Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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Vorstellung der aktuellen Arbeiten im CEN/TC 321 und CEN/TC 212 sowie Ausblick auf wesentliche Themen in den Bereichen zivile Explosivstoffe und pyrotechnische Gegenstände. Des Weiteren wird der Normungsauftrag der KOM für die Pyrotechnik vorgestellt und die damit verbundenen Herausforderungen und Möglichkeiten erläutert.
Überblick über aktuelle Normungsarbeiten im CEN/TC 212 (Pyrotechnik) und CEN/TC 321 (Zivile Explosivstoffe) gemäß Normungsauftrag der EU-KOM. Weiterhin Bericht über Aktivitäten im Forum der benannten Stellen nach 2013/29/EU (Pyrotechnik) und 2014/28/EU (Zivile Explosivstoffe) und Auswertung Open Space-Diskussionen der Veranstaltung.
Benefits of Digitization
(2023)
Der Vortrag stellt die neuesten Entwicklungen an der BAM zur Bestimmung der elektrostatischen Empfindlichkeit von Explosivstoffen dar. Ausgehend von der Motivation unsererseits diese Thematik wieder intensiver zu bearbeiten werden ein neues Messgerät und erste Ergebnisse vorgestellt. Lücken im sicherheitstechnischen Regelwerk zur Einstufung von Explosivstoffen hinsichtlich ihrer elektrostatischen Empfindlichkeit und daraus abgeleiteter Schutzmaßnahmen in der Industrie werden dargestellt.
In diesem Beitrag wird über den aktuellen Stand der Normfortentwicklung auf europäischer Ebene im Bereich der Explosivstoffe und Pyrotechnik berichtet. Gemäß der jeweiligen Normungsaufträge werden sämtliche harmonisierten Normen bzw. Normenreihen beider Fachgebiete überarbeitet. Neben der Anpassung an die neuen Richtlinien und dem Überprüfen des Stands der Technik werden auch weitere inhaltliche Neuerungen vorgenommen. In der Pyrotechnik wird unter anderem die verstärkte Einbeziehung von Umweltaspekten sowie die Schärfung der Abgrenzungskriterien zum Feuerwerk im Fokus stehen. Bei den Explosivstoffen sind die elektronischen Zündsysteme und die vor Ort hergestellten Sprengstoffe (MEMUs) bislang unzureichend durch Normen abgedeckt und werden nun berücksichtigt. Dieser Beitrag soll auch aufzeigen, welche Herausforderungen sich bei der Arbeit an den Normen ergeben.
Länderübergreifende und vereinheitlichte Kriterien zur Einstufung von gefährlichen Chemikalien und zu ihrer Gefahrenkommunikation sind ein wichtiges Element für die Sicherheit im Umgang mit Gefahrstoffen. Das globale System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien – das Globally Harmonized System der Vereinten Nationen (UN) – oder kurz GHS – unterstützt dieses Anliegen und hat auch Eingang in die europäischen Rechtsvorschriften gefunden. Die Vereinten Nationen (UN) haben sich nunmehr einiger systematischer Probleme im GHS angenommen und verändern in diesem Zuge auch das Einstufungssystem für Explosivstoffe. Die Fachdiskussionen im Kreis der Experten bei UN sind komplex und nicht leicht zu verfolgen. Es soll daher hier ein Zwischenstand über die bislang vorliegenden Ergebnisse der damit befassten Arbeitsgruppen dargestellt werden.
Bei der Marktüberwachung im Bereich Explosivstoffe und Pyrotechnik stehen die Behörden der Länder immer wieder vor dem Problem, mit ausreichenden Kenntnissen über die Vielfalt der Produkte ausgestattet zu sein. Darüber hinaus lassen sich nur in seltenen Fällen im Rahmen der Marktüberwachung Prüfungen mit der regulären Funktion des Explosivstoffs oder der Pyrotechnik durchführen. Dadurch konzentriert sich die Überwachung vor allem auf äußere Merkmale und die Kennzeichnung. In dem Vortrag werden anhand von Beispielen die technischen und rechtlichen Hintergründe für entsprechende Kontrollen dargestellt und mit den Erfahrungen der an der Marktüberwachung Beteiligten abgeglichen.
During a European convention of the authorities for market surveillance (AdCO) for explosives the activities of the notified bodies are presented, putting a focus on matters concerning market surveillance.
The presentation outlined in detail, which verifications are possible
with explosives, while practical tests involving initiation of
explosives are excluded. Elements of labeling and the conclusions in
view of quality control were explained, and typical failures by
manufacturers to comply were orally described.
