Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Vortrag (374)
- Zeitschriftenartikel (128)
- Beitrag zu einem Tagungsband (114)
- Zeitschriftenheft (Herausgeberschaft für das komplette Heft) (91)
- Dissertation (68)
- Forschungsbericht (48)
- Newsletter (31)
- Posterpräsentation (27)
- Jahresbericht (18)
- Sonstiges (15)
Sprache
- Deutsch (826)
- Englisch (111)
- Mehrsprachig (18)
Schlagworte
- Wasserstoff (126)
- Schlagfunken (46)
- Mechanisch erzeugte Funken (43)
- Korrosion (42)
- Explosionsschutz (39)
- Nichtelektrischer Explosionsschutz (36)
- Nichtelektrische Funken (33)
- Hydrogen (30)
- MAG-Schweißen (27)
- H2Safety@BAM (25)
- Reibfunken (25)
- Schleiffunken (22)
- Schweißen (21)
- Funken (19)
- Hochfester Feinkornbaustahl (17)
- Mechanischer Explosionsschutz (17)
- Additive Fertigung (16)
- Sicherheit (16)
- Spannungsrisskorrosion (16)
- Potentialfeldmessung (14)
- Sicherheitstechnische Kenngrößen (14)
- Wärmeführung (14)
- Safety (13)
- Spannstahl (13)
- Wasserstoffspeicher (13)
- Behälterversagen (12)
- Druckbehälter (12)
- Eigenspannungen (12)
- Fügetechnik (10)
- Digitalisierung (9)
- Explosionsgrenzen (9)
- Hochfeste Feinkornbaustähle (9)
- Korrosionsprüfung (9)
- Zerstörungsfreie Prüfung (9)
- ATEX (8)
- Beton (8)
- Degradation (8)
- Energiespeicherung (8)
- Erdgasnetz (8)
- Forschung (8)
- GHS (8)
- Implant-Test (8)
- Kaltrisse (8)
- LH2 (8)
- LNG (8)
- Prüfverfahren (8)
- CFK (7)
- Diffusion (7)
- Einstufung (7)
- Gassensorik (7)
- Gefahrgut (7)
- Geführte Ultraschallwellen (7)
- Kaltriss (7)
- Korrosionsschutz (7)
- Markthochlauf (7)
- Normung (7)
- Prozessanalytik (7)
- Welding (7)
- Zündquellen (7)
- Alterung (6)
- CLP (6)
- Lebensdauervorhersage (6)
- Pipeline (6)
- Prüfmethoden (6)
- Qualitätsinfrastruktur (6)
- Recycling (6)
- Sensorik (6)
- Studie (6)
- Tribologie (6)
- Zündgefahrenbewertung (6)
- Bewertung (5)
- Cathodic delamination (5)
- Chemikalienrecht (5)
- Corrosion testing (5)
- Energiewende (5)
- Erdgas (5)
- Erneuerbare Energien (5)
- Explosion (5)
- Feuerwehr (5)
- Flüssigwasserstoff (5)
- Gefahrstoffe (5)
- Hochfester Stahl (5)
- Hydrogen assisted cracking (5)
- Impact (5)
- Kaltrissprüfung (5)
- Kathodische Enthaftung (5)
- Kennzeichnung (5)
- Konformitätsbewertung (5)
- Numerische Simulation (5)
- Offshore (5)
- Organic coatings (5)
- Organische Beschichtungen (5)
- Propan (5)
- QI-Digital (5)
- Qualitätssicherung (5)
- Rostasche (5)
- Schallemissionsanalyse (5)
- SensRef (5)
- Verzinkter Betonstahl (5)
- Wirbelstromprüfung (5)
- Ökodesign (5)
- Alternative Antriebe (4)
- Alternative Kraftstoffe (4)
- Archäometrie (4)
- Assessment (4)
- Auswirkungsbetrachtungen (4)
- Biogas (4)
- CFD (4)
- Chemometrie (4)
- Composite (4)
- Composite-Druckgefäß (4)
- Corrosion (4)
- Druck-Volumen-Produkt (4)
- Elektrische Energiespeicher (4)
- Energieverbrauchskennzeichnung (4)
- Fahrzeugbrand (4)
- Faseroptische Sensorik (4)
- Faserverbundwerkstoff (4)
- Faserverbundwerkstoffe (4)
- Gasausbreitung (4)
- Gaswolkenexplosion (4)
- Gefahreneigenschaften (4)
- Gefahrenklasse (4)
- Gefahrgutunfälle (4)
- Gefahrgutverpackungen (4)
- Gefährdungsbeurteilung (4)
- Hydrogen safety (4)
- Höherfester Feinkornbaustahl (4)
- Laserstrahlschweißen (4)
- Legierungsmodifikation (4)
- Mechanische Funken (4)
- Monte-Carlo-Experiment (4)
- Nichtrostender Stahl (4)
- Phasenumwandlung (4)
- Physikalische Gefahren (4)
- Power-to-Gas (4)
- Reibung (4)
- Reparatur (4)
- Ressourceneffizienz (4)
- Risikosteuerung (4)
- Rissbildung (4)
- Schadensanalyse (4)
- Schallemissionsprüfung (4)
- Schweißprozessparameter (4)
- Sicherheitsdatenblatt (4)
- Stationäre Energiespeicher (4)
- Streuung (4)
- TEKKEN-Test (4)
- UP-Schweißen (4)
- Ultraschall (4)
- Unfallstatistik (4)
- Vakuum (4)
- Wassergefährdende Stoffe (4)
- Wasserstoffkonzentration (4)
- Wasserstoffspeicherung (4)
- Zustandsüberwachung (4)
- Acetylen (3)
- Aluminium (3)
- BLEVE (3)
- Bauteilversuch (3)
- Behälter (3)
- Berstdruck (3)
- Betonstahl (3)
- Computertomographie (3)
- Dauerhaftigkeit (3)
- Deflagration (3)
- Delfin (3)
- Dichtheit (3)
- Dichtheitsprüfung (3)
- Druckgasbehälter (3)
- Einspanngrad (3)
- Elektrochemie (3)
- Endlager (3)
- Energieeffizienz (3)
- Explosion protection (3)
- Explosionsdrücke (3)
- Feinkornbaustahl (3)
- Festigkeit (3)
- Flammschutzmittel (3)
- Funkenarme Werkzeuge (3)
- Funkenfreie Werkzeuge (3)
- Glas (3)
- Glaskapillaren (3)
- Graphit (3)
- Hochentropielegierung (3)
- Hochradioaktive Abfälle (3)
- Hohlzugprobe (3)
- Hydrogen Embrittlement (3)
- ISO 3690 (3)
- Ionenstrahlanalytik (3)
- Katastrophe (3)
- Keramik (3)
- Konsequenzbegrenzung (3)
- LPG (3)
- Leckdetektion (3)
- Lithium-Ionen-Batterie (3)
- Lochkorrosion (3)
- Metrologie (3)
- Metrologie zur Wasserstoffspeicherung (3)
- Mikroplastik (3)
- Modifizierter Sprühlichtbogen (3)
- NEXAFS (3)
- Nachwärmung (3)
- Neutronentomographie (3)
- Nichtatmosphärische Bedingungen (3)
- Online-NMR-Spektroskopie (3)
- Organische Peroxide (3)
- Polymere (3)
- QI-Cloud (3)
- Research (3)
- Review (3)
- Richtlinie 2014/34/EU (3)
- Röntgenrefraktionsmessung (3)
- Sauerstoff (3)
- Sensoren (3)
- Sicherheitstechnik (3)
- Simulation (3)
- Spannbetonbauwerke (3)
- Spurenfeuchte (3)
- Steel (3)
- Structural Health Monitoring (3)
- Structural Health Monitoring (SHM) (3)
- Supermartensit (3)
- Tank (3)
- Thermisches Durchgehen (3)
- Trapping (3)
- UN-GHS (3)
- Ultraschallunterstütztes Fräsen (3)
- Verbundwerkstoffe (3)
- Verteilte faseroptische Sensorik (3)
- WIG-Schweißen (3)
- Wasserstoffsensor (3)
- Wasserstofftankstelle (3)
- Wasserstofftechnologie (3)
- Wasserstofftechnologien (3)
- Wasserstoffversprödung (3)
- Werkstoffe (3)
- Werkstofffragen (3)
- XPS (3)
- Zuverlässigkeit (3)
- Zündkriterium (3)
- 13CrMoV9-10 (2)
- AHTN (2)
- Akzeptanz (2)
- Alkali-Kieselsäure-Reaktion (2)
- Ameisensäure (2)
- Analytik (2)
- Automobilindustrie (2)
- Baustoffe (2)
- Bauwesen (2)
- Beförderung gefährlicher Güter (2)
- Bersten (2)
- Beschichtung (2)
- Betriebssicherheit (2)
- Beurteilungskriterien (2)
- Biene (2)
- Bitumen (2)
- Brandbekämpfung (2)
- Brandschutz (2)
- CFRP (2)
- CNG (2)
- COD-AGE (2)
- Carbon Fibers (2)
- Chemisch instabile Gase (2)
- Chlorid (2)
- Chloride (2)
- Chromatreduzierter Zement (2)
- Composite-Druckbehälter (2)
- Consequences (2)
- Coulometrische Sensoren (2)
- DAS (2)
- DTBP (2)
- Dichtheitsprüfverfahren (2)
- Doktorandentagung (2)
- Druckbehältern (2)
- Druckgefäße (2)
- Duplexstahl (2)
- Einstufung gefährlicher Stoffe (2)
- Electric Arc Furnace (2)
- Elektrolyseverfahren (2)
- Elementanalyse (2)
- Energieeffizeinz (2)
- Ermüdung (2)
- Explosivstoffe (2)
- Faserkunststoffverbund (2)
- Faserverbund (2)
- Femtosecond laser (2)
- Festschmierstoffe (2)
- Flammable gas (2)
- Flammschutz (2)
- Flotation (2)
- Freisetzung (2)
- Freistrahlflamme (2)
- GFRP (2)
- Gas sensor (2)
- Gasanalytik (2)
- Gaseous hydrogen (2)
- Gasfreisetzung (2)
- Gassensor (2)
- Gassicherheit (2)
- Gasspeicher (2)
- Gaswarngeräte (2)
- Gefahrgutbeförderung (2)
- Gefahrguttransport (2)
- Gefahrstoff (2)
- Gesetzliche Aufgaben (2)
- Glasstruktur (2)
- Gremienarbeit (2)
- Gutachten (2)
- H2 (2)
- Herstellung von Gasgemischen (2)
- High-strength steel (2)
- Hochdruck (2)
- Hochfest (2)
- Hydrogen diffusion (2)
- Hydrogen environment (2)
- Hydrogen transport in pipelines (2)
- Höherfeste Feinkornbaustähle (2)
- Höherfester Stahl (2)
- ISO 15630-3 (2)
- Ignition probability (2)
- Ignition source (2)
- Immunoassay (2)
- Impact sparks (2)
- Interkristalline Korrosion (2)
- Ionische Flüssigkeiten (2)
- Kaltrissbildung (2)
- Kenngrößen (2)
- Keramikfeder (2)
- Kernreaktionsanalyse (2)
- Klassifizierung (2)
- Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (2)
- KorroPad (2)
- Kunst- und Kulturgut (2)
- Kupferazid (2)
- LIBS (2)
- LTT-Zusatzwerkstoff (2)
- Langsame Berstprüfung (2)
- Laser-induced forward transfer (LIFT) (2)
- Lebensdauerversuche (2)
- Lebensdauerüberwachung (2)
- Leckage (2)
- Leichtbau (2)
- Lightweight design (2)
- Liquid hydrogen (LH2) (2)
- Lithiumbatterien (2)
- MIC (2)
- Martensit (2)
- Massenspektrometrie (2)
- Materialkompatibilität (2)
- Mechanically generated sparks (2)
- Mediumentropielegierung (2)
- Mehrphasenströmung (2)
- Messunsicherheit (2)
- Metall (2)
- Metallurgische Fragen (2)
- ModuH2Pipe (2)
- Nanomaterialien (2)
- Neutronenradiographie (2)
- Nicht-atmosphärische Bedingungen (2)
- Nichtelektrische Geräte (2)
- Normen (2)
- Numerische Strömungsmechanik (2)
- Optische Fasern (2)
- Partikel (2)
- Permeability (2)
- Permeationsmessung (2)
- Phosphor (2)
- Physikalische-chemische Eigenschaften (2)
- Pipelines (2)
- Polymer (2)
- Potentialmessung (2)
- Probabilistic approach (2)
- Probabilistischer Ansatz (2)
- Prozessindustrie (2)
- Prüfgase (2)
- Pyrolyse (2)
- Pyrometallurgy (2)
- QI Digital (2)
- REACH (2)
- RPT (2)
- Radiography (2)
- Reaktive Brandschutzsysteme (2)
- Referenzmaterialien (2)
- Regelwerke (2)
- Renewable energy (2)
- Risiko (2)
- Risikoanalyse (2)
- SADT (2)
- SBFEM (2)
- SDS (2)
- Sample Performance Chart (2)
- Schichtdicke (2)
- Schrumpfbehinderung (2)
- Schweißeigenspannungen (2)
- Schwergas (2)
- Schädigung (2)
- Sensorbeschichtung (2)
- Sensornetzwerk (2)
- Sicherer Umgang (2)
- Sicherheitsanforderungen (2)
- Sicherheitsbewertung (2)
- Sicherheitstechnische Eigenschaften (2)
- Spaltkorrosion (2)
- Spannungs-Dehnungs-Verhalten (2)
- Spannungsrelaxationsriss (2)
- Spezialgase (2)
- Spurenfeuchtemessung (2)
- Stahl (2)
- Stahlwerksschlacke (2)
- Statistische Bewertung (2)
- Steelmaking (2)
- Stichprobenprüfung (2)
- Stofftransport (2)
- Surface analysis (2)
- Synchrotron (2)
- Synchrotron X-ray imaging (2)
- Synchrotronbeugung (2)
- TDA (2)
- TEKKEN (2)
- TRAS 410 (2)
- Technische Gase (2)
- Technological innovation system (2)
- Thermografie (2)
- Thermomechanische Eigenschaften (2)
- UN-Prüfhandbuch (2)
- Umlaufkühler (2)
- Unterfeuerung (2)
- Vacuum hot extraction (2)
- Verbundzone (2)
- Verflüssigtes Erdgas (2)
- Verteilte akustische Sensorik (2)
- Wassersoff (2)
- Wasserstoff als Energieträger (2)
- Wasserstoffdruckbehälter (2)
- Wasserstoffeinspeisung (2)
- Wasserstofferzeugung (2)
- Wasserstoffunterstützte Kaltrissbildung (2)
- Wasserstoffunterstützte Rissbildung (2)
- Werkstoff (2)
- Werkstoffauswahl (2)
- Werkstoffkennwerte (2)
- Werkstoffklassen (2)
- Wiederkehrende Prüfung (2)
- Windenergie (2)
- Wärmeführung beim Schweißen (2)
- Wärmestrahlung (2)
- Zeichenmaterialien (2)
- Zementersatz (2)
- Zulassungskriterium (2)
- Zuständige Behörde (2)
- Zwischenlagerung (2)
- Zündenergie (2)
- Zündwahrscheinlichkeit (2)
- numerische Simulation (2)
- pV-Produkt (2)
- supermartensitic stainless steel (2)
- Äquivalente Branddauer (2)
- Überlebenswahrscheinlichkeit (2)
- (HAX)PES (1)
- 100 Jahre Prozessanalytik (1)
- 100Cr6-Stahl (1)
- 150 Jahre BAM (1)
- 2D geschlossen-analytische Spannungsanalyse (1)
- 3D (1)
- ADN Tabelle C (1)
- ADR (1)
- AES (1)
- AF-coatings (1)
- AIBN (1)
- AKR (1)
- AM (1)
- ANOVA (1)
- APEX (1)
- ATEX Richtlinie 2014/34/EU (1)
- ATR Anerkanntes Technisches Regelwerk (1)
- AXRD (1)
- Abbaumechanismen (1)
- Abfallbehandlung (1)
- Abfallverbrennung (1)
- Abgas (1)
- Abplatzungen (1)
- Abschälprüfung (1)
- Abwasserbehandlung (1)
- Acceptance rate (1)
- Acetone peroxide (1)
- Acetonperoxid (1)
- Acrylphosphate (1)
- Additive Manufacturing (1)
- Additive manufacturing (1)
- Adhäsionsprüfung (1)
- Adiabatische Lagerprüfung (1)
- Adsorbed water film (1)
- Advanced Materials (1)
- Aerosole (1)
- Affinity chromatography (1)
- Affinitätschromatographie (1)
- Aging (1)
- Akzeptanzrate (1)
- AlSi10Mg (1)
- Alclad (1)
- Alkali-silica-reaction (1)
- Alkalialumosilicatsysteme (1)
- Alkalien (1)
- Alloy films (1)
- Alternative Antriebe/Kraftstoffe (1)
- Alternative Energieformen (1)
- Alternative Energieträger (1)
- Alumina (1)
- Aluminium-Druckguss (1)
- Amidothioharnstoff (1)
- Ammoniumnitrat (1)
- Amorphes Silizium (1)
- Analyse (1)
- Analysis of fiber material (1)
- Anforderungen (1)
- Anlagenbau (1)
- Ansprechzeit (1)
- Antibody (1)
- Anwendungsbeispiele (1)
- Apis mellifera (1)
- Arbeitsbereichs "Themenfeld Energie Gase" (1)
- Arbeitsschutz (1)
- Arbeitsschutzvorschriften (1)
- Aromatic amino acid analysis (1)
- Aromatische Aminosäureanalyse (1)
- Asphaltstraße (Oberbau) (1)
- Aufbereitung (1)
- Aufbereitungstechnik (1)
- Aufgelöste Tragstrukturen (1)
- Auftriebskräfte (1)
- Ausfallwahrscheinlichkeit (1)
- Auslegungsüberschreitend (1)
- Auswirkungsbetrachtung (1)
- Autofrettage, (1)
- Automatisierte Fertigung (1)
- Automatisierung (1)
- Automobilbau (1)
- Außenbesichtigung (1)
- Außenbrandprüfung (1)
- BAM 50/60 Stahlrohrprüfung (1)
- BAM Fallhammer (1)
- BAM Reibapparat (1)
- BAM Trauzl Prüfung (1)
- BAM-GGR 022 (1)
- BAM-Gefahrgutregel (1)
- BAMline (1)
- Ballistische Mörserprüfung (1)
- Bandsicherungen (1)
- Battery (1)
- Baumusterprüfungen (1)
- Baustahl (1)
- Baustoffuntersuchungen (1)
- Bauteilauslegung (1)
- Bauteilbeanspruchung (1)
- Bauteilprüfung (1)
- Bauteilprüfung, -sicherheit und -zertifizierung (1)
- Bauteiltest (1)
- Bauwerkserhaltung/Instandsetzung (1)
- Beanspruchung (1)
- Beanspruchungen (1)
- Beanspruchungsanalyse (1)
- Bedarf (1)
- Bedeutung (1)
- Bergungsdruckgefäß (1)
- Berstfestigkeit (1)
- Berstprüfung (1)
- Berstversuch (1)
- Berufsgenossenschaft (1)
- Bestimmungsgemäßer Gebrauch im Explosionsschutz (1)
- Bestimmungsgemäßer Gebrauch im explosionsgefährdeten Bereich (1)
- Bestimmungsverfahren (1)
- Beta-Titan (1)
- Betonangriff (1)
- Betonboden (1)
- Betontechnik (1)
- Betrieb (1)
- Beurteilungsmethoden der BAM (1)
- Bibliothek ternärer Pd-Legierungen (1)
- Biegemoment (1)
- Bindemittel (1)
- Binnenschiffe (1)
- Binnenwasserstraßen (1)
- Biobrennstoff (1)
- Biogas-Wasserstoff-Gemische (1)
- Biomasse (1)
- Biosensor development (1)
- Biosensorentwicklung (1)
- Biotische/abiotische Faktoren (1)
- Bitmuinöses Mischgut (1)
- Bleve (1)
- Branddetektion (1)
- Branderkundung (1)
- Brandfrüherkennung (1)
- Brandgefahren (1)
- Brandmelder (1)
- Brandprüfung (1)
- Brandschutz im Industriebau (1)
- Brandszenarien (1)
- Brandtest (1)
- Brandverhalten (1)
- Brandversuche (1)
- Bremsbelag (1)
- Brennbarkeitsprüfung (1)
- Brennstabhüllrohr (1)
- Brennstoffe (1)
- Brennstoffzelle (1)
- Brennstoffzellen (1)
- Bromierung (1)
- Bruch (1)
- Brücke (1)
- Building materials analysis (1)
- Burst pressure (1)
- Burst requirements (1)
- Burst test (1)
- CCQM (1)
- CCS (1)
- CFD simulation (1)
- CIGS (1)
- CIGSe (1)
- CLP-Verordnung (1)
- CLT (1)
- CO2-capture (1)
- CONSENS (1)
- Cabonfasern (1)
- Calziumchlorid (1)
- Cancer therapy (1)
- Carbon-dioxide-steam (1)
- Carbonation (1)
- Carbonatisierung (1)
- Carrier gas analysis (1)
- Carrier gas hot extraction (1)
- Catalyst Layer (1)
- Certified reference materials (1)
- Chalcopyrite-type (1)
- Charakterisierung (1)
- Chemical mapping (1)
- Chemisches Recycling (1)
- Chrom VI (1)
- Chrom-Nickel-Überzug (1)
- Classification (1)
- Click Chemistry (1)
- Closed vessel combustion (1)
- Coating (1)
- Cold cracking and welding (1)
- Comparison (1)
- Competence Center (1)
- Component testing (1)
- Composite cylinder (1)
- Composite cylinders (1)
- Composite pressure vessel (1)
- Composite pressure vessels (1)
- Composite structures (1)
- Composite-Druckgefäße (1)
- Composite-Metall-Hybrid Hochdruckbehälter (1)
- Composites (1)
- Comptonstreuung (1)
- Computer-Tomographie (1)
- Computertomografie (1)
- Concrete (1)
- Condensed Matter Physics (1)
- Confidence level (1)
- Consequence (1)
- Copper indium gallium diselenide (CIGSe) (1)
- Copper-indium-gallium-diselenide (1)
- Coulometric sensor (1)
- Coulometrie (1)
- Crack formation (1)
- Crash loads (1)
- Creep resisting materials (1)
- Creep-resistant Steels (1)
- Creep-resistant steel (1)
- Cross-cutting activities (1)
- Cryoegenic storage vessel (1)
- Cryogenic Tank (1)
- Cryogenic temperature (1)
- Cu(In,Ga)Se2 (1)
- CuSn1 (1)
- Current results of the DELFIN project (1)
- Cyro storage tanks (1)
- DDT-Prüfung (1)
- DED (1)
- DED-EB (1)
- DED-LB (1)
- DELFIN (1)
- DIN (1)
- DIN EN ISO 15630-3 (1)
- DLC (1)
- DLC-Schichten (1)
- DLC-coatings (1)
- DNA (1)
- DNA Cleavage (1)
- DNA damage (1)
- DNA radiation damage (1)
- DSC (1)
- Dangerous goods packagings (1)
- Datenbank (1)
- Datenerfassung (1)
- Defekte (1)
- Deflagration-Detonation-Übergangsprüfung (1)
- Deflagrationsfähige Stoffe (1)
- Deflagrationsprüfung (1)
- Deflagrationsweiterleitung (1)
- Degradation of Mechanical Properties (1)
- Dehnungsinduziert (1)
- Dehnungskontrolliert (1)
- Deponieabdichtungen (1)
- Depth profiling (1)
- Desensibilisierte Explosivstoffe (1)
- Design life (1)
- Detection technologies (1)
- Detonation (1)
- Detonationsfähige Stoffe (1)
- Detonationsgrenzen (1)
- Detonationsweiterleitung (1)
- Dichtesortierung (1)
- Dichtung (1)
- Dickblech (1)
- Diffusible hydrogen (1)
- Diffusibler Wasserstoff (1)
- Digital Calibration Certificate (1)
- Digital Traceability (1)
- Digital quality infrastructure (1)
- Digital-Image-Correlation-Technik (DIC) (1)
- Digitale Transformation (1)
- Digitaler Produktpass DPP (1)
- Digitaler Zwilling (1)
- Digitalisation (1)
- Digitalization (1)
- Directed Energy Deposition (1)
- Disposal (1)
- Distributed Acoustic Sensing (DAS) (1)
- Distributed fibre optic sensors (1)
- Diversität (1)
- Dosimetry (1)
- Dotiertes Zinnoxid (1)
- Dritter Körper (1)
- Druck-Zeit-Prüfung (1)
- Druckbehälterprüfung (1)
- Druckefestigkeit (1)
- Druckelektrolyse (1)
- Druckentlastung (1)
- Druckentlastungseinrichtungen (1)
- Druckgase (1)
- Druckgasspeicher (1)
- Druckgefäß (1)
- Druckspeicher (1)
- Druckwelle (1)
- Dry friction (1)
- Duktilität (1)
- Duplexstähle (1)
- Dynamische longitudinale Stoßprüfung (1)
- Düngemittel (1)
- Dünne Schicht (1)
- Dünnschichten (1)
- ED-XRD (1)
- EES (1)
- ELISA (1)
- EN AW-2618A (1)
- EU-Recht (1)
- Ectoin (1)
- Ectoine (1)
- Ectoine DNA interaction (1)
- Ectoine protein interaction (1)
- Ectoine radiation protection (1)
- Ectoine salt (1)
- Eddy current testing (1)
- Edelstahl (1)
- Edelstahl-Funken (1)
- Edelstahl-Schlagfunken (1)
- Efficiency in transportation (1)
- Eigenschaften (1)
- Eigenspannung (1)
- Einbau (1)
- Einflussfaktoren auf Rissfortschrittsdaten (1)
- Einflussparameter (1)
- Eisen (1)
- Elastomer (1)
- Electrochemical permeation (1)
- Electron irradiation (1)
- Elektrische Fremdbeeinflussung (1)
- Elektrochemisches Rauschen (1)
- Elektromagnetische Porenreduktion (1)
- Elektronen-Tomographie (1)
- Elektronentomographie (1)
- Elektroofenstaub (1)
- Elektrospray Abscheidung (1)
- Elektrospray Ionisation (1)
- Element analysis (1)
- Elemental distributions (1)
- Elementverteilung (1)
- Ellipsometrie (1)
- Energieerzeugung (1)
- Energiequelle (1)
- Energiespeicher (1)
- Energietechnik (1)
- Energiewirtschaft (1)
- Energy Engineering and Power Technology (1)
- Energy dispersive X-ray diffraction (EDXRD) (1)
- Entflammbarkeit (1)
- Entsorgungsprobleme von Binnenschiffen (1)
- Entzündbare Aerosole (1)
- Entzündbare Gase (1)
- Entzündbare feste Stoffe (1)
- Entzündbare flüssige Stoffe (1)
- Entzündbares Gas (1)
- Entzündend (oxidierend) wirkende feste Stoffe (1)
- Entzündend (oxidierend) wirkende flüssige Stoffe (1)
- Entzündung (1)
- Epoxidharze (1)
- Epoxy resin (1)
- Erdgas-Umgebung (1)
- Erdgas-Wasserstoff-Gemische (1)
- Erdgasinfrastruktur (1)
- Ermüdungsrissfortschritt (1)
- Ersatzbaustoffverordnung (1)
- Ersatzgeometrie (1)
- Erstarrung (1)
- Erwärmung unter Einschluss (1)
- Estrichbeton (1)
- Estrichbetonboden (1)
- Ethylen (1)
- Europäisches Übereinkommen (1)
- Ex-Werkzeuge (1)
- Exotherme Reaktion (1)
- Exotherme Zersetzung (1)
- Explosion Limits (1)
- Explosion Protection (1)
- Explosionsdiagramme (1)
- Explosionsdruckentlastung (1)
- Explosionsfeste Bauweise (1)
- Explosionsfähige Gasgemische (1)
- Explosionsszenarien (1)
- Explosionszonen (1)
- Explosive Eigenschaften (1)
- Explosive atmosphere (1)
- FAME (1)
- FED (1)
- FGM (1)
- FSW (1)
