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Der stark ladungserzeugende Prozess des Versprühens von Wasser ist, wenn er in explosionsgefährdeten Bereichen erfolgt, sicherheitstechnisch zu bewerten. Zur Prävention elektrostatischer Zündgefahren sind die Grenzwerte der Flüssigkeitsstrahler und Behälterabmessungen, die in der nationalen technischen Regel für Gefahrstoffe 727 und in der internationalen technischen Spezifikation IEC TS 60079 32 1 angegeben sind, einzuhalten. Die Grenzwerte resultieren aus den Leistungsgrenzen der Flüssigkeitsstrahler und den Behältern der damaligen Untersuchungen. Ob eine Überschreitung der Grenzwerte eine elektrostatische Zündgefahr darstellt, ist ungeklärt. Der technische Fortschritt verlangt nach einer Klärung dieser Wissenslücke. In dieser Arbeit werden die bisherigen Messwerte, Erkenntnisse und Grenzwerte aus einschlägiger Literatur zusammengefasst und ein neuer Ansatz der sicherheitstechnischen Bewertung beschrieben. Um an Messwerte an Wasserstrahlen und sprühnebeln aus der Literatur anzuschließen, erfolgten Messungen der elektrischen Feldstärke. Zur Verifizierung dieser Messtechnik diente die Messung des Raumpotentials. Der gegenseitige Vergleich zeigt die Eignung und Einsatzbeschränkungen der Messtechniken. Beim Versprühen von Wasser treten geladene Tropfen entgegengesetzter Polarität auf. Es wurde bestätigt, dass bei Messungen der elektrischen Feldstärke durch das Messprinzip des Feldstärkenmessgerätes eine Mittelung der geladenen Tropfen stattfindet. Dadurch können unwissentlich die maximalen Werte der Aufladung der Tropfen unerkannt bleiben. In Zusammenarbeit mit einem nationalen Interessentenkreis wurden Messungen bei grenzwertüberschreitenden Parametern in leitfähigen geerdeten Behältern bis 44 m³ und ohne räumliche Begrenzung durchgeführt. Basierend auf der Auswertung der Messungen wurden die Parameter identifiziert, die den Prozess der Ladungstrennung maximieren. Ferner kann, in Abhängigkeit von der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers, den auftretenden Prozessen der Ladungstrennung eine Polarität und Höhe der Aufladung der Tropfen zugeordnet werden. Daraus lässt sich der dominierende Prozess der Ladungstrennung ableiten. Aus Berichten der Industrie ist bekannt, dass beim Aufprall von Wasser ein blaues Leuchten auftreten kann. Die dafür notwendigen Parameter wurden identifiziert und die elektrostatischen Zündgefahren untersucht. Das Ergebnis der sicherheitstechnischen Bewertung dieser Arbeit erlaubt, unter Beachtung der beschriebenen Parameter der Messungen, eine Überschreitung der aktuell geltenden Grenzwerte, ohne dass eine elektrostatische Zündgefahr zu erwarten ist., PTB-Bericht Diss-1

Das Flamm-, Brand- und Explosionsverhalten von wiederaufladbare Energiespeichersystem (REESS), sowohl in stationären Speichern als auch in Elektrofahrzeugen, erfordert besondere Schutzmaßnahmen und Brandbekämpfungsstrategien. Ein Verständnis der Vorgänge und Gefahren im Batteriebrandfall ist dafür essenziell. Hier wird ein Überblick zu aktuellen Forschungsfragestellung im Bereich der Batteriesicherheitsforschung gegeben – zur Gasanalytik während Crashtests, der Art des Durchgehens von Lithium-Ionen-Batterie (allgemeine Reaktionen, Alterungseinfluss, etc.), Detektionsmethoden (Gasanalytik, Sensorik), der Zellpropagation, der Wärmefreisetzung und Entwicklungen zur Steigerung der Eigensicherheit von Batteriesystemen.

PTB-Bericht MA-100, Der Prozess des Versprühens der hoch leitfähigen Flüssigkeit Wasser gilt als stark ladungserzeugend. In explosionsgefährdeten Bereichen ist die von Wasserstrahlen und -sprühnebeln ausgehende elektrostatische Zündgefahr sicherheitstechnisch zu bewerten. Grenzwerte der Flüssigkeitsstrahler und Behältermaße sind in der TRGS 727 und der IEC TS 60079-32-1 angegeben und dienen der Prävention elektrostatischer Zündgefahren. Die Grenzwerte stammen primär aus den im Jahre 1983 von L. Post et al. angestellten Messungen und entsprechen den damaligen Leistungsgrenzen der Flüssigkeitsstrahler und den verwendeten Behältern. Es ist ungeklärt, ob die Überschreitung der Grenzwerte eine elektrostatische Zündgefahr darstellt. Um dem technischen Fortschritt zu genügen, ist eine Klärung der Wissenslücke notwendig. Ziel des Projektes ist es, die Parameter zu identifizieren, die den Prozess der Ladungstrennung maximieren und zu ermitteln, welchen Einfluss die räumliche Begrenzung des Behälters aufweist. Dafür potenziell geeignete Messtechniken sind auf ihre Eignung in Wassersprühnebeln hin zu prüfen und deren Einsatzbeschränkungen zu bestimmen. Anhand der Messungen elektrostatischer Größen ist die folgende Fragestellung zu beantworten: Ergeben sich elektrostatische Zündgefahren beim Versprühen von Wasser in explosionsgefährdeten Bereichen, wenn die dafür aktuell geltenden Grenzwerte der Flüssigkeitsstrahler und Behältermaße überschritten werden? Zunächst erfolgten Messungen in einem 1 m³ Behälter, der als Modellanordnung diente. In Absprache mit den Kooperationspartnern konnten die Messungen auf mittelgroße Behälter mit einem Volumen von bis zu 44 m³ ausgeweitet werden. Auf Grundlage der durchgeführten Messungen wurde die sicherheitstechnische Bewertung durchgeführt. Aus dieser sicherheitstechnischen Bewertung resultiert, dass der aktuell geltende Grenzwert des Pumpendrucks der Flüssigkeitsstrahlerüberschritten werden darf, ohne das direkt eine elektrostatische Zündgefahr besteht.

PTB-Bericht Ex-17, Dieser Bericht ist die Zusammenfassung eines Vergleichs zwischen der Europäischen Norm EN 1539 und dem US Standard NFPA 86. Der Schwerpunkt dieses Vergleichs liegt auf den sicherheitsrelevanten Anforderungen, insbesondere den Maßnahmen des Explosionsschutzes. Beide Standards haben eine große Anzahl von Gemeinsamkeiten, aber auch deutliche Unterschiede. Die Schnittmenge würde einen Trockner beschreiben, der beide Standards erfüllt, allerdings lässt sich dabei nicht das Beste aus beiden Standards vereinen. Ein schwerwiegender Mangel der NFPA 86 ist die Nutzung von Daten und Berechnungsgrundlagen, die nicht mehr dem Stand von Wissenschaft und Technik entsprechen.

