Characterisation of degradation and determination of end-of-lifetime criterion for O-ring seals

May 29, 2017

Anja Kömmling; Matthias Jaunich; Dietmar Wolff

The ageing of polymers, including elastomers, is an undesirable but inevitable process leading to a limited lifetime of rubber products such as seals. Independent of the application, as e.g. in automotive, piping or container applications, a long lifetime or at least a timely exchange of a seal before occurrence of critical failure is desired. In order to investigate the degradation of material properties and to determine the lifetime of elastomers used as seals, an ageing programme was started with hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber (HNBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM) and fluorocarbon rubber (FKM) [1-3]. Both O-ring seals (uncompressed and compressed by 25 %) with a cord ...

Fachinformationssystem Datenbank GEFAHRGUT - Nutzen für Hersteller von pyrotechnischen Sätzen der Klasse 1

May 29, 2017

Mario Eiben

Für die Hersteller von pyrotechnischen Sätzen der Klasse 1 kann das Fachinformationssystem Datenbank GEFAHRGUT eine Reihe von Informationen für die Beförderung der entsprechenden Einzelkomponenten liefern. Der Anwender erhält alle relevanten Informationen über die einzuhaltenden Gefahrgutvorschriften, in vielen Fällen u. a. auch über die Angabe, ob der Stoff (zusätzlich) als umweltgefährdender Stoff im Sinne des Gefahrgutrecht eingestuft ist und gekennzeichnet werden muss. Für nicht in dem System berücksichtigte Stoffe wird ein Tool zur Ermittlung der korrekten Sammelposition angeboten...

Residual stress analysis in selective laser melted parts of superalloy IN718

May 29, 2017

Tobias Thiede

Additive Manufacturing (AM) by Selective Laser Melting (SLM) offers ample scope for producing geometrically complex parts in comparison to the traditional subtractive manufacturing strategies. Developing during the manufacturing process, residual stresses may limit the application of SLM parts by reducing the load bearing capacity as well as induce unwanted distortion depending on the boundary conditions specified in manufacturing. The present study aims to evaluate the bulk residual stresses in SLM parts by using neutron diffraction measurements performed at E3 line -BER II neutron reactor- of Helmholtz-Zentrum für Materialien und Energie (HZB) Berlin. Together with microstructure characterization ...

Evaluation magneto-mechanischer Effekte in hochauflösenden Magnetfeldmessungen durch Neutronendiffraktion

May 29, 2017

Robert Stegemann

Die mechanische Spannung ist ein maßgeblicher Parameter ferromagnetischer Materialien. Wird ein solches Material unter die Curie Temperatur abgekühlt, zerfällt es spontan in nahezu selbstgesättigte magnetische Domänen. Diese Magnetisierung führt gleichzeitig zu einer Verformung der mit ihr gekoppelten Kristallgitter. Ein Effekt der auch reziprok gilt: wird die Gitterverformung durch eine Spannung behindert ändert sich zwangsweise der magnetische Zustand. Man kann annehmen, dass zwischen unterschiedlichen, für sich aber homogen verspannten Werkstoffbereichen, lokale magnetische Streufelder auftreten, weil magneto-mechanische Effekte eine Inkompatibilität der Domänenstruktur induzieren. Bekanntlich ...

In real time through the periodic table of elements – one year of BonaRes

May 29, 2017

Markus Ostermann

Characterisation of degradation and determination of end-of-lifetime criterion for O-ring seals

May 29, 2017

Matthias Jaunich

The ageing of polymers, including elastomers, is an undesirable but inevitable process leading to a limited lifetime of rubber products such as seals. Independent of the application, as e.g. automotive, piping or container applications, a long lifetime or at least a timely exchange of a seal before occurence of critical failure is desired. In order to investigate the degradation of material properties and to determine the lifetime of elastomers used as seals, an ageing programme was started with hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber (HNBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM) and fluorocarbon rubber (FKM) [1-3]. Both O-ring seals (uncompressed and compressed by 25 %) with a cord diameter ...