Das polnische Bergbauinstitut GIG richtet alle zwei Jahre eine Fachtagung mit dem Thema „Sicherheit bei Sprengarbeiten“ im kleinen Bergstädtchen Ustroń (Polen) aus. Die Tagung hat eine internationale Ausrichtung und bietet Vorträge und Themen sowohl in englischer als auch polnischer Sprache. Es werden Ergebnisse anwendungsorientierter Forschung sowie aus der Praxis der Sprengarbeit vorgestellt. Teilnehmer und Beiträge kommen sowohl von großen Bergbaubetrieben und in Polen tätigen Herstellern als auch von Instituten und Behörden. Im Jahr 2018 war auch die BAM vertreten und der Autor möchte hiermit von den vielfältigen Themen berichten. Es gibt eine gewisse Ähnlichkeit zu der jährlich in Siegen stattfindenden „Informationstagung Sprengtechnik“ des Deutschen Sprengverbandes, wobei bisher wenig inhaltlicher Austausch stattfindet.
Testing of the impact sensitivity of explosives is one of the essential characterisation steps in a safety study. Threshold levels have been agreed from experience for certain processing steps and in relation to handling instructions. However, how reliable is the information, that an explosive has an impact sensitivity of X Joule? This will partly depend on the judgement of the test operator, but also on the statistical method, and on the energetic parameters of the test apparatus. This work focuses on the mechanical performance of the BAM-Fallhammer and how much of the initially available potential energy is transferred to the sample. The differences to the nominal value can be quite large under some conditions. Therefore the energy loss has to be characterised and should possibly be taken into account. In addition an attempt is made, to make results more comparable when the amount of energy loss has been determined by a method shown in the presentation.
Mit einem Raman-Handgerät wurden verschiedene Explosivstoffe, wie sie gewerblich Verwendung finden und im Fachbereich 2.3 verfügbar waren, analysiert. Nicht zu allen Stoffen sind Raman-Spektren in der Literatur auffindbar. Durch die Veröffentlichung der Arbeit in einer Fachzeitschrift sollen Kriminalämter und Wissenschaftler in die Lage versetzt werden, aufgefundene Explosivstoffe schnell zu identifizieren.
A joint Round Robin test was initiated by the "explosives testing user group" involving all renowned test institutions of the USA plus The Netherlands (TNO) and Germany (BAM). Aim of the Round Robin test was not only to align results with regard to the friction sensitivity of a given powder sample, but also to study the variations of GO and NO-GO reactions by high speed camera recordings.
This presentation shall outline the regulatory tools for explosives manufacture in force in Germany and emphasize the benefits of a codified approach. Those in the need of applying safety measures find a given set of prescriptions, which do not need to be determined through a case by case study. While a process hazard analysis is usually required, it is not necessary to perform a risk analysis.
The system is likely to be more conservative than others, because it generalizes the application cases and needs to be valid for all variations within the description. It is also conservative in that respect that, from learning from previous accidents, for each case a conclusion improving safety entered the code. The more recent history of events shows that the system provides excellent protection of workers in this field. In addition it gives all operators a safe backup for their activity, since following the code generates the "presumption of conformity" and makes juridical judgement more straight forward.
Bei der Betrachtung der Rechtmäßigkeit von Explosivstoffen und pyrotechnischen Gegenständen mit CE-Zeichen auf dem Gemeinschaftsmarkt der EU wird oft der Baumusterprüfung und der "Baumusterprüfberscheinigung" große Aufmerksamkeit geschenkt. Bei pyrotechnischen Gegenständen kommt hier noch die Registriernummer als überprüfbares Merkmal hinzu. In der Phase der Baumusterprüfung werden die anwendungstechnischen Eigenschaften und Anforderungen der harmonisierten Normen geprüft, wofür eine der prüfenden benannten Stellen der EU die Verantwortung hat.
Für die sichere Funktion und Leistung von Explosivstoffen und pyrotechnischen Gegenständen ist jedoch die in der, oder im Anschluss an die, Fertigung stattfindende Qualitätssicherung (QS) mindestens ebenso wichtig. Ohne Einhaltung eines der Qualitätssicherungsmodule findet keine rechtmäßige Abgabe auf den Gemeinschaftsmarkt statt. Unkorrekte Anwendung der QS führt i. d. R. auch zu Fehlern an den Produkten mit mehr oder weniger auffälligen Problemen.