In dem Leitprojekt H2Mare wird daran geforscht, einen Elektrolyseur in ein Windrad zu integrieren. Hierbei kann es, durch undichte Rohrleitungen zu einer Wasserstoffleckage innerhalb des Windradturmes kommen. In dieser Ausarbeitung wird untersucht, ob es möglich ist, die entstehende explosionsfähige Atmosphäre allein mithilfe von passiven Belüftungsmaßnahmen auf ein ungefährliches Maß hin zu verdünnen. Hierfür wird zu Beginn anhand der DIN 60079-10-1 der benötigte Volumenstrom bestimmt, welchen die Belüftungsmethode ungefähr leisten muss. Im Anschluss daran wird ein vereinfachtes 3D-Modell des Windrades erstellt, um ein mögliches Austrittszenario zu simulieren. Im Nachfolgenden werden drei Belüftungsmethoden auf Basis des Prinzipes der passiven Belüftung vorgestellt. Nun werden CFD-Simulationen zu den jeweiligen Belüftungsmethoden vollzogen, um zu bestimmen, ob das entstehende Gas-Luft-Gemisch auf ein ungefährliches Maß reduziert werden kann. Die Erkenntnis hiervon ist, dass mittels der kombinierten Lüftungsmaßnahme die explosionsfähige Atmosphäre genügend verdünnt werden kann. Anhand der Ergebnisse der Simulation werden Schlüsse über die Leistungssteigerung bei unterschiedlichen Belüftungsparametern und die Verfügbarkeit der Methoden, falls möglich, gezogen. Anschließend wird kurz darauf eingegangen, welche Vor- und Nachteile und Grenzen bei der Verwendung von Simulationen bestehen. In der Diskussion wird kritisch auf die Erkenntnisse eingegangen und mögliche Fehlerquellen werden analysiert. Am Ende wird ein kurzer Ausblick auf weitere Aufgaben gegeben und zwei Möglichkeiten genannt, welche die Effizienz der Belüftungsanlage verbessern können., The project H2Mare is researching the integration of an electrolyzer into a wind power plant. Because of the nature of this project, hydrogen spills caused by leaking pipe fittings inside the tower of the wind plant may occur. This paper examines the possible prevention of the buildup of a dangerous explosive atmosphere with the aid of passive ventilation measures. Firstly, the required volume flow will get analyzed using IEC 60079-10-1. In the next step, the driving force of passive natural ventilation will be analyzed, and three different ventilation methods will get determined. Afterward, the ventilation methods will be tested via CFD simulations, and their effect on the explosive volume documented. The result of the simulations indicates that it is possible to prevent the build-up of a dangerous explosive atmosphere via the combination of the two ventilation methods. In the next step, the efficiency and availability of the three ventilation methods will be compared with each other. After that, a critical analysis of the research method of simulations will be given. In the discussion, the results of the simulations will be critically questioned, and possible sources of error will be given. At the end of the paper, a short forecast of the future of the project is described and possible ways to increase the efficiency of the ventilation methods will be given.

Die gegenständliche Arbeit beschäftigt sich mit der Erstellung einer ATEX-konformen Verdichtersteuerung für einen Hochdruckverdichter einer Wasserstofftankstelle. Aufgrund der Gefahren, die von explosionsgefährdeten Bereichen ausgehen, sind in diesen Bereichen erhebliche Sicherheitsvorkehrungen zu treffen. Im Gegensatz zum Stand der Technik, der eine Industrielle Speicher Programmierbare Steuerung vorsieht, wird untersucht, dies durch eine eigens angefertigte Schaltung abzubilden. Ein Mikrocontroller wird dabei zur Abarbeitung der für den Betrieb einer solchen Anlage notwendigen Prozesse verwendet. Für die Schaltung durch die sowohl die Aktorik als auch die Sensorik verarbeitet werden soll, ergeben sich umfangreiche normative und gesetzliche Anforderungen. Die Ermittlung und Zusammenschau der anzuwendenden Gesetze, Regelwerke und Normen macht den Hauptteil der gegenständlichen Arbeit aus. Auf Basis dieser ermittelten Anforderungen, wurden für die Aktorik und Sensorik Schaltungen entworfen, die einen geeigneten Explosionsschutz bieten. Das ausgewählte Schaltungsdesign ist als robust und gängig zu bezeichnen und findet in ähnlicher Ausgestaltung bei mehreren namhaften Herstellern Anwendung. Um eine Aussage zur Zuverlässigkeit der Schaltungsentwürfe zu liefern, können nur langfristig angelegte Untersuchungen tatsächlich gebauter Systeme Aufschluss geben. The present work deals with the creation of an ATEX-compliant compressor control for a high-pressure compressor system in a hydrogen fueling station. Regarding the dangers by potentially explosive atmospheres, special safety precautions must be taken. In contrast to the state of the art, which uses an industrial programmable logic controller it is examined whether this is done by a specially developed circuit. A microcontroller is foreseen to operate such a system. For this circuit, where both the actoric as also the sensoric is processed, many normative and legal requirements need to be considered. The determination and overview of the applicable laws, regulations and standards make up the main part of the present work. On the results of these requirements, circuits were designed for the actuators as well as the sensors, which offer a suitable explosion protection. The selected circuit design is robust, common and is used in a quite similar way by several well-known manufacturers. To make a statement about the reliability of the circuit designs, longterm testing of manufactured circuits, would need to be carried out.

Industriegasturbinen werden häufig mit einer belüfteten Schallschutzhaube umgeben. Bei deren Konzeptionierung kommen meist numerische Strömungssimulationen zum Einsatz. Aufgrund der komplexen Strömungsfelder ist eine Verifizierung der Modelle unerlässlich. Es liegen wenig experimentelle Daten zu Schallhaubenströmungen vor. Es wird daher ein skalierter Prüfstand entwickelt und experimentell untersucht. Die Ergebnisse werden verwendet, um ein numerisches Strömungsmodell zu erstellen und zu verifizieren. Das verifizierte Strömungsmodell wird hinsichtlich relevanter Strömungsaspekte untersucht. Ferner erfolgt die Betrachtung zusätzlicher, vom Normalzustand abweichender Betriebszustände. Dabei wird zunächst der Ausfall eines Lüfters und dessen Einfluss auf die Strömung durch Verwendung objektiver Bewertungsgrößen untersucht. Abschließend erfolgt die Betrachtung eines Treibstoffleckage-Szenarios, wobei die Notwendigkeit transienter Simulationen deutlich wird.