- FTIR (1)
- Failure rate (1)
- Failure root cause (1)
- Fankhänel (1)
- Farbindikator (1)
- Faserkunstoffverbund (1)
- Faseropische Sensorik (1)
- Faseroptik (1)
- Faseroptische Sensoren (1)
- Fassprüfung (1)
- Fehlervermeidung (1)
- Feinkornbaustähle (1)
- Feldflußfraktionierung (1)
- Fernerkundung (1)
- Ferngasleitung (1)
- Fertigungstechnologie (1)
- Festigkeiten (1)
- Feton-like processes (1)
- Feuchte (1)
- Feuchtigkeitsmessung (1)
- Feuer (1)
- Feuerbälle (1)
- Feuersicherheit (1)
- Feuerverzinkt (1)
- Feuerverzinkter Stahl (1)
- Feuerwiderstandsdauer (1)
- Fibre-optic sensors (1)
- Finite Elemente (1)
- Finite-Elemente-Methode (1)
- Finite-Elemente-Simulationen (1)
- Fire (1)
- Fire engulfment (1)
- Flame retardants (1)
- Flammability (1)
- Flammability limits (1)
- Flammable liquid (1)
- Flammendurchschlagsicherungen (1)
- Flammensperren (1)
- Flammpunkt (1)
- Fluorescence (1)
- Fluoreszenzsonden (1)
- Fluorid (1)
- Flüssigkeitsdruckprüfung (1)
- Foresight Prozess H2 (1)
- Formgedächtnispolymere (1)
- Forschungsbedarfe (1)
- Forschungslandschaft Wasserstoff (1)
- Forschungsnetzwerk Wasserstoff (1)
- Forschungsprojekt (1)
- Fractography (1)
- Fraktionierte Filtration (1)
- Fraktografie (1)
- Fraktographie (1)
- Freistrahlmodellierung (1)
- Freiversuchsgelände Horstwalde (1)
- Friction (1)
- Fuel Technology (1)
- Fuel cell (1)
- Functional safety (1)
- Functionally Graded Materials (1)
- Funkenarmes Werkzeug (1)
- Funkenfreies Werkzeug (1)
- Funktionalisierung (1)
- Fügeverfahren (1)
- GC-PED (1)
- GDMS (1)
- GFK (1)
- GMA welding (1)
- GTR 13 (1)
- Gas analysis (1)
- Gas calibration (1)
- Gas cylinders (1)
- Gas diffusion layer (GDL) materials (1)
- Gas purity (1)
- Gas-Normale (1)
- Gas-diffusion layers (1)
- Gasbehälter (1)
- Gasdetektion (1)
- Gasdruckprüfung (1)
- Gase (1)
- Gasexplosion (1)
- Gasexplosionen (1)
- Gasfeuchte (1)
- Gasgemische (1)
- Gasgualität (1)
- Gasmesssystem (1)
- Gasmessung (1)
- Gasphasen NMR-Spektroskopie (1)
- Gasreinheit (1)
- Gassensoren (1)
- Gasspeicherung (1)
- Gauge pressure (1)
- Gefahrenklassen (1)
- Gefahrgut Transport (1)
- Gefährdungs- und Risikobeurteilung (1)
- Gefährliche Güter (1)
- Gefährliche Stoffe (1)
- Geführte Wellen (1)
- Gegenstände (1)
- Genetik (1)
- Geochemie (1)
- Geoenergie (1)
- Geokunststoffe (1)
- Geothermie (1)
- Gerätewagen (1)
- Gesetz von Archard (1)
- Gewässerschutz (1)
- Gichtgasschlamm (1)
- Glass (1)
- Glass capillaries (1)
- Glass screening device (1)
- Glass structures (1)
- Glasspeicher (1)
- Gleitlacke (1)
- Graduate School (1)
- Graduiertenkolleg (1)
- Graphite (1)
- Green Deal (1)
- Grillen (1)
- Grinding energy (1)
- Grinding sparks (1)
- Großbrand (1)
- Grundgesamtheit (1)
- Grundwasser (1)
- Grundwassersanierung (1)
- Gummi (1)
- H/D-Austausch (1)
- H2-Abbau (1)
- H2-Tankstelle (1)
- H2Safety@BAM.de (1)
- HCF (1)
- HME (1)
- HSCC (1)
- HSLA (1)
- Hapten design (1)
- Hapten immunoassay (1)
- Hapten-Design (1)
- Hapten-Immunoassay (1)
- Hartmann-Effekt (1)
- Hazardous areas (1)
- Heat control in welding (1)
- Heizöl (1)
- Heiße Oberflächen (1)
- Heißrissbildung (1)
- Heißrisse (1)
- Helium- und Wasserstoffpermeation (1)
- Herausforderungen beim Schweißen hochfester FKB (1)
- Herstellungsprozesse (1)
- Hi-Tension (1)
- High energy synchrotron radiation (1)
- High entropy alloy (1)
- High strength fine grained structural steels (1)
- High strength structural steels (1)
- High-entropy alloy (1)
- Hochdruck NMR-Spektroskopie (1)
- Hochdruckspeicherung (1)
- Hochentropie Legierung (1)
- Hochfeste Stähle (1)
- Hochfester Feinkornbaustahl S960QL (1)
- Hochleistungsbeton (1)
- Hollow Specimen Technique (1)
- Hollow fibres (1)
- Hollow specimen (1)
- Holländische Druckgefäßprüfung (1)
- Holz (1)
- Hot surface (1)
- Human Factors (1)
- Humidity sensor (1)
- Hybrid Materialien (1)
- Hybridschweißkopf (1)
- Hybridschweißprozess (1)
- Hydraulische Prüfeinrichtung (1)
- Hydraulischer Lastwechselversuch (1)
- Hydridpeicher (1)
- Hydrogen Infrastructure (1)
- Hydrogen Strategy (1)
- Hydrogen assisted cold cracking (1)
- Hydrogen degradation (1)
- Hydrogen detection (1)
- Hydrogen economy (1)
- Hydrogen embrittlement (1)
- Hydrogen infrastructure (1)
- Hydrogen measurement (1)
- Hydrogen quality (1)
- Hydrogen release (1)
- Hydrogen sensor (1)
- Hydrogen sensors (1)
- Hydrogen storage (1)
- Hydrogen storage cylinders (1)
- Hydrogen strategy (1)
- Hydrogen technologies (1)
- Hydrogen transport (1)
- Hydrogen trapping (1)
- Hydrogen-methane mixtures (1)
- Hydroxyl radicals (1)
- Hydroxylapatit (1)
- Hygienische Bewertung (1)
- I-Träger (1)
- IAQ (1)
- ICP-ToF-MS (1)
- ISO-Guide 35 (1)
- Identifizierung von Additiven (1)
- Ignition Source (1)
- Ignition effectiveness (1)
- Ignition hazard (1)
- Imker (1)
- Immunassay (1)
- Immunisierung (1)
- Immunization (1)
- Impact energy (1)
- Impact test machine (1)
- Impacts (1)
- Impakt (1)
- Impakt-Schaden (1)
- Imperfektion (1)
- Implant test (1)
- Implantat (1)
- In-Situ-Analyse (1)
- In-situ Monitoring (1)
- In-situ characterization of GDLs (1)
- In-situ synchrotron X-ray computed tomography (1)
- In-situ synchrotron X-ray radiography (1)
- Industrie 4.0 (1)
- Infractstructure (1)
- Infrarotspektroskopie (1)
- Infrastruktur (1)
- Infrastrukturmonitoring (1)
- Inhaltsstoffe (1)
- Innenraumluft (1)
- Insulation (1)
- Integritätsprüfung (1)
- Intermetallische FeAl-Legierungen (1)
- Interner Standard (1)
- Ionenverteilung (1)
- Ionische Flüssigkeit (1)
- Isolation (1)
- Isotherme Lagerprüfung (1)
- Jacket-Gründungsstrukturen (1)
- Japanese-German energy partnership (1)
- Jet-Feuer (1)
- Joining (1)
- Joining process (1)
- KKS (1)
- KTE (1)
- Kalibrierung (1)
- Kaltriss und Schweißen (1)
- Kaltrissprüfverfahren (1)
- Kaninchen-Immunisierung (1)
- Kapillaren-Proben-Abstand (1)
- Kapsel-Empfindlichkeitsprüfung (1)
- Kathodischer Korrosionsschutz (1)
- Kavitation (1)
- Kerbschlagzähigkeit (1)
- Kernreaktion (1)
- Kernresonanzspektroskopie (1)
- Kinetic energy (1)
- Kinetische Schlagenergie (1)
- Klassifizierungsverfahren (1)
- Klärschlamm (1)
- Klärschlammasche (1)
- Klärschlammverordnung (1)
- Knallgas (1)
- Knowledge and technology transfer (1)
- Koenen-Prüfung (1)
- Kohle (1)
- Kohlebrände (1)
- Kohlefaserkomposite (1)
- Kohlenmonoxid (1)
- Kohlenstoff-13-NMR-Spektroskopie (1)
- Kohlenstoffschichten (1)
- Kohlevergasung (1)
- Kohäsivzonenmodell (1)
- Kolloquium Prozessanalytik (1)
- Kombinierte Geräte (1)
- Kompetenzzentrum H2Safety@BAM (1)
- Komponenten (1)
- Kompositwerkstoffe (1)
- Konrad repository (1)
- Konsequenz (1)
- Kontamination von H2 (1)
- Korngrenzenschädigung (1)
- Korrosionsbeständigkeit (1)
- Korrosionsmechanismus (1)
- Korrosionsmonitoring (1)
- Korrosionsschaden (1)
- Korrosionsstrommessung (1)
- Korrosionsverhalten (1)
- Korrosive Eigenschaften (1)
- Kraftstoffe (1)
- Kriechen (1)
- Kriterien (1)
- Kritische Rohstoffe (1)
- Kryodruck (1)
- Kryogene Temperatur (1)
- Kryotechnik (1)
- Kunststoff (1)
- Kunststoffdichtungsbahnen (1)
- Kupfer-Antimon-Legierung (1)
- Kühlmöbel (1)
- Künstliche Intelligenz (1)
- LCB (1)
- LTT filler material (1)
- Ladetankausrüstung (1)
- Laminar burning velocity (LBV) (1)
- Langzeitstabilität (1)
- Laser (1)
- Laser Ablation/Imaging (1)
- Laser ablation (1)
- Laser powder bed fusion (1)
- Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) (1)
- Laser-Pulver-Auftragschweißen (1)
- Laserstrahl-Plasma-Hybridschweißen (1)
- Lastwechsel (1)
- Lastwechselprüfung (1)
- Lastwechselversuche (1)
- Layer-by-layer deposition (1)
- Leak testing (1)
- Leakage (1)
- Leakage rate (1)
- Leakproofness (1)
- Lebensdauer (1)
- Lebenslaufakte (1)
- Leckagerate (1)
- Library of ternary Pd-alloys (1)
- Lichtbogenofen (1)
- Lifetime (1)
- Lifetime prediction (1)
- Liquefied Natural Gas (1)
- Liquid Hydrogen (1)
- Liquid Metal Embrittlement (1)
- Liquid water flow rate (1)
- Liquified hydrogen (1)
- Lithium Batterien (1)
- Lithium-Batterien (1)
- Lithium-Ionen-Batterien (1)
- Lithium-Metall-Batterien (1)
- Lithium-ion batteries (1)
- Loch- u. Spaltkorrosion (1)
- Long-term calculation (1)
- Low energy electrons (1)
- Lösungsmittel (1)
- Lötrissigkeit (1)
- MAG (1)
- MIP (1)
- MSG-Schweißen (1)
- Machining (1)
- Magnesium (1)
- Magnesium-Calcium (1)
- Magnetfelder (1)
- Marangoni-Effekt (1)
- Mariner Bewuchs (1)
- Martensitic steel (1)
- Maschinelles Lernen (1)
- Massenabbrandraten (1)
- MatCom (1)
- Material questions (1)
- Materialadsorption (1)
- Materialcharakterisierung (1)
- Materialeignung und -kompatibilität (1)
- Materialkennwerte (1)
- Materials compatibility (1)
- Materialschaedigung (1)
- Materialschädigung (1)
- Materialuntersuchung (1)
- Materialuntersuchungen (1)
- Matrixschädigung (1)
- Maus-Immunisierung (1)
- Maßstabsübertragung (1)
- Measurement uncertainty (1)
- Mechanical prtoperties (1)
- Mechanical sparks (1)
- Mechanik (1)
- Mechanische Eigenschaften (1)
- Mechanische Ex-Betriebsmittel (1)
- Mechanische Geräte (1)
- Mechanische Zündquellen (1)
- Mechanischer Schlag (1)
- Mediumentropie Legierung (1)
- Meerwasser (1)
- Messsysteme (1)
- Messung (1)
- Metallsulfide (1)
- Metallurgical questions (1)
- Metallurgie (1)
- Methan (1)
- Methane (1)
- Methansäure (1)
- Methylquecksilber (1)
- Micro solar cell (1)
- Micro-concentrator solar cell (1)
- Microdosimetry (1)
- Microporous Layer (1)
- Microporous layer (1)
- Microporous layer (MPL) (1)
- Microstructure (1)
- Mikrodrohne (1)
- Mikrofokus-Röntgenfluoreszenzanalyse (1)
- Mikrolegierungseinfluss (1)
- Mikroorganismen (1)
- Mikroplastikreferenzmaterial (1)
- Mikrosensor (1)
- Mikrostruktur (1)
- Milch (1)
- Mindestberstdruck (1)
- Mini-UAV (1)
- Minimum Ignition Energy (1)
- Mischverbindung (1)
- Mobiles LIBS (1)
- Mobilität (1)
- Modalanalyse (1)
- ModuH2Pipe@BAM (1)
- Modulare Pipelineanlage (1)
- Molekularsiebe (1)
- Monitoring Endlager (1)
- Monitoring von Rohrleitungen (1)
- Monoverbrennung (1)
- Monte Carlo simulation (1)
- Monte-Carlo (1)
- Monte-Carlo-Analysis (1)
- Monte-Carlo-Simulation (1)
- Mouse immunization (1)
- Multi-gas sensor (1)
- Multidimensional technology adoption (1)
- Multielement-Legierung (1)
- Multigassensor (1)
- Multigassensorik (1)
- Multiparametric (1)
- Multiple Poolfeuer (1)
- Multiplexing (1)
- Multivariate Analysemethoden (1)
- NAMUR (1)
- NAMUR Open Architecture (1)
- NDT (1)
- NIR (1)
- NIR dyes (1)
- NMC Cathode (1)
- NMR-Spektroskopie (1)
- Nachernteprozess (1)
- Nachhaltigkeit (1)
- Nachwärmung (DHT) (1)
- Nahtgeometrie (1)
- Nanoparticles (1)
- Natrium (1)
- Natural gas (1)
- Natural gas environment (1)
- Natural gas mixtures (1)
- Net zero (1)
- Netzwerk zur interdisziplinären Kulturguterhaltung (1)
- Neuartige Materialien (1)
- Neutron (1)
- Neutron imaging (1)
- Neutronen (1)
- Neutronen-Tomographie (1)
- Neutronenbeugung (1)
- Neutronensonde (1)
- Nicht elektrischer Explosionsschutz (1)
- Nichteisenmetalle (1)
- Nichtelektrische Zündquellen (1)
- Nichtmetall-Analytik (1)
- Non electrical sparks (1)
- Non sparking tools (1)
- Non-target (1)
- Normierungsvorschlag (1)
- Normspaltweite (1)
- Null-Verschleiß (1)
- Numerische Strukturmechanik (1)
- Oberflächenanalyse (1)
- Oberflächenplasmonen (1)
- Offshore Windenergie (1)
- Offshore-Gründungen (1)
- Offshore-Windenergieanlagen (1)
- Online-Monitoring (1)
- Open-Path-Gasdetektor (1)
- Operational Technology (1)
- Operational loads (1)
- Optical backscatter reflectometry (1)
- Optical fibre (1)
- Organic peroxides (1)
- Ortsbewegliche Tanks (1)
- Oxidationspotential (1)
- Oxidative Alterung (1)
- Oxyfuel-Verbrennung (1)
- PC/ABS (1)
- PE (1)
- PEEK (1)
- PEEK-Komposite (1)
- PEEK_Komposite (1)
- PEM-Wasserelektrolyse (1)
- PEMFC (1)
- PLURIS (1)
- PP (1)
- PWHT (1)
- Papier (1)
- Parkbauten (1)
- Particle (1)
- Particles (1)
- Passivität (1)
- Patents (1)
- Permeation (1)
- Peroxid-basierte Explosivstoffe (1)
- Peroxide based explosives (1)
- Peroxide synthesis (1)
- Peroxidsynthese (1)
- Perspektiven (1)
- Pfropfung (1)
- Phosphorrückgewinnung (1)
- Photoinduzierter Elektronentransfer (1)
- Pilot study (1)
- Pilze (1)
- Pipelineschweißungen (1)
- Plasma (1)
- Plasmachemische Oxidation (1)
- Plattierung (1)
- Polarisationsmessung (1)
- Polarmethode (1)
- Polyacrylsäure (1)
- Polybutylenterephthalat (1)
- Polyclonal PETN-antibodies (1)
- Polyclonal TNT-antibodies (1)
- Polyester-Urethan (1)
- Polyethylenformstoffe (1)
- Polyklonale PETN-Antikörper (1)
- Polyklonale TNT-Antikörper (1)
- Polykristall (1)
- Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (1)
- Polymer composites (1)
- Polymer electrolyte membrane fuel cell (1)
- Polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) (1)
- Polymer surface modification (1)
- Polymercoating (1)
- Polymere Eigenschaften (1)
- Polymers (1)
- Polypropylen-Fasern (1)
- Pool fires (1)
- Poolfeuer (1)
- Population (1)
- Poren (1)
- Porosität (1)
- Poröses Material (1)
- Post weld heat treatment (1)
- Potentiometric titration (1)
- Pouch cell (1)
- Power to Gas (1)
- Power-to-Gas-Technologie (1)
- Power-to-gas (1)
- Power2Gas (1)
- Prallzerkleinerungsverfahren (1)
- Pressure loading (1)
- Pressure vessel (1)
- Pressure-dependent solubility (1)
- Prestressing Steels (1)
- Primäre Kalibriersubstanzen (1)
- Probabilistic (1)
- Probabilistik (1)
- Probenfertigung (1)
- Probengeometrie (1)
- Probennahme (1)
- Process and plant safety (1)
- Process control (1)
- ProcessNet (1)
- Production scatter (1)
- Progammable rotaxane stacks (1)
- Programmierung (1)
- Project QI Digital: Quo vadis Use Case H2 Refuelling Station? (1)
- Projekte (1)
- Proteomik (1)
- Protonen-NMR-Spektroskopie (1)
- Prozess- und Anlagensicherheit (1)
- Prozess-Sensoren (1)
- Prozesse (1)
- Prozessverfolgung (1)
- Prüffristenfestlegung (1)
- Prüfgasgenerierung (1)
- Prüfmethode (1)
- Prüfung (1)
- Publications (1)
- Pulvermethode (1)
- Pyrometallurgie (1)
- Pyrophore Stoffe (1)
- Quality Infrastructure (1)
- Quality infrastructure (1)
- Quantitative NMR-Spektroskopie (1)
- Quantitative Risikoanalyse (1)
- Quantum dot (1)
- Quantum yield (1)
- REM (1)
- REM/EDX (1)
- RFA (1)
- Rabbit immunization (1)
- Radar (1)
- Radiation (1)
- Radiation damage (1)
- Radiation therapy (1)
- Radiografie (1)
- Ramanspektroskopie (1)
- Rapid phase transition (1)
- Rasterelektronenmikroskop (1)
- Raten des Druckanstiegs (1)
- Rauchgase (1)
- Reaction calorimetry (1)
- Reaction monitoring (1)
- Reaktionsarten (1)
- Reaktionskalorimetrie (1)
- Reaktionskinetik (1)
- Reaktionskräfte (1)
- Reaktionsmonitoring (1)
- Rechtsvorschriften (1)
- Referenzmaterial (1)
- Regel- und Messtechnik (1)
- Regelsetzung (1)
- Regenerative Energieformen (1)
- Reibempfindlichkeit (1)
- Reibwärme (1)
- Reifeverhalten (1)
- Reinststoffe (1)
- Rekonstruktionsalgorithmen (1)
- Rembrandt (1)
- Renewable Energy, Sustainability and the Environment (1)
- Renewable fuels (1)
- Reparaturschweißen (1)
- Research and Development (1)
- Residual strength (1)
- Residual stress (1)
- Resolution neutron-radiography (1)
- Ressourcenrückgewinnung (1)
- Restfestigkeit (1)
- Restfestigkeiten (1)
- Richtlinie (1)
- Rinderfütterung (1)
- Ring Compression Test (1)
- Ringversuch (1)
- Ringversuche (1)
- Risk (1)
- Risk Assessment (1)
- Risk assessment (1)
- Riss (1)
- Rissanfälligkeit (1)
- Rissschließeffekte (1)
- Rissvermeidung (1)
- Rohrbiegeprüfstand (1)
- Rohrleitungen (1)
- Roter Phosphor (1)
- Rotschlamm (1)
- Rubber (1)
- Röntgen-Kanten-Tomographie (1)
- Röntgen-Refraktion (1)
- Röntgenkleinwinkelstreuung (1)
- Rückgewinnung (1)
- Rückverfolgbarkeit (1)
- Rückverstromung (1)
- Rührreibschweißen (1)
- S690QL (1)
- S700MC (1)
- SAFEKINEX (1)
- SSRT (1)
- Safety assessment (1)
- Safety characteristic (1)
- Safety engineering (1)
- Sauerstoffgrenzkonzentration (1)
- Scale-up (1)
- Scanning kelvin probe force microscopy (1)
- Schaden Quantifizierung (1)
- Schadenskunde (1)
- Schadensursachen an Rohrleitungen (1)
- Schadenverhütung (1)
- Schallemission (1)
- Schallemissionsmessung (1)
- Schallemmission (1)
- Schaumaerosole (1)
- Schicht (1)
- Schlagempfindlichkeit (1)
- Schlagenergie (1)
- Schlagfunkenmaschine (1)
- Schlagversuche (1)
- Schlagvorgang (1)
- Schmelzbadbeobachtung (1)
- Schmelzbadstütze (1)
- Schmierstoffe (1)
- Schutzgas (1)
- Schutzgasschweißen (1)
- Schutzmaßnahmen (1)
- Schutzsysteme (1)
- Schweissverbindung (1)
- Schweißbedingte Phänomene (1)
- Schweißeignung (1)
- Schweißnahtgefügen hochfester Stähle (1)
- Schweißnahtgeometrie (1)
- Schweißnahtimperfektionen (1)
- Schweißnahtunregelmäßigkeiten (1)
- Schweißparameter (1)
- Schweißtechnik (1)
- Schweißverbindung (1)
- Schweißverbindungen (1)
- Schwellenwert gegen Ermüdungsrissausbreitung (1)
- Schwimmhallen (1)
- Schwingfestigkeit (1)
- Schüttgüter (1)
- Seal (1)
- Secondary Recources (1)
- Sediment (1)
- Sekundärrohstoff (1)
- Selbstbeschleunigende Zersetzungstemperatur (1)
- Selbstentzündliche Stoffe (1)
- Selbstentzündung (1)
- Selbstunterhaltende Verbrennung (1)
- Selbstzersetzliche Stoffe (1)
- Seltene Erden (1)
- Semibatch reaction (1)
- Semibatch-Reaktion (1)
- Sensitivität (1)
- Sensor (1)
- Sensor response (1)
- Sensorik, Analytik und Referenzmaterialien (1)
- Sensors (1)
- Sensors and analytics (1)
- Service life (1)
- Sicherheit von Wasserstofftechnologien (1)
- Sicherheitsabstand (1)
- Sicherheitsmanagement (1)
- Sicherung von Meßsystemen (1)
- Silicon Nitride (1)
- Simulationsgestützte Gießkonzepte (1)
- Slow burst testing (1)
- Slow strain tensile tests (1)
- Small-scale Cone Calorimeter Untersuchungen (1)
- Social acceptance (1)
- Sodium (1)
- Software (1)
- Solar cells (1)
- Solvolyse (1)
- Sondervorschrift 674 (1)
- Spannstahlprüfung (1)
- Spannung (1)
- Spannungsarmglühen (1)
- Spannungsrelaxationsrisse (1)
- Sparks (1)
- Spektrensimulation (1)
- Spektroskopie (1)
- Stabile Isotope (1)
- Stabilitätsgrenze (1)
- Stahl-Schlagfunken (1)
- Stahlbeton (1)
- Stahllegierungen (1)
- Stahltragwerke (1)
- Standarddetonatoren (1)
- Standardflüssigkeiten (1)
- Standards (1)
- Standortvorteil (1)
- Stapelprüfung (1)
- Statistical assessment (1)
- Statistics (1)
- Stift-Scheibe-Anordnung (1)
- Stoffströme (1)
- Strength (1)
- Stress Relief Cracking (1)
- Stress and strain (1)
- Stress corrosion cracking (1)
- Streusalz (1)
- Stromdichtemessung (1)
- Structural health monitoring (SHM) (1)
- Struktur- und fluidmechanische Schwingungen (1)
- Struktur-Eigenschaftsbeziehung (1)
- Strukturüberwachung (1)
- Study (1)
- Störfall (1)
- Submerged arc welding (1)
- Sulfat (1)
- Supermarktkälte (1)
- Surface Chemistry (1)
- Survival rate (1)
- Swept wavelength interferometry (SWI) (1)
- Synchrotron X-ray tomography (1)
- Synchrotron diffraction (1)
- Synchrotron-Refraktion (1)
- Synchrotronstrahlung (1)
- Synthesegas (1)
- Synthetic Gas (1)
- Synthetische Moschusverbindungen (1)
- Säureangriff (1)
- TATP (1)
- TDS (1)
- TED-GC/MS (1)
- TEKKEN Test (1)
- TEM (1)
- TNO 50/70 Stahlrohrprüfung (1)
- Tankschiffsunfälle (1)
- Tankschifftyp (1)
- Tantal (1)
- Technische Beschichtungen (1)
- Technische Regeln (1)
- Technische Regeln Gase (1)
- Technologie (1)
- Technologie-Roadmap Prozess-Sensoren (1)
- Technology developments (1)
- Temperatur (1)
- Temperatur-Fertigungseigenspannungen (1)
- Temperatureinfluss (1)
- Temperaturfeld (1)
- Temperaturgedächtnispolymere (1)
- Tensile test (1)
- Tensile tests (1)
- Terahertzsysteme (1)
- Terrorism (1)
- Terrorismus (1)
- Testinfrastruktur (1)
- Testing (1)
- The upper consequence limit as a control instrument (1)
- Thermal desorption analysis (1)
- Thermal properties (1)
- Thermal runaways (1)
- Thermische Explosion (1)
- Thermische Methoden (1)
- Thermische Schutzschichten (1)
- Thermische Stabilität (1)
- Thermische Stabilitätsprüfung (1)
- Thermische Strahlung (1)
- Thermochemische Kreisprozesse (1)
- Thermodynamic modelling (1)
- Thermodynamik (1)
- Thermophysikalische Eigenschaften (1)
- Thermoplasten (1)
- Thick-walled (1)
- Thin films (1)
- TiO2 (1)
- Tiefe Temperaturen (1)
- Tiefkalt (1)
- Time-of-Flight Mass Spectrometry (1)