Zerstörungsfreie Prüfung mit Wirbelstrom zur Qualitätskontrolle beim Schienenschleifen

May 29, 2017

Ralf Casperson; Rainer Pohl

In verlegten Eisenbahnschienen entstehen durch Rollkontaktermüdung rissartige Oberflächenschädigungen. Der geschädigte Bereich wird im Rahmen der Schieneninstandhaltung regelmäßig abgetragen, um zu verhindern, dass durch unkontrolliertes Risswachstum schwerwiegende Schienenschäden entstehen. Hierzu werden� u. A. Schienenschleifzüge eingesetzt. Früher wurde das Schleifergebnis einer Sichtprüfung unterzogen. Es kommt jedoch vor, dass Risse in der Oberfläche beim Schleifen zugeschmiert oder durch Schleifriefen maskiert werden, so dass diese nicht mehr sichtbar obwohl noch vorhanden sind. An der BAM wurde ein Wirbelstromprüfsystem entwickelt, das sowohl zur Planung als auch der Qualitätskontrolle ...

Entwicklung von online-Analysetechniken für die Nährstoffgehaltsbestimmung in Böden mit RFA und LIBS

May 29, 2017

Markus Ostermann

Der Erhalt und die Verbesserung der Fruchtbarkeit von Böden durch landwirtschaftliche Bewirtschaftungsmaßnahmen erfordert sorgfältig geplante Entscheidungen, die auf einer detaillierten Erfassung der Bodeneigenschaften und einem vertieften Verständnis der Bodenprozesse beruhen. Durch konventionelle, flächen-einheitliche Bewirtschaftungen (z.B. Düngung) können zum einen Ertragsverluste durch zu geringe Bewirtschaftungsintensität auf dem einen Teil der Fläche verursacht werden, während andere Teile des Feldes zu hohe Dosen erhalten und es dadurch zu Umweltbelastungen oder zu Verschwendung von Ressourcen kommt. Trotz der Verfügbarkeit von Technologien für ortsspezifische Düngung ist die Akzeptanz ...

Bewertung der magnetischen Mikrostruktur für die Schadensfrüherkennung

May 29, 2017

Robert Stegemann

Die Mikrostruktur ferromagnetischer Materialien hat einen maßgeblichen Einfluss auf deren magnetischen Eigenschaften. Gerade bei niedrigen Feldstärken zeigen sich Parameter wie Koerzitivität, Permeabilität und Verlustleistung hoch sensitiv. Wir zeigen am Beispiel des unlegierten Baustahls S235JR, dass die magnetische Mikrostruktur an der Probenoberfläche in hohem Maße mit inhomogenen Dehnungen übereinstimmt. Zur Detektion der Kleinststreufelder verwenden wir speziell designte GMR Sensorik, die Sensitivität (3mV/V/kA/m) mit hoher Ortsauflösung (180 µm) vereint. Infolgedessen können wir auf eine aktive magnetische Anregung verzichten. Wir nutzen allein die sich durch magneto-mechanische Prozesse ...

Evaluation magneto-mechanischer Effekte in hochauflösenden Magnetfeldmessungen durch Neutronendiffraktion

May 29, 2017

Robert Stegemann

Die mechanische Spannung ist ein maßgeblicher Parameter ferromagnetischer Materialien. Wird ein solches Material unter die Curie Temperatur abgekühlt, zerfällt es spontan in nahezu selbstgesättigte magnetische Domänen. Diese Magnetisierung führt gleichzeitig zu einer Verformung der mit ihr gekoppelten Kristallgitter. Ein Effekt der auch reziprok gilt: wird die Gitterverformung durch eine Spannung behindert ändert sich zwangsweise der magnetische Zustand. Man kann annehmen, dass zwischen unterschiedlichen, für sich aber homogen verspannten Werkstoffbereichen, lokale magnetische Streufelder auftreten, weil magneto-mechanische Effekte eine Inkompatibilität der Domänenstruktur induzieren. Bekanntlich ...

Gegenüberstellung von Wirbelstromprüfung und aktiver Thermografie an CFK-Versuchskörpern

May 29, 2017

Rainer Pohl; Ralf Casperson; Christiane Maierhofer; Jan Müller; Matthias Pelkner

In vielen Bereichen der Technik haben Konstruktionen unter Einsatz von CFK-Bauteilen und Komponenten die klassischen Metalle abgelöst. Die zerstörungsfreie Prüfung solcher CFK-Bauteile gewinnt somit zunehmend an Bedeutung. Ein mögliches Prüfverfahren ist dabei die Wirbelstromprüfung. Aufgrund der relativ geringen elektrischen Leitfähigkeit von CFK-Komponenten kommt hierbei häufig die sogenannte HF-Wirbelstromprüfung zum Einsatz. In verschiedenen Untersuchungen der BAM konnten jedoch auch mit Wirbelstromprüfsystemen in niedrigen Frequenzbereichen gute Ergebnisse erzielt werden. Um die Möglichkeiten und Grenzen dieser konventionellen Wirbelstromprüfung auszuloten, wurden Messungen an Versuchskörpern ...