PTB-Mitteilungen. Band 130 (2020), Heft 1. ISSN 0030-834X, Die PTB-Mitteilungen sind metrologisches Fachjournal der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt, Braunschweig und Berlin. Als Fachjournal veröffentlichen die PTB- Mitteilungen wissenschaftliche Fachaufsätze zu metrologischen Themen aus den Arbeitsgebieten der PTB. Die PTB-Mitteilungen stehen in einer langen Tradition, die bis zu den Anfängen der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt (gegründet 1887) zurückreicht., Das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik 2019 Selbstentzündungsverhalten von Feststoffen: Validierung der Extrapolation von Labortests mit Hilfe halbtechnischer Versuche bis 1 m³ Untersuchungen von Kontaktöffnungs-Entladungen in einem zündfähigen H2-Luft-Gemisch im Bereich niedriger Spannungen Berechnung der Explosionsbereiche von Alkoholen, Ketonen und halogenierten Kohlenwasserstoffen im Gemisch mit Inertgasen Ringversuche im Bereich des Explosionsschutzes - Ergebnisse und Erkenntnisse aus dem Programm "Explosion Pressure" CEQAT-DGHS Ringversuchsprogramm für die Chemikaliensicherheit – Entwicklung von Verfahren zur Verifizierung der Prüfapparatur am Beispiel der Prüfmethode UN Test N.5 Experimentelle Untersuchung der Zündung durch elektrische Entladungen geringer Energie Druckgasbehälter im Feuer – Auswirkungen im Versagensfall

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Elektrische Entladungen sind im Explosionsschutz häufig als mögliche Zündquellen für brennbare Gasgemische zu bewerten. Bei geringer Entladungsenergie ist der Zündprozess schlecht reproduzierbar. In dieser Arbeit werden die bei einer Zündung auf verschiedenen Zeitskalen ablaufenden Prozesse experimentell untersucht. Mittels optischer Emissionsspektroskopie werden das zeitliche Verhalten und die Temperatur der elektrischen Entladung bestimmt. Die sich an die Entladung anschließenden gasdynamischen Effekte werden mit dem Schlieren-Verfahren analysiert. Anschließend wird für die zündfähigsten Gemische von Wasserstoff, Ethen bzw. Propan mit Luft die Zündung und die Anfangsphase der Flammenausbreitung untersucht. Zeitaufgelöste Schlieren-Messungen zeigen den Einfluss der Entladungsenergie auf den Zündprozess und Einzelschuss-OH-LIF-Messungen legen die Struktur des Flammenkerns in der Frühphase offen. Die Ergebnisse helfen beim Verständnis der Teilprozesse während der Zündung durch elektrische Entladungen. Dadurch wird die Weiterentwicklung detaillierter numerischer Modelle für die Vorhersage von Zündprozessen unterstützt.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Die Umsetzung der digitalen Transformation im Zuge Industrie 4.0 macht auch im Bereich der Prozesstechnik den Einsatz portabler IT-Endgeräte notwendig. Dabei werden an die Produkte hohe Anforderungen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit, der Zuverlässigkeit und des Explosionsschutzes gestellt. Im Zuge des Forschungsprojektes sollen in Kooperation mit der NAMUR Studien zur Beurteilung von Schutzkonzepten durchgeführt werden. Dazu wurde eine erste Gefährdungsbeurteilung der wirksamen Zündquellen port. IT-Endgeräte durchgeführt. Zur Erlangung von Kenntnissen über den Stand der Technik zum Explosionsschutz diente eine Marktstudie. Hier wurden besondere Herausforderungen für Hersteller explosionsgeschützter port. IT-Endgeräte identifiziert. In Zuge der Marktstudie fand eine erste Bewertung der verwendeten Schutzkonzepte statt. Als Schwerpunkt erfolgte eine Darstellung der Lithium-Ionen-Technologie. Für diese Energiespeicher konnte aufgrund unzureichender verfügbarer Daten noch keine abschließende Gefährdungsbeurteilung erfolgen. Es wurden erste Konzepte für einen Batterieprüfstand entwickelt und teilweise umgesetzt, um über experimentelle Versuche die Basis für eine Bewertung der Zündgefahr schaffen zu können.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Kurzfassung: Das Befüllen und Entleeren von Behältern mit Flüssigkeiten ist ein ladungserzeugender Prozess. Besonders bei strömenden Flüssigkeiten, die als isolierend / Flüssigkeit mit einer niedrigen elektrischen Leitfähigkeit einzustufen sind, kann es zu elektrostatischen Auf- und Entladungen kommen, die eine explosionsfähige Atmosphäre zünden könnten. Eine explosionsfähige Atmosphäre entsteht in Abhängigkeit des Dampfdrucks durch Ausgasungen entzündbarer Flüssigkeiten im Behälter. Untersucht wird, ob elektrostatische Gefährdungen beim Annähern der elektrostatisch aufgeladenen Flüssigkeitsoberfläche an Einbauten unterschiedlicher Geometrie vorliegen. Die Untersuchungen finden in einer 0,012 m3 Metallwanne und in einem 1 m3 Edelstahl IBC statt.

