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Entwicklung einer Prüfmethode zur Bewertung der Materialbeständigkeit von Bauteilen in Mitteldestillatanwendungen

  • Im Vorhaben wurde eine forcierte Prüfmethode zur Bestimmung der Beständigkeit von metallenen Werkstoffen gegenüber Brennstoffen aus Mitteldestillaten und Gemischen aus Mitteldestillat und paraffinischen Kohlenwasserstoffen, die jeweils Fettsäuremethylester (FAME) als biogene Komponente enthalten, entwickelt. Bei der Prüfmethode werden Prüfkörper des jeweiligen Werkstoffes in speziellen Prüfmedien ausgelagert. Die Zusammensetzung von zwei Prüfmedien wurde im Vorhaben erarbeitet. Diese Prüfmedien erfassen die Effekte der Alterung des FAME, die zu erwarten sind, wenn der Brennstoff länger als 2 Jahre im Feld lagert. Sie decken den Bereich bis 20 % (V/V) FAME-Anteil ab. Die Auslagerung kann bei geringem Aufwand unter Atmosphärendruck durchgeführt werden. Die Eignung einer Auswahl von metallenen Werkstoffen und Polymerwerkstoffen, die für Versorgungsanlagen für Mitteldestillat relevant sind, wurde durch Auslagerung in folgenden nicht gealterten Brennstoffen bestimmt: Heizöl EL schwefelarmIm Vorhaben wurde eine forcierte Prüfmethode zur Bestimmung der Beständigkeit von metallenen Werkstoffen gegenüber Brennstoffen aus Mitteldestillaten und Gemischen aus Mitteldestillat und paraffinischen Kohlenwasserstoffen, die jeweils Fettsäuremethylester (FAME) als biogene Komponente enthalten, entwickelt. Bei der Prüfmethode werden Prüfkörper des jeweiligen Werkstoffes in speziellen Prüfmedien ausgelagert. Die Zusammensetzung von zwei Prüfmedien wurde im Vorhaben erarbeitet. Diese Prüfmedien erfassen die Effekte der Alterung des FAME, die zu erwarten sind, wenn der Brennstoff länger als 2 Jahre im Feld lagert. Sie decken den Bereich bis 20 % (V/V) FAME-Anteil ab. Die Auslagerung kann bei geringem Aufwand unter Atmosphärendruck durchgeführt werden. Die Eignung einer Auswahl von metallenen Werkstoffen und Polymerwerkstoffen, die für Versorgungsanlagen für Mitteldestillat relevant sind, wurde durch Auslagerung in folgenden nicht gealterten Brennstoffen bestimmt: Heizöl EL schwefelarm (B0), Heizöl EL schwefelarm mit 20 % (V/V) FAME (B20), FAME (B100) und hydriertes Pflanzenöl (HVO). Die Werkstoffe wurden auch in einem 1 Jahr gealterten B20 und einem 8 Jahre gealtertem B10 ausgelagert. Die Temperatur bei der Auslagerung betrug 50 °C für die metallenen Werkstoffe und 40 °C und 70 °C für die Polymerwerkstoffe. Die Ergebnisse der Beständigkeitsbewertung wurden in Beständigkeitslisten zusammengefasst. Die mit B20 erhaltenen Bewertungen gelten generell für Gemische aus Heizöl EL schwefelarm und FAME mit einem FAME-Gehalt bis 20 % (V/V). Sie sind auch auf Gemische aus Dieselkraftstoff und FAME mit einem FAME-Gehalt bis 20 %(V/V) übertragbar. Die forcierte Prüfmethode kann insbesondere KMUs bei der Weiterentwicklung von bestehenden Produkten und der Entwicklung von neuen Produkten als ein kostengünstiger Schnelltest zur Überprüfung der Werkstoff- und Bauteilbeständigkeit gegenüber Mitteldestillaten mit hohem FAME-Anteil dienen. Sie kann für die Hersteller die Sicherheit erhöhen, dass Bauteile die Freigabeprüfungen der Bauaufsicht bestehen, wobei die Freigabe jedoch nur für Deutschland gültig ist. Die Erkenntnisse des Forschungsvorhabens können in eine harmonisierte Europäische Norm für alternative Brenn- und Kraftstoffe einfließen. Diese ist für die Bauteilhersteller die Voraussetzung für die Erschließung des europäischen Marktes.  zeige mehrzeige weniger
  • Within this project, a forced test method was developed to determine the resistance of metallic materials to middle distillate fuels and mixtures of middle distillate and paraffinic hydrocarbons both with fatty acid methyl ester (FAME) as a biogenic component. In the method, specimens of the material are immersed in special test media. The compositions of two test media were developed within the project. These test media include the influence of aging of the FAME which is to be expected after a storage of the fuel exceeding 2 years in the field. They cover a range of up to 20 % (v/v) FAME content. The exposure test can be carried out at ambient pressure with little effort. Suitability of selected metallic and polymer materials relevant for middle distillate supply systems was determined by exposure to the following non-aged fuels: low-sulfur light fuel oil (B0), low-sulfur light fuel oil with 20 % (v/v) FAME (B20), FAME (B100) and hydrogenated vegetable oil (HVO). The materials wereWithin this project, a forced test method was developed to determine the resistance of metallic materials to middle distillate fuels and mixtures of middle distillate and paraffinic hydrocarbons both with fatty acid methyl ester (FAME) as a biogenic component. In the method, specimens of the material are immersed in special test media. The compositions of two test media were developed within the project. These test media include the influence of aging of the FAME which is to be expected after a storage of the fuel exceeding 2 years in the field. They cover a range of up to 20 % (v/v) FAME content. The exposure test can be carried out at ambient pressure with little effort. Suitability of selected metallic and polymer materials relevant for middle distillate supply systems was determined by exposure to the following non-aged fuels: low-sulfur light fuel oil (B0), low-sulfur light fuel oil with 20 % (v/v) FAME (B20), FAME (B100) and hydrogenated vegetable oil (HVO). The materials were also exposed in the 1-year-aged B20 and 8-year-aged B10. Test temperature was 50 °C for metallic materials and 40 °C and 70 °C for polymers. Resulting materials resistances were summarized in resistance tables. Resistances obtained in B20 are valid for any mixture of low-sulfur light fuel oil and FAME containing up to 20 % (v/v) FAME. They are also transferable to mixtures of diesel and FAME having a FAME content of up to 20 % (v/v). This method with special test media is a cost-effective rapid test for checking resistance of materials to middle distillates having a high FAME content. It can support SMEs manufacturing components for supply systems in further development of existing and new products. It increases the manufacturers' certainty that components will pass approval tests of authorities. Results of this research project can be incorporated into a harmonized European standard for alternative fuels. This is the prerequisite for component manufacturers to access the European market.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:H. Ackermann, Sina Pötzsch, Margit Weltschev, Ralph BäßlerORCiD, W. Plum
Dokumenttyp:Forschungsbericht
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Deutsch
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch):DGMK Forschungsberichte
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Organisationseinheit der BAM:3 Gefahrgutumschließungen; Energiespeicher
3 Gefahrgutumschließungen; Energiespeicher / 3.2 Gefahrguttanks und Unfallmechanik
7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.6 Korrosion und Korrosionsschutz
Verlag:DGMK
Verlagsort:Hamburg
Erste Seite:1
Letzte Seite:153
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Biobrennstoff; FAME; Heizöl
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Energie
Infrastruktur
Material
Material / Degradation von Werkstoffen
URL:https://dgmk.de/publikationen/
ISSN:0937-9762
ISBN:978-3-947716-14-2
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:17.08.2020
Referierte Publikation:Nein
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