In der Vergangenheit konnte die Marktüberwachung aus dem Anzeigeverfahren für die erstmalige Verwendung von Explosivstoffen und pyrotechnischen Gegenständen und den dabei geführten Listen Anhaltspunkte bzgl. der Rechtmäßigkeit gewinnen und ggf. bei der BAM weiterführende Informationen abfragen. Mit dem Wegfall der Anzeigepflicht nach § 6 der 1. SprengV und dem Wegfall dieser Informationsquelle muss sich die Überprüfung von Explosivstoffen und pyrotechnischen Gegenständen auf dem Markt und in Lagern auf die begleitenden QS nach einem der Module der jeweiligen Richtline konzentrieren.
In dem Beitrag werden Kennzeichnungsmerkmale und Möglichkeiten der Überprüfung der QS an Explosivstoffen und pyrotechnischen Gegenständen aufgezeigt. Teilnehmer der Marktüberwachung und anderer Aufsicht führenden Stellen sollen sensibilisiert werden und mit Informationen ausgestattet werden, die ihnen ein Handeln auf diesem Gebiet ermöglichen.
Controlling the hazards in explosives manufacture has been addressed ever since such substances have entered industrial processing. The rigour of exercising such control appears to vary in different fields of application (fireworks versus blasting explosives) and in different countries worldwide. Nonetheless, each tradition has developed a set of standard tests addressing sensitivity and other aspects of behaviour of explosives. With a full system of workers protection in place in most countries nowadays, the control of hazards in explosives manufacture has become much more formalised. The paper aims to show the common parts of process hazard analysis and the consequential steps involving either a risk based approach or a prescriptive approach. The paper aims to stimulate discussions about recent developments.
Examinations of the mechanical properties of the BAM drop hammer and the BAM friction test were done recently. In order to validate the correct functioning of both tests, usually Round-Robin tests are done with selected test substances. A relatively large spread of the results including some outliers is usually accepted and attributed to the nature of the tests. The author asked, however, in how much the mere mechanical properties could already differ between different institutes, even when no substance is involved (dry runs). A thorough inter-laboratory study was done for the drop test, and results for the friction test are on its way. The current state of these investigations will be presented.
Einsatzkräfte des THW und anderer humanitärer Einrichtungen sind insbesondere im Rahmen von Auslandseinsätzen verstärkt Gefährdungen durch Kampfstoffe, unkonventionelle Brand- und Sprengvorrichtungen (USBV) und sog. Blindgängern und zurückgelassener Munition (UXO) ausgesetzt. Dieses Seminar richtet sich insbesondere an Einsatzkräfte ohne militärische oder sprengtechnische Vorkenntnisse und soll primär für diesen Gefährdungsbereich sensibilisieren und den Eigenschutz verbessern. Es handelt sich hierbei ausdrücklich nicht um eine Heranführung an den Umgang mit Explosivstoffen, sondern um eine Information zur Gefahrenabwehr und Gefahrenvermeidung.
Validierung von BAM-Fallhammer und BAM-Reibapparat - Herausforderung für die Qualitätssicherung
(2016)
Die Validierung des BAM-Fallhammers ist nicht nur eine Frage der dokumentierten Wartung und der Rückführbarkeit relevanter Größen sondern auch eine Frage der Verifizierung der mechanischen Funktion. Dabei gibt es zum Teil derart große Abweichungen zwischen Geräten und von berechneten Werten, dass Ergebnisse zur Schlagempfindlichkeit von Explosivstoffen nur in Verbindung mit der verifzierten Funktion und verifizierten Werten zum Energieübertrag auf den zu prüfenden Stoff nutzbar sind.
Das EU-Projekt HOMER befasst sich mit den sogenannten Home Made Explosives (HMEs) und frei verfügbaren Rezepten für deren Herstellung. Diese Selbstlaborate spielen in der heutigen Zeit vor allem im Zusammenhang mit terroristischen Aktivitäten eine bedeutende Rolle. Informationen zu HMEs und ihrer Herstellung werden einfacher denn je über das Internet verbreitet. Hier knüpft das im 7. EU‑Forschungsrahmenprogramm finanzierte Projekt an und bezweckt, die im Internet verfügbaren Quellen auszuwerten und so die Informationslage für Sicherheitskräfte und Ermittlungsbehörden zu verbessern. Im Rahmen des Projektes wird eine automatisierte Suche von Rezepten im Internet entwickelt. Die gefundenen sowie die im Projekt generierten Informationen über HMEs sollen im Endergebnis in Form einer Software (Knowledge Management Platform) informationstechnisch nutzbar gemacht werden. Diese Datenbank soll auch für mobile Geräte zur Verfügung stehen. Der Schwerpunkt der Projektbeteiligung des Fachbereichs 2.3 Explosivstoffe der BAM liegt in der Bewertung der Rezepturen und der auf ihrer Grundlage hergestellten Laborate. Es wurden HMEs entsprechend der vorgefundenen Rezepte und unter Beachtung aller notwendigen Sicherheitsvorkehrungen hergestellt und anschließend sicherheitstechnisch geprüft und bewertet. Dabei wurden sowohl Handhabungsparameter wie die Empfindlichkeiten gegen Schlag, Reibung und thermische Einflüsse ermittelt, als auch die Leistungsparameter wie Detonationsgeschwindigkeit und Luftstoßdruckwirkung gemessen. Die gewonnen Erkenntnisse fließen in die genannte Datenbank ein und sollen beispielsweise Einsatzkräften vor Ort helfen, angemessene Schutzabstände zu ermitteln. Auch das Personal in Laboren der Kriminalämter profitiert von der zusammengetragenen Information über HMEs bei der Analyse von unbekannten Explosivstoffspuren.