Bei einer Anlage zur Herstellung von Polymerdispersionen wird der Stripp-Prozess auf Explosionsgefahren untersucht. Ziel des Prozesses ist die Entfernung der nach der Polymerisation noch vorhandenen Restmonomere (Butadien und Styrol) mittels Wasserdampf aus der Dispersion. Durch die Zugabe von Umgebungsluft in einzelnen Prozessschritten kann sich eine explosionsf��hige Atmosph��re im Abgasstrom ausbilden. Das Abgas durchl��uft einen Kondensator und einen Gassammelbeh��lter und wird am Ende verbrannt. F��r eine Gef��hrdungsbeurteilung wurde der Prozess ab dem Stripper bis vor die Brennkammer untersucht. F��r diese Untersuchung wurde eine kurze Literaturstudie zum Thema Explosionsschutz durchgef��hrt, anschlie��end Messungen im Prozess ausgef��hrt und die Ergebnisse bewertet. Eine genaue Erfassung der Kohlenwasserstoffe erwies sich als zu aufw��ndig und nicht zielf��hrend, da prozessbedingt die ��berschreitung der unteren Explosionsgrenze bekannt ist. Daher wurde mittels amperometrischer und optischer Sonden der Sauerstoffgehalt im gesamten Prozess erfasst. Die aggressiven Prozessbedingungen machten Messungen mit den zur Verf��gung gestandenen Mitteln ��ber mehr als eine Woche unm��glich. Trotzdem konnten Bereiche mit Sauerstoffkonzentrationen, die zur Bildung einer explosionsf��higen Atmosph��re ausreichen, identifiziert werden. Durch die Z��ndquellenfreiheit des Prozesses ergibt sich dennoch keine Explosionsgefahr im Prozess. Bei Leckagen ist eine Bildung einer explosionsf��higen Atmosph��re im ersten Prozessabschnitt mit Unterdruck innerhalb der Beh��lter m��glich. Im Bereich nach der Vakuumpumpe kann sich im St��rfall eine explosionsf��hige Atmosph��re au��erhalb der Beh��lter bilden. Der Sauerstoffeintrag im Prozess kann durch Einsatz von Prozessdampf statt Umgebungsluft vermindert werden. Durch diese Ma��nahme nimmt die Sauerstoffkonzentration ab und die Bildung einer explosionsf��higen Atmosph��re wird seltener., This thesis aims to investigate explosion hazards in the stripping process of a production plant of polymer dispersions. During this process the remaining monomers (butadiene and styrene) are removed by water vapour from the dispersion. The addition of ambient air in some process steps can form an explosive atmosphere. The off gas passes a condenser and is finally burned. For a risk assessment the process was examined from the stripper to the combustion chamber. A short literature study on explosion protection was followed by measurements in the process and the results were evaluated. An accurate detection of the hydrocarbons proved to be too time-consuming and not necessary, because it is known, that the concentration of the hydrocarbons exceeds the lower explosion limit. Therefore the oxygen concentrations in the process were measured via amperometric and optical probes. The aggressive process conditions made measurements lasting more than one week impossible with the equipment utilised. Nevertheless, areas with oxygen concentrations sufficient to create an explosive atmosphere could be identified. Due to the fact that the process is free of ignition sources, there is no danger of explosion. In the case of leaks the formation of an explosive atmosphere in the first process section with low pressure inside the containers is possible. In the area after the vacuum pump an explosive atmosphere might be formed outside the containers. The oxygen input in the process can be reduced by using process steam instead of ambient air. Thereby the oxygen concentration decreases and the formation of an explosive atmosphere becomes less likely.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Die Zündfähigkeit einer Entladung, ausgehend von einer aufgeladenen Oberfläche, hängt mit der während des Durchbruches der Gasstrecke übertragenen Impulsladung zusammen. Neben der Impulsladung wird unter anderem der Oberflächenwiderstand oder die Fläche als Kriterium für die sicherheitstechnische Bewertung verwendet. Die Messung der elektrischen Feldstärke mittels Feldmühlen kann berührungslos erfolgen, ohne die Aufladung des Materials zu beeinflussen und ohne eine Entladung zu verursachen. Kann letzteres in jedem Anwendungsfall gewährleistet werden, so wäre das Messverfahren gefahrlos in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbar. Um die Feldmühle als Messgerät zu etablieren, sind genaue Kenntnisse der Messmethode, die Charakterisierung der Einflussgrößen auf die Messung und die Rückführbarkeit der Messwerte auf nationale Normale erforderlich. Für die messtechnische Charakterisierung der berührungslosen Messung elektrostatischer Aufladungen wurde ein Messaufbau entwickelt, der die zu untersuchenden Parameter (z. B. reale Oberflächengeometrien, Abstandsabhängigkeit) darstellt. Erste Ergebnisse der Charakterisierung unter idealisierten Bedingungen (homogene elektrische Feldkonfigurationen) zeigten, dass die Messgenauigkeit in Bezug auf Abstandsabhängigkeit und Messobjektgröße bestimmt werden können. Zusätzlich wurde eine simulationsbasierte Charakterisierung berücksichtigt. Durch Simulationen konnte ein kegelförmiges Detektionsverfahren des Feldmühlenmesskopfes nachgewiesen werden. Im nächsten Schritt wurde neben der simulationsbasierten Bestimmung des Messwinkels eine messtechnische Methodik zur Bestimmung entwickelt. Der hierfür erweiterte Messaufbau wird hier zusammen mit der analytischen Auswertung betrachtet.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Bei explosionsgeschützten Antrieben der Kategorie 2 kommt neben der Funktionalität, dem zuverlässigen Betrieb und den Sicherheitsaspekten auch bei vorhersehbaren Störungen eine sehr große Bedeutung zu. Bei elektrischen Maschinen sind der Überlastfall und der Blockierfall derartige vorhersehbare Störungen, bei deren Auftreten der Antrieb gemäß Richtlinie 2014/34/EU abgeschaltet werden muss wenn mit dem Auftreten unzulässiger Temperaturen zu rechnen ist. Das Ziel des Betreiber des Antriebes ist es dann, den Antrieb möglichst schnell wieder in Betrieb nehmen zu können. Hierbei sind jedoch ausreichend lange Abkühlzeiten vor der Wiedereinschaltung einzuhalten. Im Rahmen dieses Beitrages werden ein mögliches Vorgehen zur Bestimmung der minimalen Abkühlzeiten aufgezeigt und die bisher vorliegenden Ergebnisse vorgestellt.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Es wurden insgesamt 57 Einzelversuche zum Versagen von Druckgasbehältern durchgeführt. Untersucht wurden dabei 11-kg-Propangasflaschen, PKW-Radmuldentanks für LPG sowie CNG-Tanks vom Typ III (Compositetanks mit Aluminiumliner) und Typ IV (Compositetanks mit Polymerliner). Mit 18 hydraulischen Berstversuchen wurde das Versagensverhalten unter kalten Bedingungen charakterisiert. In 39 Unterfeuerungsversuchen mit den gefüllten LPG- und CNG-Tanks, davon 36 mit Tanks ohne Sicherheitseinrichtung, wurde das Behälter¬ver¬sagen durch Brandbeaufschlagung untersucht. Neben verschiedenen Behältermantel¬temperaturen und dem Behälterinnendruck wurde auch die Temperatur des gespeicherten Mediums dokumentiert. Dadurch war es möglich, genau zu dokumentieren, unter welchen Bedingungen und bei welchem Zustand der Behälter versagt hat. In einem Großteil der Unterfeuerungsversuche mit Behältern ohne Sicherheitseinrichtungen kam es zur Bildung eines Feuerballs, einer massiven Druck- und Temperaturwirkung auf den Nahbereich sowie einer Vielzahl von Fragmenten im Nah- und Fernbereich. In einer Entfernung von l = 7 m wurden Überdrücke von bis zu p = 0,41 bar gemessen. In 30 Unterfeuerungsversuchen kam es zur Fragmentierung des Behälters. Dabei konnten 159 Fragmente mit Wurfweite und Masse dokumentiert werden. Die dabei maximal festgestellte Wurfweite eines Fragments lag bei l = 311 m.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Die Abhängigkeit der unteren Explosionsgrenze (UEG) vom Ausgangsdruck wurde für Dampf/Luft-Gemische von 1 bar bis 20 bar bei verschiedenen Temperaturen untersucht. Aus der Literatur war bereits bekannt, dass im Unterdruckbereich die untere Explosionsgrenze von Gasen und Dämpfen mit abnehmendem Druck ansteigt, bis sie am Mindestzünddruck mit der oberen Explosionsgrenze zusammenfällt. Die Veränderung der UEG im Überdruckbereich ist dagegen wie erwartet nur gering. Die untere Explosionsgrenze bis zu 20 bar liegt maximal 0,1 Mol-% unterhalb des Wertes bei Normaldruck.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Die Explosionsbereiche für Dreistoffsysteme aus Brennstoff, Inertgas und Luft wurden nach dem Modell der konstanten adiabatischen Flammentemperaturprofile berechnet. Für die Parametrisierung des halbempirischen Modells muss der Explosionsbereich für ein bestimmtes Dreistoffsystem aus Brennstoff, Inertgas und Luft bekannt sein. Dann lassen sich Explosionsbereiche desselben Brennstoffs mit einem beliebigen Inertgas und bei einer beliebigen Temperatur berechnen. Ergänzend zu früheren Arbeiten, in denen die Explosionsbereiche für Brenngase aus der homologen Reihe der Alkane und Alkene berechnet worden sind, wurden nun die Berechnungen für 1-Propanol, Aceton und Difluormethan durchgeführt. Als Inertgase wurden neben Stickstoff und Kohlendioxid auch die Edelgase Argon und Helium berücksichtigt. Für die Berechnung der Explosionsbereiche in Systemen mit Helium, ist das Modell erweitert worden, so dass auch die Transporteigenschaften (d.h. Wärmeleitfähigkeit, Diffusionskoeffizient) der Komponenten berücksichtigt werden. Weiterhin ist eine Möglichkeit zur praxisnahen Berechnung der Spitze des Explosionsbereichs implementiert worden. Die Ergebnisse zeigen insgesamt, dass die Berechnung der Explosionsbereiche für Alkohole, Ketone und halogenierte Kohlenwasserstoffe mit ähnlicher Genauigkeit wie für Alkane und Alkene möglich ist. Die vorgenommenen Modifikationen sind geeignet, um auch eine Berechnung für Gasgemische mit Helium durchzuführen, dessen starke inertisierende Wirkung im Vergleich zu den Inertgasen Argon oder Stickstoff vor allem auf den stark unterschiedlichen Transporteigenschaften beruht. Für die Analyse der physikalischen Vorgänge, die zur Zündung führen, ist eine spezielle Kontaktvorrichtung entwickelt worden. Damit können die Entladungen > 200 µm Länge und mit einer Dauer von > 500 µs an einer bestimmbaren Position erzeugt und untersucht werden. Für die Entladungen an der Zündgrenze bei niedrigen Spannungs- und Stromwerten (max. 30 V, 30 bis 100 mA Konstantstrombegrenzung) sind die Bedingung für die Erzeugung ermittelt worden. Das sind die Rauheit auf der Kontaktoberfläche, die langsame Kontaktöffnungsbewegung und eine geeignet regelnde Spannungsquelle mit Konstantstrombegrenzung. Damit sind für diese Entladungen an der Zündgrenze die Strom-Spannungs-Kennlinie, das Spektrum mit dominierenden Linien von Cadmium-Metalldampf sowie die Temperaturverläufe ermittelt worden.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Vorgestellt wird ein 2018 gestartetes Projekt zur Überprüfung der Extrapolation von im Labormaßstab ermittelten Selbstentzündungstemperaturen auf technisch relevante Volumina. Für die Ermittlung reaktionskinetischer Daten von Feststoffschüttungen stehen eine Reihe von Untersuchungsmethoden zur Verfügung. Dies sind thermische Analysen wie z.B. die differential scanning calorimetry DSC sowie Mikrokalorimetrie zur hochgenauen Messung von Wärmeströmen, bei denen sehr geringe Probenmengen zum Einsatz kommen. In der Regel wird das Selbstentzündungsverhalten jedoch mit Hilfe von isoperibolen oder adiabaten Warmlagerungsversuchen beurteilt, hier liegen die Probenvolumina üblicherweise im Bereich von ca. 100 cm³ bis zu einigen Litern. Die Extrapolation über mehrere Größenordnungen auf technische Volumina birgt Unsicherheiten, da mit Zunahme des Lagervolumens veränderte Start- und Randbedingungen vorliegen können. Zudem besteht die Möglichkeit, dass bei in technischen Lagern vorherrschenden niedrigen Temperaturen Reaktionen ablaufen, die in Standard- Laborversuchen nicht erfasst werden aber einen wesentlichen Einfluss auf das Selbstentzündungsverhalten aufweisen können. Hauptziel des Projektes ist es daher, die im Labormaßstab vorhandenen Prüfeinrichtungen durch einen Versuchsstand zur Untersuchung von Probengrößen von bis zu 1000 dm³ zu erweitern, die Eignung (oder Nichteignung) der etablierten Methoden nachzuweisen und im Labormaßstab nicht erfassbare Einflussgrößen zu ermitteln. Zudem sollen anhand der kleinskaligen Tests Entscheidungskriterien abgeleitet werden, ob eine Extrapolation nach den derzeit üblichen Methoden zulässig ist.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Um die Ausbreitung von Schwergaswolken infolge störfallbedingter Freisetzungen in bebautem Gelände besser vorhersagen zu können, soll eine praxisorientierte Methode zur numerischen Simulation von Schwergasausbreitungen entwickelt werden. Dafür muss zunächst die atmosphärische Strömung möglichst realitätsnah abgebildet werden. Es wurde ein Strömungsmodell mit einer weiterentwickelten Turbulenzmodellierung, dazu konsistenten atmosphärischen Einlassrandbedingungen und Wandfunktionen entwickelt und in OpenFOAM programmiertechnisch implementiert. Durch Simulationen von atmosphärischen Strömungen über ebenes Gelände und Gebäudeumströmungen wurde gezeigt, dass der Ansatz, zusätzliche Quellterme in das bestehende Turbulenzmodell einzuführen, zu einer besseren Vorhersage des Windfelds führt. Der gewählte Ansatz, ein Potenzprofil als Geschwindigkeitsprofil vorzugeben, ermöglicht dabei eine hohe bodennahe Gitternetzauflösung, die bei dem üblicherweise verwendeten logarithmischen Geschwindigkeitsprofil nicht möglich ist. Diese hohe Auflösung ist eine Bedingung für die Simulation der bodennahen Ausbreitung von Schwergaswolken. Erste Simulationen von Schwergasausbreitungen zeigen, dass die Turbulenzmodellierung in der Schwergaswolke weiterzuentwickeln ist.