- Titanium hydride (1)
- Titration (1)
- ToF SIMS (1)
- ToF-SIMS (1)
- Tomographie (1)
- Tomography (1)
- Topografie (1)
- Toxizität (1)
- Trace humidity (1)
- Traglastverhalten (1)
- Tragstrukturen (1)
- Transformation (1)
- Transparente Halbleiter (1)
- Transpirationsverhalten (1)
- Transport gefährlicher Güter (1)
- Triacetone triperoxide (1)
- Triacetontriperoxid (1)
- Tribology (1)
- Trinkwasser (1)
- Trockenreibung (1)
- Trustworthy Hydrogen (1)
- Trägergasheißextraktion (1)
- Tunnel (1)
- Tutorial (1)
- UAV (1)
- UN Detonationsprüfung (1)
- UN Gap-Prüfung (1)
- UN-Modellvorschriften (1)
- UN-Prüfmethoden (1)
- UN-Test H.1 (1)
- UN-Test H.4 (1)
- Ultradünne Schichtabscheidung (1)
- Ultraschallechoverfahren (1)
- Ultraschallprüfung (1)
- Ultraschallwellen (1)
- Ultrasonic machining (1)
- Umwelt (1)
- Unbeschichteter Betonboden (1)
- Unbeschichteter Estrichbetonboden (1)
- Uncertainty (1)
- Unfallszenarien (1)
- United Nations (1)
- Unterirdische Speicher (1)
- Untersuchungsmöglichkeiten der BAM, Chargenprüfung (1)
- Up-Scale (1)
- Uran (1)
- Urban Mining (1)
- Urin (1)
- Use-Case Wasserstofftankstelle (1)
- VDI 3783 (1)
- VOC (1)
- VOC-Gasgenische (1)
- Vacuum (1)
- Vakuumheißextraktion (1)
- Validierung (1)
- Varroa destructor (1)
- Verbund (1)
- Verbundwerkstoff (1)
- Verfahren (1)
- Verfahrensentwicklung (1)
- Verflüssigt (1)
- Verpackungen (1)
- Verpressung (1)
- Versagensmechanismus (1)
- Verschleiß (1)
- Verschleiß-Map (1)
- Verschleißkoeffizient (1)
- Versprödung (1)
- Versuchsplattform (1)
- Verteilte Faseroptische Sensorik (1)
- Verteilte Sensorik (1)
- Verteilte faseroptische Sensoren (1)
- Vertrauen (1)
- Vertrauen in Wasserstofftechnologien (1)
- Verwaltungsschale (1)
- Verzinkt (1)
- Verzug (1)
- Visualization (1)
- Volumenbegrenzung (1)
- WIG (1)
- WIPANO (1)
- Warmlagerungsprüfung (1)
- Wasserdampfelektrolyse (1)
- Wassermanagement (1)
- Wasserstoff Café (1)
- Wasserstoff Hydrogen (1)
- Wasserstoff Referenzmaterial (1)
- Wasserstoff-Druckbehälter (1)
- Wasserstoff-Druckspeicherung (1)
- Wasserstoff-Methan-Gemische (1)
- Wasserstoff-Qualität (1)
- Wasserstoff-Sicherheit (1)
- Wasserstoff-Umgebung (1)
- Wasserstoff-Wirtschaft (1)
- Wasserstoffanalytik (1)
- Wasserstoffaufnahme und -diffusion (1)
- Wasserstoffbedingte Eigenschaftsdegradation (1)
- Wasserstoffbindungsverhalten (1)
- Wasserstoffbrücken (1)
- Wasserstoffdegradation (1)
- Wasserstoffdiffusion (1)
- Wasserstoffeintrag (1)
- Wasserstoffenergie (1)
- Wasserstoffgewinnung (1)
- Wasserstoffgradient (1)
- Wasserstofflagerung (1)
- Wasserstoffpermeation (1)
- Wasserstoffplasma (1)
- Wasserstoffsensoren (1)
- Wasserstoffsicherheit (1)
- Wasserstoffstrategie (1)
- Wasserstofftransport in Pipelines (1)
- Wasserstoffumgebung (1)
- Wasserstoffunterstütze Kaltrissbildung (1)
- Wasserstoffunterstützte Kaltrissbildung (HACC) (1)
- Water Distribution (1)
- Water distribution (1)
- Water transport (1)
- Wear (1)
- Weld imperfections (1)
- Weld metal (1)
- Werkstatt (1)
- Werkstoffkompatibilität (1)
- Werkstoffranking (1)
- Widerstandspunktschweißen (1)
- Windturbine (1)
- Wirbelstrom (1)
- Wirbelstromabscheidung (1)
- Wire Electron Beam Additive Manufacturing (1)
- Wirtsgestein (1)
- Wälzen (1)
- Wärmebehandlung (1)
- Wärmeeinflusszone (1)
- Wärmeexplosion (1)
- Wärmenachbehandlung (1)
- X-ray radiography (1)
- XANES-Spektroskopie (1)
- XRD (1)
- XRF (1)
- Yttrium stabilisiertes Zirkonoxid (1)
- ZRM (1)
- Zeichnungen (1)
- Zeitstandbeanspruchung (1)
- Zement (1)
- Zeolithe (1)
- Zerfall (1)
- Zerstörungsfrei (1)
- Zertifikat (1)
- ZfP (1)
- Zink (1)
- Zinnschlacke (1)
- ZrCN (1)
- Zufallszahl (1)
- Zulassung (1)
- Zyklische Belastung (1)
- Zündgefahr (1)
- Zündgefahrenanalyse (1)
- Zündquelle (1)
- Zündwirksamkeit (1)
- alternative Treibstoffe (1)
- ausfgallfreie Lastwechsel (1)
- austenitische Stähle (1)
- burning behavior (1)
- capillary discharge (1)
- carbon fibre composites (1)
- carburization (1)
- composite materials (FRP) (1)
- corrosion (1)
- decomposition mechanisms (1)
- dehnungsinduzierte Phasenumwandlung (1)
- deposition (1)
- digitale Transformation (1)
- duplex stainless steel (1)
- electrospray ionisation (1)
- ellipsometry (1)
- energiedispersive Röntgendiffraktometrie (1)
- epoxy resins (1)
- experimentelle Validierung (1)
- full scale test (1)
- gas sensor (1)
- gas storage (1)
- geschlossene Behälterprüfung (1)
- girth welds (1)
- halogenfrei (1)
- hazardous gases (1)
- high strength low alloyed structural steel (1)
- hochfeste Stähle (1)
- hochfester Feinkornbaustahl (1)
- hydrogen assisted cracking (1)
- hydrogen assisted cracking (HAC) (1)
- hydrogen assisted stress corrosion cracking (HASCC), (1)
- hydrogen diffusion coefficient (1)
- hydrogen peroxide (1)
- hydrogen subsurface concentration (1)
- hydroperoxyl radicals (1)
- hydroxyl fictionalization (1)
- instrumentelle Fundamentalparameter (1)
- intestinale Zelllinie (1)
- laserinduzierte Erwärmung (1)
- martensite (1)
- modulare Pipelineanlage (1)
- n-Heptan (1)
- nichtelektrische Funken (1)
- nichtrostender Stahl (1)
- numerical modelling (1)
- numerical simulation (1)
- organic peroxides flame characteristics (1)
- phase transformation (1)
- phosphorhaltige Polyester (1)
- pipeline (1)
- polymer surface chemistry (1)
- polymeren Baustoffen (1)
- post weld heat treatment (PWHT) (1)
- power plant (1)
- probabilistic approach (1)
- reaktive Wände (1)
- relative Luftfeuchtigkeit (1)
- residual stresses (1)
- safety assessment (1)
- safety distance (1)
- scatter (1)
- selective monofunctional surface (1)
- sensor layer (1)
- smart standards (1)
- statistische Auswertung (1)
- statistische Bewertung (1)
- steel (1)
- surface functionalization (1)
- surface plasmon resonance (SPR) effect (1)
- t90-Zeit (1)
- ultraschallunterstütztes Fräsen (1)
- underwater plasma (1)
- wasserstoffunterstützte Rissbildung (1)
- zerstörungsfreie Prüfung ZfP (1)
- zertifizierte Referenzmaterialien (1)
- µ-3D Computertomografie (1)
- µCT (1)
- Ökobilanz (1)
- Ökotoxizität (1)
- Überdruck (1)
Organisationseinheit der BAM
- 9 Komponentensicherheit (119)
- 2 Prozess- und Anlagensicherheit (99)
- 2.1 Sicherheit von Energieträgern (85)
- 9.4 Integrität von Schweißverbindungen (74)
- 3 Gefahrgutumschließungen; Energiespeicher (73)
- 8 Zerstörungsfreie Prüfung (64)
- 9.0 Abteilungsleitung und andere (57)
- 7 Bauwerkssicherheit (52)
- 7.6 Korrosion und Korrosionsschutz (44)
- 3.5 Sicherheit von Gasspeichern (43)
Paper des Monats
- ja (2)
BAM Inside #2/2024
(2024)
The high potential of hydrogen as a key factor on the pathway towards a climate neutral economy, leads to rising demand in technical applications, where gaseous hydrogen is used. For several metals, hydrogen-metal interactions could cause a degradation of the material properties. This is especially valid for low carbon and highstrength structural steels, as they are commonly used in natural gas pipelines and analyzed in this work.
This work provides an insight to the impact of hydrogen on the mechanical properties of an API 5L X65 pipeline steel tested in 60 bar gaseous hydrogen atmosphere. The analyses were performed using the hollow specimen technique with slow strain rate testing (SSRT). The nature of the crack was visualized thereafter utilizing μCT imaging of the sample pressurized with gaseous hydrogen in comparison to one tested in an inert atmosphere.
The combination of the results from non-conventional mechanical testing procedures and nondestructive imaging techniques has shown unambiguously how the exposure to hydrogen under realistic service pressure influences the mechanical properties of the material and the appearance of failure.
Liebe Leser*innen,
wir leben in wahrhaft bewegten Zeiten, in einer "Zeitwende" mit all ihren Herausforderungen. Für die Wissenschaft und das, was sie für eine gute Zukunft leisten kann, bedeutet das: Wir müssen Antworten nicht über Verzicht, sondern über intelligente technologische Lösungen finden. Durch ein Wachstum in die Vielfalt und durch die Vielfalt. Wie kann dies gelingen?
Wissenschaft funktioniert nur in offenen, diversen, demokratischen Systemen. Populistische und autoritäre Ansätze dagegen verengen die Räume für fortschrittliche Antworten auf dramatische Weise. Sie verhindern Fantasie für neue Ideen von einer guten Zukunft für alle. Die Eingrenzung der Wissenschaft in ihrer Vielfalt ist darum auch eines der ersten Ziele autoritärer Regierungen. Sie gilt es zu verhindern.
An der BAM arbeiten heute Menschen aus über 50 Ländern, mit vielfältigen Biografien, Zugehörigkeiten und Identitäten. In unseren Laboren, Werkstätten und in unserer Verwaltung leisten sie Großartiges. Ohne ihre Arbeit könnte die BAM nicht ihren Auftrag, die Sicherheit in Technik und Chemie zu gewähren, erfüllen. Weltoffenheit, Diversität, Vernetzung und internationaler Austausch sind unsere Grundwerte und Erfolgsfaktoren für die BAM.
Gemeinsam mit Wissenschaftler*innen aus Namibia forschen wir an sicheren Infrastrukturen für eine zukünftige Wasserstoffwirtschaft - eine Kooperation, von der beide Seiten profitieren. Ein international besetztes BAM-Spin-off entwickelt eine revolutionäre Schweißtechnik, mit der der Windenergieausbau beschleunigt werden kann. In interdisziplinär zusammengesetzten Teams entwickeln wir Referenzmaterialien für noch leistungsfähigere E-Akkus. Und mithilfe von Methoden des maschinellen Lernens und künstlicher Intelligenz beschleunigen Mitarbeitende der BAM mit vielfältigen fachlichen wie kulturellen Hintergründen die Entwicklung neuer, maßgeschneiderter Werkstoffe. Allesamt Projekte, bei denen Vielfalt ein wichtiges und unverzichtbares Element darstellt.
Im neuen BAM Report 2023/24 stellen wir Ihnen diese und viele weitere aktuelle Projekte der BAM vor. Ich würde mich freuen, wenn sich daraus weitere Ideen ergeben, wie wir zusammen die Zukunft sicherer gestalten können. Aber auch, wenn Ideen für Initiativen entstehen, wie wir Vielfalt, Demokratie und Offenheit weiter ausbauen und fördern können - zum Nutzen aller. Lassen Sie uns hierzu gerne in den Dialog kommen.
The ongoing geo-political conflicts and the increasing need for the implementation of measures to improve the energetic system sustainability are increasing the importance of tanks for storing cryogenic fluids in the energy industry. The most common example of cryogenic tank applications is the transport of natural gas and hydrogen in their liquid form (LNG and LH2 respectively) for which, considering the same transport volume cryogenic storage ensures significantly higher transport capacities with respect storage based solely on overpressure.
A common feature of all cryogenic transported fluids is that their condition must be maintained minimizing heat leaks from the environment as much as possible. This is achieved by the implementation of thermal super Insulations (TSI) systems based on e. g. rock wool, perlites, microspheres, multilayer insulations (MLI), and vacuum which have proven to be effective in applications. However, due to the relatively short period of use in some applications, the small number of documented incidents, and the still few investigations carried out in the field, the exploitation of such systems in the cryogenic fluids transport sector still suffers from insufficient knowledge about the course and consequences of incidents. Accidents involving collisions, fires, and their combination are quite common in the transportation sector and may generate extraordinary loads on the tank and its insulation system, eventually leading to tank failure.
The present study focuses on the behavior of TSI systems in tanks when it is exposed to an external heat source representative of a hydrocarbon fire scenario. This may cause an increase of the heat flux into a tank by several orders of magnitude with respect to normal design conditions, thus inducing severe and in the TSI, causing the rapid release of flammable gas and even resulting in a Boiling Liquide Expanding Vapour Explosion (BLEVE).
To study such scenarios a test rig was developed at BAM that allows testing of TSI at industrial conditions and enables subsequent analysis of TSI samples. This test rig considers the typical double-walled design of tanks for cryogenic fluids with vacuum and an additional insulating material in the interspace. Adjustable electrical heating elements simulate the fire on one side of the double wall. This process allows the implementation of repeatable heat loads of up to 100 kW/m². The other side of the double wall is represented by a fluid-supported heat exchanger, which allows the simulation of cold or cryogenic conditions in the test rig, and to determine the heat flux transmitted through the double wall. Thus, the test rig allows thermal loading and performance analysis of TSI samples at the same time.
In the presentation, the results of diverse tested TSI systems will be presented and discussed. As a result of this study, the list of advantages and disadvantages for the choice of tested TSI expands. Within the test, all samples degraded as a consequence of a hydrocarbon fire-orientated thermal load. Strong differences in the behavior of the tested TSI systems over temperature, location, and time were observed. Additionally, the tested MLI insulations were significantly more resistant to their base materials. These results are relevant for the design, the definition of national and international regulations, the Risk assessment, and the development of safety concepts for cryogenic tanks.
Der Wasserstofftransport auf der Straße ist wichtig und wird wie der noch geringe Transport auf der Schiene weiter stark zunehmen. Die bisherige Effizienzsteigerungen sind über Werkstoff- und Designänderungen vom Vollstahl über umfangsumwickelte Stahl- bis zu Compositespeichern mit Kunststofflinern erfolgt.
Hinzu kam die auf Basis der BAM-GGR 022 an Vorbedingungen geknüpfte Prüffristverlängerung von 5 auf 10 Jahre. Die wiederkehrende Prüfung von großen Transporteinheiten bedeutet jedes Mal einen Stillstand von gut 8 Wochen. Entsprechend steht mit Blick auf die weitere Effizienzsteigerung die Reduktion des Prüfaufwands im Fokus.
Eine Effizienzsteigerung kann nach aktueller Rechtslage geschehen, indem die hydraulische Prüfung auf eine Gasdruckprüfung umgestellt wird. Dies könnte zukünftig mit geeigneten Arbeitsschutzmaßnahmen pneumatisch durchgeführt werden – auch ohne Rechtsänderung.
Ein deutlich größerer Schritt in Richtung Verbesserung des Aufwands- zu Nutzenverhältnis ließe sich erreichen, indem die zerstörungsfreie Prüfung nicht mehr nur als Arbeitsschutz-motiviertes, begleitendes, sondern als zentrales Prüfverfahren ausgebaut wird. Gerade wenn – wie für die Schallemissionsanalyse erwartet – eine relativ gute Abschätzung des Berstdruckes möglich ist, könnte auf die 100%-Prüfung verzichtet werden und bis zu einem kritischen Alter nur auf Stichprobenprüfung basieren, was allerdings erhebliche Rechtsänderung erfordert und auch neue Werkezuge der Informationsverwaltung.
Als Vorlage für einen praktischen Ansatz zur Rechtsänderungen inkl. Informationsverwaltung wird auf die SV 674 in Verbindung mit 6.2.3.5.3ff ADR/RID verwiesen. Dies kombiniert mit einer digitalen Lebenslaufakte, die auf der digitalen Qualitätssicherung (QI-digital) beruht, wäre ein mächtiges Werkzeug für eine Verbesserung des Aufwands- zu Nutzenverhältnis und so auch eine Lösung des mit der stark steigenden Anzahl der Transporteinheiten absehbaren Kapazitätsproblems in der wiederkehrenden Prüfung.
Sicherheitstechnische Untersuchungen von Wasserstoff Freistrahlflammen bei Hochdruck im Realmaßstab
(2024)
Wasserstoff als Energieträger gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung von Störfallauswirkungen mit Wasserstoff rückt somit stärker in den Fokus. Da Wasserstoff meist unter Druck gelagert und transportiert wird, ist ein zu betrachtendes Szenario die Freisetzung aus einer Leckage mit anschließender Zündung. Die daraus resultierende Freistrahlflamme (Jet Flame) muss hinsichtlich der in die Umgebung emittierten Wärmestrahlung charakterisiert werden. In der Literatur existieren bereits verschiedene Modelle, welche jedoch vermehrt auf Daten aus Kohlenwasserstoffflammen mit geringem Impuls basieren. Zur Überprüfung dieser Modelle wird im Zuge des BAM internen H2 Jet Flame Projektes die sicherheitstechnische Untersuchung von impulsbehafteten Wasserstoff Freistrahlflammen vorgenommen. Hierfür finden Versuche im Realmaßstab auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM-TTS) statt. Gegenstand der Untersuchungen ist die Beurteilung der Auswirkungen von realistischen Freisetzungsszenarien hinsichtlich der Flammengeometrie und der freigesetzten Wärmestrahlung. Dabei werden Parameter wie Freisetzungswinkel, Leckagedurchmesser (z.Zt. 1 mm bis 30 mm), Druck (z.Zt. bis max. 250 bar) und Massenstrom (bis max. 0,5 kg/s) variiert. Zusätzlich können auch Einflüsse wie Art der Zündung, Zündort sowie Zündung mit zeitlichem Verzug untersucht werden. Gewonnene Erkenntnisse werden mit den Ergebnissen bereits vorhandener Modelle verglichen und diese im Bedarfsfall weiterentwickelt. Insbesondere wird der Fokus auf die Modellierung der freigesetzten Wärmestrahlung von Wasserstoffflammen gelegt. Herausforderung dabei stellt die IR-Vermessung und Modellierung von Sichtmodellen der Flammen dar. Die Visualisierung der Flammengeometrie wird mit Hilfe mehrerer Infrarot Kamerasystemen (aus mindestens zwei Blickwinkeln) vorgenommen.
Bisherige Messungen, die in der Literatur zu finden sind, basieren meist auf instationären Auströmbedingungen. Der hier verwendete Versuchsaufbau ermöglicht ein stationäres Ausströmen für mehrere Minuten und somit eine direkte Vergleichbarkeit mit den existierenden (stationären) Modellen.
Weiterhin ist der Versuchsstand umrüstbar für Vergleichsmessungen mit Kohlenwasserstoffen (Methan etc.) sowie Mischungen aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen.
Sicherheitstechnische Untersuchungen von Wasserstoff Freistrahlflammen bei Hochdruck im Realmaßstab
(2024)
Wasserstoff als Energieträger gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung von Störfallauswirkungen mit Wasserstoff rückt somit stärker in den Fokus. Da Wasserstoff meist unter Druck gelagert und transportiert wird, ist ein zu betrachtendes Szenario die Freisetzung aus einer Leckage mit anschließender Zündung. Die daraus resultierende Freistrahlflamme (Jet Flame) muss hinsichtlich der in die Umgebung emittierten Wärmestrahlung charakterisiert werden. In der Literatur existieren bereits verschiedene Modelle, welche jedoch vermehrt auf Daten aus Kohlenwasserstoffflammen mit geringem Impuls basieren. Zur Überprüfung dieser Modelle wird im Zuge des BAM internen H2 Jet Flame Projektes die sicherheitstechnische Untersuchung von impulsbehafteten Wasserstoff Freistrahlflammen vorgenommen. Hierfür finden Versuche im Realmaßstab auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM-TTS) statt. Gegenstand der Untersuchungen ist die Beurteilung der Auswirkungen von realistischen Freisetzungsszenarien hinsichtlich der Flammengeometrie und der freigesetzten Wärmestrahlung. Dabei werden Parameter wie Freisetzungswinkel, Leckagedurchmesser (z.Zt. 1 mm bis 10 mm), Druck (z.Zt. bis max. 250 bar) und Massenstrom (bis max. 0,5 kg/s) variiert. Zusätzlich können auch Einflüsse wie Art der Zündung, Zündort sowie Zündung mit zeitlichem Verzug untersucht werden. Gewonnene Erkenntnisse werden mit den Ergebnissen bereits vorhandener Modelle verglichen und diese im Bedarfsfall weiterentwickelt. Insbesondere wird der Fokus auf die Modellierung der freigesetzten Wärmestrahlung von Wasserstoffflammen gelegt. Herausforderung dabei stellt die IR-Vermessung und Modellierung von Sichtmodellen der Flammen dar. Die Visualisierung der Flammengeometrie wird mit Hilfe mehrerer Infrarot Kamerasystemen (aus mindestens zwei Blickwinkeln) vorgenommen.