Wirbelstromprüfung an Composite-Druckgefäßen

May 29, 2017

Ralf Casperson

Composite-Druckgefäße für den Gefahrguttransport sowie für Wasserstoff- und Erdgasfahrzeuge bestehen aus einem lasttragenden Composite und einer gasdichten, metallischen oder polymeren Barriereschicht (Liner). Zur Untersuchung des Alterungsverhaltens solcher Composite-Druckgefäße wird in der BAM das interdisziplinäre Themenfeldprojekt COD-AGE durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung und Bestimmung des Alterungsverhaltens von Carbonfaser-Compositen (CFK) am Beispiel von Druckgefäßen, um eine bessere Vorhersage der Alterung und der sicheren Gebrauchsdauer zu ermöglichen. Ein Schwerpunkt in diesem Projekt ist die Bereitstellung geeigneter ZfP-Methoden ...

Perspectives on extending interim storage of spent nuclear fuel (beyond the initial license period)

May 29, 2017

Holger Völzke

The presentation adddresses the consequences and challenges of the German nuclear phase-out in conjunction with the restart of siting process for a high-level radioactive waste repository. Concerning spent fuel this will lead to extended interim storage periods for the dry storage casks beyond the initial licensing period of 40 years. For extending storage periods additional safety assessments and data about the long term performance of materials, components and casks will be needed and BAM has already been lauching specific R&D projects addressing identified data gaps.

Wirbelstromprüfung an Composite-Druckgefäßen

May 29, 2017

Ralf Casperson; Dorit Munzke; Rainer Pohl

Composite-Druckgefäße für den Gefahrguttransport sowie für Wasserstoff- und Erdgasfahrzeuge bestehen aus einem lasttragenden Composite und einer gasdichten, metallischen oder polymeren Barriereschicht (Liner). Zur Untersuchung des Alterungsverhaltens solcher Composite-Druckgefäße wird in der BAM das interdisziplinäre Themenfeldprojekt COD-AGE durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung und Bestimmung des Alterungsverhaltens von Carbonfaser-Compositen (CFK) am Beispiel von Druckgefäßen, um eine bessere Vorhersage der Alterung und der sicheren Gebrauchsdauer zu ermöglichen. Ein Schwerpunkt in diesem Projekt ist die Bereitstellung geeigneter ZfP-Methoden ...

Photodegradation of the „novel“ brominated flame retardant Tris-(2,4,6-tribromophenoxy)-s-triazine

May 29, 2017

Dominique Lörchner

Brominated flame retardants (BFRs) comprise a class of structurally diverse compounds that are functionally related and used in materials to reduce the flammability of polymers. Due to their global distribution, potential persistence, bioaccumulation and toxicity most of the BFRs of the first generation are banned or restricted, and replaced by new ones. However, based on similar properties these new compounds may also pose a serious risk by causing adverse effects to human health and the environment. These alternative BFRs were grouped into two classes: „novel” and „emerging” BFRs. Emerging BFRs are defined as compounds that have been identified in any environmental compartments whereas novel ...

Impact is important - Systematic investigation of the influence of milling balls in mechanochemical reactions

May 29, 2017

Franziska Fischer; Nicole Fendel; Sebastian Greiser; Klaus Rademann; Franziska Emmerling

A newly established in situ technique using Raman spectroscopy was employed for the detailed kinetic investigation of mechanochemical reaction pathways. This approach was applied for the systematic investigation of the direct influence of colliding balls on the reaction rate constants of a mechanochemical cocrystallization reaction. As a model reaction, the mechanochemical cocrystallization of felodipine and the coformer imidazole was investigated. Keeping the total ball mass constant by varying the number of milling balls, our study reveals that the impact of each single collision has a more significant influence on the reaction kinetics than expected.