Es wurde die Zündtemperatur von zehn organischen Substanzen in Distickstoff-monoxid/Luft-Gemischen in Abhängigkeit vom N2O-Anteil im Oxidator bestimmt. Die Messungen erfolgten in Anlehnung an die EN 14522. Die Zündtemperatur aller untersuchter Stoffe stieg dabei mit zunehmendem N2O-Anteil an und erreichte spätestens bei einem Distickstoffmonoxidanteil im N2O/Luft-Gemisch von 80 Vol.-% nahezu 600°C. In reinem Distickstoffmonoxid konnten daher unterhalb seiner Selbstzersetzungstemperatur (ca. 600°C) keine Zündungen beobachtet werden. Falls jedoch Zündungen erfolgten, waren sie umso heftiger, je größer der N2O-Gehalt des Gemisches war.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Prävention beginnt im Prüflabor, wenn Chemikalien auf ihre gefährlichen Eigenschaften getestet werden. Dazu sind Prüfmethoden entwickelt und veröffentlicht worden, die heute weltweit Anwendung finden. Auf die Validität der Prüfmethode und richtige Durchführung der Prüfung im Laboratorium müssen sich Sicherheitsfachkräfte, Transporteure oder Händler verlassen können. Anhand der in den letzten 10 Jahren im Rahmen des CEQAT-DGHS von BAM und PTB durchgeführten Ringversuche (RV) wird gezeigt, dass bei allen bisher untersuchten Prüfmethoden ein Verbesserungsbedarf besteht. Die RV müssen daher zunächst auf die Methodenverbesserung und -validierung abzielen und nicht auf Leistungstests. Das Labormanagement und die praktische Durchführung der Prüfung sind in vielen Laboratorien verbesserungsbedürftig. Der Begriff „Erfahrung der Prüfer“ ist kritisch zu sehen: Eine „lange Erfahrung mit vielen Prüfungen“ ist nicht unbedingt ein Garant für richtige Ergebnisse. Bei der Prüfung der gefährlichen Eigenschaften von Chemikalien sind Referenzmaterialen auf Grund der Instabilität in der Regel nicht verfügbar. Für Prüflaboratorien sind RV daher eine Alternative bei der Qualitätssicherung. RV sind jedoch aufwendig und können nur in relativ großen Zeitabständen durchgeführt werden. Es sind deshalb Verfahren zur Verifizierung z. B. der in den Laboratorien verwendeten Prüfapparaturen zu entwickeln. Die Entwicklung von Verifizierungsverfahren wird am Bespiel der Prüfmethode UN Test N.5 demonstriert.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Deflagrationsrohrsicherungen sind Sicherheitseinrichtungen, die den Durchfluss von brennbaren Gasen und Dämpfen brennbarer Flüssigkeiten ermöglichen, den Flammendurchschlag und eine weitere Explosionsausbreitung nach der Zündung von explosionsfähigen Gas-/Dampf-Luftgemischen jedoch verhindern sollen. Die Einbaubedingungen sind dabei von besonderer Bedeutung für die Wirksamkeit der Deflagrationsrohrsicherungen. Oft lassen sich aus betrieblichen bzw. verfahrenstechnischen Gründen entsprechende Einbaubedingungen nur schwer oder nicht realisieren. So können beispielsweise Rohrleitungsverzweigungen zusätzliche Turbulenzen induzieren und dadurch zu erhöhten Flammenausbreitungsgeschwindigkeiten und Explosionsdrücken und ggf. zum Versagen der Deflagrationsrohrsicherung führen. Neben den „klassischen“ Untersuchungsmethoden dieser Belastungssituationen von Deflagrationsrohrsicherungen, wie die Erfassung des Explosionsdruckes und der Flammenausbreitungsgeschwindigkeiten, werden in diesem Beitrag die Ergebnisse der visuellen Beobachtungen des Reaktionsverlaufes sowie die Belastungen der Flammendurchschlagsicherung bei unterschiedlichen Einbaubedingungen in den Vordergrund gestellt. Gegenübergestellt wird die Belastungssituation der Flammensperre in einer geraden und einer verzweigten Rohrleitung. Verwendet wurde dafür eine speziell gefertigte Deflagrationsrohrsicherung, die eine Beobachtung des Reaktionsverlaufs im Bereich der spiralförmig gewickelten Metallbändern erlaubt. Zusätzlich wurde im geschützten Bereich in der Rohrleitung eine Kamera installiert, die die Belastungssituation bei den einzelnen Versuchen dokumentierte. Die Ergebnisse bestätigen sehr eindrucksvoll, dass die Belastungssituation der Deflagrationsrohrsicherung sich in Abhängigkeit von der Konfiguration der Rohrleitung entscheidend ändert.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Die Teilnahme an Ringvergleichsprogrammen ist eine Anforderung der ISO/IEC 17025 und IECEx für Prüflaboratorien im Bereich des Explosionsschutzes hinsichtlich der Notwendigkeit, ihre Kompetenz nachzuweisen. Es ermöglicht eine Leistungsbewertung der Prüflaboratorien für spezifische Prüfungen oder Messungen und hilft, Unterschiede zwischen den Laboren zu identifizieren. Darüber hinaus ist es ein wirksames Instrument, um die Vergleichbarkeit von Prüf- und Messverfahren zu untersuchen. Die Bestimmung des Explosionsdruckes ist eine wesentliche Messgröße für die Prüfung und Beurteilung elektrischer Betriebsmittel in der Zündschutzart druckfeste Kapselung. Aufgrund dessen wurde zwischen 2017 und 2018 das Ringvergleichsprogramm "Explosion Pressure – Test Round 2017" entwickelt und umgesetzt. Während dieses Programms führten 65 internationale Prüflaboratorien Explosionsdruckmessungen an vordefinierten Prüfmusterkonfigurationen nach der IEC 60079-1 durch. Die Analyse und Auswertung der Ergebnisse hat ergeben, dass obwohl die Prüflaboratorien die gleichen technischen Standards verwenden und die Prüfungen nach einer vorgegebenen Verfahrensanweisung durchführten, die resultierenden Explosionsdrücke gewissen Schwankungen unterliegen. Die Gründe dafür sind mannigfaltig und werden in dieser Arbeit betrachtet. Abschließend werden notwendige Konsequenzen diskutiert, um die Vergleichbarkeit der Prüflaboratorien bei der Bestimmung von Explosionsdrücken in Zukunft zu verbessern.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Elektrische Entladungen, die bei öffnenden elektrischen Kontakten wie beispielsweise beim Ziehen einer Steckverbindung auftreten können, sind eine Zündquelle in explosiven Atmosphären. In der Zulassungspraxis werden solche Entladungen im sogenannten IEC-Funkenprüfgerät zur Prüfung nach dem Zündschutzkonzept „i“ Eigensicherheit erzeugt. Die stark streuenden Ergebnisse dieses Gerätes und die noch nicht vollständig verstandene Physik der Kontaktvorgänge erfordern eine verbesserte Prüfmethode. Diese soll die für die Zündung relevante elektrische Entladung an der Zündgrenze nachbilden, um diese reproduzierbarer bestimmen zu können. Für die Analyse der physikalischen Vorgänge, die zur Zündung führen, ist eine spezielle Kontaktvorrichtung entwickelt worden. Damit können die Entladungen > 200 µm Länge und mit einer Dauer von > 500 µs an einer bestimmbaren Position erzeugt und untersucht werden. Für die Entladungen an der Zündgrenze bei niedrigen Spannungs- und Stromwerten (max. 30 V, 30 bis 100 mA Konstantstrombegrenzung) sind die Bedingung für die Erzeugung ermittelt worden. Das sind die Rauheit auf der Kontaktoberfläche, die langsame Kontaktöffnungsbewegung und eine geeignet regelnde Spannungsquelle mit Konstantstrombegrenzung. Damit sind für diese Entladungen an der Zündgrenze die Strom-Spannungs-Kennlinie, das Spektrum mit dominierenden Linien von Cadmium-Metalldampf sowie die Temperaturverläufe ermittelt worden.