Bisherige Messungen, die in der Literatur zu finden sind, basieren meist auf instationären Auströmbedingungen. Der hier verwendete Versuchsaufbau ermöglicht ein stationäres Ausströmen für mehrere Minuten und somit eine direkte Vergleichbarkeit mit den existierenden (stationären) Modellen.
Weiterhin ist der Versuchsstand umrüstbar für Vergleichsmessungen mit Kohlenwasserstoffen (Methan etc.) sowie Mischungen aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen.
For the hydrogen-based energy economy of tomorrow, the construction of the necessary infrastructure will play a central role. Most materials used to date, such as welded steels, can be prone to hydrogen embrittlement under certain conditions. This includes the classic delayed cold cracking during welding as well as degradation phenomena during service of components in hydrogen-containing environment. For the evaluation of any hydrogen effect, for example, on the mechanical properties of a welded metallic material, the hydrogen content must be precisely determined. In the case of weld seams, the carrier gas hot extraction (CGHE) according to ISO 3690 is meanwhile state-of-the-art. CGHE is based on accelerated hydrogen degassing due to the thermal activation of hydrogen at elevated temperatures. In addition to the quantification of hydrogen, thermal desorption analysis (TDA) with varying heating rates can be used to determine and evaluate the hydrogen trapping at microstructural defects in the material. For both techniques, experimental and metrological influences must be considered, which have a major effect on the result. For example, ISO 3690 suggests different sample geometries and minimum extraction times for CGHE. This study summarizes the results and experiences of numerous investigations at the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) with different sample temperatures and geometries (ISO 3690 type B and cylindrical TDA samples) regarding the influence of the sample surface (polished/welded), measurement accuracy depending on the sample volume and the insufficient monitoring of the effect of PI control on the extraction temperature. A deviating extraction temperature from the target temperature can significantly falsify the measurement results. Based on the results, methods are shown which allow the desired extraction temperature to be reached quickly without physically interfering with the measuring equipment. This serves to significantly improve the reliability of the hydrogen measurement through increased signal stability and accelerated hydrogen desorption. In general, an independent temperature measurement with dummy samples is recommended for the heating procedure of choice to exclude possible undesired temperature influences before the measurement. The methods described can be transferred directly to industrial applications
Der Abschlussbericht stellt die wesentlichen Arbeitsschritte und Ergebnisse des Teilvorhabens der BAM im BMBF-Vorhaben SEE-2L vor. Im Rahmen dieses Vorhabens wurde auf dem Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) ein Großversuchsstand für das thermische Durchgehen von Lithium-Batterien auf Modul- und Batterieebene entwickelt und aufgebaut. Im Zuge des Projektes konnte eine erste Versuchsserie zu den Auswirkungen des thermischen Durchgehens von Batteriemodulen durchgeführt werden. Der Abschlussbericht umfasst zwei Teile, im Teil I den Kurzbricht und im Teil II die eingehende Darstellung.
Die Transformation der Energienutzung von konventionellen zu erneuerbaren Quellen führt dazu, dass zukünftig mehr Energie effizient zwischengespeichert werden muss. Eine Möglichkeit der elektrochemischen Zwischenspeicherung bieten Lithium-Ionen-Batterien. Hierfür können ausgemusterte Automobilantriebsbatterien verwendet werden. Erfüllen sie die hohen Anforderungen des mobilen Bereichs nicht mehr, haben sie oftmals noch eine ausreichende Kapazität und Leistungsfähigkeit für die stationäre Zwischenspeicherung.
Neben der Verwendung der Batterien im größeren Maßstab, z.B. bei Energieversorgern, werden durch den vermehrten Einsatz von Photovoltaik-Anlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern verstärkt Zwischenspeicher für Privathaushalte nachgefragt. Dies birgt auch für Einsatzkräfte neue Herausforderungen in der Gefahrenabwehr.
Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt „SEE-2L – Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen“ wurden Versuche mit Second Life Modulen durchgeführt. Verbundpartner im Projekt waren neben der vfdb die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Zudem war das Institut der Feuerwehr Nordrhein-Westfalen eingebunden.
Die durchgeführten Versuche bilden eine Grundlage für die Einordnung der Batteriespeicher, z.B. aus Sicht des baulichen Brandschutzes, zur Methodik der Brandbekämpfung oder zur Risikobewertung hinsichtlich der Prozess- und Anlagensicherheit.
Im Beitrag werden die Versuchsergebnisse vorgestellt und Ansätze für deren Anwendung gezeigt. Um die gewonnenen Erkenntnisse zu vermitteln, wurde im Projekt zudem ein Schulungskonzept für Einsätze mit Lithium-Ionen-Technologien erarbeitet, das im Beitrag präsentiert wird. Es besteht aus theoretischen und praktischen Anteilen, sodass bei den Feuerwehren praxisnah aus- bzw. fortgebildet werden kann.
Einstufung von Aschen und Schlacken aus der Abfallverbrennung im Hinblick auf die weitere Verwertung
(2024)
There are two mirror entries in the European Waste Catalogue for bottom ash and slag from waste incineration: 19 01 11* and 19 01 12. Entry 19 01 11* describes a waste material containing hazardous substances. It was shown that only the hazardous property HP14 (ecotoxic) is of relevance for the classification. If substances with the hazard statement code (HSC) H400, H410, H411, H412 and H413 are present in incineration bottom ash (IBA) above certain level the waste is classified as hazardous, otherwise it is non-hazardous (in this case 19 01 12). It was further shown that only Cu, Zn and Pb compounds have an impact on the classification using a summation rule: 100xΣ c(H410) + 10xΣ c(H411) + Σ c(H412). Limit value is 25 percent. It is obvious that H410 substances have the highest impact. Therefore, the knowledge of the elemental composition of IBA is not sufficient because the content of distinct chemical compounds (with the respective molecular weight) is needed. When the exact speciation is not known a worst-case approach has to be applied. A practical guideline for the estimation of HP14 was developed based on the definition of 4 substance groups: 1. Metals and alloys, 2. Water-soluble substances, 3. Oxides and carbonates and 4. Substances not soluble in weak acids. In substance group 1 only fine Zn powder has the HSC H410. Water-soluble substances are assumed to be H410 substances. Their concentrations are, however, regularly below the cut-off value of 0.1 %. The amount of substance group 3 is estimated by a selective extraction with maleic acid. According to the worst-case approach it is assumed that CuCO3xCu(OH)2 and ZnO represent the respective Cu and Zn species in IBA because these substances have the highest stochiometric factor. Even with this worst-case approach results from operators of IBA treatment plant showed that the limit value of 25 % is not exceeded.
The requirements for utilization of IBA in Germany are defined in the Secondary
Building Materials Decree (Ersatzbaustoffverordnung EBV) which was set into force in August 2023. Leaching methods (batch test or column test) with a liquid-to-solid ratio of 2 l/kg are applied. IBA fulfills the requirements for class HMVA-2. Actually, even a classification of IBA as hazardous (i.e 19 01 11*) would not affect utilization but handling and transport.
In einer Versuchsreihe im Realmaßstab wurden drei Flüssigwasserstofftanks (LH2) unterfeuert. Hierbei sollte unter anderem geklärt werden, ob es, analog zu druckverflüssigten Gasen, zu einem BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Cloud Explosion) kommen kann. Die Experimente wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit des Testgeländes Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon, als Teil des SH2IFT-Programms durchgeführt. Es handelte sich um doppelwandige, vakuumisolierte Tanks von 1 m³ Volumen. Die zylindrischen Tanks unterschieden sich durch ihre Ausrichtung (horizontal oder vertikal) und das verwendete Isoliermaterial (Perlit oder Mehrschichtisolierung (MLI). Der Füllgrad der Tanks betrug bei jedem der durchgeführten Tests etwa 35-40 %. Die Brandlast wurde homogen durch ein propangasbetriebenes Brennersystem erzeugt. Gemessen wurden die Bedingungen im Behälter (Temperaturen und Druck) sowie äußere Randbedingungen und Auswirkungen beim Versagen (Wärmestrahlung, Druckwellen, Flammenballentwicklung und Fragmentierung). Mit Bolometern wurde die Wärmestrahlung gemessen, die sowohl durch das Propanfeuer als auch durch einen möglichen Feuerball/BLEVE erzeugt wurde. Zur Messung der durch das Bersten von Behältern/BLEVEs erzeugten Druckwellen wurden sog. Pencil-Probes verwendet. Des Weiteren wurden mehrere Kameras zur Überwachung der Experimente eingesetzt: Normalbildkameras, Infrarot (IR)-Kameras und Hochgeschwindigkeitskameras, sowohl bodengestützt als auch mittels einer Drohne. Zwei der untersuchten Tanks, ein horizontaler und der vertikale, die beide mit Perlit isoliert waren, hielten der Brandbelastung stand, ohne dass es zu einem Behälterversagen kam. Der mit MLI isolierte horizontale Behälter barst nach 1 Stunde und 6 Minuten und erzeugte dabei einen Feuerball, Trümmerflug und eine Druckwelle. Neben der Beschreibung der Auswirkungen eines kritischen Versagens eines LH2-Tanks sind weitere Ziele der Arbeit die Identifizierung kritischer Behälterzustände sowie die Erstellung eines umfassendes Datensatzes der Trümmer des geborstenen Tanks. Die größten Abstände für kritische Abstände ergaben sich durch Fragmentwurf. Hier sollen 3D-Scans für die Verwendung in CAD und FEM Anwendungen bereitgestellt werden. Umfassende Daten zu den Fragmentwurfweiten, - massen und -positionen wurden bereits publiziert. Damit soll die Voraussetzung geschaffen werden, um vorhandene Wurfweitenmodelle, die bisher nur für einschalige Behälter konzipiert wurden auf ihre Eignung für mehrschalige Behälter zu überprüfen oder mögliche Anpassungen anhand der realen Daten vornehmen zu können. Zudem wurde damit begonnen die nicht geborstenen Tanks zu vermessen und zu zerlegen, um u.a. die Perlit-Schüttung auf Beeinträchtigungen durch den Transport und die Unterfeuerung zu untersuchen.
In einer Reihe von Experimenten wurden die möglichen Folgen der Freisetzung von verflüssigtem Wasserstoff (LH2) auf, bzw. unter Wasser untersucht. Die Experimente zielten darauf ab, eine unbeabsichtigte Freisetzung von LH2 (z.B. durch Schlauchabriss) insbesondere bei der Betankung eines Schiffes zu simulieren. Für verflüssigtes Erdgas (LNG) wurden dabei sog. RPT’s (rapid phase transition) nachgewiesen, bei denen die spontane Verdampfung relevante Druckwellen erzeugt. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass RPTs auch im Falle von LH2 möglich sind. Die Versuche wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit auf dem Testgelände Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) in Horstwalde, im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon im Rahmen des SH2IFT-Programms durchgeführt. Die LH2-Freisetzungen erfolgten direkt aus einem LH2-Tanklastwagen über eine lange, flexible, vakuumisolierte Transferleitung. Während die Freisetzung oberhalb und unterhalb der Wasseroberfläche jeweils vertikal orientiert war, wurde bei der Unterwasserfreisetzung zusätzlich eine horizontale Ausströmung, parallel zur Wasseroberfläche realisiert. Zur Bestimmung des Massenstromes, wurde ein Wägesystem unter dem Tankwagen eingesetzt. Spezielle Drucksensoren wurden verwendet, um die durch die Freisetzungsvorgänge erzeugten Stoßwellen sowohl im Wasser als auch in der Luft zu messen. Die Gaskonzentrationen über dem Wasserbecken wurden an verschiedenen Positionen gemessen. Hochgeschwindigkeits-, Infrarot- (IR) und normale Kameras wurden eingesetzt, um die Phänomenologie der Freisetzung aufzuzeichnen und das Verhalten der Gaswolke im Zeitverlauf zu verfolgen. Neben den fest installierten Systemen an Land, kamen auch Unterwasserkameras sowie eine Drohne mit Normal- und IR-Kameras zum Einsatz. Zwei Wetterstationen wurden zur Messung von Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit während aller durchgeführten Tests eingesetzt. Des Weiteren kamen Bolometer zur Wärmestrahlungsmessung zum Einsatz. Zwar führten die Freisetzung zu einer hochturbulenten LH2/Wasser Mischzone, jedoch zu keinen nennenswerten Überdrücken durch RPT. Im Gegensatz dazu wurde unerwartet, aber reproduzierbar, eine Zündung der Gaswolke in freier Luft in einiger Entfernung von den Instrumenten und dem Ort der Freisetzung beobachtet. Die daraus resultierenden Gaswolkenexplosionen führten zu relevanten Überdrücken und zur Wärmeabstrahlung in die Umgebung.
Thermochemische Aufarbeitung von Stahlwerksstäuben und -schlämmen zur Zink- und Eisenrückgewinnung
(2024)
Stahlwerksstäube und -schlämme enthalten in der Regel Schwermetalle wie Zink, Blei und Cadmium, die ein direktes Recycling verhindern und diese Stoffe potenziell umweltgefährdend machen. Um diese Schwermetalle aus den Materialien zu entfernen, werden drei thermochemische Verfahren zur Aufarbeitung von Gichtgasschlamm, Elektroofenstaub und ähnlichen Stahlwerksstäuben vorgestellt. Zum einen kann die Mischung von Elektroofenstaub mit chloridhaltigen Lösungen, wie sie z. B. in der Titandioxidproduktion anfallen, gemischt werden, um bei der thermischen Behandlung Schwermetallchloride zu effektiv verdampfen. Weiterhin kann der im Gichtgasschlamm enthaltene Kohlenstoff genutzt werden, um in Mischungen aus Gichtgasschlamm und Elektroofenstaub bei der thermischen Behandlung als Reduktionsmittel zu wirken. Dieses Verfahren führt zur Rückgewinnung von Zink und metallischem Eisen und wird im Technikums- und Pilotmaßstab erprobt. Abschließend wird die Nutzung von Wasserstoff als Reduktionsmittel für Elektroofenstaub vorgestellt. Hierbei lässt sich der Reststoff potenziell klimaneutral in Eisenschwamm umwandeln, wobei die chemischen Grundlagen anhand von DTA-Experimenten und thermodynamischen Simulationen ergründet werden.
Rotschlamm fällt in sehr großen Mengen bei der Herstellung von Aluminiumoxid an und wird fast ausschließlich deponiert. Es wird eine neue Technologie vorgestellt bei der das im Rotschlamm enthaltene Eisenoxid mittels Wasserstoffplasma reduziert wird. Es wird ein Reaktionsmechanismus über Titanomagnetit und Hercynit vorgeschlagen.
In einer Versuchsreihe im Realmaßstab wurden drei Flüssigwasserstofftanks (LH2) unterfeuert. Hierbei sollte unter anderem geklärt werden, ob es, analog zu druckverflüssigten Gasen, zu einem BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Cloud Explosion) kommen kann. Die Experimente wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit des Testgeländes Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon, als Teil des SH2IFT-Programms durchgeführt. Es handelte sich um doppelwandige, vakuumisolierte Tanks von 1 m³ Volumen. Die zylindrischen Tanks unterschieden sich durch ihre Ausrichtung (horizontal oder vertikal) und das verwendete Isoliermaterial (Perlit oder Mehrschichtisolierung (MLI). Der Füllgrad der Tanks betrug bei jedem der durchgeführten Tests etwa 35-40 %. Die Brandlast wurde homogen durch ein propangasbetriebenes Brennersystem erzeugt. Gemessen wurden die Bedingungen im Behälter (Temperaturen und Druck) sowie äußere Randbedingungen und Auswirkungen beim Versagen (Wärmestrahlung, Druckwellen, Flammenballentwicklung und Fragmentierung). Mit Bolometern wurde die Wärmestrahlung gemessen, die sowohl durch das Propanfeuer als auch durch einen möglichen Feuerball/BLEVE erzeugt wurde. Zur Messung der durch das Bersten von Behältern/BLEVEs erzeugten Druckwellen wurden sog. Pencil-Probes verwendet. Des Weiteren wurden mehrere Kameras zur Überwachung der Experimente eingesetzt: Normalbildkameras, Infrarot (IR)-Kameras und Hochgeschwindigkeitskameras, sowohl bodengestützt als auch mittels einer Drohne. Zwei der untersuchten Tanks, ein horizontaler und der vertikale, die beide mit Perlit isoliert waren, hielten der Brandbelastung stand, ohne dass es zu einem Behälterversagen kam. Der mit MLI isolierte horizontale Behälter barst nach 1 Stunde und 6 Minuten und erzeugte dabei einen Feuerball, Trümmerflug und eine Druckwelle. Neben der Beschreibung der Auswirkungen eines kritischen Versagens eines LH2-Tanks sind weitere Ziele der Arbeit die Identifizierung kritischer Behälterzustände sowie die Erstellung eines umfassendes Datensatzes der Trümmer des geborstenen Tanks. Die größten Abstände für kritische Abstände ergaben sich durch Fragmentwurf. Hier sollen 3D-Scans für die Verwendung in CAD und FEM Anwendungen bereitgestellt werden. Umfassende Daten zu den Fragmentwurfweiten, -massen und -positionen wurden bereits publiziert. Damit soll die Voraussetzung geschaffen werden, um vorhandene Wurfweitenmodelle, die bisher nur für einschalige Behälter konzipiert wurden auf ihre Eignung für mehrschalige Behälter zu überprüfen oder mögliche Anpassungen anhand der realen Daten vornehmen zu können.
Zudem wurde damit begonnen die nicht geborstenen Tanks zu vermessen und zu zerlegen, um u.a. die Perlit-Schüttung auf Beeinträchtigungen durch den Transport und die Unterfeuerung zu untersuchen.
In einer Reihe von Experimenten wurden die möglichen Folgen der Freisetzung von verflüssigtem Wasserstoff (LH2) auf, bzw. unter Wasser untersucht. Die Experimente zielten darauf ab, eine unbeabsichtigte Freisetzung von LH2 (z.B. durch Schlauchabriss) insbesondere bei der Betankung eines Schiffes zu simulieren. Für verflüssigtes Erdgas (LNG) wurden dabei sog. RPT’s (rapid phase transition) nachgewiesen, bei denen die spontane Verdampfung relevante Druckwellen erzeugt. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass RPTs auch im Falle von LH2 möglich sind. Die Versuche wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit auf dem Testgelände Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) in Horstwalde, im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon im Rahmen des SH2IFT-Programms durchgeführt. Die LH2-Freisetzungen erfolgten direkt aus einem LH2-Tanklastwagen über eine lange, flexible, vakuumisolierte Transferleitung. Während die Freisetzung oberhalb und unterhalb der Wasseroberfläche jeweils vertikal orientiert war, wurde bei der Unterwasserfreisetzung zusätzlich eine horizontale Ausströmung, parallel zur Wasseroberfläche realisiert. Zur Bestimmung des Massenstromes, wurde ein Wägesystem unter dem Tankwagen eingesetzt. Spezielle Drucksensoren wurden verwendet, um die durch die Freisetzungsvorgänge erzeugten Stoßwellen sowohl im Wasser als auch in der Luft zu messen. Die Gaskonzentrationen über dem Wasserbecken wurden an verschiedenen Positionen gemessen. Hochgeschwindigkeits-, Infrarot- (IR) und normale Kameras wurden eingesetzt, um die Phänomenologie der Freisetzung aufzuzeichnen und das Verhalten der Gaswolke im Zeitverlauf zu verfolgen. Neben den fest installierten Systemen an Land, kamen auch Unterwasserkameras sowie eine Drohne mit Normal- und IR-Kameras zum Einsatz.
Zwei Wetterstationen wurden zur Messung von Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit während aller durchgeführten Tests eingesetzt. Des Weiteren kamen Bolometer zur Wärmestrahlungsmessung zum Einsatz. Zwar führten die Freisetzung zu einer hochturbulenten LH2/Wasser Mischzone, jedoch zu keinen nennenswerten Überdrücken durch RPT. Im Gegensatz dazu wurde unerwartet, aber reproduzierbar, eine Zündung der Gaswolke in freier Luft in einiger Entfernung von den Instrumenten und dem Ort der Freisetzung beobachtet. Die daraus resultierenden Gaswolkenexplosionen führten zu relevanten Überdrücken und zur Wärmeabstrahlung in die Umgebung.
Distributed fiber optic sensors for structural health monitoring of composite pressure vessels
(2024)
In diesem Beitrag geben wir einen umfassenden Überblick über unsere Forschung auf dem Gebiet der verteilten faseroptischen Sensorik für die strukturelle Zustandsüberwachung von Wasserstoffdruckbehältern aus Verbundwerkstoffen. Insbesondere zeigen wir, wie die Integration von faseroptischen Sensoren in Druckbehälter aus Verbundwerkstoffen die Sicherheit erhöht und gleichzeitig die Wartungskosten senkt. Die geringe Größe von Lichtwellenleitern ermöglicht ihre Integration in Verbundwerkstoffstrukturen während des Herstellungsprozesses, wodurch eine kontinuierliche Überwachung sowie eine präzise Erkennung und Lokalisierung von Strukturschäden während des Betriebs der Druckbehälter ermöglicht wird. Wir erörtern auch das Potenzial modernster Signalverarbeitungsmethoden und des maschinellen Lernens für die Weiterentwicklung der vorausschauenden Instandhaltung. Die von uns vorgestellten Anwendungen von faseroptischen Sensoren zeigen, dass sie einen wichtigen Beitrag zur Energiewende hin zu erneuerbaren Energien leisten können.
Übersichtsvortrag zu Korrosionsarten, die bei nichtrostenden Stählen unter verschiedenen Einsatzbedingungen auftreten können. Die Grundlagen zur Pasivität und der örtlichen Störung der Passivität werden im Zusammenspiel komplexer Einflussfaktoren des Korrosionssystems herausgestellt. Die erarbeiteten theoretischen Grundlagen werden anhand praktischer Beispiel für alle relevanten Korrosionsarten vertieft.
Mit dem Klimawandel verändert sich nicht nur das Wetter, also Regenmengen, Temperaturen oder Starkwind- bzw. Sturmzeiten. Mit diesen Veränderungen gehen auch Veränderungen der örtlichen Korro-siviät der Atmosphäre einher. Sind die Datengrundlagen der aktuellen nationalen und internationalen Normen mit Datenerhebungen aus den 1970igern und 80iger Jahren noch repräsentativ? Hierzu werden an realen Offshorestrukturen valide Daten erfasst, die als Grundlage für KI-basierte Modellbildung verwendet werden sollen.
The global trend towards decarbonization and the demand for energy security have put hydrogen energy into the spotlight of industry, politics, and societies. Numerous governments worldwide are adopting policies and strategies to facilitate the transition towards hydrogen-based economies. To assess the determinants of such transition, this study presents a comparative analysis of the technological innovation systems (TISs) for hydrogen technologies in Germany and South Korea, both recognized as global frontrunners in advancing and implementing hydrogen-based solutions. By providing a multidimensional assessment of pathways to the hydrogen economy, our analysis introduces two novel and crucial elements to the TIS analysis: (i) We integrate the concept of ‘quality infrastructure’ given the relevance of safety and quality assurance for technology adoption and social acceptance, and (ii) we emphasize the social perspective within the hydrogen TIS. To this end, we conducted 24 semi-structured expert interviews, applying qualitative open coding to analyze the data. Our results indicate that the hydrogen TISs in both countries have undergone significant developments across various dimensions. However, several barriers still hinder the further realization of a hydrogen economy. Based on our findings, we propose policy implications that can facilitate informed policy decisions for a successful hydrogen transition.
Der Vortrag beschreibt die grundlegenden Voraussetzungen für das Auftreten von Spannungsrisskorrosion an nichtrostenden Stählen und erläutert den Schadensmechanismus bis zum Versagen des Werkstoffs. Abgeleitet von den notwendigen Voraussetzungen für das Auftreten von SpRK werden werkstoff, medien und belastungsabhängige Einflussfaktoren erläutert, die die Beständigkeit der Werkstoffe gegenüber dieser Schädigungsart positiv wie auch negativ verändern. Weiterhin werden historische und aktuelle Schadensfälle präsentiert und Ursachen, Folgen und mögliche Fehlervermeidung disktutiert. Abschließend werden Prüfverfahren zum Nachweis der Empfindlichkeit von nichtrostenden Stählen gegenüber SpRK näher beschrieben.
Zur Umsetzung der wasserstoffbasierten Energiewende ist eine zuverlässige Transportinfrastruktur unverzichtbar. Hierfür ist die Nutzung großer Teile des vorhandenen Erdgasnetzes vorgesehen. Im Rahmen von Reparatur- und Wartungsarbeiten ist das Schweißen im Betrieb an Erdgaspipelines Stand der Technik. In Verbindung mit Wasserstoff wirft diese Technik jedoch Fragen der Materialverträglichkeit auf. Das im Vortrag vorgestellte Projekt H2SuD leistet Beiträge zur Aufklärung des Einflusses von Reparaturschweißprozessen auf die Wasserstoffaufnahme und Degradation im Betrieb befindlicher H2 Gasleitungen. Ein Schwerpunkt des Vortrages liegt auf der im Projekt erarbeiteten Prüfmethode für Modellversuche, mit denen der Einfluss von Schweißen im Betrieb an Pipelines auf die Wasserstoffaufnahme getestet wird. Die Durchführung erster Versuche und dabei erzielte Ergebnisse werden präsentiert.
