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Ein Aspekt des Gefahrguttransportes, der an Bedeutung in den letzten Jahren zugenommen hat, ist die Versorgung von Wasserstofftankstellen und anderen H2-Großverbrauchern über die Schiene aber insbesondere über die Straße.
Mit Blick auf die primäre Form der Speicherung wird der Begriff der Sicherheit über den Aspekt der Häufigkeit eines definierten Ereignisses erläutert und auf die Besonderheiten der Druckgefäße aus Verbundwerkstoffen hingewiesen, wie auch den regulatorischen Hintergrund der Lebensdauerüberprüfung nach 15 Jahren nach den Vorgaben der zuständigen Behörde. In Deutschland sind diese Vorgaben in der BAM-Gefahrgutregel 021 geregelt, die in der GGR 022 durch eine Regelung zur Wiederkehrenden Prüfung dieser Umschließungen ergänzt wird.
Beide BAM-Gefahrgutregeln basieren auf einem probabilistischen Ansatz und einer Konsequenzabschätzung über das Druck-Volumen-Produkt der Druckgefäße. Die neu im Recht verankerte EN 17339 ist die erste Norm, die speziell fest montierte Compositespeicher für den Wasserstofftransport regelt. Sie ermöglicht eine erhebliche Gewichtreduktion und führt eine Obergrenze für das Druckvolumen ein.
Es wird kurz erläutert, dass gerade mit Blick auf Wasserstofftransporte über eine Arbeitsgruppe der Vereinten Nationen eine Begrenzung des Konsequenzpotentials in das internationale Recht eingeführt werden soll und welche Kriterien bei der systematischen Ermittlung des akzeptierten Wertes von 1.5 Mio bar Liter Einfluss haben.
Mit Blick auf die Energiewende sieht es die BAM als besonders wichtig an, die Transportkosten zu senken, indem der Prüfaufwand reduziert und gleichzeitig die Erkenntnistiefe aus der betrieblichen Überwachung verbessert wird. Hierzu muss die Datenbasis für die probabilistische Bewertung der Lebensdauer von zerstörenden Prüfungen auf zerstörungsfreie Prüfungen umgestellt werden und idealerweise die 100% Prüfung zumindest in der ersten Hälfte des sicheren Lebens auf Stichproben reduziert werden.
Dies und andere Aufgaben, die wichtig für eine sichere und attraktive Wasserstoffwirtschaft sind werden von dem Kompetenzzentrum H2Safety@BAM bearbeitet, dass in seinen Grundzügen kurz vorgestellt wird.
In Germany, BAM is the competent authority in the field of dangerous goods transport. The international dangerous goods transportation rules are presented and their adaptation into German law is described. BAM is responsible for dangerous goods packaging testing, manufacturer surveillance, packaging approvals and inspection of IBC and provides “Gefahrgutregeln” (GGR) to define the processes, e.g. of dangerous goods packagings approvals and surveillance.”
Am Fallturm auf dem Testgelände Technische Sicherheit (TTS) der BAM wurden bei Inspektionen Vorspannungsverluste in den Bolzen der Stahlverbindungen festgestellt. Um ein Verständnis für die zugrundeliegenden Trag- und Schädigungsmechanismen zu erlangen und um den Zustand der vorgespannten Schraubverbindungen langzeitlich zu überwachen, wurde am Fallturm ein Structural Health Monitoring (SHM) System installiert. Für die Auslegung des Monitoringsystems sowie zur Unterstützung der Untersuchung des Schädigungsprozesses wurde ein numerisches Modell erstellt und in Bezug auf die gemessenen Antworten des Tragwerks kalibriert.
Im Vortrag werden die experimentellen und numerischen Untersuchungen zur Systemidentifikation des Stahlrohrgitterturms als auch die Überwachungskampagne mit dem eingesetzten Monitoringsystem sowie die Messergebnisse und deren Bewertung vorgestellt.
The volumetric energy density of a gas can be increased by liquefaction, which occurs when the gas is cooled below the saturation point. Liquefied gases of great importance to the energy transition are Liquefied Hydrogen (LH2) and Liquefied Natural Gas (LNG), which can be liquefied at temperatures below 160°C. Systems for storing these gases typically must be overpressure resistant and require thermal super insulations (TSI) to hold cryogenic conditions and minimize boil-off losses from evaporation. TSI with vacuum and MLI or perlites are suitable for many applications involving LNG and LH2. Such systems are typically double-walled structures where the inner wall is in contact with the cryogenic liquefied gas. MLI or perlites are located in the gap between the inner and the outer wall, that is kept under vacuum conditions. This combination of insulations strongly reduces the heat transfer between the environment and the cryogenic liquefied gas. From an economic point of view the systems are well sophisticated. However, knowledge of the behavior of this kind of systems in a typical event such as a fire is limited, but necessary to evaluate the safety of the increasing number of applications.
