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Organisationseinheit der BAM
- 2 Prozess- und Anlagensicherheit (15)
- 2.1 Sicherheit von Energieträgern (15)
- 2.2 Prozesssimulation (3)
- 3 Gefahrgutumschließungen; Energiespeicher (3)
- 8 Zerstörungsfreie Prüfung (3)
- 8.1 Sensorik, mess- und prüftechnische Verfahren (3)
- 3.0 Abteilungsleitung und andere (2)
- 3.2 Gefahrguttanks und Unfallmechanik (1)
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Im Rahmen dieses Vortrags werden die Besonderheiten beim Einsatz von Messtechnik bei Versuchen im Groß- und Realmaßstab und unter Freifeldbedingungen dargestellt. Anhand des Themenfeldprojektes CoFi-ABV und der dort durchgeführten Versuchsreihen werden die Rand- und Rahmenbedingungen beim Durchführen der Experimente, Instrumentierung und Versuchsaufbau sowie beispielhafte Ergebnisse erläutert.
Immer wieder kommt es bei Bränden zum Bersten von Propan- und Acetylenflaschen. Im Falle eines Behälterversagens stellen diese eine enorme Gefährdung für die Einsatzkräfte dar. Die BAM beschäftigt sich seit vielen Jahren mit den Auswirkungen im Falle eines solchen Behälterversagens. Der erste Teil des Beitrages stellt die Arbeit der BAM auf diesem Gebiet vor und zeigt verschiedene Handlungsoptionen auf, um das Risiko für Einsatzkräfte zu verringern. Im zweiten Teil des Beitrages werden die aktuellen Aufgaben und bisherigen Aktivitäten zur Sicherheit von Lithiumbatterien vorgestellt. Weiterhin werden die Versuchsmöglichkeiten auf dem BAM TTS und die derzeit im Aufbau befindlichen messtechnischen Systeme zur Quantifizierung der Auswirkungen beim Versagen von Lithiumbatterien dargestellt.
Die BAM hat umfangreiche Versuchsreihen zur Auswirkungsbetrachtung des Versagens von Acetylen- und Propanbehältern auf dem TTS durchgeführt. In Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern entstanden zwei Merkblätter mit praktischen Hinweisen für Einsatzkräfte, die die aktuellen Forschungsarbeiten der BAM berücksichtigen. Im Rahmen dieses Vortrages wurden den Einsatzkräften die Inhalte und Hintergründe der Merkblätter erläutert
The presented results gained within the project "CoFi-ABV - Consequences of tank failure" give detailed insights into the potential consequences of tank failure of commercial 11 kg propane cylinders and the LPG tank installed in a car in case of a misfunction of the safety device. In comprehensive test campaigns performed on the Test Site for Technical Safety of BAM (BAM TTS), 15 off-the-shelf propane bottles and three passenger cars with a LPG tank were exposed to an intensive fire. Sensors and measurement equipment were used to gain data (temperature, pressure, dynamic overpressure, thermal radiation, video data) enabling an analysis of the consequences of tank failure and for the continuous monitoring of the experiments.
The presented results gained within the project "CoFi-ABV - Consequences of tank failure" give detailed insights into the potential consequences of tank failure of commercial 11 kg propane cylinders and the LPG tank installed in a car in case of a misfunction of the safety device. In comprehensive test campaigns performed on the Test Site for Technical Safety of BAM (BAM TTS), 15 off-the-shelf propane bottles and three passenger cars with a LPG tank were exposed to an intensive fire. Sensors and measurement equipment were used to gain data (temperature, pressure, dynamic overpressure, thermal radiation, video data) enabling an analysis of the consequences of tank failure and for the continuous monitoring of the experiments.
Es wurden insgesamt 57 Einzelversuche zum Versagen von Druckgasbehältern durchgeführt. Untersucht wurden dabei 11-kg-Propangasflaschen, PKW-Radmuldentanks für LPG- sowie CNG-Tanks vom Typ III (Compositetanks mit Aluminiumliner) und Typ IV (Compositetanks mit Polymerliner). Mit 18 hydraulischen Berstversuchen wurde das Versagensverhalten unter kalten Bedingungen charakterisiert. In 39 Unterfeuerungsversuchen mit den gefüllten LPG- und CNG-Tanks, davon 36 mit Tanks ohne Sicherheitseinrichtung, wurde das Behälterversagen durch Brandbeaufschlagung untersucht. Neben verschiedenen Behältermanteltemperaturen und dem Behälterinnendruck wurde auch die Temperatur des gespeicherten Mediums dokumentiert. Dadurch war es möglich, genau zu dokumentieren, unter welchen Bedingungen und bei welchem Zustand der Behälter versagt hat. In einem Großteil der Unterfeuerungsversuche mit Behältern ohne Sicherheitseinrichtungen kam es zur Bildung eines Feuerballs, einer massiven Druck- und Temperaturwirkung auf den Nahbereich sowie einer Vielzahl von Fragmenten im Nah- und Fernbereich. In einer Entfernung von l = 7 m wurden Überdrücke von bis zu p = 0,41 bar gemessen. In 30 Unterfeuerungsversuchen kam es zur Fragmentierung des Behälters. Dabei konnten 159 Fragmente mit Wurfweite und Masse dokumentiert werden. Die dabei maximal festgestellte Wurfweite eines Fragments lag bei l = 311 m.
In continuation of a preceding test series involving sole LPG vehicle tanks, three passenger cars equipped with identical toroidal steel LPG tanks were set on fire. The tanks were installed in the space normally reserved for the spare tyre, in the car boot. No safety device was installed on the tank, in order to force critical failure of the cylinder. Two of the cars were equipped with a tank filled with liquefied propane to a level of 20% (5.3 kg), the third one was filled completely (25.5 kg). The partially filled tanks failed critically within a time period of more than 20 min after the initiation of the fire. The fully-filled tank did not rupture; the propane was released continuously through a small leak that appeared during the fire. Comprehensive equipment was used to procure measurement data, enabling an analysis of potential consequences and hazards to humans and infrastructure within the vehicle surroundings. The inner status of the tank (pressure, temperature of the liquid phase and the steel casing), the development of the fire (temperature inside and around the vehicle) and the pressure induced in the near-field in case of tank rupture were recorded. The results were analysed in detail and compared against the data gained in tests involving sole, but identical LPG tanks.
Immer wieder werden Feuerwehren bei Einsätzen mit brandbeaufschlagten Acetylenflaschen konfrontiert. Im Falle eines Behälterversagens stellen diese eine enorme Gefährdung für die Einsatzkräfte dar. Die BAM beschäftigt sich seit vielen Jahren mit den Auswirkungen im Falle eines solchen Behälterversagens. Der Beitrag stellt die Arbeit der BAM auf diesem Gebiet vor und zeigt verschiedene Handlungsoptionen auf, um das Risiko für die Einsatzkräfte zu verrringern. Weiterhin wird ein Merkblatt zu brandbeaufschlagten Acetylenflaschen vorgestellt, welche zusammen mit der DGUV im Jahr 2018 herausgegeben werden.
In einer Großversuchsserie wurden auf dem BAM-TTS 15 11-kg-Propangasflschen ohne Sicherheitseinrichtung mit drei verschiedenen Methoden (Holz, Benzinpool, Gas) unterfeuert. Der Vortrag präsentiert die dokumentierten Auswirkungen (z. B. Fragementierung, Überdruck), die Art des Versagens sowie den Behälterzustand zum Zeitpunkt des Versagens.
Immer wieder werden Feuerwehren bei Einsätzen mit brandbeaufschlagten Propan- und Acetylenflaschen konfroniert. Im Falle eines Behälterversagens stellen diese eine enorme Gefährdung für die Einsatzkräfte dar. Die BAM beschäftigt sich seit vielen Jahren mit den Auswirkungen im Falle eines solchen Behälterversagens. Der Beitrag stellt die Arbeit der BAM auf diesem Gebiet vor und zeigt verschiedene Handlungsoptionen auf, um das Risiko für die Einsatzkräfte zu verrringern. Weiterhin werden zwei Merkblätter zu brandbeaufschlagten Druckgasbehältern vorgestellt, welche zusammen mit der DGUV im Jahr 2018 herausgegeben werden.
Die BAM hat zum Verhalten von Acetylen- und Propangasflaschen bei einer Vollunterfeuerung umfangreiche Versuchsreihen zur Auswirkungsbetrachtung des Behälterversagens auf dem TTS durchgeführt. In Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern entstanden zwei Merkblätter mit praktischen Hinweisen für Einsatzkräfte, die die aktuellen Forschungsarbeiten der BAM berücksichtigen.
Der Vortrag stellt die für Feuerwehr-Einsatzkräfte relevanten Ergebnisse einer Versuchsreihe von 15 11kg-Progangasflaschen, die im Rahmen einer Unterfeuerung auf dem TTS zum Versagen gebracht wurden, vor. Die Auswirkungen Fragmentwurf, Wärme-strahlung und Druckwirkung werden dargestellt. Die Versuche bilden die Grundlage für eine Anpassung der taktischen und sicherheits-relevanten Vorgaben zum Vorgehen bei solchen Einsatzlagen.
Die BAM hält mit dem TTS umfangreiche Möglichkeiten für Großversuche im Bereich Brand- und Explosionsschutz. Neben dem Themenfeld-Projekt CoFi-ABV werden andere Projekte des Fachbereichs 2.4 kurz vorgestellt. Außerdem werden die Möglichkeiten der BAM dargestellt, Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben mit wissenschaftlich-technischer Expertise zu unterstützen.