Die Umstellung der Wirtschaft auf wasserstoffbasierte Energieversorgung soll in Deutschland vor allem auf Basis der Umstellung des bestehenden Erdgasnetzes erfolgen. Dabei sollen ca. 90 % dieser Fernleitungsnetze auf dem bestehenden Erdgasnetz basieren. Die Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas als auch der reine Wasserstofftransport werfen jedoch die Frage auf, ob und wie kompatibel die eingesetzten Materialien sind. Die Reparatur- und Erweiterungsfähigkeit von Erdgas-Bestandspipelines ist zu klären, wenn diese auf Wasserstoff umgestellt werden. Denn gerade Gashochdruckleitungen müssen regelmäßig gewartet und erweitert werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen. Insbesondere das Schweißen unter Betriebsdruck bzw. an in Betrieb befindlichen Gasleitungen ist eine der wichtigsten Instandhaltungstechnologien, unabhängig von der Zusammensetzung des geförderten Mediums. Es ist daher dringend notwendig, eine geeignete Teststrategie zu erarbeiten, welche die nötigen Vorrausetzungen für sicheres Schweißen an in Betrieb befindlichen Druckwasserstoffleitungen schafft und entsprechende Kriterien für die Praxis liefert. Im Projekt H2-SuD - Einfluss des Schweißens auf die Wasserstoffaufnahme und Degradation im Betrieb befindlicher H2-Ferngasleitungen - soll geklärt werden, ob und wie stark mit einer Eigenschaftsdegradation geschweißter Rohrstähle in Gasnetzen in Folge einer Wasserstoffaufnahme zu rechnen ist. Die Präsentation gibt dazu einen kurzen Überblick über den aktuellen Status des Projektes. Die Förderung erfolgt im Rahmen der DVGW-Innovationsprogammes Wasserstoff (Nr. G 202131).
Dem AVK-Arbeitskreis Wasserstoff-Drucktanks werden ausgehend von Zielen und Aufgaben der BAM sowie der Fachkompetenz auf dem Gebiet der Sicherheit von Composite-Druckbehältern über die prüftechnische Ausstattung, die angewendeten und weiterentwickelten Prüf- und Untersuchungsmethoden sowie zu Beispielen von Forschungsvorhaben wie DELFIN, COLIBRI und SH2APED berichtet.
Einleitend wird im Vortrag das Aktivitätsfeld Elektrische Energiespeicher und -umwandlung vorgestellt sowie eine kurze Einführung in die Terminologie der elektrischen Energiespeicher gegeben. Im Folgenden wird das BMBF-Vorhaben SEE-2L vorgestellt. Hier wird der Schwerpunkt auf die Entwicklung und den Aufbau eines Großversuchsstand für das thermische Durchgehen von Lithium-Batterien auf Modul- und Batterieebene gelegt. Darüber hinaus werden die Ergebnisse einer ersten Versuchsserie vorgestellt. Zum Abschluss wird ein kurzer Ausblick zu weiteren anstehenden Versuchen gegeben.
Clean technologies play a crucial role in reducing greenhouse gas emissions and protecting the climate. Hydrogen is a promising energy carrier and fuel that can be used in many applications. We explore the global hydrogen technological innovation system (TIS) by analyzing the three knowledge and technology transfer channels of publications, patents, and standards. Since the adoption of hydrogen technologies requires trust in their safety,this study specifically also focuses on hydrogen safety. Our results show that general and hydrogen safety research has increased significantly while patenting experienced stagnation. An analysis of the non-patent literature in safety patents shows little recognition of scientific publications. Similarly, publications are underrepresented in the analyzed 75 international hydrogen and fuel cell standards. This limited transfer of knowledge from published research to standards points to the necessity for greater involvement of researchers in standardization. We further derive implications for the hydrogen TIS and recommendations for a better and more impactful alignment of the three transfer channels.
Wasserstoff erfüllt die zentrale Rolle für die Umwandlung der bisherigen fossil-basierten Energieerzeugung und -nutzung auf eine dekarbonisierte, nachhaltige Form. Dazu muss der Wasserstoff erzeugt, gespeichert, transportiert werden, bevor er wieder der Nutzung zugeführt wird. Hierzu sind entlang der gesamtem Prozesskette Wasserstofftechnologien notwendig, die einen sicheren Betrieb erfordern. Hierbei kommt dem schweißtechnischen Anlagen- und Behälterbau wesentliche Bedeutung zu, insbesondere (aber nicht ausschließlich) für Speicherung und Transport des Wasserstoffes. Der vorliegende Beitrag gibt einen kurzen Überblick, wo und wie die konventionelle Schweißtechnik hierzu wichtige Beiträge leistet. Die additive Fertigung, also das „Drucken“ von Bauteilen wird dabei zunehmend wichtiger, entlang der gesamtem Prozesskette der Wasserstofftechnologien. Gleichwohl darf nicht unterschätzt werden, dass auch wesentlicher Bedarf an der Erweiterung und teilweiser Neufassung von bestehenden Regel- und Normenwerken besteht.
Wasserstoff erfüllt die zentrale Rolle für die Umwandlung der bisherigen fossil-basierten Energieerzeugung und -nutzung auf eine dekarbonisierte, nachhaltige Form. Dazu muss der Wasserstoff erzeugt, gespeichert, transportiert werden, bevor er wieder der Nutzung zugeführt wird. Hierzu sind entlang der gesamtem Prozesskette Wasserstofftechnologien notwendig, die einen sicheren Betrieb erfordern. Hierbei kommt dem schweißtechnischen Anlagen- und Behälterbau wesentliche Bedeutung zu, insbesondere (aber nicht ausschließlich) für Speicherung und Transport des Wasserstoffes. Der vorliegende Beitrag gibt einen kurzen Überblick, wo und wie die konventionelle Schweißtechnik hierzu wichtige Beiträge leistet. Die additive Fertigung, also das „Drucken“ von Bauteilen wird dabei zunehmend wichtiger, entlang der gesamtem Prozesskette der Wasserstofftechnologien. Gleichwohl darf nicht unterschätzt werden, dass auch wesentlicher Bedarf an der Erweiterung und teilweiser Neufassung von bestehenden Regel- und Normenwerken besteht.
Die Wasserstoffinfrastruktur ist eine zentraler Bestandteil der erfolgreichen Umsetzung der wasserstoffbasierten Energiewende. Dabei bilden Ferngasleitungen quasi das "Rückgrat" der Transportinfrastruktur großer Gasmengen. Dabei müssen unter Umständen Reparaturen an den Pipelines durchgeführt werden. Dabei ist in der Erdgasinfrastruktur das Schweißen an in Betrieb befindlichen (d.h. von Gas durchflossenen) Pipelines Stand der Technik. Es ist jedoch vollkommen offen, inwieweit diese Technik auf die reine Wasserstoffpipelines übertragbar sind. Hierzu leistet das Projekt H2SuD wichtige Beiträge zur Aufklärung des Einfluss eines Reparaturschweißprozesses auf die Wasserstoffaufnahme und Degradation im Betrieb befindlicher H2 Gasleitungen.
Hydrogen-induced stress corrosion cracking (HSCC) is well known, and highly sensitive pre-stressing steels are normally not available on the market. But in the case of existing structures, it could be necessary to ensure their safety through special kinds of investigations. Those kinds of investigations are often not applicable in a non-destructive way.
Therefore, a once in a lifetime project was initiated.
In the course of the deconstruction of the "Bridge of the 20th anniversary of the GDR" at the Altstädter Bahnhof in Brandenburg a. d. Havel, new information on the initiation of hydrogen-induced stress cracks could obtained. The initial observation to do several investigations at this bridge are several meters long longitudinal cracks in the concrete web of the box girder above and below the tension duct. The BAM was commissioned by the Brandenburg State Road Administration to participate in a corresponding joint project which is financed by the Federal Ministry for Digital and Transport. The added value of the new information gained in this project goes beyond the specific structure. It describes unexpected new damage patterns that can be transferred to other structures with concentrated tendons (tendon block method and Baur-Leonhardt method) and were previously unknown in this form. These should be made known to other developers to enable them to initiate any necessary actions.
One of the major results is, the wire breaks observed at this bridge can be attributed to cracking as a result of HSCC and subsequent crack growth until breakage, due to cyclic loading from traffic and alternating restraint stresses. The probable trigger here was crevice corrosion processes at the contact points of the wires to the spacer plates in superposition with high tensile stresses due to prestressing after or with in grouting the duct. Tension wire breaks, which may have occurred before grouting and during prestressing, were not detected. The unfavorable gap situation at the spacer plates occurs over the entire cross-section of the prestressing channel and can thus affect each individual prestressing wire. Losses in the load-bearing capacity of the prestressed concrete structure can then be the result. A disadvantage of the prestressing block method in this respect is that a large number of individual wires can be affected at the same time (theoretically all wires), which can reduce the prestressing effect of the concentrated tendon accordingly. With the usual use of only one tendon per web, the possibility of load transfer to other tendons is thus not given (lack of redundancy).
Die schädigende Wirkung von Wasserstoff auf die mechanischen Eigenschaften von Stählen ist zwar bekannt, aber noch immer nicht ausreichend erforscht. Die schnelle und sichere Markteinführung von Wasserstofftechnologien macht es erforderlich, dieses Thema genauer zu untersuchen. Im Allgemeinen wird dies oft als Wasserstoffversprödung bezeichnet. Daher ist es wünschenswert, eine Prüfmethode zu entwickeln, die auf einfache Weise die Materialeigenschaften unter Wasserstoffatmosphäre ermitteln kann. Derzeit werden mechanische Prüfungen unter Wasserstoffatmosphäre in Autoklaven durchgeführt. Für diese Technik ist eine aufwendige Hardware erforderlich, daher sind die Prüfungen teuer und die Prüfkapazitäten nur in geringem Umfang verfügbar. Die hier vorgestellte Prüfmethode verspricht einen zukunftsweisenden Ansatz zur Reduzierung von Kosten und Bearbeitungszeiten durch die Verwendung von Hohlkörpern, d.h. die Probe selbst stellt den Autoklav dar.
Die Wasserstoffinfrastruktur ist eine zentraler Bestandteil der erfolgreichen Umsetzung der wasserstoffbasierten Energiewende. Dabei bilden Ferngasleitungen quasi das "Rückgrat" der Transportinfrastruktur großer Gasmengen. Dabei müssen unter Umständen Reparaturen an den Pipelines durchgeführt werden. Dabei ist in der Erdgasinfrastruktur das Schweißen an in Betrieb befindlichen (d.h. von Gas durchflossenen) Pipelines Stand der Technik. Es ist jedoch vollkommen offen, inwieweit diese Technik auf die reine Wasserstoffpipelines übertragbar sind. Hierzu leistet das Projekt H2SuD wichtige Beiträge zur Aufklärung des Einfluss eines Reparaturschweißprozesses auf die Wasserstoffaufnahme und Degradation im Betrieb befindlicher H2 Gasleitungen.
Germany has concluded energy partnerships with various countries, including Japan. During the 3rd meeting of the Hydrogen Working Group, the strategic approach of both countries on developments of hydrogen guidelines, certification and safety was presented and discussed. BAM gave a presentation on important topics in the field of safety research and on safety-related issues along the value chain. Furthermore, the work program and selected projects of the competence center H2Safety@BAM were presented.
Das Schweißen von hochfesten Feinkornbaustählen erfordert aufgrund der Sicherstellung der Gütewerte des Grundwerkstoffes (Zähigkeit, Festigkeit) auch in der Schweißverbindung, die Einhaltung von engen Grenzen bei der Auswahl von Schweißparametern. Die Reproduzierbarkeit von beanspruchungsgerechten hochfesten Schweißverbindungen hängt vom Schweißverfahren und der damit einhergehenden komplexen Gefügeausbildung ab. Hierbei müssen hochfeste Schweißverbindungen mindestens die gleichen Festigkeitsanforderungen erfüllen wie der eingesetzte Grundwerkstoff. In diesem Vortrag werden speziell die Herausforderungen wie der Empfindlichkeit gegenüber der wasserstoffunterstützen Kaltrissbildung beim Schweißen von hochfesten Feinkornbaustählen und dem Mikrolegierungseinfluss auf die divergente Ausbildung der Wärmeeinflusszone thematisiert.
Wasserstoff als flexibel einsetzbarer und leicht transportierbarer Energieträger bildet eine Schlüsselkomponente auf dem Weg zu einer klimaneutralen Energiewende. Zur Speicherung von gasförmigem Wasserstoff kommen bei stationären und auch mobilen Anwendungen meist Druckbehälter aus Verbundwerkstoffen zum Einsatz. Dabei ist für den Betrieb der Behälter die Gewährleistung der Sicherheit von großer Relevanz. Structural Health Monitoring (SHM) bietet einen innovativen Ansatz, um sowohl die Sicherheit als auch die Zuverlässigkeit der Druckbehälter zu gewährleisten und kritische Versagensfälle zu vermeiden.
Zur kontinuierlichen Überwachung und Bewertung des Zustands eines Wasserstoffdruckbehälters wird in dem vorliegenden Beitrag eine aktive Methode präsentiert, die auf geführten Ultraschallwellen basiert. Dabei kommt das Pitch-Catch Verfahren zwischen Sender und Empfängern zur Überwachung der strukturellen Integrität zum Einsatz. Auf Grundlage des untersuchten Wellenausbreitungsverhaltens im Druckbehälter sowie der Geometrieeigenschaften wird ein Sensornetzwerk aus piezoelektrischen Flächenwandlern (PZT) zur Abdeckung des zu überwachenden Bereichs entworfen. Ziel ist es mit Hilfe eines Optimierungsalgorithmus eine größtmögliche Abdeckung bei gleichzeitiger Minimierung der Anzahl der Sensoren zu erreichen. Zudem soll eine gleichmäßige und platzsparende Verteilung im Vordergrund stehen, so dass zukünftig weitere Messmethoden auf dem Druckbehälter angewendet werden können (z. B. durch akustische oder faseroptische Sensoren).
Das für die Anwendung optimierte Sensornetzwerk wird anschließend hinsichtlich der Robustheit bei der Schadenserkennung und -lokalisierung durch Aufbringen von künstlichen Schäden evaluiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die künstlichen Schäden am Wasserstoffdruckbehälter nachgewiesen werden können.
Obwohl der Leichtbau mit carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zur Ressourceneffizienz liefert, stellt der wachsende Abfallstrom von aktuell 62 kt/a eine große Herausforderung dar. Weil die Produktion von Carbonfasern (CF) überwiegend auf fossilen Rohstoffen basiert und sehr energieintensiv ist, werden nachhaltige Recyclinglösungen dringend benötigt.
Hier geben wir einen Überblick über aktuelle Recyclingprozesse und diskutieren deren Limitierungen. Darüber hinaus zeigen wir eine Möglichkeit zur sicheren chemischen Nutzung von CF-haltigen Reststoffen auf, die nicht zur Wiederverwertung geeignet sind. Das Projekt CF Pyro untersucht deren Einsatz als Sekundärrohstoff in der Pyrometallurgie und setzt besondere Schwerpunkte bei der Reaktivität von CF, der Prozessstabilität und der Vermeidung von Emissionen gesundheitsschädlicher WHO-Fasern. Neben der Vorstellung von wichtigen fundamentalen experimentellen Erkenntnissen wird ihre Bedeutung für den Wandel zum zirkulären Wirtschaften diskutiert.
Die Nutzung von Sensortechnologien, insbesondere im Bereich der Gasdetektion mit einem Schwerpunkt auf Wasserstoff, spielt eine entscheidende Rolle in verschiedenen Anwendungsbereichen der Wasserstofftechnologie. Sicherheitsüberwachung, Leckdetektion und Prozesskontrolle gehören zu den prominenten Anwendungsgebieten dieser Sensortechnologien. Ein zentrales Ziel ist die Erkennung von freigesetztem Wasserstoff sowie die genaue Bestimmung des Wasserstoff-Luftverhältnisses mithilfe von Gassensoren. Dies ist von entscheidender Bedeutung, um potenzielle Gefahren frühzeitig zu erkennen und angemessene Maßnahmen zu ergreifen.
Ein weiterer Schwerpunkt dieses Beitrags liegt auf der Analytik und der Verwendung zertifizierter Referenzmaterialien in Verbindung mit Metrologie für die Wasserstoffspeicherung. Dies gewährleistet eine präzise und zuverlässige Charakterisierung von Wasserstoff und unterstützt die Entwicklung sicherer Speichertechnologien. Im Rahmen des Euramet-Vorhabens Metrology for Advanced Hydrogen Storage Solutions (MefHySto) wird eine Kurzvorstellung präsentiert.
Der Vortrag stellt zwei zerstörungsfreie Prüfverfahren zum strukturellen Zustandsüberwachung (Structural Health Monitoring, SHM) für Wasserstofftechnologien vor. Insbesondere die Fehlstellenerkennung mittels geführter Ultraschallwellen spielt eine bedeutende Rolle bei der Lebensdauerüberwachung von Wasserstoffspeichern. Ein weiterer Aspekt ist die Anwendung faseroptischer Sensorik zur Schadensfrüherkennung von Wasserstoffspeichern. Diese zerstörungsfreien Prüfverfahren ermöglichen eine präzise und frühzeitige Identifizierung von Schäden, was die Sicherheit und Effizienz von Wasserstoffspeichersystemen entscheidend verbessert.
Liebe Leser*innen,
vom Umbau des Energiesystems über die Nachhaltigkeit der Wirtschaft bis hin zu den Veränderungen unserer Städte und der Mobilität: Das Wort Transformation ist wohl neben der "Zeitenwende" das derzeit mit am häufigsten gebrauchte. Wir sind zweifellos in einer neuen Wirklichkeit angekommen, die sich nicht umdeuten lässt, sondern die aktiv von uns gestaltet werden muss.
Aber sind wir überhaupt in der Lage, unsere ökonomische Basis zu schützen und gleichzeitig unsere Aufmerksamkeit auf den Erhalt von Ressourcen statt deren Ausnutzung zu richten? Ich glaube fest daran, dass wir das können. Produzieren hieße dann z. B., Lösungen im Sinne einer zirkulären Wirtschaft zu finden. Zur grünen Transformation leistet die BAM, deren Auftrag es ist, die deutsche Wirtschaft zu fördern, bereits heute vielfältige Beiträge: durch Grundlagenforschung, die den schnellen Weg in die Anwendung findet. Aber auch durch unsere Vielfalt und Spezialisierung, die es uns erlauben, eine übergreifende Perspektive zu entwickeln. Denn: Lösungen für den Wandel zu finden, bedeutet auch eine Veränderung des Denkens.
So sind wir z. B. beteiligt an der Entwicklung smarter Tools bei der Qualitätssicherung moderner Wasserstofftechnologien, nachhaltiger Batteriematerialien für leistungsstarke E-Akkus oder sicherer Konstruktionen für noch größere und effizientere Windenergieanlagen. Langfristig erfolgreich werden wir dabei nur sein, wenn wir uns selbst transformieren.
So sind wir in der BAM dabei, unsere Expertisen in weiteren disziplin- und branchenübergreifenden Kompetenzzentren zu bündeln, neue ganzheitliche Formate der Zusammenarbeit zu erproben und unsere Vernetzung mit relevanten Akteur*innen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik weiter auszubauen.
Im neuen BAM Report 2022/23 möchten wir Ihnen gern eine Auswahl unserer aktuellen Projekte vorstellen. Idealerweise ergeben sich aus der Lektüre für Sie Anknüpfungspunkte für gemeinsame Vorhaben und Initiativen, mit denen wir zusammen die Transformation sicher gestalten können. Lassen Sie uns darüber ins Gespräch kommen!
PS: Erstmals erscheint unsere Jahrespublikation übrigens rein digital, als kleiner Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit.
Mit der Initiative QI-Digital werden völlig neue Perspektiven für das Sicherheitsmanagement und die Qualitätssicherung technischer Anlagen erschaffen. Unsere Forschung im Kontext einer Wasserstofftankstelle zeigt, wie digitale Innovationen und Verfahren die Herausforderungen effizienter und verlässlicher Qualitätssicherung für komplexe Anlagen bewältigen können.
In diesem Vortrag werden Potentiale und Beispiele der digitalen QI für technische Anlagen demonstriert und diskutiert: Moderne Anlagenüberwachung mit digitalen Zwillingen und KI sowie Kalibriermanagement mithilfe digitaler Kalibrierscheine und elektronischem Siegel.
Dr. Mair erläutert, welcher Anwuchs an H2-Bedarf zu erwarten ist, wo er weltweit erzeugt werden könnte und in welcher Form auf grünem Wasserstoff basierende Energieträger transportiert werden können. Es wird deutlich, dass das Transportaufkommen von H2 erheblich anwachsen wird und dass sich alle Seiten, die Regelsetzer und die Industrie darauf vorbereiten müssen.
Danach wird mit Blick auf die Normungsroadmap H2 des DIN der probabilistische Ansatz mit seinem Potenzial, Normen und Vorschriften in ihrer Wirkung zu simulieren und zu bewerten kurz vorgestellt.
Der dritte Block des Vortrages beginnt mit der Definition von Sicherheit, zeigt kurz das mikromechanische Prinzip der Alterung von Composite und greift dann ein Thema auf, dass Dr. Mair bereits 2018 und 2019 in dieser Runde dargelegt hat: Der Aufwand für die klassische Wiederkehrende Prüfung ist enorm und bringt nur wenig Erkenntnis. Es werden graphisch das 5-Jahres 100%-Prooftesting, der Ansatz nach GGR 022 mit seiner zerstörend geprüften Stichprobe und der mögliche Ansatz für eine ergebnisgesteuerte Stichprobenprüfung auf ZfP-Basis miteinander verglichen. Die Unterschiede im Aufwand-zu-Nutzen-Verhältnis sind enorm. Dabei ist der aufwändigste Ansatz zudem der mit der geringsten Erkenntnistiefe.
Jeder Ansatz, der von einer 100%-Prüfung in einem maximalen Zeitrahmen von 10 Jahren abweicht, also z.B. der Verzicht auf eine 100%-Prüfung während des Betriebes, würde eine Änderung des Regelwerkes erfordern, die zeitnah angestoßen werden müsste. Da es sich hierbei primär um eine Ressourcenoptimierung und nicht um eine Verbesserung der Sicherheit handelt, liegt der Ball bei den Verbänden. Als eine Idee für das Herangehen mit einer Begrenzung auf Druckgefäße, die nach der EN 17339 zulassungsfähig sind (fest montiert, H2 und nur CFK), verweist Dr. Mair auf die SV 674 in Verbindung mit 6.2.3.5.3/.4 ADR/RID. Bei dem absehbaren Anwachsen des Bestandes an H2-Batteriefahrzeugen, ist hier nicht nur ein Optimierungsaspekt, sondern auch ein Kapazitätsproblem in der wiederkehrenden Prüfung zu lösen. Es würde aber auch ein Mehrwert für die Sicherheit entstehen.
The Gases Advisory Group is organized regularly by the Prevention Division of the German Employer's Liability Insurance Association for Raw Materials and the Chemical Industry. The event serves as an exchange between science and industry on current safety-related issues concerning oxygen and hydrogen. In this context, BAM presented an overview of its various activities of the competence center H2Safety@BAM, which are reflected in the entire hydrogen value chain. In addition, the plans for the expansion of the test infrastructure at BAM's Technical Safety Test Site were presented. The results of the DELFIN project on the safety of pressurized gas storage tanks, the release tests of liquid hydrogen as well as the underfiring of corresponding cryogenic storage tanks and the plans for the ModuH2Pipe@BAM project were also presented. The presentation concluded with the current recommendations of the Hydrogen Research Network.
Der Beitrag behandelt verschiedene Themen aus dem H2Safety@BAM-Kompetenzfeld Sensorik, Analytik und zertifizierte Referenzmaterialien (SensRef) mit Schwerpunkt auf Mess- und Prüfverfahren, die verschiedene Analyseverfahren, Sensortechnologien und Ultraschallwellen nutzen. Ein Teil davon ist das Euramet-Vorhaben "MefHySto" zur Metrologie der Wasserstoffspeicherung. Des Weiteren werden Verfahren zur Erkennung von freigesetztem Wasserstoff und zur Bestimmung des Wasserstoff-Luftverhältnisses mithilfe von Gassensoren behandelt. Ein weiterer Aspekt ist die zerstörungsfreie Fehlstellenerkennung mit einem integrierten Zustandsüberwachungssystem, das auf geführten Ultraschallwellen basiert und zur Überwachung der Lebensdauer von Composite-Behältern (Wasserstoffspeicher) dient. Zudem wird die Anwendung faseroptischer Sensorik zur Schadenfrüherkennung an Wasserstoffspeichern diskutiert. Dabei werden erkennbare Dehnungsänderungen an Druckbehältern als Indikatoren genutzt.
Anhand von Beispielen wird in diesem Vortrag ein möglicher ganzheitlicherer Ansatz für die Digitalisierung und den Einsatz maschinengestützter Prozesse bei der Herstellung von Spezialchemikalien und Arzneimitteln durch die Einführung integrierter und vernetzter Systeme und Prozesse skizziert. Ein aktueller Ansatz und ein Beispiel in diesem Vortrag sind flexible und modulare chemische Produktionseinheiten, die Mehrzweckanlagen nutzen, um verschiedene hochwertige Produkte mit kurzen Stillstandszeiten zwischen den Kampagnen herzustellen und die Markteinführungszeit für neue Produkte zu verkürzen.
Als zweites Beispiel wird kurz die Testplattform Wasserstofftankstelle vorgestellt, die als moderne Anlage der Prozessindustrie betrachtet werden kann, vergleichbar mit einer Anlage aus der chemischen oder pharmazeutischen Industrie. An ihr lassen sich alle derzeit entlang der Digitalen Transformation diskutierten Konzepte implementieren, um sie zu standardisieren und zu validieren. Dazu gehören Konzepte zur Konnektivität von Sensoren und Aktoren aus der Feldebene in höhere Ebenen der Automatisierung oder zur Einbringung zusätzlicher Sensoren oder Sensornetzwerke, die zunehmend flexibler gestaltet werden soll, die sichere und nachvollziehbare Parametrierung von Automatisierungskomponenten – vielleicht aus einem digitalen Abbild (Verwaltungsschale bzw. „Digitaler Zwilling“) heraus, Konzepte zur vorausschauenden Wartung („Predictive Maintenance“), Konzepte zu digitalen Entscheidungsprozessen, Zertifikaten und Signaturen oder der zunehmende Einsatz von komplexen Auswertungsalgorithmen und Applikationen in der Feldebene („Embedded Computing“) oder der „Kante“ zu Cloudbasierten Systemen der Informationstechnik („Edge-Computing“).