Dies ist ein Beitrag für das 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik am 21. und 22. Mai 2019 bei der PTB in Braunschweig., Die Ursachen für Chemikalienunfälle können vielfältig sein. Prävention beginnt bereits im Prüflabor, wenn Chemikalien auf ihre gefährlichen Eigenschaften getestet werden. Dazu sind Prüfmethoden entwickelt und veröffentlicht worden, die heute weltweit Anwendung finden. Auf die Validität der Prüfmethode und richtige Durchführung der Prüfung im Laboratorium müssen sich Sicherheitsfachkräfte, Transporteure oder Händler verlassen können. Anhand der in den letzten 10 Jahren im Rahmen des CEQAT-DGHS von BAM und PTB durchgeführten Ringversuche (RV) wird gezeigt, dass bei allen bisher untersuchten Prüfmethoden ein Verbesserungsbedarf besteht. Die RV müssen daher zunächst auf die Methodenverbesserung und -validierung abzielen und nicht auf Leistungstests. Das Labormanagement und die praktische Durchführung der Prüfung sind in vielen Laboratorien verbesserungsbedürftig. Der Begriff „Erfahrung der Prüfer“ ist kritisch zu sehen: Eine „lange Erfahrung mit vielen Prüfungen“ ist nicht unbedingt ein Garant für richtige Ergebnisse.

