanding. To further increase the solvable problem size, an advanced optimization framework is proposed, leveraging Generalized Disjunctive Programming (GDP) for process synthesis and design problems. This framework allows for multiple improvements over existing Mixed Integer Nonlinear Programming (MINLP) formulations, aiming to enhance feasibility and reduce solution time. Process synthesis problems are typically posed as nonlinear optimization problems with continuous and discrete variables. Traditionally, these are formulated as MINLP problems, where discrete variables appear as integer or binary variables. These are usually relaxed to continuous variables to solve the MINLP. In practice, the (in-)equality constraints are obtained starting from logical expressions, which are reformulated as algebraic constraints. Disjunctive expressions are typically converted into mixed integer constraints by using “big-M” constraints [1]. An alternative reformulation for treating disjunctions is the convex hull (chull) formulation, which achieves superior relaxation tightness but is rarely used due to its greater complexity and potential numerical difficulties [2]. Recent advances in GDP allow for automatic reformulation of optimization problems, e.g., by big-M or chull. Furthermore, dedicated GDP solution algorithms are now available [3]. Unlike conventional Branch and Bound or Outer Approximation algorithms, their logic-based counterparts can neglect inactive equations, reducing the size and complexity of subproblems. This is achieved by deactivating unused model equations during the solution procedure, as shown by Lee et al. [4]. This point is particularly interesting for chemical engineering, as a lot of time is spent computing NLP subproblems. Also, model formulation can have a large impact on the solution times of MINLP [1]. However, evaluating various model formulations tends to be rather tedious. Especially detailed model formulations that include rigorous thermodynamics and kinetics tend to increase the model size significantly. As a first step for further exploitation of GDP for process synthesis and process design, we developed a modeling environment and automatic code generation framework for GDP. This contribution aims at investigating different problem formulations for GDP in process design facilitated by the new framework. For maximum flexibility and independence from any given programming language, the modeling and problem formulation is implemented within MOSAICmodeling [5], a platform that allows for model formulation at the documentation level. Users formulate equations in LaTeX, which are then translated into MathML/XML preserving all relevant information while remaining as general as possible. The first step hereby consists in the definition of a suitable notation. This defines all possibly occurring variables and their indices and sets the basis of all MathML/XML operations. To include GDP into this workflow, already existing variable definitions were extended to also include logical / Boolean variables. Equations are created based on those extended notations: Basic logical operators – and (∧), or (∨), not (¬), implication (⇒), and equivalence (⇔) – were added to include logical expressions. Furthermore, disjunctions can be created by linking Boolean variables with single equations or sets of equations. The resulting systems defined in MathML/XML can be exported to any programming language using MOSAICmodeling’s UDLS feature [6], which has been extended tocapture connections between disjunctive, logical variables, and their associated equations, allowing for code export to GAMS, Julia, and Pyomo. Four different MINLP/GDP formulations were implemented in MathML/XML in MOSAICmodeling, exported, and evaluated within pyomo regarding their benefits in optimizing thermal separation problems. For this case study, the MINLP formulation of Kraemer et al. [7] is evaluated (pureMINLP), which determines the optimal column height to achieve desired product specifications while minimizing costs for a multicomponent distillation column. The MINLP formulation varies locations of feed, reflux, and boilup streams. Each separation stage is modeled rigorously applying thermodynamics of varying complexity. An alternative, GDP formulation (pureGDP) specifies disjunctions for each separation stage as in [QGrossmann2000rig]. The disjunctive variables decide which stages are active or not. For active stages, the stage formulation is the same as above. For inactive stages, a passthrough of liquid and vapor streams without thermodynamic calculations is applied. The feed location is modeled as a nested disjunction for the active stages. Two additional formulations, in between pureMINLP and pureGDP, apply different levels of relaxation: Feed relaxed GDP (fr-GDP) employs the disjunctive formulation for the stages, while applying pureMINLP’s formulation for the feed location. Decision variable GDP (dv-GDP) on the other hand, applies a formulation that translates directly into the pureMINLP formulation if the dv-GDP is relaxed by BigM and the M is chosen accordingly. The four different MINLP/GDP formulations are combined with two different implementations for thermodynamics calls: (1) explicit formulation using the Antoine equation for vapor pressures, linearized heats of evaporation, and constant specific heat capacities; (2) external thermodynamic function calls using a CAPE-OPEN interface with TEA as thermodynamics engine [8]. Note that the same thermodynamic models are used for explicit and external thermodynamics implementations to ensure comparability of the solutions. However, the interface supports any CAPE-OPEN compliant thermodynamics engine, allowing for even highly complex equations of state, such as, PC-SAFT. Future work will therefore also include non-idealities, which is not in scope of this contribution. To evaluate the performance of available GDP solvers, the formulations in MathML/XML are exported to pyomo. Exports to julia and GAMS were also developed. However, they currently lack support for dedicated GDP solvers. Three different GDP formulations (rGDP, cGDP and bGDP) were investigated with respect to runtime until an optimal solution was found. These formulations were benchmarked against a commonly used pMINLP formulation. The maximum number of stages for all columns were 32, of which 30 were choosable by the optimizer. We discovered that all GDP formulations perform worse or equal to the pMINLP formulation. However, some formulations outperform others. It was shown, that the inclusion of mass and energy balances of the separation stages into the global constraints is absolutely nescessary to robustly find the optimal stage number. Their inclusion into the disjuncts leads to a degradation of the outer approximation linearization and therefore hinders the solution process. It was also shown, that the