Die beiden Beispiele sollen aktuelle Entwicklungsachsen des industriellen Messwesens im Rahmen der industriellen Automation aufzeigen, in denen Messwerte, deren Messunsicherheiten und Kontextinformationen eine wichtige Rolle einnehmen.
In this lecture, the safety assessment of hydrogen gas storage systems is presented using the example of composite pressure vessels. The main element is a probabilistic approval approach based on five steps. Firstly, the testing and evaluation of properties at the beginning of life are shown. Secondly, methods for artificial aging and the effect on the residual strength are presented. Thirdly, testing against dedicated accidents is introduced. Fourthly, effects on the surveillance of production quality are discussed. Finally, degradation and the end of life are estimated. Background information and examples are given for each step. The assessment presented is a method applicable for many safety-related systems.
Im Vortrag wird zunächst erläutert, dass auch im Fall der Wasserstoffversorgung die Schadensanalyse, -vermeidung und die wiederkehrende Prüfung von Speichern in engem Zusammenhang stehen.
Der Wasserstofftransport in Deutschland hat bereits deutlich zugenommen und wird in den nächsten Jahren weiter erheblich zunehmen. Dies führt zu einem stärkeren Fokus auf die wirtschaftlichen Aspekte im Transport und der wiederkehrenden Prüfung. Letztere droht, ohne neue technische Ansätze zum Flaschenhals in der Verfügbarkeit vorhandener Transportkapazitäten zu werden.
Das gegenwärtige System der Wasserdruckprüfung bis zum sog. Prüfdruck mit Innen- und Außenbesichtigung etc., die im Normalfall alle 5 Jahre durchzuführen ist, führt zu jeweils etwa 8 Wochen Stillstand. Das Aufwendige dabei sind die Trocknungs- und Spülprozesse, die notwendig sind, um wieder entsprechend reinen Wasserstoff abfüllen zu können. Auf Basis der BAM GGR‘n 021 und 022 lässt sich beim Nachweis entsprechender, probabilistischer Restzuverlässigkeiten diese Frist in Deutschland auf 10 Jahre ausdehnen. Diesen Weg sind in den letzten Jahren viele Betreiber gegangen.
Mit Blick auf die derzeit fast exponentielle Zunahme von Transporteinheiten kann auch diese Verlängerung der Prüffristen das Problem nicht lösen. Auch das Umschwenken von hydraulischer, auf die heute bereits genehmigungsfähige Gasdruckprüfung bis zum Prüfdruck bringt zwar eine Verkürzung der Stillstandzeiten, erfordert aber erhebliches Investment in Schutzmaßnahmen.
Als hinreichend zielführendes Konzept für Transporteinheiten mit vielen Elementen wird im Vortrag eine Mischung aus probabilistischem Ansatz und zerstörungsfreien Prüfungen erläutert und bzgl. Aufwand und Nutzen im Vergleich zu den üblichen Verfahren visualisiert. Voraussetzung für diesen vorgestellten Ansatz sind die Weiterentwicklung und Qualifizierung der Schallemissionsanalyse als Ersatz für die derzeitig zerstörenden Prüfungen und auch eine durchgängig digitale Lebenslaufakte, die eine lückenlose Zuordnung von Baumusterprüfung, Herstellungslos, Betreiber und Betriebsdaten erlaubt.
Für Transporteinheiten mit wenigen, sehr großen Elementen wird dagegen das sog. Online-Monitoring mit fest installierter und permanent messender Technik gesehen.
Für die Anwendung beider Lösungsansätze sind umfangreiche Änderungen im Recht erforderlich.
Das Bundesverkehrsministerium hat seit 2008 in drei Stufen jeweils auf Vorschlag der BAM einen Antrag zur Einführung bzw. Regulierung von Bergungsdruckgefäßen bei den Vereinten Nationen eingebracht. Die Anträge führten jeweils nach der Delegation in eine Arbeitsgruppe unter der Leitung des Vortragenden zu neuen Vorschriften im internationalen Gefahrguttransportrecht.
Zuletzt hat das UN-Subcommittee der Experten für den Transport gefährlicher Güter der Einführung einer Druck-Volumen-Begrenzung für Druckgefäße zugestimmt. Mit dieser Begrenzung wurde die bisherige Volumenbegrenzung für Bergungsdruckgefäße ersetzt, wodurch nun das Spektrum der Bergungsdruckgefäße gestaltet werden kann, das notwendig wäre, um defekte Druckgefäße transportieren zu können.
Das zentrale Kriterium für die Begrenzung des Druck-Volumen-Produktes (pV) fand bereits in den Landverkehrsvorschriften ADR/RID bis zu ihrer Neustrukturierung auch als Konsequenzmaß Verwendung. Damit soll sichergestellt werden, dass sich aus Wasserstofftransporten in Druckgefäßen keine Konsequenz entwickeln kann, die nach den Kriterien für stationäre Anlagen, einer Katastrophe gleichkommen würde.
Hierzu hatte eine Arbeitsgruppe der Vereinten Nationen seit 2020 auf Vorschlag der BAM eine Kette aufeinander aufbauende Kriterien diskutiert, die im Vortrag vorgestellt werden:
Einfluss der Druckwellen auf den menschlichen Körper (ohne Splitterwirkung oder Umsetzung der chemischen Energie) – Zusammenhang von Druckwelle und Fläche – Druckwellenberechnung – Bevölkerungsdichte – Grenzwerte für eine Katastrophe – resultierendes pV-Produkt.
Das Ergebnis wurde mit herausragenden Großunfällen und Katastrophen aus dem Gefahrguttransport und Gefahrstoffbereich verglichen. Außerdem wurden noch die Effekte des Temperatureinflusses auf den maximalen Betriebsdruck diskutiert. Zuletzt wurde bei den UN darauf hingewiesen, dass mit Blick auf die Auswirkungsbetrachtung der Wassersoff das Gas mit den geringsten Konsequenzen bei gegeben Druk-Volumen-Produkt ist, was zu restriktiveren Obergrenzen für z.B. Erdgas führen könnte.
Als letzter Punkt im Vortrag wird erläutert, dass in den kommenden UN-Sitzungen über nachfolgende Änderungen im Recht, wie z.B. der Kennzeichnung des pV-Produktes, diskutiert werden wird. Außerdem muss ein neuer Einstieg für die bei ISO in der Normung befindliche Umschließungen mit einem größeren pV-Produkt gefunden werden, wozu aber Transportland-spezifische Risikoanalysen in Verbindung mit massiven Fahrwegsbeschränkungen zu erwarten sind.
Hydrogen is a central component of the energy transition and the European Green Deal for a climate-neutral Europe. To be able to achieve the targets defined by 2045, the EU and the German government have drafted a framework for action and are making long-term investments in research, development and the rapid implementation of innovative hydrogen technologies.
The conditions for a successful energy transition and the economic use of green hydrogen as a clean energy carrier are Hydrogen readiness and a rapid market ramp-up, as well as the establishment of the necessary value chains in the national and European framework. Reliable quality and safety standards are the prerequisite for ensuring safety of supply and environmental compatibility and for creating trust in these technologies.
BAM has bundled its expertise in the field of hydrogen technologies into a competence center H2Safety@BAM to create confidence in the technology and to support the hydrogen strategies of the German government and the EU. The topic of hydrogen has been current at BAM for more than one hundred years and is also currently the focus of numerous research and cooperation activities. The competence centre H2Safety@BAM and its vision of “We build trust in hydrogen technologies” will be presented with its many safety-related topics, which can be found throughout the entire hydrogen value chain. Two deep dives will present the results on projects dealing with the design-to-cost issue of classical pressurized gas storage containments and the consequences of the release of liquid hydrogen, which will be roughly compared to the release of ammonia.
Der Vortrag gibt einen kurzen Überblick über die Bedeutung der Fügetechnik in Wasserstofftechnologien und über zukünftige FuE-Bereiche. Fügetechnologien haben dabei wesentliche Bedeutung für die Umsetzung von technischen Komponenten der Wasserstofftechnologien. Forschungsschwerpunkte ergeben sich insbesondere für die Erzeugung und den Transport des Wasserstoffs.
Bei Geräten und Maschinen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen unter anderem die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen betrachtet werden, zu denen auch die mechanischen Schlagvorgänge gehören.
Bei Schlagvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes zweier Werkstücke zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen als auch die abgetrennten Partikel können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen. Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann.
Die Europäische Kommission präsentierte am 11. Dezember 2019 den European Green Deal, ein Konzept mit dem Ziel, bis zum Jahr 2050 als erster Kontinent Klimaneutralität zu erreichen. Mit Inkrafttreten der Verordnung (EU) 2021/1119 des Europäischen Parlaments und des Europäischen Rates am 29. Juli 2021 zur Schaffung des Rahmens für die Verwirklichung der Klimaneutralität („Europäisches Klimagesetz“), ist dieses, sowie das Ziel der Reduzierung der Nettotreibhausgasemissionen um mindestens 55 % bis 2030 in der Gesetzgebung der Europäischen Union verankert. Die Stahlindustrie in der Europäischen Union mit ca. 57 Mio. t Nettotreibhausgasemissionen im Jahr 2020, die annähernd 2 % der Emissionen der Europäischen Union ausmachen (Inklusive Energie: 127 Mio. t; 4 %), bekennt sich zur erheblichen Reduzierung der CO2-Emissionen bis zum Jahr 2030 und zum Erreichen der Klimaneutralität bis zum Jahr 2050. Als Schlüsselwege zur Verwirklichung dieser Zielstellung hat sie zum einen Smart Carbon Usage (SCU) und zum anderen Carbon Direct Avoidance (CDA) in einer Roadmap formuliert. SCU umfasst CO2-reduzierende Maßnahmen in bestehenden Eisen- und Stahlproduktionsprozessen, Carbon Capture and Storage- (CCS) sowie Carbon Capture and Usage-Technologien (CCU). Wohingegen bei CDA CO2-Emissionen durch erneuerbare elektrische Energie sowie wasserstoffbasierte Reduktion des Eisenerzes gar nicht erst entstehen sollen. Der CDA-Weg, der voraussichtlich beschritten werden muss, um eine klimaneutrale Stahlproduktion zu erreichen [38], geht mit einer kostenintensiven Transformation der Stahlproduktion einher, die bereits von vielen Unternehmen der Stahlindustrie eingeleitet wurde und von der im Wesentlichen die beiden in Europa vorherrschenden Stahlproduktionsrouten Hochofen-Konverter-Route und Elektrolichtbogenofen-Route betroffen sind. Die CO2-Emissionen der Hochofen-Konverter-Route, von denen der überwiegende Anteil auf den Hochofen fällt, liegen laut einer für das Jahr 2015 erstellten Studie bei 1921 kg CO2/t Rohstahl inklusive der CO2-Last der Pellets als Einsatzmaterial sowie der Emissionen der nachgelagerten Stranggießanlagen und Walzwerke. Im Hochofen wird das Eisenerz durch Kohlenstoff (C) bzw. Kohlenstoffmonoxid (CO) – welche größtenteils aus dem Koks, der dem Hochofen zusammen mit dem Möller über die Gicht zugeführten wird, stammen – unter Entstehung von Roheisen und Kohlenstoffdioxid (CO2) reduziert. Das neben dem CO2 im Prozessgas enthaltene CO wird zum Beispiel zur Energiegewinnung in peripheren Prozessen ebenfalls unter Bildung von CO2 verbrannt. Zusätzlich zur Reduktion hat der Koks unter anderem physikalische Aufgaben, wie die Errichtung eines Stützgerüstes und die Gewährleistung der Permeabilität im Hochofenprozess. Somit ist eine vollkommene Substitution des Kokses zur Vermeidung der CO2-Emissionen im Hochofen nicht denkbar. Viele Strategien der Stahlunternehmen zum Erreichen der Klimaziele verfolgen daher den Wechsel von der Rohstahlproduktion aus der Hochofen-Konverter-Route hin zur Rohstahlproduktion im Elektrolichtbogenofen (EAF – Electric Arc Furnace) mit dem Einsatz von direkt reduziertem Eisen (Eisenschwamm, DRI – Direct Reduced Iron) aus vorgelagerten Direktreduktionsanlagen, die mit Wasserstoff (H2) als Reduktionsmittel betrieben werden können. Dabei ist die Elektrostahlerzeugung kein neuer Prozess und nimmt in der europäischen Union bereits jetzt einen Anteil von ca. 44 % der Rohstahlproduktion ein, jedoch überwiegend mit Schrott als Einsatzmaterial. Bei der Elektrostahlerzeugung mit Schrotteinsatz fallen laut der oben genannten Studie von Lüngen für das Jahr 20152 410 kg CO2-Emissionen pro Tonne Rohstahl an, von denen der Großteil auf die CO2-Last der fremd bezogenen elektrischen Energie zurückzuführen ist und daher nicht im Produktionsprozess selbst entsteht. Auch die Direktreduktion wird schon seit 1972 in der weltweit zweiten und bis heute in Westeuropa einzigen Direktreduktionsanlage in Hamburg betrieben. Während hier noch mit einem Reduktionsgas gearbeitet wird, das hauptsächlich aus einem aus Erdgas gewonnenen Wasserstoff-Kohlenstoffmonoxid-Gemisch besteht, liegt eine aktuelle Kernherausforderung in der Bereitstellung des in der Größenordnung der von der Transformation betroffenen Rohstahlproduktionskapazitäten notwendigen, mit erneuerbarer elektrischer Energie hergestellten Wasserstoffs. Wird zusätzlich der Strom für das Einschmelzen im Elektrolichtbogenofen aus erneuerbaren Quellen gewonnen und werden schließlich als Brennstoff verwendete Kohle und als Brennstoff verwendetes Erdgas durch CO2-neutrale Bio-Brennstoffe ersetzt, sind sowohl für den Einsatz von mit Wasserstoff reduziertem und auf Pellets ohne CO2-Last basiertem Eisenschwamm als auch für den Einsatz von Schrott CO2-Emissionen von jeweils nur 60 kg CO2/t Rohstahl erreichbar, was eine Reduktion der Emissionen, ausgehend von der Konverter-Hochofen-Route um 97 % und ausgehend von der Schrott-Elektrolichtbogenofen-Route um 85 % bedeuten würde.
Der Betrieb von Elektrolichtbogenöfen macht die an den Standorten vorhandenen Konverter sowie die Infrastruktur für Behandlung und Transport des Roheisens überflüssig. Die fortwährende Nutzung dieser bestehenden Anlagenstruktur dient daher unter anderem als Motivation für die Entwicklung einer zweiten Transformationsstrategie, die einen sogenannten Einschmelzer (SAF – Submerged Arc Furnace) als der Direktreduktionsanlage nachgelagerten Prozess vorsieht, in dem wiederum Roheisen erschmolzen wird, das anschließend im Konverter zu Rohstahl veredelt wird.
Die Transformation der Stahlindustrie beeinflusst einen weiteren CO2-intensiven Industriesektor, nämlich die Zementindustrie die verantwortlich ist für rund 4 % der CO2-Emissionen in der EU. Etwa zwei Drittel dieser Emissionen entfallen als Prozessemissionen auf die Entsäuerung des Rohstoffs Kalkstein (CaCO3), also auf die Abspaltung von CO2 unter Entstehung des für die Herstellung von Zementklinker notwendigen Branntkalks (CaO) als Zwischenstufe bei der Bildung der hydraulischen Phasen Tri- und Dicalciumsilikat. Als eines der fünf Themenfelder (5C-Ansatz: Clinker, Cement, Concrete, Construction, Carbonation), welche die europäische Zementindustrie entlang ihrer Wertschöpfungskette zum Erreichen der gesetzlichen Vorgaben der europäischen Union erarbeitet hat, umfasst das Feld "Cement" zum größten Teil die Reduzierung des Klinker-Zement-Faktors. Im Jahr 2017 betrug er 77 %, das heißt, dass 23 % des Klinkers durch alternative Materialien ersetzt wurden. Bis zum Jahr 2030 wird ein Faktor von 74 % und bis zum Jahr 2050 von 65 % angestrebt. Den größten Anteil an den Klinkersubstituten hat mit 33 % der Hüttensand aus der Stahlindustrie. Bei der Roheisenproduktion im Hochofen entsteht als Nebenprodukt Hochofenschlacke, die unter Zugabe von Schlackebildnern die Gangart des Möllers und mineralische Koksbestandteile abbindet, sowie weitere unerwünschte Begleitelemente wie Schwefel und Alkalien aufnimmt. Allein in Deutschland wurden im Jahr 2021 6,90 Mio. t – das entspricht 90 % der gesamten produzierten Hochofenschlacke – zu glasig erstarrtem Hüttensand granuliert. Dieser Hüttensand besitzt latent hydraulische Eigenschaften und wird daher seit mehr als 140 Jahren als Zementbestandteil eingesetzt, wodurch in Deutschland jährlich rund 4,5 Mio. t CO2-Emissionen eingespart werden. Alle Transformationsstrategien der Stahlindustrie beinhalten die notwendige Außerbetriebnahme der CO2-intensiven Hochöfen. Dies hat unter anderem zur Folge, dass die Hochofenschlacke als Nebenprodukt der Rohstahlerzeugung im Hochofen nicht mehr zur Verfügung stehen wird, wodurch die weitere Reduzierung des Klinker-Zement-Faktors erhebliche Zusatzmengen alternativer Materialien benötigen wird. Derzeit ist noch unklar, ob z.B. calcinierte Tone im benötigten Umfang erzeugt werden können.
Der Fachbereich Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und das Institut für Baustoffforschung FEhS forschen zusammen mit Industriepartnern und weiteren Forschungseinrichtungen im Rahmen zweier Projekte in den Kooperationssphären der Stahl- und Zementindustrie, die zur Bewältigung dieser Herausforderungen beitragen. Im Projekt SlagCEM wird die Produktion eines hydraulischen Zementbestandteils durch Reduktion von Konverter- bzw. Linz-Donawitz-Schlacke (LDS) untersucht. Die mit den zusätzlich aufgenommen Lichtbogenofenkapazitäten steigenden Mengen an Elektrolichtbogenofenschlacke (EOS, engl. electric arc furnace slag, EAFS) werden im Projekt DRI-EOS behandelt, welches die Produktion eines latent hydraulischen Hüttensandsubstituts zum Ziel hat.
Die Europäische Kommission präsentierte am 11. Dezember 2019 den European Green Deal, ein Konzept mit dem Ziel, bis zum Jahr 2050 als erster Kontinent Klimaneutralität zu erreichen. Mit Inkrafttreten der Verordnung (EU) 2021/1119 des Europäischen Parlaments und des Europäischen Rates am 29. Juli 2021 zur Schaffung des Rahmens für die Verwirklichung der Klimaneutralität („Europäisches Klimagesetz“), ist dieses, sowie das Ziel der Reduzierung der Nettotreibhausgasemissionen um mindestens 55 % bis 2030 in der Gesetzgebung der Europäischen Union verankert. Die Stahlindustrie in der Europäischen Union mit ca. 57 Mio. t Nettotreibhausgasemissionen im Jahr 2020, die annähernd 2 % der Emissionen der Europäischen Union ausmachen (Inklusive Energie: 127 Mio. t; 4 %), bekennt sich zur erheblichen Reduzierung der CO2-Emissionen bis zum Jahr 2030 und zum Erreichen der Klimaneutralität bis zum Jahr 2050. Als Schlüsselwege zur Verwirklichung dieser Zielstellung hat sie zum einen Smart Carbon Usage (SCU) und zum anderen Carbon Direct Avoidance (CDA) in einer Roadmap formuliert. SCU umfasst CO2-reduzierende Maßnahmen in bestehenden Eisen- und Stahlproduktionsprozessen, Carbon Capture and Storage- (CCS) sowie Carbon Capture and Usage-Technologien (CCU). Wohingegen bei CDA CO2-Emissionen durch erneuerbare elektrische Energie sowie wasserstoffbasierte Reduktion des Eisenerzes gar nicht erst entstehen sollen. Der CDA-Weg, der voraussichtlich beschritten werden muss, um eine klimaneutrale Stahlproduktion zu erreichen [38], geht mit einer kostenintensiven Transformation der Stahlproduktion einher, die bereits von vielen Unternehmen der Stahlindustrie eingeleitet wurde und von der im Wesentlichen die beiden in Europa vorherrschenden Stahlproduktionsrouten Hochofen-Konverter-Route und Elektrolichtbogenofen-Route betroffen sind. Die CO2-Emissionen der Hochofen-Konverter-Route, von denen der überwiegende Anteil auf den Hochofen fällt, liegen laut einer für das Jahr 2015 erstellten Studie bei 1921 kg CO2/t Rohstahl inklusive der CO2-Last der Pellets als Einsatzmaterial sowie der Emissionen der nachgelagerten Stranggießanlagen und Walzwerke. Im Hochofen wird das Eisenerz durch Kohlenstoff (C) bzw. Kohlenstoffmonoxid (CO) – welche größtenteils aus dem Koks, der dem Hochofen zusammen mit dem Möller über die Gicht zugeführten wird, stammen – unter Entstehung von Roheisen und Kohlenstoffdioxid (CO2) reduziert. Das neben dem CO2 im Prozessgas enthaltene CO wird zum Beispiel zur Energiegewinnung in peripheren Prozessen ebenfalls unter Bildung von CO2 verbrannt. Zusätzlich zur Reduktion hat der Koks unter anderem physikalische Aufgaben, wie die Errichtung eines Stützgerüstes und die Gewährleistung der Permeabilität im Hochofenprozess. Somit ist eine vollkommene Substitution des Kokses zur Vermeidung der CO2-Emissionen im Hochofen nicht denkbar. Viele Strategien der Stahlunternehmen zum Erreichen der Klimaziele verfolgen daher den Wechsel von der Rohstahlproduktion aus der Hochofen-Konverter-Route hin zur Rohstahlproduktion im Elektrolichtbogenofen (EAF – Electric Arc Furnace) mit dem Einsatz von direkt reduziertem Eisen (Eisenschwamm, DRI – Direct Reduced Iron) aus vorgelagerten Direktreduktionsanlagen, die mit Wasserstoff (H2) als Reduktionsmittel betrieben werden können. Dabei ist die Elektrostahlerzeugung kein neuer Prozess und nimmt in der europäischen Union bereits jetzt einen Anteil von ca. 44 % der Rohstahlproduktion ein, jedoch überwiegend mit Schrott als Einsatzmaterial. Bei der Elektrostahlerzeugung mit Schrotteinsatz fallen laut der oben genannten Studie von Lüngen für das Jahr 20152 410 kg CO2-Emissionen pro Tonne Rohstahl an, von denen der Großteil auf die CO2-Last der fremd bezogenen elektrischen Energie zurückzuführen ist und daher nicht im Produktionsprozess selbst entsteht. Auch die Direktreduktion wird schon seit 1972 in der weltweit zweiten und bis heute in Westeuropa einzigen Direktreduktionsanlage in Hamburg betrieben. Während hier noch mit einem Reduktionsgas gearbeitet wird, das hauptsächlich aus einem aus Erdgas gewonnenen Wasserstoff-Kohlenstoffmonoxid-Gemisch besteht, liegt eine aktuelle Kernherausforderung in der Bereitstellung des in der Größenordnung der von der Transformation betroffenen Rohstahlproduktionskapazitäten notwendigen, mit erneuerbarer elektrischer Energie hergestellten Wasserstoffs. Wird zusätzlich der Strom für das Einschmelzen im Elektrolichtbogenofen aus erneuerbaren Quellen gewonnen und werden schließlich als Brennstoff verwendete Kohle und als Brennstoff verwendetes Erdgas durch CO2-neutrale Bio-Brennstoffe ersetzt, sind sowohl für den Einsatz von mit Wasserstoff reduziertem und auf Pellets ohne CO2-Last basiertem Eisenschwamm als auch für den Einsatz von Schrott CO2-Emissionen von jeweils nur 60 kg CO2/t Rohstahl erreichbar, was eine Reduktion der Emissionen, ausgehend von der Konverter-Hochofen-Route um 97 % und ausgehend von der Schrott-Elektrolichtbogenofen-Route um 85 % bedeuten würde.
Der Betrieb von Elektrolichtbogenöfen macht die an den Standorten vorhandenen Konverter sowie die Infrastruktur für Behandlung und Transport des Roheisens überflüssig. Die fortwährende Nutzung dieser bestehenden Anlagenstruktur dient daher unter anderem als Motivation für die Entwicklung einer zweiten Transformationsstrategie, die einen sogenannten Einschmelzer (SAF – Submerged Arc Furnace) als der Direktreduktionsanlage nachgelagerten Prozess vorsieht, in dem wiederum Roheisen erschmolzen wird, das anschließend im Konverter zu Rohstahl veredelt wird.
Die Transformation der Stahlindustrie beeinflusst einen weiteren CO2-intensiven Industriesektor, nämlich die Zementindustrie die verantwortlich ist für rund 4 % der CO2-Emissionen in der EU. Etwa zwei Drittel dieser Emissionen entfallen als Prozessemissionen auf die Entsäuerung des Rohstoffs Kalkstein (CaCO3), also auf die Abspaltung von CO2 unter Entstehung des für die Herstellung von Zementklinker notwendigen Branntkalks (CaO) als Zwischenstufe bei der Bildung der hydraulischen Phasen Tri- und Dicalciumsilikat. Als eines der fünf Themenfelder (5C-Ansatz: Clinker, Cement, Concrete, Construction, Carbonation), welche die europäische Zementindustrie entlang ihrer Wertschöpfungskette zum Erreichen der gesetzlichen Vorgaben der europäischen Union erarbeitet hat, umfasst das Feld "Cement" zum größten Teil die Reduzierung des Klinker-Zement-Faktors. Im Jahr 2017 betrug er 77 %, das heißt, dass 23 % des Klinkers durch alternative Materialien ersetzt wurden. Bis zum Jahr 2030 wird ein Faktor von 74 % und bis zum Jahr 2050 von 65 % angestrebt. Den größten Anteil an den Klinkersubstituten hat mit 33 % der Hüttensand aus der Stahlindustrie. Bei der Roheisenproduktion im Hochofen entsteht als Nebenprodukt Hochofenschlacke, die unter Zugabe von Schlackebildnern die Gangart des Möllers und mineralische Koksbestandteile abbindet, sowie weitere unerwünschte Begleitelemente wie Schwefel und Alkalien aufnimmt. Allein in Deutschland wurden im Jahr 2021 6,90 Mio. t – das entspricht 90 % der gesamten produzierten Hochofenschlacke – zu glasig erstarrtem Hüttensand granuliert. Dieser Hüttensand besitzt latent hydraulische Eigenschaften und wird daher seit mehr als 140 Jahren als Zementbestandteil eingesetzt, wodurch in Deutschland jährlich rund 4,5 Mio. t CO2-Emissionen eingespart werden. Alle Transformationsstrategien der Stahlindustrie beinhalten die notwendige Außerbetriebnahme der CO2-intensiven Hochöfen. Dies hat unter anderem zur Folge, dass die Hochofenschlacke als Nebenprodukt der Rohstahlerzeugung im Hochofen nicht mehr zur Verfügung stehen wird, wodurch die weitere Reduzierung des Klinker-Zement-Faktors erhebliche Zusatzmengen alternativer Materialien benötigen wird. Derzeit ist noch unklar, ob z.B. calcinierte Tone im benötigten Umfang erzeugt werden können.