Der Vortrag beschreibt die bislang im Rahmen des Themenfeld-Projektes „CoFi-ABV“ durchgeführten Unterfeuerungsversuche mit Gasbehältern. Es wurden 15 handelsübliche Propangasflaschen mit 11 kg flüssigem Propan unter Verwendung drei verschiedener Unterfeuerungsarten (Holz-, Benzin- und Propanfeuer) und jeweils ein Behälter des Typs III und IV mit Erdgas (CNG, 200 bar) ohne Sicherheitsventil bis zum Versagen unterfeuert. Die Auswirkungen (Fragmentierung, Druckwelle, Wärmestrahlung) wurden mittels umfangreicher Messtechnik ausgewertet und analysiert.
Immer wieder kommt es zu Explosionen und Bränden bei Unfällen mit Kraftfahrzeugen mit alternativen Antrieben (CNG, LPG etc.). Anhand einer detaillierten Recherche wurden Beispielunfälle selektiert und klassifiziert. Weiterhin wurde eine statistische Analyse aus Daten des Kraftfahrtbundesamt und der Unfalldatenbank GIDAS durchgeführt.
In einem Unfallszenario mit einem KFZ mit alternativen Antrieben (LPG, CNG etc.) kann es zu einem Austritt des Kraftstoffs kommen. Im Gemisch mit Luft kann sich so eine explosionsfähige Atmosphäre bilden. Mit einer wirksamen Zündquelle kommt es zu einer unverdämmten Gaswolkenexplosion. Für die Betrachtung der Auswirkungen einer solchen unverdämmten Gaswolkenexplosion werden Versuche mit nahezu freien Gaswolken durchgeführt. Im Vortrag wird der aktuelle Fortschritt im Aufbau für diese unverdämmten Gaswolkenexplosionen, bis zu einem Volumen von V = 8 m³ beschrieben.
Immer wieder kommt es bei Bränden zum Bersten von Propangasflaschen. Für Einsatzkräfte von Feuerwehr und Rettungsdienst stellt ein solches Behälterversagen eine erhebliche Gefährdung dar. Im Vortrag werden systematisch die Auswirkungen im Versagensfall dargestellt und Rückschlüsse für die richtige Vorgehensweise von Einsatzkräften gezogen.
Acetylen ist eines der wichtigsten technischen Gase und findet insbesondere Anwendung zum Schweißen und Schneiden verschiedener Werkstoffe. Damit Acetylen in entsprechenden Mengen vor Ort zur Verfügung gestellt werden kann, wird es in Druckgasbehälter abgefüllt. Diese Acetylendruckgasbehälter nehmen bezüglich ihres inneren Aufbaus eine Sonderstellung unter den Druckgasbehältern ein. Für die bessere Einschätzung von Gefahrensituationen führt die BAM seit vielen Jahren experimentelle Untersuchungen durch, die für die Gewinnung von Entscheidungshilfen bei Unfällen zur Verhütung von Schadensfällen mit Acetylenflaschen dienen. Untersucht wurde z. B. das Berstverhalten von Acetylenflaschen nach Einleitung eines Acetylenzerfalls durch äußere Feuereinwirkung im Freifeldversuch. Die Ergebnisse helfen insbesondere Rettungskräften, Feuerwehren und Entsorgungsfachbetrieben, Risiken besser abschätzen zu können und im Brandfall Sicherheitsabstände und Kühlzeiten zu definieren. In diesem Beitrag werden die umfangreichen Untersuchungsergebnisse vorgestellt, die unter anderem im Rahmen eines Forschungsvorhabens mit dem Britischen Gaseverband (BCGA) erzielt wurden. Die Ergebnisse sind z. B. unmittelbar in die Handlungshilfe für die Fire and Rescue Services in Großbritannien eingeflossen.
Verkehrsunfälle unter Beteiligung von Fahrzeugen mit alternativen Kraftstoffen wie LPG („Autogas“, Liquefied Petroleum Gas), CNG (Compressed Natural Gas, komprimiertes Erdgas) oder CGH2 (Compressed Gas Hydrogen, komprimierter Wasserstoff), bergen neue, komplexe Risiken für Passagiere, Einsatzkräfte und deren Umfeld. Im Rahmen des Projektes „CoFi-ABV“ beschäftigt sich die Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung (BAM) unter Berücksichtigung komplexer Brand- und Explosionsszenarien mit einer ganzheitlichen Betrachtung der Auswirkungen des unfallbedingten Versagens von Gasbehältern für alternative Kraftstoffe. Ein wichtiger Teil des Forschungsvorhabens umfasst Entwicklung, Aufbau und Validierung einer unbemannten Flugplattform (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) zur Ferndetektion von Gaswolken. Für das sogenannte gassensitive Mini-UAV wird ein robuster Open-Path-Gasdetektor auf einer Sensorbewegungsplattform in Form eines modifizierten Kamera-Gimbals, integriert. Ziel ist es, ein leistungsfähiges und robustes Werkzeug zu entwickeln, welches Einsatzkräften im Falle eines Unfalls als Hilfe zur Abschätzung der Gefahr durch Gaswolken, ihrer Ausbreitung und der notwendigen Absperrbereiche zur Verfügung steht.