bGDP formulation can greatly improve the solution time, by structuring the active stages into binary encoded blocks. This reduces the required binary variables, leading to improved solver Performance. Lastly, we were able to show, that the bGDP achieves pairity in runtime with the pMINLP benchmark, showing strong indications that bGDP can surpass the pMINLP formulation in future, more advanced optimization Problems. This study also shows that simply transforming an MINLP formulation into a GDP does not necessarily yield benefits. Runtime strongly varies across the three GDP formulations. To this end, further investigations for efficient exploitation of GDP for process synthesis is required. Our modeling framework in MathML/XML now supports fast formulation of highly complex GDPs and evaluation in a variety of supporting platforms (pyomo, julia, GAMS), speeding up the process of tailoring problem formulations. The investigated problem sizes are small, chosen as a proof of concept for formulation, code generation, and solution of GDPs. Given the runtime of the investigated problems, increasing system size is feasible. Future work will aim to increase the total system size and move towards more general process synthesis, potentially putting GDP problem runtime below that of relaxed MINLP. T2 - AIChE Annual Meeting CY - Boston, MA, USA DA - 02.11.2025 KW - Process Design KW - Process Optimization KW - Generalized Disjunctive Programming KW - Automatic Code Generation KW - Distillation Column PY - 2025 AN - OPUS4-65157 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Muñoz Gil, Hernán Darío T1 - Mixed Reality for Safe Operations: Connecting MR Devices to Process Automation and Documentation N2 - The industrial sector faces challenges in ensuring safety and efficiency of operation and maintenance tasks (OMT). These tasks involve manual interventions such as equipment inspections or sample extractions. OMT require workers to communicate with control rooms and follow strict operational protocols while managing physical and cognitive loads. Common challenges include safety risks, the difficulty of using safety gear, limited accessibility to information, inefficient communication, and high (human) error rates. While chemical plants traditionally rely on paper-based workflows to tackle the mentioned challenges, we present an approach that leverages digital checklists to model workflows, integrating them with industrial documentation and process automation systems. We combine these elements into contextualized workflows that are deployed in a Mixed Reality (MR) application allowing to support personnel with hands-free execution, real-time verification, and an MR-based human-machine interface (HMI). This integration enhances safety through automated system checks and MR-guided validation while reducing the cognitive load on personnel. We present an MR prototype based on a vacuum distillation sampling procedure that grants access to documentation, interfaces with process control systems, and manages workflows dynamically. Compared to conventional industrial checklists, our approach reduces errors by combining gamification, IT-based validation, and immersive task visualization while enabling hands-free task execution. As future work, we envision a generalized framework for rapidly incorporating new tasks, enhancing adaptability in industrial environments. This research paves the way for standardized MR solutions in chemical plant operations, ultimately improving efficiency, safety, and workforce engagement. T2 - Process Engineering and Materials Technology (PEMT) CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 10.11.2025 KW - Safety KW - Mixed Reality KW - Operation & Maintenance KW - Digital workflows KW - Process control system PY - 2025 AN - OPUS4-65156 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Talis, Torben T1 - Applying Time Series Extrinsic Regression to Parameter Estimation Problems for Dynamic Models - an Alternative for Gradient-Free Approaches? N2 - Time series analysis is a well-established field within the machine learning community, with two prominent applications being time-series forecasting, i.e., surrogate models, predicting the next time step for the systems outputs, and time-series classification, where complete timeseries are mapped to discrete labels, e.g. a sensor is either working or defective. Time-Series Extrinsic Regression (TSER), however, is a method for predicting continuous, time-invariant variables from a time series by learning the relation between these underlying parameters and the complete dynamic time series of the outputs without focusing on the recent states. E.g., it can be used to predict the heart rate based on an ECG signal. TSER as a research field was only established in 2021, but it is gaining traction ever since and it is used e.g. in the field of manufacturing technology to predict steel surface roughness from laser reflection measurements. It is applied, when there are no models available. Parameter Estimation (PE) is a common task in chemical engineering. It is used to adjust model parameters to better fit existing dynamic models to experimental time series data. This becomes more challenging in higher dimensions and for dynamic systems, where sensitivity and identifiability may change over time. There already exists a multitude of algorithms to solve the problem, including second-order methods that leverage information from Jacobian and Hessian matrices, as well as gradient-free optimization techniques, such as particle swarm optimization (PSO) or simulated annealing. However, with the growing establishment of machine learning (ML) in an increasing number of domains, the question arises as to whether, and if so, how, ML in general and TSER in particular can be employed to solve PE problems. This study marks the first application of TSER to PE problems. A comparative analysis is conducted between TSER and PSO, in terms of prediction accuracy, computational cost and data efficiency. We investigate, whether it is viable to use TSER, when there is a model available. Our methodology to regress model parameters via ML builds on the typical assumption, that a structurally correct and rigorous model, which can be simulated at low cost, is available. At the beginning, the boundaries of the parameter space are defined. This space is then sampled using Sobol sequences and the model is simulated. The resulting trajectories, along with their corresponding parameters, constitute the training data set. These trajectories are transformed through application of the “RandOm Convolutional Kernel Transform” method resulting in novel features, which are subsequently used to train the regressor model. This regressor returns predictions for the parameters. In a case study, the method is applied to predict the heat transfer and kinetic parameters of a batch reactor