Der Fachbereich Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und das Institut für Baustoffforschung FEhS forschen zusammen mit Industriepartnern und weiteren Forschungseinrichtungen im Rahmen zweier Projekte in den Kooperationssphären der Stahl- und Zementindustrie, die zur Bewältigung dieser Herausforderungen beitragen. Im Projekt SlagCEM wird die Produktion eines hydraulischen Zementbestandteils durch Reduktion von Konverter- bzw. Linz-Donawitz-Schlacke (LDS) untersucht. Die mit den zusätzlich aufgenommen Lichtbogenofenkapazitäten steigenden Mengen an Elektrolichtbogenofenschlacke (EOS, engl. electric arc furnace slag, EAFS) werden im Projekt DRI-EOS behandelt, welches die Produktion eines latent hydraulischen Hüttensandsubstituts zum Ziel hat.
BAM Inside #4/2023
(2023)
Die zunehmende geopolitische Bedeutung der Ressourcenverfügbarkeit sowie die Anforderungen an einen geschlossenen Materialkreislauf treiben die Materialforschung voran, um konventionelle Werkstoffe mit weniger kritischen Zusätzen zu legieren oder sogar vollständig mit nachhaltigeren Alternativen zu substituieren. Eine potenzielle Alternative stellen die intermetallischen Eisenaluminid-Legierungen (FeAl) dar. Im Labormaßstab wurden bereits viele Legierungskonzepte für verbesserte Hochtempera- tureigenschaften oder Duktilität erfolgreich gießtechnisch umgesetzt. Eine erfolgreiche Erprobung von FeAl-Legierungen im industriellen Maßstab stand zu Beginn des Projekts aber weiterhin aus. Ziel des Vorhabens war daher die Entwicklung von simulationsgestützten Gießkonzepten in industrienahe Gießprozesse anhand der Modelllegierung Fe-26Al-4Mo-0,5Ti-1B und die Eingrenzung der prozesstechnischen Verfahrensgrenzen durch Warmrissversuche. Erkenntnisse hieraus wurden in einen praxisorientierten, für zukünftige Anwender in KMUs zugänglichen Handlungskatalog für die gießgerechte Auslegung von Bauteilen aus Eisenaluminiden überführt. Fokus wurde insbesondere auf das Feinguss- und Kokillengussverfahren im Schleuderguss gesetzt. Neben zahlreicher Konstruktions- und Gießprozessparameter wurden auch Wärmebehandlungen und Legierungszusätze (Al, Mo, B) variiert, um den Einfluss von Legierungselementen auf Gießbarkeit, Mikrostruktur und mechanische Kennwerte zu be- stimmen. Eine umfangreiche Basis an Daten aus Mikrostrukturanalysen (Mikroskopische Bildgebung, Bestimmung von Korngrößen sowie Phasenzusammensetzungen und -anteilen, Fraktographie), mechanischen Tests (Härtemessungen, Druckversuch, Zugversuch, Warmzugversuch, Kriechversuch) sowie Messungen thermophysikalischer Eigenschaften konnte für die Modelllegierung erzeugt werden. Korrelationen dieser Informationen mit Prozessvariablen erlaubten Schlussfolgerungen zu Härtungsmechanismen und Duktilität in der Legierung und wie sie prozesstechnisch in Gieß- und Bauteilauslegung gesteuert werden können. Der erfolgreiche Abguss von hochkomplexen Bauteilgeometrien mit dünnen Wandstärken sowie optimierte Legierungszusammensetzungen zeigen Perspektiven auf neue Anwendungsfelder auf.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist erreicht worden.
Nichtelektrischer Explosionsschutz - Grundlagen und Maßnahmen zum nichtelektr. Explosionsschutz
(2023)
Bei Geräten und Maschinen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen unter anderem die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen betrachtet werden, zu denen auch die mechanischen Schlagvorgänge gehören.
Bei Schlagvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes zweier Werkstücke zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen als auch die abgetrennten Partikel können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen. Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann.
Das Ziel des Verbundforschungsvorhabens KKS-Gründung war die Entwicklung eines Monitoringsystems zur Erfassung von Korrosion an Gründungsstrukturen im Labormaßstab. Dafür war eine umfassende Bewertung und Beschreibung korrosionsbeeinflussender Faktoren und der Korrosionssysteme notwendig. Im Vorhaben KKS-Gründung wurde die Gründungsstruktur unterhalb der Wasserlinie betrachtet bis hin zum anaeroben Bereich im Sediment. Insbesondere der Sedimentbereich wurde bisher nur unzureichend betrachtet. Da die komplexen Mechanismen in der Sedimentzone noch nicht ausreichend wissenschaftlich untersucht wurden, mussten Möglichkeiten entwickelt werden, um diese zu bewerten.
Im Verbundforschungsvorhaben KKS-Gründung agierte die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) als Forschungsstelle. Die Hauptziele des Teilvorhabens der BAM waren die Bereitstellung einer Messumgebung für das von den Partnern entwickelte Monitoringsystem, die umfassende wissenschaftliche Beschreibung der Korrosionssysteme im Unterwasserbereich und Sediment sowie die Gewinnung von Messdaten zur Verifizierung und Überführung in die Simulation. Als Forschungsstelle war die BAM der Ansprechpartner für die Verbundpartner bei wissenschaftlichen Fragestellungen.
Die Hauptziele des Vorhabens wurden erreicht und es wurden grundlegende Erkenntnisse zum Korrosionsverhalten von Offshore-Stahl im Unterwasser und Sedimentbereich gewonnen. Darüber hinaus wurden wichtige Erkenntnisse zum Betrieb eines Laborcontainers und zur Nachstellung von Korrosionssystemen in Meerwasserbecken bei Verwendung von künstlichem Meerwasser und Sand als Sediment gewonnen. Eine Beschreibung und Bewertung der Korrosivität und ablaufender Reaktionen in den einzelnen Belastungszonen wurde mittels elektrochemischer und gravimetrischer Verfahren vorgenommen.
The study provides an overview of the aspects of joining and its importance in manufacturing of components for the more and more important field of hydrogen as key factor for the energy transition to a decarburized future. To this end, the fundamentals of the technology fields of hydrogen production, storage, transport, and application are presented and the state of the art of manufacturing of components for hydrogen technologies by joining is summarized. Based on representative examples from practice, research and development, the importance of joining technology in hydrogen technologies is clearly highlighted and perspectives for the future are derived. From a macroeconomic perspective, the focal points, or trends of joining technologies here include: the erection of new infrastructure for hydrogen storage and transport, and the safe conversion of existing natural gas infrastructure and its challenges for welded materials. In addition, we show the problems that are anticipated with in-service repair welding of hydrogen pipelines. In hydrogen applications, the efficient mass production of fuel cells and electrolysers is becoming increasingly important. For that reason, the importance of additive manufacturing is highlighted. Finally, the challenges for technical regulations and standardization by using hydrogen are shown.
Der Vortrag gibt einen tiefen Überblick über die Bedeutung der Füge- und Schweißtechnik in Wasserstofftechnologien. Dazu gliedert sich der Vortrag in die Komplexe H2-Erzeugung, Speicherung, Transport, Anwendung auf und gibt jeweils repräsentative Industriebeispiele für den heutigen Anwendungsstand. Insbesondere werden hier Fertigungstechnologien für Brennstoffzellen vorgestellt, sowie Herausforderungen beim Reparaturschweißen von Wasserstoffpipelines. Zeitgleich wird in einem eigenen Kapitel die Bedeutung der additiven Fertigung ebenso erläutert, wie die aktuellen und umfassenden Tätigkeiten auf dem Gebiet der Normung zu H2-Technologien.
Bei dem Vortrag werden die potentiellen mikrobiologischen Einflüsse im Falle der Lagerung von Wasserstofflagerung in unterirdischen geologischen Formationen vorgestellt, die Zusammenarbeit mit internen und auch externen Partnern. Der Fokus liegt dabei auf UGF; anaerobe Umgebungen, Sulfate reduzierenden Bakterien, methanogenen Archaea, weiterleitenden Systeme und die Kombination der Untersuchung abiotisch/biotische
This tutorial provides an overview of the utilization of sensor systems in hydrogen technologies. It discusses the necessary criteria and characteristics of sensor systems, and also demonstrates practical applications of these technologies in terms of safety and process control. Emphasis is placed on various types of sensors such as gas sensors, pressure sensors, temperature sensors, and gas flow sensors. These systems find application in monitoring and regulating operational parameters, detecting potentially dangerous situations, and activating alarm systems.
Der Stahlbedarf in Deutschland wird maßgeblich neben dem Automobilsektor vom Maschinenbau und allgemeinen Bauwesen geprägt. In diesen Segmenten werden qualitativ hochwertige Stähle mit höchsten Ansprüchen an Festigkeit, Verformungsfähigkeit, schweißtechnische Verarbeitung und sicherheitsrelevante Aspekte gestellt. Wichtige Vertreter, welche diesen Ansprüchen gerecht werden, sind die heutigen modernen höherfesten FKB. Aus der Entwicklung dieser Stähle kristallisierten sich in den letzten Jahrzehnten verschiedene Legierungskonzepte und Herstellungsrouten heraus. Dem liegt neben essentiellen Eigenschaften, z.B. Streck- und Zugfestigkeit, noch weitere Anforderungen, bspw. Kaltumformbarkeit, Kerbschlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit, zugrunde. Zunehmend werden im genormten Bereich mit Streckgrenzen bis 700 MPa neben den vergüteten Stählen (Q) auch thermomechanische Stähle (M) eingesetzt. Ein immerwährender paralleler Begleiter während der Stahlherstellung und -verarbeitung ist Wasserstoff.
Wasserstoff wird in den nächsten Jahren als Schlüsselelement für eine nachhaltige Energiewirtschaft angesehen. Aus heutiger Sicht ist Wasserstoff ein Hoffnungsträger für eine klimafreundliche Energiewirtschaft und zukunftsfähige Industrie. Forschung und Industrie arbeiten intensiv an der Erschließung und Weiterentwicklung des enormen Potentials, um eine höhere Nutzbarkeit zu erreichen. Die Gründe liegen zum einen darin, dass Wasserstoff als Brennstoff unproblematisch (Umweltverträglichkeit und Verfügbarkeit) ist und zum anderen ein hervorragender Energieträger ist.
Wasserstoff ist durch seine gebundene Form erst nach dem Lösen aus chemischen Verbindungen zugänglich. Dies geschieht für eine Nutzbarmachung in einer zukunftsfähigen Energiewirtschaft gezielt. Demgegenüber stehen Prozesse, wodurch Wasserstoff aus seiner chemischen Verbindung gelöst wird und aufgrund seiner Größe bzw. geringsten Atommasse von Werkstoffen aufgenommen wird. Damit verbunden interagiert der aufgenommene Wasserstoff mit dem Gefüge und kann zu einer negativen Beeinflussung der Eigenschaften des Werkstoffs führen.
Wasserstoff kann Degradationsprozesse in Stählen verursachen, die sich insbesondere auf die mechanischen Eigenschaften auswirken. Diese Mechanismen können wasserstoffunterstützte Risse in höherfesten Stählen während der Herstellung oder im industriellen Einsatz verursachen.
Elektrochemisch beladene Zugproben zeigen ein unterschiedliches Degradationsverhalten in ihren Eigenschaften. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Wechselwirkungen zwischen Wasserstoff und Gitterdefekten in unterschiedlichen mikrolegierten Systemen und wärmebeeinflussten Zonen in den schweißbaren Feinkornbaustählen. Die Ergebnisse zeigen eine klare Abhängigkeit zwischen Mikrolegierung und Herstellungsprozess dieser Stahlsorten, respektive ihrer simulierten wärmebeeinflussten Bereiche.
BAM Inside #6/2023
(2023)
Um die Energiewende voranzubringen, wird neben dem Ausbau der Erneuerbaren Energien ein schneller Markthochlauf bei Wasserstoff-Erzeugung, Transport und Anwendung angestrebt. Dieser Markthochlauf geht derzeit insbesondere einher mit Fragen der Wirtschaftlichkeit und der Umsetzung einer Serienfertigung von Elektrolyseuren. Bei Fragen der Sicherheit wird üblicherweise auf das bestehende Regelwerk verwiesen. Da der Umgang mit Wasserstoff und die Technologien zur Wasserstoff- Erzeugung nicht neu sind, geht man davon aus, dass durch die Einhaltung der bestehenden Regelwerke die Anlagen ausreichend sicher sind. Aber ist das wirklich so? Decken die bestehenden technischen Regelwerke alle derzeitigen Entwicklungen im Zusammenhang mit der Wasserstofferzeugung und -nutzung in allen notwendigen Facetten ab, um die Sicherheit zu gewährleisten? Der Experten-Workshop soll die Möglichkeit bieten, sich über die Sicherheit bei Wasserstofferzeugung und -nutzung auszutauschen sowie offene Fragestellungen und Lücken im Regelwerk zu identifizieren. Hierzu sind sowohl Impulsvorträge als auch ein offener Austausch mit allen Teilnehmenden geplant.
Die hohen Betriebstemperaturen während des Einsatzes von Radialverdichterrädern in Abgasturboladern führen zu einer Änderung der ursprünglich eingestellten Mikrostruktur in der warmfesten Aluminiumlegierung EN AW-2618A (Überalterung). Grund dafür sind thermische Belastungen, die nahe der Aushärtetemperatur liegen und diese kurzzeitig sogar überschreiten können. Die Alterungsmechanismen wurden zusammen mit den Themen niederzyklische (LCF) und thermomechanische Ermüdung (TMF) sowie Kriechen bis max. 190 °C in vorangegangenen Forschungsvorhaben untersucht. Kaum untersucht war bisher das Verhalten der Legierung unter hochzyklischer Beanspruchung (HCF) sowie der Einfluss von Kerben und Lastkollektiven. Da zukünftig mit weiter steigenden Betriebstemperaturen für Radialverdichter zu rechnen ist, wurde in diesem Forschungsvorhaben das HCF-Verhalten bei 230 °C untersucht und somit bei einer Prüftemperatur, die deutlich oberhalb der Aushärtetemperatur liegt. Das Ziel des Projektes war der Aufbau einer geeigneten experimentellen Datenbasis, das Verständnis der relevanten mikrostrukturellen Prozesse sowie die Weiterentwicklung und Anpassung geeigneter Modelle und Bewertungsmethoden.
Das experimentelle Untersuchungsprogramm umfasste neben einer Basischarakterisierung des HCF-Verhaltens am Ausgangszustand T61 gezielte mechanische Versuche zur Isolierung der Einflussfakto-ren Mittelspannung (𝑅 = −1, 𝑅 = 0,1), Werkstoffüberalterung (T61, 10 h/230 °C, 1000 h/230 °C), Prüftemperatur (20 °C, 230 °C), Prüffrequenz (0,2 Hz, 20 Hz) sowie Kerbwirkung und variable Amplituden. Darauf aufbauend wurden die in den vorangegangenen Projekten entwickelten Modelle und Bewertungsmethoden angepasst und weiterentwickelt, um die genannten thermischen und mechanischen Belastungen in der Lebensdauerbewertung abzubilden.
Bei der Brücke Altstädter Bahnhof handelte es sich um eine große Spannbetonkonstruktion, die einen elementaren Verkehrsknotenpunkt in der Stadt Brandenburg an der Havel bildete. Entgegen üblichen Spannbetonkonstruktionen mit kleinen Bündelspanngliedern kamen beim Haupttragwerk in Längsrichtung großformatige Spannblockspannglieder zum Einsatz. Im Fall der vorliegenden Brücke setzte sich das Spannglied aus 392 ovalen Einzeldrähten aus Hennigsdorfer Produktion zusammen, welche als spannungsrisskorrosionsgefährdet gelten. Bei Bauwerkserkundungen wurde ein hoher Versprödungsgrad der Spannstähle festgestellt, sodass die Brücke am 19.05.2021 gesprengt werden musste. Zuvor traten im Bereich detektierter Spanndrahtbrüche von außen erkennbare Längsrisse in den Stegen anstatt von üblicherweise quer gerichteten Biegerissen an der gezogenen Randfaser auf. Die abweichende Schadensäußerung im Falle einer Spannstahlschädigung brachte das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) dazu, weitergehende Untersuchungen durchzuführen. In Zusammenarbeit mit dem Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg, der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden sowie der Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung (BAM) wurden experimentelle Untersuchungen insitu konzipiert und durchgeführt. Im Konkreten wurde an zwei Messstellen eine gezielte Schädigung des großformatigen Spannglieds vorgenommen, um das zuvor vorgefundene Schadensbild nachzuvoll ziehen und validieren zu können. Konzept, Ergebnisse aus den Untersuchungen und Erkenntnisse für gleichartig ausgeführte Bauwerke sind Gegenstand des ersten Beitrags (Teil 1). Der zweite Teil [1] wird sich im Schwerpunkt den verwendeten Messverfahren und Monitoringsystemen widmen, welche die Durchführung des Versuchs begleiteten.
BAM Update #2/2023
(2023)
Durch Einsatz neuer Technologien im Transport von komprimiertem Wasserstoff konnte eine Verdreifachung des Nutzlastverhältnisses erreicht werden. Diese neuen Speicher auf den Transportfahrzeugen müssten aber anders auf ihre Sicherheit überprüft werden, als dies heute gefordert wird.
Mit dem Markthochlauf Wasserstoff vervielfacht sich zudem die Anzahl der Transporteinheiten. Da sich im Zuge der neuen H2-Transportfahrzeuge aber auch die Anzahl der einzelnen Speicher pro Fahrzeug etwa verzwanzigfacht hat, kommen die Kapazitäten für die erforderliche wiederkehrende Prüfung an ihre Grenzen.
Dies könnte evtl. durch eine entsprechende Erhöhung der Prüfkapazitäten gelöst werden. Da dies aber weder praktisch machbar ist noch technisch wirklich sinnvoll, müssen alternative Ansätze z.B. durch digital erfasste zerstörungsfreie Prüfkonzepte gesucht werden. Hierzu bedarf es aber einer Lebenslaufakte, die beginnend von der Definition einer Bauweise über die Baumusterprüfung, Zulassung, Herstellung, erstmalige Prüfung, Verwendung und wiederkehrenden oder begleitenden Prüfungen bis zum Verschrotten alle Daten erfassen und verwalten kann.
Eine solche Lebenslaufakte könnte auch als eine Art digitaler Produktpass (DPP) verstanden werden.
Im Additive Manufacturing Verfahren Directed Energy Deposition (DED) wird bei der Verarbeitung von Werkzeugstahl in der Regel reines Argon als Schutzgas verwendet. Dabei kann die Verwendung von speziellen Schutzgasgemischen, auch bei geringen Anteilen zugemischter Gase, durchaus die Bauteilqualität positiv beeinflussen.
In Vorarbeiten der Messer SE & Co. KGaA zeigte ein gewisser Sauerstoffanteil im Schutzgas die Tendenz, den Flankenwinkel von Schweißspuren beim DED zu verbessern. In der vorliegenden Studie wurde daher detailliert untersucht in wie weit unterschiedliche Schutzgasgemische einen Einfluss auf die Qualität sowie die geometrischen Eigenschaften der additiv gefertigten Strukturen des Werkzeugstahls 1.2709 beim Laser-DED ausüben. Es erfolgten zunächst Testschweißungen in Form von Einzelspuren mit unterschiedlichen Gemischen aus dem Basisschutzgas Argon mit geringen Anteilen verschiedener Gase. Dabei wurde der Einfluss der Zusätze auf die Spurgeometrie und Aufbauqualität untersucht. Auf Basis dieser Vorversuche wurde eine Auswahl vielversprechender Gasgemische getroffen und Detailuntersuchungen in Form von Spuren, Flächen und Quadern unter Zugabe verschiedener Mengen an Zusätzen durchgeführt. Zur Bewertung des Einflusses der Schutzgasbeimengungen wurden der Flankenwinkel, die Porosität und das Gefüge der Proben anhand metallografischer Schliffe untersucht. Es zeigte sich, dass eine Zugabe von geringen Anteilen an Zusätzen zunächst zu einer Vergrößerung des Flankenwinkels im Vergleich zu reinem Argon führt. Mit steigendem Anteil der Gase nimmt dieser Winkel jedoch ab. So kann je nach Menge des zugesetzten Gases eine individuelle Benetzung des aufgetragenen Materials an der Oberfläche erreicht werden. Auch die Porosität ließ sich durch Schutzgasgemische beeinflussen und zeigt ein abweichendes Verhalten im Vergleich zu reinem Argon.
BAM Update #1/2023
(2023)
The following presentation provides an overview on some of the challenges with metallic materials used as structural materials in the energy sector for the transport and storage of hydrogen. The presentation contains explanations about the methodologies utilized to characterize the susceptibility of these materials for hydrogen.
Die Brechung von Röntgenstrahlen (Röntgenrefraktion) an Grenzflächen zwischen Materialien unterschiedlicher Dichte ist analog zur Ablenk-ung von sichtbarem Licht an z.B. Glasoberflächen. Es gibt jedoch zwei wesentliche Unterschiede:
a) konvexe Grenzflächen verursachen Divergenz (d.h. der Brechungsindex n ist kleiner als 1), und
b) die Ablenkungswinkel sind sehr klein, und reichen von einigen Bogensekunden bis zu einigen Bogenminuten (d.h. n ist nahe bei 1);
Wie auch bei sichtbarem Licht ist die Ablenkungsrichtung der Röntgenstrahlen abhängig von der Orientierung der durchstrahlten Grenzfläche. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Röntgenrefraktionsmethoden hervorragend für:
a) die Erkennung und Quantifizierung von Defekten wie Poren und Mikrorissen und
b) die Bewertung von Porosität und Partikeleigenschaften wie Orientierung, Größe und räumliche Verteilung.
Wir zeigen die Anwendung der Röntgenrefraktionsradiographie (2,5D Technik) und der -tomographie (3D Technik) für die Untersuchung verschiedener Probleme in der Werkstoffwissenschaft und -technologie:
a) Sintern von SiC-Grünkörpern
b) Porositätsanalyse in Dieselpartikelfiltersilikaten
c) Faser-Matrix-Haftung in Metall- und Polymermatrixverbundwerkstoffen
d) Mikrorissbildung in Glaskeramik.
Wir zeigen, dass der Einsatz von Röntgenrefraktionsmethoden quantitative Ergebnisse liefert, die direkt als Parameter in Werkstoffmodellen verwendet werden können.
Mit zunehmender Produktion und Einsatz von Wasserstoff kommt immer mehr die Frage auf, inwieweit etablierte Freistrahlmodelle geeignet sind die Freisetzung von Wasserstoff aus Ausbläsern ausreichend genau zu berechnen, um darauf aufbauend Aussagen zum Explosionsschutz treffen zu können. Ein Vergleich mit experimentellen Untersuchungen zeigt, dass die Berechnungen von Modellen, die z.B. für Erdgas geeignete sind, für sehr leichte Gase größere Abweichungen ergeben können. Es sind daher Modifikationen für das Integralmodell von Schatzmann und das empirische Modell von Chen/Rodi entwickelt und mit experimentellen Untersuchungen verglichen worden. Bei einer verzögerten Zündung der Wasserstoff-Gaswolke sind bei experimentellen Untersuchungen relevante Explosionsüberdrücke gemessen worden, die bei einer Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden sollten. Hierfür ist ein Berechnungsansatz in Verbindung mit dem Multi-Energy-Modell entwickelt worden.
Mit zunehmender Produktion und Einsatz von Wasserstoff kommt immer mehr die Frage auf, inwieweit etablierte Freistrahlmodelle geeignet sind die Freisetzung von Wasserstoff aus Ausbläsern ausreichend genau zu berechnen, um darauf aufbauend Aussagen zum Explosionsschutz treffen zu können. Ein Vergleich mit experimentellen Untersuchungen zeigt, dass die Berechnungen von Modellen, die z.B. für Erdgas geeignete sind, für sehr leichte Gase größere Abweichungen ergeben können. Es sind daher Modifikationen für das Integralmodell von Schatzmann und das empirische Modell von Chen/Rodi entwickelt und mit experimentellen Untersuchungen verglichen worden. Bei einer verzögerten Zündung der Wasserstoff-Gaswolke sind bei experimentellen Untersuchungen relevante Explosionsüberdrücke gemessen worden, die bei einer Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden sollten. Hierfür ist ein Berechnungsansatz in Verbindung mit dem Multi-Energy-Modell entwickelt worden.
Die vorliegende Präsentation fasst die Ergebnisse von drei laufenden bzw. beendeten AiF/IGF-Projekten zusammen, die über die Forschungsvereinigung Stahlanwendung FOSTA e.V. an der BAM bearbeitet wurden zum Thema: Bewertung und Vermeidung von schweißverarbeitungsbedingten Rissen in hochfesten Baustählen.