Mit der Richtlinie 2008/43 wurde europaweit ein System zur Rückverfolgung von Explosivstoffen von Herstellung bis zum Verbrauch geschaffen. Dabei erhält jeder Zünder und jede Sprengstoffpatrone eine eindeutige Kennung, die üblicherweise als Datamatrix-Code aufgebracht wird. Seit 2015 muss das System angewandt werden. Trotz einer reichlichen Übergangsfrist gibt es immernoch Probleme im Detail, die sich vor allem auf die IT-mäßige Verarbeitbarkeit beziehen.
Selbstentzündungen von brennbaren Materialien können sowohl bei Prozessen in der Verfahrenstechnik als auch beim Transport oder Lagerung von Schüttgütern auftreten. Verschiedene Parameter, wie die Materialeigenschaften, die Lagerungsbedingungen und die Geometrie der Schüttung, beeinflussen den Selbstentzündungsvorgang. Eine zuverlässige Beurteilung der Lagerungs- und Transportsicherheit von Schüttgütern und Stäuben ist mit den bisher erarbeiteten Methoden nicht möglich. In der vorliegenden Arbeit wurde insbesondere der Einfluss der Lagerungsbedingungen auf das Selbstentzündungsverhalten von brennbaren Materialien untersucht. Die Untersuchungen wurden für verschiedene Kohlen und Korkmehl durchgeführt. Folgende Ergebnisse wurden erzielt: 1. Zur besseren Bewertung des Zustandes Zündung und Nicht-Zündung bei Warmlagerungsvorgängen wurde eine verfeinerte Methode vorgeschlagen. Sie besteht aus der Kombination der visuellen Begutachtung einer Probe nach dem Versuch (Verfärbungen, Aschebildungen etc.), dem aufgetretenen Massenverlust und dem Temperatur-Zeitverlauf. 2. Es wurde nachgewiesen, dass eine Reduzierung des Sauerstoffvolumenanteils in der Schüttgutumgebung zu einer Erhöhung der Selbstentzündungstemperatur (SET) führt. 3. Sowohl durch eine Wasserzugabe ("Regen") als auch durch eine rasche Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit konnte eine zuvor unterkritisch gelagerte Schüttung in einen überkritischen Zustand gebracht werden. Zurückzuführen ist dies auf den zusätzlichen Wärmetransport in das Schüttgut durch Kondensation von Wasserdampf und Adsorption von Wassermolekülen an porösen Partikeloberflächen. 4. Versuche belegten, dass gleichförmige Konvektionsströmungen ("Wind") in der Schüttgutumgebung die SET kaum beeinflussten aber zu einer deutlichen Reduzierung der Induktionszeit führten. Einseitige Anströmungen der Proben sorgten bei überkritischen Lagerungstemperaturen für eine Verschiebung des Zündortes zur windabgeneigten Seite. Diese Ergebnisse bestätigen, dass die Anlaufphase der Selbstentzündung von Schüttgütern kinetisch kontrolliert und somit nicht vom Sauerstofftransport abhängig ist. 5. Es wurde ein mathematisches Modell erarbeitet, mit dessen Hilfe die Vorgänge der Aufwärmung, des Feuchtigkeitstransportes (Verdampfung, Kondensation und Adsorption), der Selbstentzündung sowie die Brandausbreitung von brennbaren Schüttgütern und Stäuben zu berechnen sind. Dieses Modell ermöglicht realistische Schätzungen über die Sicherheit von gelagerten Schüttgütern mit guter Übertragbarkeit auf große, experimentellen Untersuchungen schwer zugänglichen, Schüttungen wie z.B. Kohlenhalden.