based on simulated data. However, real measurements are often not continuously available, but are taken only at rare, discrete points in time, and different variables are measured at different, asynchronous intervals. This is also mimicked in the synthetic training data, so the influence of heterogeneity on the results can be shown and over- or undersampling strategies are applied to counteract the effect. T2 - European Symposium on Computer Aided Process Engineering 35 CY - Gent, Belgium DA - 06.07.2025 KW - Time Series Extrinsic Regression KW - Parameter Estimation KW - Machine Learning PY - 2025 AN - OPUS4-65155 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheffold, Lukas A1 - Esche, Erik T1 - Generalised Disjunctive Programming for Process Synthesis N2 - Automating process synthesis presents a formidable challenge in chemical engineering. Par-ticularly challenging is the development of frameworks that are both general and accurate, while remaining computationally tractable. To achieve generality, a building block-based modelling approach was proposed in previous contributions by Kuhlmann and Skiborowski and Krone et al.. This model formulation incorporates Phenomena-based Building Blocks (PBBs), capable of depicting a wide array of separation processes. To maximize accu-racy, the PBBs are interfaced with CAPE-OPEN thermodynamics, allowing for detailed ther-modynamic models within the process synthesis problem. However, the pursuit of gener-ality and accuracy introduces increased model complexity and poses the risk of combinatori-al explosion. To address this and enhance tractability, developed a structural screening method that forbids superstructures leading to infeasible configurations. These combined innovations allow for general, accurate, and tractable superstructures. To further increase the solvable problem size, we propose an advanced optimization frame-work, leveraging generalized disjunctive programming (GDP). It allows for multiple im-provements over existing MINLP formulations, aiming at improving feasibility and solution time. This is achieved by deactivation of unused model equations during the solution proce-dure. Additionally, Grossmann showed that a disjunctive branch-and-bound algorithm can be postulated. This provides tighter bounds for linear problems than those obtained through reformulations used in conventional MINLP solvers, reducing the required solution time. Building on these insights, it is of interest whether these findings extend to nonlinear sys-tems. To investigate this, we developed a MathML/XML-based automatic code generation tool inside MOSAICmodeling, which formulates complex nonlinear GDP and exports them to conventional optimization environments (Pyomo, GAMS etc.). These are then coupled with structural screening methods and solved using out-of-the-box functionalities for GDP solution. To validate the proposed approach, a case study is conducted involving two PBBs, previously published by Krone et al.. The study compares the performance of the GDP-based optimization framework against conventional MINLP approaches. Preliminary results suggest that the GDP-based framework offers computational advantages over conventional MINLP formulations. The full paper will present detailed comparisons, offering insights into the practical applicability and benefits of GDP. T2 - 35th European Symposium on Computer Aided Process Engineering (ESCAPE) CY - Gent, Belgium DA - 06.07.2025 KW - Process Design KW - Process Optimization KW - Distillation Column KW - Generalized Disjunctive Programming PY - 2025 AN - OPUS4-65161 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheffold, Lukas A1 - Esche, Erik T1 - Harnessing Disjunctive Programming Formulations for Process Synthesis Problems N2 - Automating process synthesis presents a formidable challenge in chemical engineering. Particularly demanding is the development of frameworks that are both general and accurate, while remaining computationally tractable. To further increase the solvable problem size, an advanced optimization framework is proposed, leveraging Generalized Disjunctive Programming (GDP) for process synthesis and optimization problems. It allows for multiple improvements over existing MINLP formulations, aiming at improving feasibility and solution time. This is achieved by deactivation of unused model equations during the solution procedure as shown by Lee et al. [1]. Using MOSAICmodeling’s [2] capability to automatically generated code for GDP problems, several different GDP formulations were evaluated regarding their possible benefits for optimizing thermal separation problems. It is shown, that taking an MINLP formulation and solely transforming it to GDP does not necessarily yield the described benefits. However, combining the conventional MINLP formulation of Kraemer et al. [3] with a GDP approach that deactivates unused stages scales superiorly compared to the conventional approach. T2 - PEMT 2025 - Annual Meeting of Process Engineering and Materials Technology CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 10.11.2025 KW - Process Design KW - Process Optimization KW - Distillation Column KW - Generalized Disjunctive Programming PY - 2025 AN - OPUS4-65160 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Askar, Enis T1 - Experimentelle Bestimmung und Berechnung sicherheitstechnischer Kenngrößen ethylenoxidhaltiger Gasphasen N2 - Ethylenoxid ist vor allem aufgrund seiner hohen Reaktivität ein wichtiges organisches Zwischenprodukt der chemischen Industrie und in vielen Fällen bisher unersetzbar. Da es auch in Abwesenheit jeglicher Reaktionspartner explosionsartig zerfallen kann, ist der Umgang mit ethylenoxidhaltigen Gemischen jedoch nur mit besonderen sicherheitstechnischen Maßnahmen möglich. Für die sicherheitstechnische Beurteilung der Lagerung, des Transports sowie der Verarbeitung von ethylenoxidhaltigen Gasgemischen und die Ableitung angemessener sicherheitstechnischer Maßnahmen ist die Kenntnis der sicherheitstechnischen Eigenschaften von ethylenoxidhaltigen Gasgemischen unbedingt erforderlich. In der Vergangenheit wurden sicherheitstechnische Kenngrößen von Ethylenoxid immer wieder vereinzelt nur für bestimmte Prozessbedingungen und zum Teil mit unterschiedlichen Methoden durchgeführt. Insbesondere beschränken sich die bisher veröffentlichten Untersuchungen fast ausschließlich auf atmosphärische und nur leicht erhöhte Drücke, obwohl höhere Ausgangsdrücke für industrielle Prozesse mit Ethylenoxid durchaus relevant sind. Die Anwendbarkeit vorhandener Berechnungsmodelle, durch die der experimentelle Aufwand bei der Bestimmung sicherheitstechnischer Kenngrößen erheblich reduziert werden könnte, wurde bei chemisch instabilen Gasen, wie Ethylenoxid bisher kaum untersucht. Für eine umfangreichere Validierung der Berechnungsmethoden ist die in der Literatur verfügbare Datenbasis an