Bei Geräten und Maschinen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß 2014/34/EU muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen unter anderem die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen betrachtet werden, zu denen auch die mechanischen Schlagvorgänge gehören.
Bei mechanischen Schlagvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes zweier Werkstücke bzw. Bauteile zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen (Zündquelle "heiße Oberflächen") als auch die abgetrennten Partikel (Zündquelle "mechanisch erzeugte Funken") können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen.
Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann.
Die Anwendung bruchmechanischer Methoden zur schadenstoleranten Bauteilauslegung ist für zyklische Lasten im Bereich der Paris-Geraden Stand der Technik. Technisch relevant sind jedoch häufig geringere Lasten im Schwellenwertbereich der d𝑎/d𝑁-Δ𝐾-Kurve. Aufgrund des großen Einflusses von Rissschließeffekten ist dessen Bestimmung jedoch nicht nur aufwändig, sondern auch potenziell fehlerbehaftet. Die Bauteilauslegung erfolgt zweckmäßigerweise auf der Basis effektiver, d. h. rissschließkorrigierter Rissfortschrittsdaten. Von großer Bedeutung ist auch der intrinsische Schwellenwert, unterhalb dessen keine Risserweiterung mehr eintritt. In diesem Forschungsprojekt erfolgte eine Untersuchung des Einflusses verschiedener Prüfverfahren und Umgebungsbedingungen auf die Ermittlung des Schwellenwerts gegen Ermüdungsrissausbreitung Δ𝐾th. Es wurden statistisch abgesicherte Empfehlungen zur experimentellen Ermittlung des intrinsischen Schwellenwerts Δ𝐾th,eff abgeleitet. Dieser dient auch als Eingangsparameter einer weiterentwickelten Prozedur zur Bauteilauslegung auf der Basis bei einem Lastverhältnis von 𝑅 ≈ 0,8 ermittelter, effektiver, Rissfortschrittsdaten. Es zeigte sich, dass die bei einem Lastverhältnis von 𝑅 ≈ 0,8 in Laborluft bei höherer Prüffrequenzen (≥90 Hz) ermittelten Schwellenwerte eine konservative Abschätzung des intrinsischen Schwellenwerts erlaubten. Bei Lastverhältnissen 𝑅 ≪ 0,8 wurde ein teilweise stark ausgeprägter Einfluss extrinsischer Effekte auf das Rissfortschrittsverhalten festgestellt. Eine Untersuchung der Bruchflächen ergab Oxidschichtdicken in der Größenordnung mehrerer hundert Nanometer. Bei Reduktion der Prüffrequenz auf ≈55 Hz und Prüfung in feuchter Luft (60 % r.F. und 80 % r.F.) konnte auch bei 𝑅 = 0,8 Rissschließen beobachtet werden. Die weiterentwickelte Prozedur zur Bauteilauslegung auf Basis effektiver Rissfortschrittsdaten lieferte aber stets konservative Ergebnisse in einem tolerierbaren Fehlerbereich und ist deshalb zur Anwendung geeignet. Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse tragen zu einer robusten Bauteilauslegung auf bruchmechanischer Basis bei. Der stark reduzierte Versuchsumfang bei Nutzung effektiver Rissfortschrittsdaten gegenüber der Ermittlung von spannungsverhältnisabhängigen Rissfortschrittskurven beschleunigt und vereinfacht die Bauteilauslegung auf Basis bruchmechanischer Methoden.
Mechanical friction, impact or abrasion is one of the ignition sources that must be avoided in hazardous zones with explosive atmospheres. The effectiveness of mechanical impacts as ignition source is dependent from several parameters including the minimum ignition energy of the explosive atmosphere, the properties of the material pairing, the kinetic impact energy or the impact velocity. By now there is no standard procedure to determine the effectiveness of mechanical impacts as ignition source. In this work the effectiveness of mechanical impacts with defined and reproducible kinetic impact energy as ignition source for hydrogen containing atmospheres was studied systematically in dependence from the inhomogeneous material pairing considering materials with practical relevance like stainless steel, low alloy steel, concrete, and non-iron-metals. It was found that ignition can be avoided, if non-iron metals are used in combination with different metallic materials, but in combination with concrete even the impact of non-iron-metals can be an effective ignition source if the kinetic impact energy is not further limited. Moreover, the consequence of hydrogen admixture to natural gas on the effectiveness of mechanical impacts as ignition source was studied. In many cases ignition of atmospheres containing natural gas by mechanical impacts is rather unlikely. No influence could be observed for admixtures up to 25% hydrogen and even more. The results are mainly relevant in the context of repurposing the natural gas grid or adding hydrogen to
the natural gas grid.
Die BAM ist zuständige Behörde in Deutschland für bestimmte Aufgaben im Gefahrgutbereich, die u. a. in § 8 der Gefahrgutverordnung Straße, Eisenbahn und Binnenschifffahrt (GGVSEB) und § 12 der Gefahrgutverordnung See (GGVSee) aufgeführt sind und hauptsächlich von den Abteilungen 2 und 3 wahrgenommen werden. So ist die BAM bspw. die in Deutschland für die Zulassung von Verpackungen und Tanks oder auch die Einstufung bestimmter gefährlicher Güter zuständige Stelle. Die BAM arbeitet des Weiteren als Kompetenzbehörde national und international in den entsprechenden Gremien mit und berät das BMDV in der Rechtsfortentwicklung der internationalen Vorschriften für den Gefahrguttransport. Dies geschieht u. a. durch die Mitarbeit im Ständigen Ausschuss Gefahrgutbeförderung (AGGB) des Gefahrgut-Verkehrs-Beirats beim BMDV und den zugehörigen Arbeitsgruppen, oder auch das Erstellen von Anträgen für Rechtsänderungen in den internationalen Vorschriften der Vereinten Nationen (UN) bzw. der Wirtschaftskommission für Europa der UN (UNECE) im Auftrag des BMDV. Die Beratung der betroffenen Wirtschaft und die Normungsarbeit sind weitere wichtige Themen. Die Expertise der BAM wird insbesondere durch Forschung im Gefahrgutbereich erhalten und weiter ausgebaut. Im Rahmen des Vortrags werden drei Forschungsbereiche vorgestellt, von denen zwei für die Energiewende von großer Bedeutung sind.
Multielement-Legierungen (MPEA - Multiple Principal Element Alloys), gemeinhin und partiell fälschlicherweise auch als Hochentropielegierungen bezeichnet) stellen eine neue Klasse von Werkstoffen dar, die aus mindestens drei Legierungselementen mit jeweils 5 bis 35 Atom-% bestehen. Somit unterscheidet sich dieses Legierungskonzept fundamental von konventionellen Werkstoffen wie Stahl oder Nickellegierungen. Hierzu werden die Legierungselemente gezielt ausgewählt und die Mikrostrukturen ein- und zum Teil auch mehrphasig eingestellt. Das Ziel ist dabei, hochinnovative MPEA mit individuell einstellbaren Eigenschaften für die industrielle Anwendung zu identifizieren. Dabei werden insbesondere Zielkonflikte, wie bspw. der Trade-off zwischen Festigkeit und Duktilität bei konventionellen Stählen, überwunden. Insbesondere die hohe mechanische Festigkeit bei höchster Korrosionsbeständigkeit sind bei bestimmten Legierungssystemen von hohem Interesse. Hier kann u.a. die Substitution klassischer hochlegierter Stähle oder Ni-Basislegierungen perspektivisch erfolgen. In den letzten 20 Jahren lag der Fokus jedoch auf der reinen Materialsynthese. Mit der Zunahme verfügbarer Werkstoffquantitäten, stehen Verarbeitungsfragen, wie werkstoff- und beanspruchungsgerechte Füge- bzw. Schweißverfahren jetzt im Mittelpunkt. Der Schweißeignung von MPEA wurde bisher nur äußert wenig Aufmerksamkeit zuteil. Erfahrungen zu Mischverbindungen
(DMWs - Dissimilar Metal Welds) fehlen dabei vollständig, sind jedoch essenziell für die Anwendung dieser Werkstoffe in Verbindung mit konventionellen Werkstoffen. Die vorliegende Studie präsentiert erstmals im deutschen Sprachraum, die umfassenden experimentellen Ergebnisse zur Schweißeignung von MPEA-Mischverbindungen und der resultierenden Mikrostruktur. Dazu wurden zwei äquiatomare MPEAs in Form einer Co20Cr20Fe20Mn20Ni20 (Hochentropie-) und Co33.3Cr33.3Ni33.3 (Mediumentropielegierung) mittels WIG und Rührreibschweißen mit einem konventionellen, korrosionsbeständigem Cr-Ni-Stahl AISI 304 (1.4301 bzw. X5CrNi18-10) gefügt. Die erstmals untersuchten DMWs resultierten dabei in sehr interessanten Mikrostrukturen, mechanisch-technologische Eigenschaften wurden durch instrumentierte Zugversuche gewonnen, die gleichzeitig der Ermittlung der lokalen Verformung im Schweißnahtbereich dienten (durch Verwendung der berührungslosen DIC-Digital Image Correlation-Technik). Dabei zeigt sich für beide Schweißverfahren eine Erweichung in der Wärmeeinflusszone (WEZ) der MPEAs sowie eine geringfügig verminderte Zugfestigkeit, bei einer deutlichen Abnahme der Bruchdehnung. Durch die Experimente konnte der prinzipielle Nachweis der Schweißeignung der MPEAs für DMWs mit konventionellen Werkstoffen erbracht werden, die auch eine dementsprechende mechanische Beanspruchbarkeit ermöglichen. Dies ermöglicht weitere Betrachtungen zur Anwendung dieser innovativen Werkstoffe.
Digital Calibration Certificates: Transforming Efficiency and Safety in Hydrogen Refuelling Station
(2023)
Digital Certificates have emerged as a pivotal element in automation and digitalisation. This presentation highlights the added value of a digitalised metrology, its impact on the workflows on the calibration service providing and receiving side as well as their significance in enhancing the quality infrastructure. An overview of digital calibration certificates (DCC) for temperature sensors, including their structure and role in establishing trust in hydrogen refuelling stations (HRS), will be discussed. Additionally, it explores the impact of DCC on optimising efficiency in the hydrogen refuelling process.
Exploring the paradigm shift brought about by Industry 4.0, where machines possess the ability to autonomously interpret digital certificate data, leads to streamlined safety checks and reduced human intervention. We will discuss how automated verification of machine-readable certificates contributes to maintaining and elevating safety standards over human-readable certificates. Furthermore, we will take a deep dive into the application of DCCs in HRS, showcasing how they enhance operational efficiency, accuracy, and maintenance by enabling real-time monitoring and adjustment of process data.
By exploring the interdependent relationship between digital certificates, machine-readable environments, and HRS optimisation, this presentation will provide valuable insights into harnessing cutting-edge technologies to create a safer, more efficient, and technologically empowered hydrogen refuelling process.
Im Zuge der wasserstoffbasierten Energiewirtschaft von morgen, kommt der Errichtung der dementsprechenden Infrastruktur die zentrale Rolle zu. Der überwiegende Teil bisher eingesetzter und meist geschweißter Werkstoffe, wie Stähle, kann unter bestimmten Bedingungen zur Wasserstoffversprödung neigen. Dies umfasst die klassische verzögerte Kaltrissbildung während der Schweißverarbeitung als auch Versprödungsphänomene während des Betriebs. Für die Bewertung eines jeden Wasserstoffeffektes auf bspw. die mechanischen Eigenschaften eines geschweißten metallischen Werkstoffes, muss der Wasserstoffgehalt präzise bestimmt werden, Im Fall von Schweißnähten ist die beispielsweise nach der ISO 3690, die klassische isotherme Trägergas-Heißextraktion (TGHE). Die TGHE basiert dabei auf der beschleunigten Wasserstoffentgasung aufgrund der thermischen Aktivierung des Wasserstoffs bei erhöhten Temperaturen. Neben der reinen Quantifizierung des Wasserstoffs, kann über die thermische Desorptionsanalyse (TDA) mit variierten Heizraten, der Bindungszustand an mikrostrukturellen Defekten im Material festgestellt und bewertet werden. Für beide Techniken sind experimentelle und messtechnische Einflüsse zu beachten, die großen Effekt auf das Ergebnis haben. Für die TGHE schlägt die ISO 3690 schlägt beispielswiese verschiedene Probengeometrien sowie Mindestextraktionszeiten vor. Die vorliegende Studie fasst Ergebnisse und Erfahrungen zahlreicher Untersuchungen an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) mit unterschiedlichen Probentemperaturen und Geometrien (ISO 3690 Typ B und zylindrische TDA-Proben) zusammen hinsichtlich: Einfluss der Probenoberfläche (poliert/geschweißt), Messgenauigkeiten in Abhängigkeit des Probenvolumens sowie die unzureichende Überwachung des Effektes des PI-Reglers auf die Extraktionstemperatur. Insbesondere eine abweichende Extraktionstemperatur zur eingestellten Temperatur, kann die Messergebnisse wesentlich verfälschen. Basierend auf den Ergebnissen werden Methoden aufgezeigt, um schnell die gewünschte Extraktionstemperatur zu erreichen, ohne physisch in das Messequipment eingreifen zu müssen. Dies dient der wesentlichen Verbesserung der Zuverlässigkeit der Wasserstoffmessung durch erhöhte Signalstabilität und beschleunigte Wasserstoffdesorption. Im Allgemeinen ist eine unabhängige Temperaturmessung mit Dummy-Proben für die gewählte Heizprozedur angeraten, um mögliche unerwünschte Temperatureinflüsse bereits vor der Messung auszuschließen. Die beschriebenen Methoden können ohne großen Aufwand direkt in die industrielle Anwendung überführt werden.
Im Zuge der wasserstoffbasierten Energiewirtschaft von morgen, kommt der Errichtung der dementsprechenden Infrastruktur die zentrale Rolle zu. Der überwiegende Teil bisher eingesetzter und meist geschweißter Werkstoffe, wie Stähle, kann unter bestimmten Bedingungen zur Wasserstoffversprödung neigen. Dies umfasst die klassische verzögerte Kaltrissbildung während der Schweißverarbeitung als auch Versprödungsphänomene während des Betriebs. Für die Bewertung eines jeden Wasserstoffeffektes auf bspw. die mechanischen Eigenschaften eines geschweißten metallischen Werkstoffes, muss der Wasserstoffgehalt präzise bestimmt werden, Im Fall von Schweißnähten ist die beispielsweise nach der ISO 3690, die klassische isotherme Trägergas-Heißextraktion (TGHE). Die TGHE basiert dabei auf der beschleunigten Wasserstoffentgasung aufgrund der thermischen Aktivierung des Wasserstoffs bei erhöhten Temperaturen. Neben der reinen Quantifizierung des Wasserstoffs, kann über die thermische Desorptionsanalyse (TDA) mit variierten Heizraten, der Bindungszustand an mikrostrukturellen Defekten im Material festgestellt und bewertet werden. Für beide Techniken sind experimentelle und messtechnische Einflüsse zu beachten, die großen Effekt auf das Ergebnis haben. Für die TGHE schlägt die ISO 3690 schlägt beispielswiese verschiedene Probengeometrien sowie Mindestextraktionszeiten vor. Die vorliegende Studie fasst Ergebnisse und Erfahrungen zahlreicher Untersuchungen an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) mit unterschiedlichen Probentemperaturen und Geometrien (ISO 3690 Typ B und zylindrische TDA-Proben) zusammen hinsichtlich: Einfluss der Probenoberfläche (poliert/geschweißt), Messgenauigkeiten in Abhängigkeit des Probenvolumens sowie die unzureichende Überwachung des Effektes des PI-Reglers auf die Extraktionstemperatur. Insbesondere eine abweichende Extraktionstemperatur zur eingestellten Temperatur, kann die Messergebnisse wesentlich verfälschen. Basierend auf den Ergebnissen werden Methoden aufgezeigt, um schnell die gewünschte Extraktionstemperatur zu erreichen, ohne physisch in das Messequipment eingreifen zu müssen. Dies dient der wesentlichen Verbesserung der Zuverlässigkeit der Wasserstoffmessung durch erhöhte Signalstabilität und beschleunigte Wasserstoffdesorption. Im Allgemeinen ist eine unabhängige Temperaturmessung mit Dummy-Proben für die gewählte Heizprozedur angeraten, um mögliche unerwünschte Temperatureinflüsse bereits vor der Messung auszuschließen. Die beschriebenen Methoden können ohne großen Aufwand direkt in die industrielle Anwendung überführt werden.
BAM Update #5/2023
(2023)
BAM Update #3/2023
(2023)
Die Wasserstofftechnologien der näheren Zukunft erfordern sichere Komponenten. Die Füge- und Schweißtechnik ist hier von zentraler Bedeutung, insbesondere für die Transportinfrastruktur (wie Pipelines). Der vorliegende Vortrag gibt hierzu einen umfassenden Überblick, beginnend bei der Erzeugung, Speicherung über Transport und Nutzung. Zusätzlich wird die zunehmende Bedeutung der additiven Fertigung beleuchtet und ein kurzer Ausblick auf die aktuelle Normungsroadmap der Wasserstofftechnologien gegeben.
Within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program, large scale experiments have been performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) to determine the hazards emerging from a vacuum insulated cryogenic storage vessel containing liquified hydrogen (LH2) is caught in a fire engulfing it.
Bei Geräten und Maschinen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß 2014/34/EU muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen unter anderem die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen betrachtet werden, zu denen auch die mechanischen Schlagvorgänge gehören.
Bei mechanischen Schlagvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes zweier Werkstücke bzw. Bauteile zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen (Zündquelle "heiße Oberflächen") als auch die abgetrennten Partikel (Zündquelle "mechanisch erzeugte Funken") können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen.
Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann.
In dem hier vorgestellten Projekt wurde die Wirksamkeit mechanischer Schläge als Zündquelle für wasserstoffhaltige Atmosphären in Abhängigkeit von der inhomogenen Materialpaarung systematisch untersucht. Dabei wurden praxisrelevante Materialien wie Edelstahl, niedrig legierter Stahl, Beton und Nichteisenmetalle betrachtet. Es wurde festgestellt, dass eine Zündung vermieden werden kann, wenn Nichteisenmetalle in Kombination mit verschiedenen metallischen Werkstoffen verwendet werden. In Kombination mit Beton muss die kinetische Schlagenergie auch mit Nichteisenmetallen weiter begrenzt werden, um eine wirksame Entzündung zu vermeiden. Außerdem wurde untersucht, wie sich die Beimischung von Wasserstoff zu Erdgas auf die Wirksamkeit mechanischer Stöße als Zündquelle auswirkt. Bei Beimischungen von bis zu 25 % Wasserstoff und sogar mehr konnte kein Einfluss festgestellt werden. Die Ergebnisse sind vor allem relevant im Zusammenhang mit der Umwidmung des Erdgasnetzes oder der Beimischung von Wasserstoff im Erdgasnetzes.
Die Einführung von Wasserstoff als sicherer Energieträger braucht eine robuste Wissensbasis, darauf aufgebaute Werkzeuge zur Auslegung und Sicherheitsbewertung von Wasserstofftechnologien und ein international harmonisiertes Regelwerk. Viele der innovativen Technologien implizieren Wasserstoff bei hohen Drücken und/oder kryogenen Temperaturen, mit denen in verteilten Anwendungen erstmalig private Nutzer in Kontakt kommen. Um überkonservative, teure Sicherheitslösungen zu vermeiden, gleichzeitig aber die Einsetzbarkeit und Sicherheit von Wasserstoffanwendungen zu demonstrieren und die Akzeptanz für die Technologie aufrecht zu halten, muss auch die Sicherheitsforschung mit den Trends der technologischen Entwicklung Schritt halten, oder sie besser noch antizipieren. So beschreibt dieser Überblicksartikel nicht nur den gegenwärtigen Stand der Kenntnisse und Technik bezüglich Wasserstoffsicherheit, sondern auch ihre Weiterentwicklung.
BAM Inside #7/2023
(2023)
BAM Inside #10/2023
(2023)
Die Additive Fertigung gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Verarbeitung von Kupferwerkstoffen im industriellen Umfeld. Hierbei wird verstärkt auf drahtförmige Ausgangswerkstoffe gesetzt, da diese Vorteile im Handling bieten, bereits aus der Schweißtechnik bekannt sind und sich zumeist durch geringere Beschaffungskosten auszeichnen. In den letzten Jahren entwickelte sich unter den drahtbasierten Verfahren der Directed-Energy-Deposition (DED) eine Prozessvariante unter Nutzung des Elektronenstrahls zur industriellen Marktreife. Dabei zeigt die Technologie Wire Electron Beam Additive Manufacturing (DED-EB) besondere Vorteile gegenüber anderen DED-Prozessen für die Anwendung an Kupfer. Um das Verfahren einem breiten Anwenderkreis in der Industrie zugänglich zu machen, fehlen jedoch Daten zu Leistungsfähigkeit, Prozessgrenzen und Anwendungsmöglichkeit- en. Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit dieser Problemstellung am Beispiel der Legierung CuSn1MnSi. Über mehrstufige Testschweißungen werden die physikalisch möglichen Prozessgrenzen ermittelt und Rückschlüsse über die Eignung der Parameter zum additiven Aufbau gezogen. An verschiedenen additiv gefertigten Probekörpern werden anschließend Kennwerte für Aufbaurate, Härte, Mikrostruktur, Oberflächenqualität sowie mechanische Festigkeitswerte ermittelt. Es zeigt sich, dass das die durch DED-EB hergestellten Proben, trotz des groben Gefüges sowie der thermischen Belastung im Aufbauprozess, in ihren Eigenschaften gut mit den Spezifikationen des Ausgangsmaterials übereinstimmen.
Das gesellschaftliche Ziel der Defossilisierung der Energieversorgung erfordert eine disruptive Veränderung der Wärmebereitstellung. In Berlin und in den größten Brandenburger Städten Potsdam und Cottbus werden noch über 80 % der Nutzwärme über fossile Energieträger bereitgestellt. Die notwendigen Veränderungen erfordern Lösungen, die den tiefen Untergrund der Region nutzen. Allein die Nutzung der tiefen Geothermie kann mindestens 25% des Wärmebedarfs in Deutschland decken. Die Infrastruktur zur Verteilung dieser erneuerbaren Wärme ist bereichsweise vorhanden. Sie muss allerdings lokal und in ländlichen Gebieten weiter ausgebaut werden.
Für die Sektoren Strom und Verkehr steht zwar Energie insbesondere aus Sonne und Wind bereit, aber wegen des zeitlich variablen Angebots besteht ein erheblicher Bedarf an großtechnischen Speichern für Strom und Wärme oder auch für Energieträger (z. B. Wasserstoff). Die saisonale oder temporale Überproduktion an Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien zwingt dazu, eine urbane Speicherinfrastruktur aufzubauen, um eine grundlastfähige und bedarfsgerechte Lieferung zu realisieren. Hinzu kommt die Aufgabe das Treibhausgas Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu reduzieren und unterirdisch dauerhaft zu lagern. Auch hier werden Speichertechnologien und ‐räume benötigt.
Die nachhaltige energetische Nutzung des unterirdischen Raumes ist geeignet, entscheidende Beiträge zu einer zukünftigen Energiewirtschaft ohne fossile Brennstoffe zu leisten. Diese große interdisziplinäre Aufgabe erfordert die Zusammenarbeit vieler Fach‐, und Forschungseinrichtungen, die im Raum Berlin‐
Brandenburg vorhanden sind und in einer regionalen Forschungsallianz gebündelt werden sollen. Für die Region Berlin‐Brandenburg ergibt sich daraus die Chance, eine Schlüsselrolle in der Grundlagen‐ und angewandter Forschung zur Transformation des Energiesystems zu übernehmen und weltweit als Vorbild zu dienen.
Im vorliegenden Papier werden die Formen einer nachhaltigen Geoenergienutzung, das geologische Potenzial der Region Berlin Brandenburg und dessen bisherige geoenergetische Nutzung dargestellt. Aus diesem Wissen wird der Ist‐Zustand hinsichtlich des energiewirtschaftlichen Potenzials und der sich daraus ergebenden Nutzungsoptionen abgeleitet, um darauf aufbauend Maßnahmen darzustellen, mit denen spürbare Beiträge zur Dekarbonisierung erreicht werden können. Daraus ergeben sich Handlungsempfehlungen für die Region, verbunden mit einem möglichen Beitrag der GEB² zum Risikomanagement, Investitionen in Schlüsseltechnologien, der Aus‐ und Weiterbildung, sowie der Akzeptanzerhöhung für geoenergetische Projekte.
Offshore-Windenergieanlagen erfordern Gründungskonzepte aus unterpulver-(UP-)geschweißten Dickblechen (bspw. der Güte S420ML). Während der Schweißfertigung kann eine zeitverzögerte wasserstoffunterstützte Kaltrissbildung auftreten, deren Bewertung aufgrund der Bauteilgröße von Offshore-Strukturen sehr komplex ist. Deswegen wurde eine bauteilähnliche Geometrie (Mock-Up) entwickelt, um reale Steifigkeitsverhältnisse auf den Labormaßstab zu übertragen. Zusätzliche Versteifungen simulieren die Wirkung einer Einspannung bzw. Schrumpfbehinderung der Schweißnaht. Über die Verwendung von Schweißpulvern mit definierter Feuchte wurden zudem ein Extremszenario der Wasserstoffaufnahme simuliert. Entsprechend der vorgegebenen Mindestwartezeit für die ZfP von bis zu 48 h wurde die Schweißnaht zerstörungsfrei mit Phased-Array-Ultraschall-Prüfung (PAUT) geprüft und die Eigenspannungen über Röntgendiffraktometrie (XRD) bestimmt. Zusätzlich wurde die Wasserstoffverteilung in der Schweißverbindung numerisch simuliert. Außer zulässigen Defekten (wie Poren), wurde keine verzögerte Kaltrissbildung in den Mock-Ups festgestellt, was auf hohe Rissbeständigkeit hindeutet.