Für sieben Stoffe wurden die unteren Explosionsgrenzen im Druckbereich zwischen 1 bar und 20 bar und bei Temperaturen von 100°C und 150°C bestimmt. Unter Einbeziehung von Literaturwerten für den Unterdruckbereich zeigte sich, dass die unteren Explosionsgrenzen dieser Stoffe oberhalb von ca. 0,6 bar nur schwach druckabhängig sind. Man kann nicht generell davon ausgehen, dass die UEG mit steigendem Druck fällt. Bei mehreren Substanzen scheint zwischen 2 bar und 10 bar ein flaches Maximum der UEG zu existieren. Ein solches Verhalten ist bereits aus der Literatur bekannt. Die Annäherung des Verhaltens der UEG bei Druckerhöhung durch eine lineare Regression ist nicht sinnvoll. Die Konstruktion einer Ausgleichsgeraden würde in Einzelfällen zu einer Abschätzung der UEG zur unsicheren Seite führen.

Methods to calculate effects of the accidental release of hazardous chemicals are documented in various national technical standards, guidelines and other bodies of laws. However, these standards differ in methodological concepts, resources needed and tool support. This may leave room for inconsistencies concerning results and subsequently risks figures. Although these differences complicate the point-by-point comparison of results the set of methodologies offer alternatives to scientists and practitioners when looking for most applicable approaches and potential for optimization in methodology and tool development. The proposed paper furthers the comparison of the forenamed standards in the field of explosion risk assessment. The vapour cloud explosion models base on the multi energy concept. For this a set of similar parameters (e.g., total mass in explosive range, type of an explosion, curve number) in the input data is used. In order to elaborate the variation effects on the computational results, different flammable substances are considered (hydrazine, propane, methyl mercaptan). The results are checked against their impacts on explosion risk figures. The potential risk is incredibly higher in the Russian approach. The paper gives a motivation to research the real vapour cloud explosions and compare these with the existing tools.

PTB-Mitteilungen. Band 126 (2016), Heft 1. ISSN 0030-834X

In einem Projekt am Fraunhofer IPA haben Wissenschaftler jetzt untersucht, wie sich die Explosionsgefährdung in schlecht belüfteten Räumen entwickelt. Dazu führten die Experten Messungen der Tröpfchengrößen, der Lacknebelausbreitung und der Lösemittelverteilung in Sirnutationen und Versuchen durch.

Mit dem dynamisch wirkenden Energieversorgungskonzept "Power-i" lassen sich die Vorteile der Zündschutzart Eigensicherheit zukünftig auch in Wirkleistungsbereichen oberhalb von 20 W (für Gasgruppe IIC) ausnutzen. „Power-i“ kann somit als eine erweiterte Ausführungsform der Eigensicherheit betrachtet werden. Die Überführung dieser Technologie in die internationale Normung (IEC-Technical Specification) ist erfolgversprechend angelaufen.

Eine stetig steigende internationale Vernetzung der Industrie und ein Fortschreiten der wirtschaftlichen Verflechtungen haben auch im Bereich des Explosionsschutzes zur Folge, dass es immer notwendiger wird, einheitliche Systeme zur Konformitätsbewertung der im Explosionsschutz eingesetzten Geräte voranzutreiben und somit den Abbau von Handelshemmnissen zu fördern. Das IECEx-System ist ein weltweit einheitliches Prüf- und Zertifizierungssystem im Bereich des Explosionsschutzes, welches von einer Vielzahl von Ländern anerkannt ist und sich im stetigen Wachstum befindet. Auf der Grundlage von internationalen IEC-Normen werden Prüfungen durchgeführt und Zertifikate ausgestellt. Diese Zertifikate werden von den Teilnehmerländern teilweise oder vollständig anerkannt und ersparen den Herstellern von Ex-Geräten den Mehraufwand durch multiple Zulassungsverfahren. Dadurch ist in Zukunft nur noch ein einziges Zertifikat nötig, um das weltweite Inverkehrbringen der Produkte zu gewährleisten. Diese voranschreitende Harmonisierung der Konformitätsbewertung im Explosionsschutz kann nur funktionieren, wenn alle Beteiligten nach denselben Grundlagen arbeiten und eine vergleichbare Qualität liefern. Um dies zu gewährleisten gibt es einerseits einheitliche Regeln in Form von IEC-Normen und nun zusätzlich die aktive Teilnahme an Vergleichsmessungen. Das „PTB Ex Proficiency Testing Scheme“ ist das erste allumfassende Ringvergleichsprogramm seiner Art im Explosionsschutz. Es dient als Kompetenznachweis und bietet den Prüflaboratorien ein komplettes System zur eigenen Leistungsbewertung.