sicherheitstechnischen Kenngrößen von Ethylenoxid nicht ausreichend. In dieser Arbeit werden sicherheitstechnische Kenngrößen ethylenoxidhaltiger Gasgemische systematisch in Abhängigkeit verschiedener Einflussgrößen, mit einheitlichen Bestimmungsmethoden und auch bei höheren Betriebsbedingungen untersucht und Methoden für die Berechnung der in dieser Arbeit ermittelten Kenngrößen entwickelt bzw. weiterentwickelt. Durch die Bestimmung der Explosionsbereiche ternärer Gemische aus Ethylenoxid, einem Inertgas und Luft und der Stabilitätsgrenzkonzentrationen binärer Gemische aus Ethylenoxid und einem Inertgas wird zunächst ausführlich untersucht, in welchen Stoffmengenverhältnissen ethylenoxidhaltige Gemische überhaupt explosionsfähig sind. Die Kenntnis dieser Kenngrößen ist zur Ableitung sogenannter primärer Explosionsschutzmaßnahmen zur Vermeidung explosionsfähiger Gemische, z.B. durch Inertisierung, erforderlich. Insbesondere werden die Einflüsse von Ausgangstemperatur und Ausgangsdruck auf die Explosionsgrenzen systematisch untersucht. Dabei werden vor allem auch die praxisrelevanten höheren Betriebsdrücke berücksichtigt. Gerade für Explosionsgrenzen im Bereich der Zerfallsreaktion kann ein enormer Einfluss des Drucks festgestellt werden. Für die Berechnung der Explosionsgrenzen und Stabilitätsgrenzkonzentrationen von Ethylenoxid wird das halbempirische Modell der konstanten Flammentemperaturen weiterentwickelt. Die Explosionsgrenzen und Stabilitätsgrenzkonzentrationen von Ethylenoxid werden unter der modifizierten Annahme, dass das Profil der berechneten Flammentemperaturen entlang der Explosionsgrenzkurve für verschiedene Systeme unabhängig von Ausgangsdruck, Ausgangstemperatur und Art des Inertgases konstant ist, rechnerisch bestimmt. Dazu wird ein spezielles Rechenprogramm entwickelt, dass die Berechnung der Explosionsgrenzen für ein beliebiges Gemisch aus Brenngas, Inertgas und Luft bei beliebiger Ausgangstemperatur und beliebigem Ausgangsdruck ermöglicht, wenn der gesamte Explosionsbereich für ein einzelnes System aus Brenngas, Inertgas und Luft bekannt ist. Die Explosionsgrenzen und Stabilitätsgrenzkonzentrationen von Ethylenoxid können mit diesem Rechenprogramm mit einer durchschnittlichen Abweichung von weniger als 2 Mol-% berechnet werden. Durch die Bestimmung von Zündtemperaturen für den Zerfall von Ethylenoxid und von definierten Gemischen aus Ethylenoxid und einem Inertgas wird schließlich untersucht, bei welchen Temperaturen ein explosionsartiger Zerfall von Ethylenoxid durch eine heiße Oberfläche in einem geschlossenen System initiiert werden kann. Die Abhängigkeit vom Druck, vom Behältervolumen und vom Stoffmengenanteil an EO werden bei den Untersuchungen berücksichtigt. Anders als die nach standardisierten Verfahren bestimmte Zündtemperatur von Gasen, die in offenen Systemen und ausschließlich für Gemische mit Luft ermittelt wird, kann durch die Bestimmung der bisher nicht standardisierten Zündtemperatur für den Zerfall festgestellt werden, bei welcher Oberflächentemperatur es innerhalb eines geschlossenen Systems bei höheren Drücken und in Abwesenheit von Luft zu einem explosionsartigen Zerfall von chemisch instabilen Gasen kommen kann. Es zeigt sich, dass die Zündtemperatur des Zerfalls von Ethylenoxid bei höheren Drücken auch niedriger sein kann als die nach den Standardverfahren für offene Systeme bestimmte Zündtemperatur von Ethylenoxid. Außerdem zeigt sich, dass der Einfluss von Inertgasen auf die Zündtemperatur für den Zerfall von Ethylenoxid stark von der Art des Inertgases abhängig ist. Die Zündtemperaturen für den Zerfall von Ethylenoxid werden mit verschiedenen Modellen mit unterschiedlichem Grad an Vereinfachungen berechnet. Dabei wird rechnerisch die Wandtemperatur bestimmt, bei der es zu einem thermischen Durchgehen der Reaktion („Runaway“) kommt. Es zeigt sich, dass hinsichtlich der Genauigkeit und des Rechenaufwands eine transiente 0-dimensionale numerische Simulation besonders gut für die rechnerische Bestimmung der Zündtemperatur für den Zerfall von Ethylenoxid in Abhängigkeit des Drucks und des Behältervolumens geeignet ist. Temperaturgradienten innerhalb des Behälters werden bei diesem Modell vernachlässigt und die Wärmeabfuhr wird ausschließlich durch die Temperaturdifferenz zwischen Wand und Reaktionsmasse, die Wärmeaustauschfläche und den inneren Wärmeübergangskoeffizienten bestimmt, der nach einem empirischen Ansatz für den Wärmeübergang an senkrechten Platten bei natürlicher Konvektion berechnet wird. Die Berücksichtigung von lokalen Abhängigkeiten innerhalb des Behälters durch ein 2-dimensionales Modell bringt trotz höheren Rechenaufwands keine weiteren ersichtlichen Vorteile. T3 - BAM Dissertationsreihe - 80 KW - Explosion KW - Entzündung KW - Stabilitätsgrenze KW - Chemisch instabile Gase KW - Zerfall PY - 2012 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-789 SN - 978-3-9814634-2-2 SN - 1613-4249 VL - 80 SP - 1 EP - 148 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-78 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Eine Frage der Technik? Verfahren und Kriterien für den sicheren Betrieb von Wasserstoffanlagen N2 - Das Webinar wird im Rahmen von TransHyDE Systemanalyse (AP5.3 Akzeptanzbewertungen) durchgeführt und adressiert aus einer interdisziplinären Perspektive relevante Aspekte der Sicherheit und öffentlichen Risikowahrnehmung von Wasserstoffprojekten. Dabei erfolgt ein Überblick über Standards der sicherheitstechnischen Forschung, Einblicke aus der Projektkommunikation mit Akteuren und Bürger*innen sowie die Vorstellung aktueller Forschungsergebnisse zur öffentlichen Wahrnehmung der Risiken von Wasserstofftechnologien. Die Diskussion geht den u.a. Fragen nach, welche Rolle das Thema Sicherheit in der aktuellen Planungspraxis spielt, wie transparent über Risiken kommuniziert werden kann, ohne Vertrauen zu gefährden und welche Kommunikationsansätze sich als zielführend zeigen, um gesellschaftlichen Unsicherheiten zu begegnen. Der Vortrag zeigt auf, dass der sichere Betrieb von Anlagen nicht nur mit der Technologie alleine gewährleistet werden kann. T2 - Lunch Talk: Wasserstoff im Fokus: Sicherheit, Risikowahrnehmung und Kommunikation CY - Online meeting DA - 08.12.2025 KW - Gefahrenanalyse KW - Methoden KW - Kriterien PY - 2025 AN - OPUS4-65040 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Schalau, Bernd A1 - Schulze, Marcel A1 - Kant, Hanjo A1 - Orchini, Alessandro ED - Ruggiero, Eric J. T1 - Experimental investigation of large-scale hydrogen diffusion jet flames N2 - Hydrogen is a promising alternative to natural gas in industrial energy applications which would serve the goal of limiting global warming. However, wide application of hydrogen requires specific safety considerations taking into account that hydrogen is stored and transported under much higher pressure than natural gas. Thus, one scenario to be considered