Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mehr Sicherheit in der Anlagentechnik - Analyse von Detonationen in Rohrleitungen

19.10.2007
Wissenschaftler der Materialprüfungsanstalt der Universität Stuttgart (MPA) um Prof. Eberhard Roos analysieren Detonationen in Rohrleitungen.

Der dabei verwendete Versuchsaufbau führt zu sehr hohen Energieaufkommen und liefert Ergebnisse, die bisher kaum zu erhalten waren. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie seit 2004 geförderte Forschungsvorhaben hat zum Ziel, das Verhalten von Rohrleitungen, wie sie zum Beispiel innerhalb von Kernkraftwerken genutzt werden, besser voraussagen zu können und damit die Sicherheit zu erhöhen.

Bei Siedewasserreaktoren und in chemischen Anlagen ist es theoretisch möglich, dass sich in Rohrleitungen ein Wasserstoff/Sauerstoff-Gemisch (Knallgas) bildet, das sich entzünden und zur Detonation im Rohr führen könnte. Im Rahmen des Forschungsvorhabens führen die Wissenschaftler der MPA deshalb experimentelle und numerische Untersuchungen zum Rohrleitungsverhalten durch, in dem sie Situationen simulieren, bei welchen sich in Rohrleitungen vorhandene Wasserstoff/Sauerstoff-Ansammlungen entzünden.

Als Versuchsmaterial verwenden die Forscher dünnwandige Geradrohre mit einer Weite von 100 Millimetern mit und ohne eingeschweißte Rohrkrümmer und bringen das Wasserstoff/Sauerstoff Gemisch im stöchiometrischen Verhältnis von rund 66 Volumenprozent Wasserstoff und 34 Volumenprozent Sauerstoff mit einem Fülldruck von 70 bar in die Rohre ein. Bei den Versuchen wird zusätzlich Stickstoff in Anteilen zwischen null und 60 Prozent eingesetzt, so dass nach gezielter Zündung unterschiedlich starke Gasreaktionen realisiert werden.

Je niedriger der Stickstoffanteil, desto mehr Energie wird freigesetzt. Hierbei entstehen Druckspitzen von bis zu 1.500 bar, die sich mit Überschallgeschwindigkeit von rund 3.000 Metern pro Sekunde im Rohr ausbreiten (zum Vergleich: Die Schallgeschwindigkeit unter normalen Umgebungsbedingungen beträgt 330 Meter pro Sekunde). Zu derartigen hochdynamischen Rohrleitungsbelastungen gibt es bislang noch kaum Versuchsergebnisse.

Im Gegensatz zu den weitläufig angewandten quasistatischen Berstversuchen können bei diesen hochdynamischen Beanspruchungen Mehrfachlängsriss- und -bruchbildungen bis hin zu Splitterbrüchen auftreten. Die Versuche werden im 32 Meter tiefen Prüfschacht der MPA durchgeführt und mit modernster Messtechnik aufgezeichnet. Eine moderne High Speed-Kamera filmt zudem die Abläufe mit bis zu 100.000 Bildern pro Sekunde.

Die aufwändigen Versuche nutzen die Wissenschaftler nicht nur für die experimentelle Analyse des Rohrleitungsverhaltens. Die Ergebnisse dienen auch der Verifikation von numerischen Berechnungen zur Beschreibung des Materialverhaltens bei derartig hochdynamischen Beanspruchungen und fließen in die Entwicklung von Werkstoffgesetzen mit ein.

Ansprechpartner: Prof. Eberhard Roos, Geschäftsführender Direktor der Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart, Tel. 0711/685-62604, e-mail: eberhard.roos@mpa.uni-stuttgart.de
Referat für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Keplerstraße 7, 70174 Stuttgart, Tel. 0711/685-82297. -82176, -82122, -82155, Fax 0711/685-82188, Email: presse@uni-stuttgart.de, http://www.uni-stuttgart.de/aktuelles/

Bild- und Pressematerial : http://www.uni-stuttgart.de/presse/mediendienst/2/

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de/aktuelles/
http://www.uni-stuttgart.de/presse/mediendienst/2/

Weitere Berichte zu: Detonation MPA Rohrleitung Rohrleitungsverhalten

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Neue Beschichtung bei Industrieanlagen soll Emissionen senken
12.12.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten
07.12.2017 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rest-Spannung trotz Megabeben

13.12.2017 | Geowissenschaften

Computermodell weist den Weg zu effektiven Kombinationstherapien bei Darmkrebs

13.12.2017 | Medizin Gesundheit

Winzige Weltenbummler: In Arktis und Antarktis leben die gleichen Bakterien

13.12.2017 | Geowissenschaften