Während der thermischen Härtung von Bremsbelägen für den Automobilbereich werden brennbare Stoffe in signifikanter Menge freigesetzt. Das zeitliche Verhalten dieser Freisetzung wurde unter verschiedenen Randbedingungen untersucht. Dazu wurden Messungen unter Fertigungsbedingungen und unter Laborbedingungen durchgeführt. Für die Laborversuche wurden Worst-Case-Bedingungen gewählt. Diese Daten bildeten die Basis, einige einfache Gleichungen aufzustellen, um eine Worst-Case-Abschätzung für die Freisetzung brennbarer Stoffe zu erhalten. Die Ergebnisse werden in Bezug auf die DIN EN 1539:2010 diskutiert.

Für den sicheren Betrieb permanentmagneterregter Synchronmaschinen in explosionsgefährdeten Umgebungen sind neben der Beurteilung der Statorwicklungstemperatur detaillierte Kenntnisse über die Erwärmung der Rotormagnete notwendig. Eines der Ziele bei der Maschinenauslegung ist es dann, die Maschinenverluste insgesamt zu minimieren und den Wirkungsgrad zu maximieren. Eine übliche Methode um die Wirbelstromverluste innerhalb der Magnete und somit deren Erwärmung zu reduzieren, ist die radiale und axiale Teilung der Magnete. Bei einer ungünstig gewählten Unterteilung steigen jedoch die Wirbelstromverluste anstatt zu sinken. Es existieren verschiedene Ansätze um die Wirbelstromverluste zu berechnen. Diese vernachlässigen aber oftmals die Teilung der Magnete oder die Rückwirkung der Wirbelströme auf die Feldverteilung. Der folgende Beitrag erläutert die Ergebnisse und Vorgehensweise der messtechnischen Überprüfung eines neuen analytischen Ansatzes. Dieser berücksichtigt sowohl die Unterteilung als auch die Rückwirkung. Die besondere Herausforderung bestand darin, die geringen Verluste der Permanentmagneten von den Gesamtverlusten zu trennen. Zu diesem Zweck wurde anstatt einer gewöhnlichen permanentmagneterregten Synchronmaschine eine Ersatzanordnung gewählt, bei welcher die Wirbelstromverluste dominieren. Der bedeutendste Unterschied ist dabei die Substitution der Permanentmagnete durch Aluminiumringe. Der Vorteil von Aluminium ist die hohe Leitfähigkeit und die dadurch steigenden Wirbelstromverluste. Zur Trennung der Wirbelstromverluste wurden die Gesamtverluste mit und ohne Aluminiumringe gemessen. Die Differenz entspricht dabei gerade den Wirbelstromverlusten. Da diese bei der Ersatzanordnung verhältnismäßig hoch sind, ist die prozentuale Messabweichung gering. Die gemessenen Wirbelstromverluste wurden mit den Ergebnissen des analytischen Modells verglichen und korrelieren.

Ill., graph. Darst.

[no abstract]

(de)Sensor, hydrogen, fuel-cell, Ill., graph. Darst

Die kompakte Bauweise automatischer Verschieberegalsysteme bei gleichzeitigem Direktzugriff auf alle Lagereinheiten gestattet vielfältige Einsatzmöglichkeiten in unterschiedlichsten Branchen. Außer den Anwendungen im Normaltemperaturbereich lassen sich auch der Kühl- und Tiefkühlbereich sowie der Explosions- schutzbereich, zur Lagerung von Gefahrstoffen, mit dieser Technik betreiben. Weiterhin ist es möglich, das automatisch bediente Verschieberegalsystem auch in moderne Kommis- sioniersysteme zu integrieren, indem die Nachschubpaletten in den Verschieberegalen gelagert und von einem Autonomen Lagerfahrzeug ALF bedarfsgerecht der Kommissonierung zuge- führt und ggf. wieder rückgelagert werden.

Die Einflußgrößen bei der Tank- und Behälterreinigung werden aufgezeigt. Am Beispiel eines konzipierten, mobilen Gerätes für die Reinigung von Tanks für Mineralölprodukte werden spezielle Einflußgrößen wie Explosionsschutz und Fördern von Verunreinigungen analysiert.

Durch Einstrahlung hochfrequenter elektromagnetischer Wechselfelder kann es an Empfangsgebilden in der Umgebung explosionsgefährdeter Anlagen zu einer Funkenbildung mit für die Zündung explosibler Gemische ausreichender Energie kommen. Um die Funkenenergie einer Messung zugänglich zu machen, wurde eine neue koaxial aufgebaute Testkammer für Gleichstrom- und Hochfrequenzanwendungen konstruiert. Öffnungs- und Schließfunken sowie Funken zwischen statischen Elektroden können einzeln generiert und separat untersucht werden. Die Hochfrequenzspannung wird mit einem kapazitiven Spannungsteiler, die zeitliche Änderung des Stroms mit einer Pickup-Spule gemessen und mit einem Oszilloskop bzw. zur quantitativen Bestimmung der Energie aus der Augenblicksleistung P(t)=U(t)I(t) mit einem schnellen Transientenrekorder (Abtastrate 1.34 GHz) aufgezeichnet. Bei dem als typisches Beispiel gezeigten Funken beträgt die innerhalb der Fensterbreite des Transientenrekorders (3.7 mys) umgesetzte Energie 50 myJ. Typische Werte der minimalen Funkenlebensdauer Tau tief F für eine Zündung von H2O2 Gemischen liegen in der Größenordnung von einigen hundert Mikrosekunden. Die Funkenlebensdauer, die lang gegen die Perioden üblicher Radiofrequenzen ist, kann mit thermischer Wiederzündung und/oder einem hohem remanenten Ionisierungsgrad erklärt werden. Die Elektrodenabstände werden mit einer positionsempfindlichen Fotodiode zusammen mit einem HeNe-Laser vermessen.