for hazard assessment is a sudden release of hydrogen from a leakage or safety valve and its subsequent ignition. For hydrocarbon flames, various jet flame models are available. However, hydrogen flames significantly differ from hydrocarbon flames in their combustion behavior, so that the applicability of these models to hydrogen has to be investigated. For that purpose, reals scale tests were carried out at the BAM Test Site Technical Safety. In addition, hydrocarbon jet flames (methane) were investigated. In these tests, the flame geometry and the thermal heat radiation were investigated for a release angle of 90°, for different release pressures (up to 220 bar) and mass flows (up to 0.175 kg/s). While existing heat radiation data from the literature are mostly based on unsteady outflow conditions and/or releases in still air, the experiments presented here are focused on ensuring a constant mass flow over the release duration under realistic free field conditions (with wind influence). This allows a better comparability with the stationary jet flame models and assessment of wind influence on model predictions. A number of parameters such as the surface emissive power of the jet flame and the radiant heat fraction were determined. A detailed comparison of the obtained experimental results with literature radiation models was performed. Good agreement between experimental and literature data was found for hydrogen whereas significant differences were identified for methane. Based on the investigations, empirical equations for modelling jet flames could be derived. T2 - American Society of Mechanical Engineers - Turbomachinery Technical Conference & Exposition GT2025 CY - Memphis, TN, USA DA - 16.06.2025 KW - Hydrogen release KW - Jet flame KW - Radiant heat fraction KW - Thermal radiation PY - 2025 SN - 978-0-7918-8877-3 DO - https://doi.org/10.1115/GT2025-FM2 SP - 1 EP - 11 PB - The American Society of Mechanical Engineers CY - Livingston AN - OPUS4-64098 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sarif, Raduan A1 - Tiebe, Carlo A1 - Herglotz, Christian T1 - Analysis of Methods for Predicting H2 Sensor Responses N2 - Hydrogen (H2) is crucial for replacing fossil fuels and achieving net-zero emissions, but its flammability and explosiveness pose safety challenges. Rapid H2 leak detection is essential for triggering emergency accidents. However, H2 sensor response is constrained by material properties and gas flow dynamics, causing response and detection delays. Our current study explores various available algorithms for H2 sensor response prediction from early responses with a small time window, accelerating leakage detection. Our findings identify the most efficient algorithms for real-time implementation, enhancing H2 safety systems. T2 - SMSI 2025 2025-05-06 - 2025-05-08 Nürnberg CY - Nuremberg, Germany DA - 06.05.2025 KW - H2 safety KW - Early H2 leakage detection KW - Prediction algorithms KW - Stable H2 value prediction PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-640617 SN - 978-3-910600-06-5 DO - https://doi.org/10.5162/SMSI2025/C6.3 SP - 169 EP - 170 PB - AMA Verband für Sensorik und Messtechnik e.V. CY - Berlin AN - OPUS4-64061 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sarif, Raduan A1 - Tiebe, Carlo A1 - Herglotz, Christian T1 - Analysis of Methods for Predicting H2 Sensor Responses N2 - Hydrogen (H2) is crucial for replacing fossil fuels and achieving net-zero emissions, but its flammability and explosiveness pose safety challenges. Rapid H2 leak detection is essential for triggering emergency accidents. However, H2 sensor response is constrained by material properties and gas flow dynamics, causing response and detection delays. Our current study explores various available algorithms for H2 sensor response prediction from early responses with a small time window, accelerating leakage detection. Our findings identify the most efficient algorithms for real-time implementation, enhancing H2 safety systems. T2 - SMSI 2025 Conference – Sensor and Measurement Science International CY - Nuremberg, Germany DA - 06.05.2025 KW - H2 safety KW - Early H2 leakage detection KW - Prediction algorithms KW - Stable H2 value prediction PY - 2025 AN - OPUS4-64194 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - INPR A1 - Smales, Glen J. A1 - Appel, Paul Alexander A1 - Breßler, Ingo A1 - Chambers, Aaron A1 - Dumele, Oliver A1 - Ebisch, Maximilian A1 - Frontzek, Julius A1 - del Refugio Monroy, José A1 - Rosalie, Julian M. A1 - Pauw, Brian R. T1 - DACHS and RoWaN: The Automated and Traceable Synthesis of ZIF-8 N2 - Automated synthesis and open-data practices are increasingly seen as key enablers of transparent, traceable, and reproducible science. By combining automation with structured, metadata-rich documentation, it becomes possible to systematically com- pare synthesis strategies and link outcomes to detailed parameters. In this work, we implement such an approach to study the synthesis of ZIF-8, comparing hand and automation-assisted methods under controlled conditions. Using over 100 synthesis experiments, we assess the repeatability of particle size and yield, and explore how variations in mixing and injection influence outcomes. This study demonstrates how traceable synthesis workflows can support repeatability and comparison across synthe- sis strategies. The DACHS (Database for Automation, Characterization and Holistic Synthesis) framework underpins this work, providing a lightweight infrastructure for transparent synthesis data capture. KW - Automation KW - MOFs KW - SAXS PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-645861 DO - https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2025-7fgg0 SP - 1 EP - 32 PB - Cambridge AN - OPUS4-64586 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gerbeit, Marco T1 - Experimentelle und numerische Charakterisierung von Druckwellen im offenen Stoßwellenrohr zur Auslegung von Entlastungssystemen N2 - In industriellen Prozessanlagen können Druckwellen bei unfallbedingten Ereignissen (z. B. Detonation oder Bersten von Druckbehältern) schwere Schäden verursachen. Die Norm EN ISO 4126 beschreibt daher Druckentlastungseinrichtungen, die in solchen Fällen wirksam eingreifen. Dabei entweicht das Gas nach dem Öffnen der Berstscheibe und belastet das Umfeld, wie zum Beispiel benachbarte Module oder Personal (Burgess et al 2013). Daher soll in dieser Arbeit das Strömungsfeld hinter solch einer Einrichtung betrachtet werden, um exemplarisch Daten zur Einschätzung der Gefährdung im Nahbereich hinter einer Berstscheibe zu geben. Zu diesem Zweck wurde auf dem BAM TTS ein Versuchskonzept entwickelt, bei dem ein druckfester Autoklav (Stoßwellengenerator, SWG) als zu entlastende Anlage dient. Damit lassen sich die Ausbreitung und die Impulsübertragung von Gasen und Druckwellen sowie deren Phänomenologie am offenen Ende mit verschiedenen Gasen untersuchen. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse eines Gemischs aus Acetylen und Sauerstoff vorgestellt. Dieses Gemisch wurde gewählt, da es hohe Explosionsdrücke und Flammentemperaturen erreicht, die mit anderen Gasgemischen kaum möglich sind und somit ein Worst-Case-Szenario darstellt. Eine solche Untersuchung wurde bereits mit Wasserstoff durchgeführt (Kuang et al. 2024). Es wurden verschiedene Auslassgeometrien von Schutzarmaturen – etwa Entlastungsöffnungen, wie bereits von Heinrich publiziert (Heinrich et al. 1966) – untersucht, um eine fundierte Nahfeldbewertung zu ermöglichen. Die experimentellen Daten können beispielsweise zur Validierung von CFD- Simulationen dienen und erlauben, den Einfluss von Geometrie und Umgebungsbedingungen systematisch abzubilden, und liefern praxisrelevante Daten als Basis für Leitlinien für den Explosionsschutz und die Bewertung von Störfallauswirkungen in modularen Anlagen und tragen somit zur Steigerung der Anlagensicherheit bei. T2 - 1. Berliner Fachtagung Prozess- und Anlagensicherheit CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Blast KW - Druckstoß KW - Messtechnik PY - 2026 AN - OPUS4-65761 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Experimentelle Untersuchung der Zündwirksamkeit von mechanischen Schlagvorgängen mit nicht-metallischen Materialien in Wasserstoffatmosphäre - HICON-Projekt N2 - Bei der sicherheitstechnischen Beurteilung einer möglichen Wasserstofffreisetzung muss die Wirksamkeit verschiedener potenzieller Zündquellen beurteilt werden. In den einschlägigen internationalen Regelwerken des Explosionsschutzes werden insgesamt 13 verschiedene Arten von Zündquellen definiert, die zu beurteilen sind. Der mechanische Schlagvorgang ist einer dieser Zündquellen. Die Wirksamkeit dieser Zündquelle hängt vor allem von der kinetischen Schlagenergie, der Materialpaarung und der Zusammensetzung des Brenngas-Luft-Gemisches ab. Aufgrund des stochastischen Charakters der mechanisch erzeugten Funken gibt es keine geeigneten Berechnungsmethoden, um die Wirksamkeit des mechanischen Schlags als Zündquelle in Abhängigkeit dieser Parameter vorherzusagen. Anhand von geeigneten experimentellen Daten ist eine Einschätzung jedoch empirisch möglich. In früheren Arbeiten wurden vor allem homogene metallische Materialpaarungen untersucht. Damit werden einige Szenarien nicht abgedeckt, die bei der vermehrten Installation von Wasserstoffanlagen vor allem im nicht-industriellen Raum relevant sind. Dazu gehört z.B. die Beurteilung der Zündwirksamkeit von Steinschlägen im Zusammenhang mit Anlagen, die auf Untergrund oder Bodenabdeckungen aus Kiesgestein installiert werden, der aufgewirbelt werden kann oder die Beurteilung der Zündwirksamkeit bei Schlägen auf verunreinigte Oberflächen. In dieser Arbeit wurde die Zündwirksamkeit von mechanischen Schlagvorgängen mit Gesteinen und verunreinigten Oberflächen in wasserstoffhaltiger Atmosphäre systematisch untersucht. Dazu wurden Versuche in einer Schlagfunkenapparatur durchgeführt. Die Schlagfunkenapparatur erzeugt reproduzierbare streifende Schläge zwischen Schlagbolzen und Schlagplatten aus beliebigem festem Material mit stufenweise verstellbarer kinetischer Schlagenergie in einer beliebigen Gasatmosphäre. Um Steinschläge zu erzeugen, wurden spezielle Schlagplatten aus Beton mit ausgesuchten, eingebetteten Gesteinen sowie Schlagbolzenhalter mit eingeklebten Gesteinen konstruiert. Grundsätzlich konnte festgestellt werden, dass die Zündwirksamkeit bei Schlagvorgängen mit Quarzgestein in wasserstoffhaltigen Atmosphären gegenüber Schlagvorgängen mit metallischen Werkstoffen deutlich erhöht ist. Im Vergleich dazu waren dieselben Schläge in erdgas- bzw. methanhaltiger Atmosphäre nicht zündwirksam. Das ist vor allem bei der Umstellung von Erdgasanlagen bzw. bei der Übertragung von Risikomodellen für Erdgasanlagen auf Wasserstoffanlagen relevant, da neue Zündquellen berücksichtigt werden müssen. Es konnte darüber hinaus festgestellt werden, dass die Art des Gesteins einen großen Einfluss auf die Zündwirksamkeit hat. Weiterhin konnte eine deutlich erhöhte Zündwahrscheinlichkeit bei Schlagvorgängen mit homogenen Metallpaarungen bei ölbenetzten und sandgestrahlten Oberflächen beobachtet werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern Erkenntnisse, die relevant sind für die Risikoanalyse von Wasserstoffanlagen, für die Beurteilung von nicht-elektrischen Zündquellen in explosionsgefährdeten Bereichen und für die Weiterentwicklung der Regelsetzung im Explosionsschutz. T2 - 1. Berliner Fachtagung Prozess- und Anlagensicherheit CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Mechanischer Explosionsschutz KW - Gesteinsfunken KW - sandgestrahlte Oberflächen KW - Ölbenetzte Oberflächen KW - Benzinbenetzte Oberflächen KW - Sandbenetzte Oberflächen PY - 2026 AN - OPUS4-65763 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Ammoniak als Energieträger in Deutschland: Zwischen Sicherheitsanforderungen, Infrastruktur und Akzeptanz N2 - Die Gewährleistung einer sicheren, zuverlässigen und klimaneutralen Energieversorgung stellt eine der zentralen Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte dar. Als zentraler Baustein für die Energiewende wird Grüner Wasserstoff gesehen. Allerdings müssen bis zum Hochlauf einer flächendeckenden Wasserstoffinfrastruktur effektive Speicher- und Transportlösungen bereitgestellt werden. Verschiedene Wasserstoff-derivate, insbesondere Ammoniak, Methanol, synthetisches Methan und flüssige organische Wasserstoffträger (LOHCs), können dabei eine tragende Rolle spielen. Aufgrund seiner etablierten globalen Infrastruktur und der vorhandenen industriellen Produktions- und Handelsketten (weltweit über 170 Mio. Tonnen jährlich) stellt Ammoniak, besonders kurzfristig, eine vielversprechende Option für die energetische Nutzung dar. Zusätzlich zeichnet sich Ammoniak durch seine hohe Energiedichte und, im Vergleich zu Wasserstoff, einfache Lager- und Transportfähigkeit aus. Auch langfristig bietet Grüner Ammoniak, insbesondere der in sonnen- und windreichen Regionen aus erneuerbaren Energiequellen erzeugte, das Potenzial für eine wirtschaftliche Produktion und eine vielversprechende Option für künftige Energieimporte. Aufgrund der toxischen Eigenschaften und potenziellen Umweltrisiken sind allerdings umfassende sicherheitstechnische Maßnahmen sowie eindeutige regulatorische Rahmenbedingungen erforderlich. Darüber hinaus gilt es, technologische Herausforderungen zu lösen, die sich in Abhängigkeit von der Nutzung von Ammoniak ergeben. Hierzu zählen unter anderem die Emissionskontrolle bei der direkten Verbrennung von Ammoniak sowie die Verbesserung der Effizienz bei der Rückumwandlung von Ammoniak in Wasserstoff (Ammoniak-Cracking). Vor diesem Hintergrund hat die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Rahmen zweier Workshops in Kooperation mit relevanten Stakeholdern aus Behörden, Wirtschaft und aus der Wissenschaft zentrale Handlungsempfehlungen für die Politik abgeleitet, mit dem Ziel, den Einsatz von Ammoniak als Energieträger in Deutschland voranzubringen. Diese Handlungsempfehlungen werden im Beitrag päsentiert und anschließend zur Diskussion gestellt. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass Ammoniak ein vielversprechendes Wasserstoffderivat für die Dekarbonisierung darstellt, sofern politischer Wille und eine klare Strategie den zielgerichteten Ausbau der notwendigen Infrastruktur, die Schaffung regulatorischer Rahmenbedingungen sowie die Förderung technologischer Innovationen vorantreiben. T2 - 1. Berliner Fachtagung Prozess- und Anlagensicherheit CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Ammoniak KW - Wasserstoffderivate KW - Energieträger KW - Herausforderungen PY - 2026 AN - OPUS4-65766 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hartwig, Peter T1 - Sichere Wasserstoffnetze ModuH2Pipe N2 - Der Wasserstofftransport durch Pipelines in Deutschland und Europa ist von zentraler Bedeutung für die zukünftige Energieversorgungssicherheit. Neben dem Neubau einer Wasserstoff-Transportinfrastruktur wird vor allem die kosteneffiziente Umwidmung bestehender Erdgasnetze für den Wasserstofftransport vorangetrieben. Dabei ergeben sich zahlreiche sicherheitstechnische Fragestellungen, insbesondere zur Materialeignung und -kompatibilität, der Zustandsanalyse und -überwachung von Pipelines sowie der Gewährleistung der Gasqualitäten. Die Validierung der wissenschaftlich-technischen Tragfähigkeit der Antworten zu diesen Fragen unter realen Bedingungen ist erforderlich für die erfolgreiche Transformation des Energietransports. Hierzu stellt die BAM eine neue, einzigartige Prüfinfrastruktur vor, die ab Juli 2026 zur Verfügung stehen wird. T2 - 1. Fachtagung für Anlagen- und Prozesstechnik CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Wasserstoff KW - ModuH2Pipe KW - Modulare-Testplattform KW - Realmaßstab KW - Wasserstoffkernnetz PY - 2026 AN - OPUS4-65767 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Sicherheitstechnische Eigenschaften von Wasserstoff-Sauerstoff-Gemischen unter Prozessbedingungen der Elektrolyse N2 - Die Bildung von Wasserstoff-Sauerstoff-Gemischen, beispielsweise aufgrund von Cross-Over, Fehlfunktionen oder An- und Abschaltvorgängen, stellt eine für Elektrolyseprozesse ganz spezifische Gefahr dar, die angemessen berücksichtigt werden muss. In dieser Arbeit wurden die Explosionsgrenzen von Wasserstoff-Sauerstoff-Gemischen bei Prozessbedingungen von bis zu 30 bar und 300 °C experimentell bestimmt. Es zeigte sich, dass die vorhandenen experimentellen Daten mithilfe empirischer Ansätze mit guter Genauigkeit interpoliert werden können. Darüber hinaus wurden auch die Explosionsgrenzen unter atmosphärischen Bedingungen mit reduzierter Zündenergie bis hinunter zu 1 mJ bestimmt. Obwohl in der Literatur zu finden ist, dass die Zündenergie von brennbaren Gasen stark ansteigt, wenn die Konzentration von stöchiometrisch in den Bereich nahe den Explosionsgrenzen wechselt, wurde innerhalb des getesteten Zündenergiebereichs für H₂/O₂-Gemische kein signifikanter Einfluss der Gemischkonzentration festgestellt. Schließlich wurde die Zündung an heißen Oberflächen für Gemische mit 6 Mol-% Wasserstoff in Sauerstoff, also leicht oberhalb der Explosionsgrenze, experimentell bei verschiedenen Drücken bis zu 30 bara untersucht. Auch hier wurden nur geringe Abweichungen von den für stöchiometrische Gemische ermittelten Zündtemperaturen festgestellt. Zur Berechnung der Zündtemperaturen wurde ein 0D-Reaktormodell mit adiabatischem, konstantem Volumen verwendet. Das Modell wurde hinsichtlich seiner Vorhersage der Zündtemperaturen von Wasserstoffgemischen bei verschiedenen Drücken getestet. T2 - 1. Berliner Fachtagung Prozess- und Anlagensicherheit CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Elektrolyse KW - Explosionsgrenzen KW - Zündenergie KW - Zündtemperatur PY - 2026 AN - OPUS4-65782 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Funnemann, Patrick T1 - Nachhaltige TiFe‑basierte H2-Speicher: Sicherheit entlang des Lebenszyklus - Ex-Kenngrößen eines hybriden Staub/H2 (2 %)/Luft‑Gemischs N2 - Der sichere Umgang mit Legierungen auf TiFe-Basis ist für deren Einsatz als reversible Wasserstoffspeichermaterialien von entscheidender Bedeutung. Während der Herstellung, des Betriebs und des Recyclings werden diese Legierungen häufig in Form feiner Pulver verarbeitet, die zündfähige Staubwolken und hybride Gemische mit Wasserstoff bilden können. In diesem Vortrag werden die Explosionscharakteristika einer pulverförmigen TiFe–Mn-Legierung unter zwei verschiedenen Atmosphären systematisch untersucht: Luft und Luft mit 2 % Wasserstoff, was 50 % der unteren Explosionsgrenze entspricht. Schlüsselparameter, darunter der maximale Explosionsdruck (pmax), die maximale Druckanstiegsrate ((dp/dt)max) und der Kst-Wert, wurden mittels standardisierter Versuche in einem 20-Liter-Kugel-Apparat bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass Wasserstoff in Konzentrationen unterhalb der unteren Explosionsgrenze (UEG) in Kombination mit Staub die Druckanstiegsrate und den Kst-Wert tendenziell erhöht, während der maximale Explosionsdruck aufgrund der verringerten Sauerstoffverfügbarkeit leicht absinkt. Diese Ergebnisse unterstreichen, dass bereits geringe Wasserstoffzugaben die Flammenausbreitung beschleunigen und die Explosionsschwere erhöhen können, was für die Risikobewertung und die Auslegung von Explosionsschutzmaßnahmen in Wasserstoffspeichersystemen von entscheidender Bedeutung ist. Darüber hinaus liefert die durchgeführte umfassende chemische Charakterisierung eine solide Grundlage für zukünftige Untersuchung der sicherheitstechnischen Eigenschaften und unterstützt damit die Entwicklung sicherer und nachhaltiger Wasserstoffspeicher-Technologien. T2 - 1. Berliner Fachtagung Prozess- und Anlagen-sicherheit CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Staubexplosionen KW - Hybride Gemische KW - Wasserstoffspeicherung KW - Wasserstoffsicherheit PY - 2026 AN - OPUS4-65781 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - HICON Experimental Campaign 3 - Ignition of Hydrogen due to Single Impact N2 - The experimental campaigns within HICON aim to obtain quantitative and qualitative data through experiments for statistics and understanding of ignition probabilities. Based on that hydrogen ignition models are developed transfering the risk-based models from the natural gas applications. Within the presented experimental campaign the focus was on impacts with gravel and with contaminated surfaces. It was found that the ignition probabilty of hydrogen atmospheres by mechanical impacts can be highly increased when gravel is involved and when surfaces are contaminated with oil or with fine sand (sandblasted surfaces), while natural gas atmospheres cannot be ignited under similar conditions. T2 - FABIG Fire and Blast Information Group 111th UK Technical Meeting CY - London, United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland DA - 24.03.2026 KW - Explosion protection KW - Ignition sources KW - Mechanical sparks KW - Natural gas KW - Safety KW - Risk assessment PY - 2026 AN - OPUS4-65783 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hartwig, Peter T1 - Sichere Wasserstoffnetze ModuH2Pipe N2 - Modulare Testplattform für den sicheren Transport von Wasserstoff in neuen und vorhandenen Gasverteilnetzen Die BAM schafft mit der modularen Testplattform ModuH2Pipe erstmals in Europa eine Testinfrastruktur, welche die Betrachtung sicherheitstechnischer Fragestellungen im Realmaßstab und zugleich unter kritischen Bedingungen erlaubt, die sich im Zusammenhang mit Wasserstoff-und Wasserstoff-Erdgas-Pipelines stellen. Ziel ist, Gasnetzbetreibern u. a. ein Dienstleistungsangebot zur Verfügung zu stellen, welches die umfassende Beantwortung dieser und weiterer sicherheitstechnischer Fragestellungen ermöglicht. Die Testplattform ModuH2Pipe wird auf dem BAM Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) stehen und integriert zwei Module, die für die experimentelle Untersuchung von Pipelinesegmenten, -komponenten (Dichtungen, Ventile etc.) und Polymerkomponenten im Originalmaßstab ausgelegt sind. Aber auch digitale Aspekte für Wasserstoffnetze können betrachtet werden. T2 - 1. Fachtagung für Anlagen- und Prozesstechnik CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Wasserstoff KW - ModuH2Pipe KW - Testplattform KW - Realmaßstab KW - Wasserstoffkernnetz PY - 2026 AN - OPUS4-65765 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Duch, Karsten T1 - Sauerstoffsicherheit in Elektrolyseanlagen N2 - Nichtmetallische Materialien müssen für den Einsatz in Sauerstoff unter Druck geprüft werden. Im S3dEL Projekt wird die O2-Sicherheit für Elektrolyseanlagen untersucht und ein Prüfverfahren entwickelt das reale EL-bedingungen abbildet, als Erweiterung zur standardisierten Prüfung mit reinem O2. T2 - 1. Berliner Fachtagung für Prozess- und Anlagensicherheit CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Sauerstoffsicherheit KW - Sauerstoff KW - Elektrolyse PY - 2026 AN - OPUS4-65762 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Traub, Heike T1 - Elemental Mapping to Study the Interaction of MRI Contrast Agents with Extracellular Matrix Components N2 - Magnetic resonance imaging (MRI) is a powerful imaging technique for diagnostic purposes and is frequently used in clinical routine. Typically, non-specific gadolinium-based contrast agents (GBCAs) are used to improve the image quality. Such contrast agents have been in use for more than 35 years, yet their interaction with tissue components is still not fully understood. Typically, they go into the extracellular space. The extracellular matrix (ECM) is a three-dimensional network of macromolecules providing structural and biochemical support of the surrounding cells in all mammalian tissues. It is composed of structural proteins (e.g., collagen, elastin) and proteoglycans, which consist of glycosaminoglycans (GAGs) covalently bound to a protein core. GAGs are long, linear polysaccharides composed of repeating disaccharide units that differ in molecular mass, disaccharide structure and degree of sulfation. Many diseases, including inflammation and tumor invasion, are associated with characteristic ECM changes, especially at an early stage of disease development. Characteristic of GAGs is their ability to form complexes with cations, e.g., with lanthanides. Thus, GAGs could be a potential binding partner for GBCA molecules as a whole or for dechelated Gd. In this study we investigated the interaction of ionic Gd and GBCAs with tissue components using spheroids with different ECM expressions as model systems. Chinese hamster ovary (CHO) cells and CRL-2242 cells, a CHO mutant that does not produce GAGs, were used to prepare spheroids. These were then incubated with gadolinium chloride and various linear and macrocyclic GBCAs. To study the uptake and distribution two complementary element mapping techniques were used – laser ablation in combination with inductively coupled plasma time-of-flight mass spectrometry and synchrotron radiation nano X-ray fluorescence spectroscopy, which offers sub-cellular resolution. In addition to Gd, other elements such as Fe, P and S were also measured. Although all spheroids were exposed to identical Gd concentrations, differences were observed. After incubation with GBCAs, Gd is detected in the interior of both types of spheroids. In contrast, incubation with gadolinium chloride leads to Gd enrichment in the outer regions and to much higher Gd contents compared to incubation with GBCAs. However, due to biological variability, further experiments are needed to elucidate such complex processes as the interaction of GBCAs with ECM components. T2 - Analytica Conference CY - Munich, Germany DA - 24.03.2026 KW - ICP-MS KW - Contrast agent KW - Imaging KW - Spheroid PY - 2026 AN - OPUS4-65801 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasch, Thomas T1 - Sicherheit von Sauerstoffanlagen - aus Unfällen und Erfahrungen lernen N2 - Der Vortrag zeigt Beispiele auf, wie einerseits durch Untersuchungen von Unfällen sowie andererseits durch die zahlreichen Prüfungen an der BAM Erkenntnisse gewonnen wurden. Diese sind in die Überarbeitung von Normen und Standards sowie in die Modifikation von Prüfverfahren und von Bewertungskriterien eingeflossen. So wird zum Beispiel bei der Untersuchung nichtmetallischer Materialien versucht, den tatsächlichen, praktischen Anwendungsfall zu berücksichtigen und diesen durch die Prüfungen möglichst abzubilden. Änderungen beim Herstellungsprozess, bei der Materialzusammensetzung und bei Weiterverarbeitungsprozessen nichtmetallischer Materialien haben in der Vergangenheit immer wieder zu deutlich unterschiedlichen Prüfergebnissen geführt. Dem wurde nunmehr durch die Einführung chargenbezogener Prüfungen Rechnung getragen. Für Ventile mit integriertem Druckregler (Valves with Integrated Pressure Regulator - VIPR) wurden neue und überarbeitete Prüfanforderungen für die Lebensdauer und für die Ausbrennsicherheit festgeschrieben, um den gestiegenen sicherheitstechnischen Anforderungen für Anwendungen mit medizinischem Sauerstoff Rechnung zu tragen. Ziel ist es, auch zukünftig die Sicherheit von Sauerstoffanlagen durch die Betrachtung von Unfällen und die Erfahrungen aus Prüfungen zu verbessern. T2 - 1. Berliner Fachtagung für Prozess- und Anlagensicherheit CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Sauerstoff KW - Unfälle KW - Chargenprüfung KW - Prüfanforderungen KW - Sicherheit PY - 2026 AN - OPUS4-65813 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -