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Flame projectors for shof effects-Investigations of thermal radiation for assessing safety distances
(2015)
The use of flames as part of shows is state of the art. Besides pyrotechnic flame projectors, the use of projectors that produce flames by burning various gases, liquids and dusts is significantly increasing. In this study infrared radiation in the wavelength range from 7.5 to 14 microns was measured for several systems (flame projectors) and set in relation to known human pain threshold levels. From this relation safety distances been determined for a static scenario (audience watching show) and compared with those of approved pyrotechnic articles.
The European Standard series EN 16261 consisting of four parts deals with the testing and assessment of display fireworks in order to satisfy the essential safety requirements of the Directive 2007/23/EC which have to be met before placing these articles on the EU market. The current Version of this Standard provides mortar dimension limits to be used for the assessment of burst heights of spherical Shells, but lacks corresponding provisions for cylindrical shells. The aim of this study was threefold:
1. To check whether the requirements for spherical shells would overlap with the ones
for cylindrical shells,
2. To compare several test procedures for height measurements with each other to
minimize the measurement uncertainty of the effect dimensions, and
3. To evaluate drift distances in order to check whether the current national provisions
on safety distances for Professional fireworks displays need adaption during the
implementation of the new European directive 2013/29/EU on pyrotechnics in German legislation.
For this study, a large number of cylindrical shells was specifically manufactured to guarantee lull control on all relevant constructional aspects. These shells were designed with a smoke tracer and no burst Charge so that they would fall back to the ground in order to investigate their drift distances. Their gross mass corresponded to commercially available display shells, though, consisting of defined inert substances inside the shell. The following Parameters were varied in this study: caliber (75 mm, 100 mm, 150 mm), shell length per caliber (single and double length), lift Charge (hard and soft burst effect), mortar length per caliber (short and long). In total, more than 120 shells were manufactured and tested. Results show a good application of the proposed test procedures regarding the mortar dimensions given in the Standard series for cylindrical shells as well. The following test procedures were part of this study: Radar Doppler System, video grammetric System, universal surveying instruments, and mortar internal pressure measurements. Observed drift distances in relation to the caliber and effect heights are discussed and assessed.
Bei der Explosion in einer Herstellungsstätte für ein Pulver zur Reinigung industrieller Feuerungsanlagen ist eine Person tödlich verunglückt. Die BAM wurde gebeten, beschlagnahmte Muster des Reinigungspulvers zu bewerten. Dafür wurden verschiedene Untersuchungen durchgeführt. Diese sollten klären, ob die stoffliche Einstufung des Reinigungspulvers in die Klasse 5.1 für die sichergestellten Pulverproben zutreffend ist. Es konnte nachgewiesen werden, dass die untersuchten Pulverproben explosionsgefährliche Eigenschaften aufweisen und der Klasse 1 zuzuordnen sind. Die weiterführende Gefährdungsbeurteilung erfolgte anhand neu eingeführter sicherheitstechnischer Kenndaten Kriterien und der daraus abgeleiteten Gefahrgruppe.
Bei der Bewertung der Verlässlichkeit der im Labor gewonnenen Prüfergebnisse spielen Ringversuche eine entscheidende Rolle. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) unterstützt deshalb den weiteren Ausbau des Ringversuchsprogramms des im Jahr 2007 gegründeten Kompetenzzentrums zur Qualitätssicherung für Prüfungen von Gefahrgütern und Gefahrstoffen auf physikalische Gefahren (Centre for quality assurance for testing of dangerous goods and hazardous substances, CEQAT-DGHS).
Bei allen bisher untersuchten Prüfmethoden besteht ein Verbesserungsbedarf. Die RV müssen daher zunächst auf die Methodenentwicklung, -verbesserung und -validierung abzielen und nicht auf Leistungstests.
Bei der Bewertung der Verlässlichkeit der im Labor gewonnenen Prüfergebnisse spielen Ringversuche eine entscheidende Rolle. Die Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) unterstützt deshalb den weiteren Ausbau des Ringversuchsprogramms des im Jahr 2007 gegründeten Kompetenzzentrums zur Qualitätssicherung für Prüfungen von Gefahrgütern und Gefahrstoffen auf physikalische Gefahren (Centre for quality assurance for testing of dangerous goods and hazardous substances, CEQAT-DGHS).
Bei allen bisher untersuchten Prüfmethoden besteht ein Verbesserungsbedarf. Die RV müssen daher zunächst auf die Methodenentwicklung, -verbesserung und -validierung und auf die Bestimmung der Messunsicherheit der jeweiligen Prüfmethode abzielen und nicht auf Leistungstests.
