Ingenieurbau
Filtern
Dokumenttyp
- Vortrag (32)
- Posterpräsentation (8)
- Beitrag zu einem Tagungsband (6)
- Zeitschriftenartikel (4)
Referierte Publikation
- nein (50)
Schlagworte
- Behälterversagen (50) (entfernen)
Organisationseinheit der BAM
- 2 Prozess- und Anlagensicherheit (17)
- 2.1 Sicherheit von Energieträgern (17)
- 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)
Eingeladener Vortrag
- nein (32)
Im Rahmen des Projekts „Complex Fires – Auswirkung von Behälterversagen“ (CoFi-ABV) sollen die Auswirkungen des Versagens von Gasbehältern für alternative Treibstoffe in Fahrzeugen unter Berücksichtigung komplexer Brand- und Explosionsszenarien untersucht werden. Es wird der aktuelle Hintergrund des Forschungsvorhabens erläutert sowie die geplanten Untersuchungen und beabsichtigten Ergebnisse vorgestellt. Hauptbestandteil des Projekts ist eine Vielzahl von zerstörenden Großversuchen. Im Vorfeld dieser Großversuche werden zur Weiterentwicklung und Adaptierung von Messtechnik Versuche im kleineren Maßstab durchgeführt. Im Folgenden werden Teile dieser Ver-suchsaufbauten im „mid-scale“ sowie die dabei verwendete Messtechnik dargestellt. Weiterhin werden erste Ergebnisse aus Wärmeeintragsversuchen zur Quantifizierung verschiedener Unterfeuerungsmethoden für die zerstörenden Großversuche vorgestellt.
In Deutschland gibt es eine große Anzahl von Kraftfahrzeugen, die mit alternativen Antrieben (z. B. LPG (Liquefied Petroleum Gas), CNG (Compressed Natural Gas)) ausgerüstet sind. In zahlreichen Großversuchsserien untersucht die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Rahmen des internen Forschungsprojekts CoFi-ABV (Complex Fires – Auswirkungen von Behälterversagen) die Auswirkungen beim Versagen der Treibstoffbehälter dieser alternativen Antriebe. Ziel dieser Untersuchungen ist eine ganzheitliche Auswirkungsbetrachtung, um die Risiken für Feuerwehren und Rettungskräfte besser abschätzen zu können. Im Vorfeld zu den Versuchen für LPG- und CNG-Tanks wurden in einer weiteren Versuchsserie 15handelsübliche 11-kg-Propangasflaschen ohne Sicherheitseinrichtung unterfeuert. Alle 15 Behälter haben – wie zu erwarten war – versagt. Neben den Zustandsdaten des Behälters zum Versagenszeitpunkt (Temperatur des Behältermantels, Innendruck und -temperatur) wurden die Auswirkungen auf die Umgebung hinsichtlich Druckwirkung und Fragmentierung (Anzahl, Masse, Distanz, Richtung) dokumentiert.
In einer Großversuchsserie wurden auf dem BAM-TTS 15 11-kg-Propangasflaschen ohne Sicherheitseinrichtung mit drei verschiedenen Methoden (Holz, Benzinpool, Gas) unterfeuert. Der Beitrag beschreibt die dokumentierten Auswirkungen (z. B. Fragmentierung, Überdruck), die Art des Versagens sowie den Behälterzustand zum Zeitpunkt des Versagens.
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 dokumen-tieren, 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.
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 Behälter¬ver¬sagen durch Brandbeaufschlagung untersucht. Neben verschiedenen Behältermantel¬temperaturen 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.
Die Zahl der zugelassenen Fahrzeuge auf deutschen Straßen, welche statt herkömmlichen Otto- und Dieselkraftstoffen alternative Treibstoffkonzepte (z.B. LPG, CNG, H2) für den Antrieb nutzen, ist in den vergangenen Jahren kontinuierlich gestiegen. Der dabei zunehmende Mix an Behältertypen und die große Anzahl an alternativen Treibstoffen macht in Unfallsituationen die Berücksichtigung zusätzlicher Risiken notwendig. Zum Beispiel kann es bei einem Unfall zum Austritt von gasförmigen Treibstoffen sowie infolge eines Brandes auch zu einem Behälterversagen kommen. Das Schadensausmaß in einem solchen Fall übersteigt dabei deutlich das zu erwartende Ausmaß infolge eines PKW-Brandes mit herkömmlichen Kraftstoffen.
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.