The objective of the research is to determine how TSI behaves at different fire temperatures during fire exposure and afterwards. Special attention is paid to changes in the heat flux, the material properties and vacuum state over time. For this purpose, thermogravimetric analysis (TGA) studies have been carried out. In addition, a test rig was developed that allows testing of TSI at temperatures up to 1000°C under realistic integration conditions and subsequent analysis of the TSI samples. In the test rig the double-wall with vacuum and MLI or perlites inside is simulated. The fire conditions are simulated on one side of the double-wall by adjustable electrical heating elements. This process allows the implementation of repeatable heat flows of up to 100 kW/m². On the other side of the double-wall, cold or cryogenic conditions are simulated with a heat exchanger through which water or the vapor of liquid nitrogen (approx. -196°C) flows. The heat exchanger is also used to determine the heat flux through the double-wall. Thus, the test rig allows thermal loading and performance analysis of TSI samples at the same time.
Compared to tests with real cryogenic systems, tests with this experimental setup have the advantage that, first, the instrumentation is easier to realize, and a higher repeatability is ensured. Second, the local heat flow can be determined over time, and the sample of a TSI can be taken non-destructively and thus analyzed. Third, the tests are less risky as well as time+ and material intensive, so that more tests and variants can be investigated with the same budget.
Preliminary results obtained considering several types of MLI under vacuum show that all observed typs of MLI can be damaged under strong thermal loading. The damages observed were outgassing, melting, shrinkage, cracking, lump formation, and concomitant local loss of the MLI's function as a radiation shield. However, the study also shows that a damage does not always have an extreme effect on the insulating performance.
Turning maneuvers of rail vehicles involve demanding situations for the infrastructure because of the steering forces generated and the resultant lateral load transfers. Such forcing situation involves increased tangential forces that consume kinetic energy from the vehicle. While much attention has been paid in the literature to the damage in such infrastructure segments, the energy that is dissipated in these maneuvers, has not been explicitly addressed. In this paper, a specialized scale-down infrastructure is used to characterize the effect of the initial speed of the vehicle and its mass, on the magnitude of both the rail forces developed and the amount of dissipated energy during turning maneuvers. The outputs of the experiments suggest that most of the original kinetic energy is dissipated at the first portion of the turn. Also, that the magnitude of the wheel forces and the amount of dissipated energy, correlate. That is, a greater rail damage would correspond to greater energy dissipation.
Turning maneuvers of rail vehicles involve demanding situations for the infrastructure because of the steering forces generated and the resultant lateral load transfers. Such forcing situation involves increased tangential forces that consume kinetic energy from the vehicle. While much attention has been paid in the literature to the damage in such infrastructure segments, the energy that is dissipated in these maneuvers, has not been explicitly addressed. In this paper, a specialized scale-down infrastructure is used to characterize the effect of the initial speed of the vehicle and its mass, on the magnitude of both the rail forces developed and the amount of dissipated energy during turning maneuvers. The outputs of the experiments suggest that most of the original kinetic energy is dissipated at the first portion of the turn. Also, that the magnitude of the wheel forces and the amount of dissipated energy, correlate. That is, a greater rail damage would correspond to greater energy dissipation.
Wasserstoff wird als ein potenzieller alternativer Energieträger gesehen, mit dem die für 2050 gesetzten Klimaziele erreicht werden könnten. Der Transport von Wasserstoff ist mittels verschiedener Speichertechniken möglich, von denen der kryogene Transport mit den größten volumetrischen Energiedichten einhergeht. Hierdurch eignen sich diese Speicher besonders für die energieintensiven Verkehrsmittel im Land-, See- und Flugverkehr.
Im Vortrag werden Speichertechniken, Gefahren im Umgang mit kryogenen Gasen sowie bisherige Störfälle dargestellt. Darauf aufbauend wird ein Teil der aktuellen Forschungsarbeit an der BAM vorgestellt, die die Sicherheit dieser Speicher unter außergewöhnlichen Belastungen adressiert.
A methodology is proposed for the experimental analysis of the liquid cargo effect under combined orthogonal accelerations. To simultaneously subject the vehicle-cargo system to longitudinal and lateral accelerations, the vehicle is set obliquely on a tilt table. The experimental outputs suggest that there is a significant effect of the liquid cargo on the lateral load transfer ratio (LTR), on the order of 20%, which is attributable to the resulting shifting of the liquid cargo’s centre of gravity. That is, the peak LTR values due exclusively to sloshing were not significant, in such a way that the liquid cargo would only pose a safety risk under a steady acceleration input.
Also, the inverse of the product of the magnitude of the acceleration times the free surface length, correlates with the liquid cargo effect. That is, the magnitude of the input acceleration is not fully determinant for greater load transfers.