Bei der Bewertung der Verlässlichkeit der im Labor gewonnenen Prüfergebnisse spielen Ringversuche eine entscheidende Rolle. Die Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) unterstützt deshalb den weiteren Ausbau des Ringversuchsprogramms des im Jahr 2007 gegründeten Kompetenzzentrums zur Qualitätssicherung für Prüfungen von Gefahrgütern und Gefahrstoffen auf physikalische Gefahren (Centre for quality assurance for testing of dangerous goods and hazardous substances, CEQAT-DGHS).
Bei allen bisher untersuchten Prüfmethoden besteht ein Verbesserungsbedarf. Die RV müssen daher zunächst auf die Methodenentwicklung, -verbesserung und -validierung und auf die Bestimmung der Messunsicherheit der jeweiligen Prüfmethode abzielen und nicht auf Leistungstests.
Experiments in this study reveal that the initiating capability of commonly used squibs is not high enough to initiate PETN in all cases. The fulfilment of the ‘new’ essential safety requirement 4 as set out in the European directive 2013/29/EU and the categorization of squibs as theatrical pyrotechnic articles (T2) can therefore be justified, as the explosive investigated belongs to quite a sensitive type (Initiation with low impulse energies possible). Underwater initiating capability tests according to EN 13763-15 led to meaningful results, showing that squibs are usually unable to initiate a secondary explosive. For a general assessment of the initiating capability of squibs and comparable (theatrical) pyrotechnic articles a threshold range of an equivalent initiation capability in grams of PETN on the basis of the performed underwater initiating capability tests was determined. It was found that squibs are generally not capable of initiating secondary explosives if the underwater initiating capability test showed an equivalent Initiation capability below 0.25 g PETN. As a consequence of this result, the underwater initiating capability test gives an effective and safer alternative to the experimental confirmation of the ‘new’ ESR 4 by direct contact of the article with the secondary explosive and should then be preferred to it.
Die Verwendung von Flammen im Rahmen von Shows ist heute Stand der Technik. Neben pyrotechnischen Flammenprojektoren kommen zunehmend Anlagen zum Einsatz, die Flammen durch die Verbrennung von Gasen, Flüssigkeiten und Stäube erzeugen.
Es wurde die Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich von 7,5 – 14 µm der verschiedenen Systeme (Flammenprojektoren) gemessen und in Relation zu bekannten Grenzwerten für die gesundheitliche Schädigung von Personen gesetzt. Aus dieser Relation sind dann Schutzabstände für ein statisches Szenario (Publikum verfolgt Show) bestimmt worden.
In den Untersuchungen zum Zündvermögen von Filmeffektzündern wurde nachgewiesen, dass diese einen Plastiksprengstoff auf Basis von PETN nicht zu einer detonativen Umsetzung anregen können. Die Erfüllung der grundlegenden Sicherheitsanforderung (ESR) des Anhanges 1 der Richtlinie 2013/29/EG und die Kategorisierung als pyrotechnischer Gegenstand für Theater (T2) kann somit als gegeben angesehen werden, da der verwendete Explosivstoff zur Gruppe der sensibelsten Sprengstoffe (Initiierung mit geringen Zündenergien) gehört. Es wurde weiterhin nachgewiesen, dass der Untemassertest nach DIN EN 13763 Teil 15 aussagekräftige Ergebnisse liefert, welche die Fähigkeit von Filmeffektzündern und vergleichbaren pyrotechnischen Gegenständen bestätigen respektive widerlegen, einen Sekundärsprengstoff zu zünden (eine Detonation zu initiieren).
Für eine allgemeine Einschätzung des Zündvermögens von Filmeffektzündern und vergleichbaren pyrotechnischen Gegenständen ist ein Grenzbereich für ein äquivalentes Zündvermögen in g PETN auf Basis der Experimente mit dem o. g. Unterwassertest bestimmt worden. Filmeffektzünder und vergleichbare pyrotechnische Gegenstände sind nicht in der Lage, einen Sekundärsprengstoff zur Detonation anzuregen, wenn das aus dem Unterwassertest ermittelte äquivalente Zündvermögen unter 0,25 g PETN liegt.
Die Verwendung von Flammen im Rahmen von Shows ist heute Stand der Technik. Neben pyrotechnischen Flammenprojektoren kommen zunehmend Anlagen zum Einsatz, die Flammen durch die Verbrennung von Gasen, Flüssigkeiten und Stäube erzeugen. Die Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich von 7,5 bis 14 µm von verschiedenen Systemen (Flammenprojektoren) wurden gemessen und in Relation zu bekannten Grenzwerten für die gesundheitliche Schädigung von Personen gesetzt. Aus dieser Relation wurden dann Schutzabstände für ein statisches Szenario (Publikum verfolgt Show) bestimmt.