Signalverarbeitung zur hochauflösenden Reinheitsgradbestimmung

May 29, 2017

Daniel Kotschate

Basierend auf aktuellen Regelwerken (SEP1927 und ASTM E588) stehen Möglichkeiten zur nichtinvasiven Beurteilung des zu untersuchenden Werkstoffes, in verschiedenen Qualitätsstufen bis zu einer Vergleichsfehlergröße von bis zu 300 Mikrometer zur Verfügung. Allerdings ist der realistische Nachweis und die Beurteilung von künstlichen sowie von natürlichen Fehlern kleiner 500 Mikrometer nur unter optimalen Voraussetzungen (bspw. Wahl des Prüfkopfes, Geometrie des Prüfobjektes, orts- bzw. zeitliche Auflösung der Messdatenaufnahme) und unter Einsatz von geeigneten Signalverarbeitungsalgorithmen möglich. Im Rahmen von Ringversuchen wurden daher verschiedene Methoden zur Aufbereitung der zu erfassenden ...

Phototransformation of the “emerging” BFR 1,3,5-Tris-(2,3-dibromopropyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-trione

May 29, 2017

Dominique Lörchner

The occurrence and fate of brominated flame retardants (BFRs) in the environment are topics of increasing concern. In recent years, numerous studies about their global transport, UV degradation, bioaccumulation and toxicity were performed to assess their environmental fate. As a result, most of the first generation BFRs are banned or restricted, and replaced by new ones. However, based on similar properties these new compounds may also pose a serious risk by causing adverse effects to human health and the environment. According to the European Food Safety Authority (EFSA) the class of the “emerging” BFRs are defined as compounds that have been identified in any environmental compartments, but ...

Signalverarbeitung zur hochauflösenden Reinheitsgradbestimmung

May 29, 2017

Daniel Kotschate

Basierend auf aktuellen Regelwerken (SEP1927 und ASTM E588) stehen Möglichkeiten zur nichtinvasiven Beurteilung des zu untersuchenden Werkstoffes, in verschiedenen Qualitätsstufen bis zu einer Vergleichsfehlergröße von bis zu 300 Mikrometer zur Verfügung. Allerdings ist der realistische Nachweis und die Beurteilung von künstlichen sowie von natürlichen Fehlern kleiner 500 Mikrometer nur unter optimalen Voraussetzungen (bspw. Wahl des Prüfkopfes, Geometrie des Prüfobjektes, orts- bzw. zeitliche Auflösung der Messdatenaufnahme) und unter Einsatz von geeigneten Signalverarbeitungsalgorithmen möglich. Im Rahmen von Ringversuchen wurden daher verschiedene Methoden zur Aufbereitung der zu erfassenden ...

Hochauflösende Reinheitsgradbestimmung – Fertigung von Referenzfehlern

May 29, 2017

Daniel Kotschate

Regelwerke zur zerstörungsfreien Bestimmung des Reinheitsgrades wie das SEP 1927 und die ASTM E588 erreichen ihre Vergleichbarkeit unter Anwendung von - vergleichsweise einfachen - Referenzfehlern. Hinsichtlich Realisierbarkeit wird somit der Kompromiss zwischen Herstellung des Referenzfehlers und der erreichbaren Nachweisgrenze gefunden. Zur Weiterentwicklung über die Grenzen der SEP1927 hinaus, wurde der Versuch unternommen Fehler kleiner 500 μm herzustellen - welche aufgrund der geringen geometrischen Ausdehnung fertigungsbedingt schwierig zu realisieren sind. Bei den vergleichenden Untersuchungen kristallisierten sich zwei Fertigungsverfahren, Funkenerosion (EDM: electrical discharge maching) ...

Hochauflösende Reinheitsgradbestimmung - Fertigung von Referenzfehlern

May 29, 2017

Daniel Kotschate; Dirk Gohlke; Silvia Meinig; T. Kaszemeikat

Regelwerke zur zerstörungsfreien Bestimmung des Reinheitsgrades wie das SEP 1927 und die ASTM E588 erreichen ihre Vergleichbarkeit unter Anwendung von - vergleichsweise einfachen - Referenzfehlern. Hinsichtlich Realisierbarkeit wird somit der Kompromiss zwischen Herstellung des Referenzfehlers und der erreichbaren Nachweisgrenze gefunden. Zur Weiterentwicklung über die Grenzen der SEP1927 hinaus, wurde der Versuch unternommen Fehler kleiner 500 μm herzustellen - welche aufgrund der geringen geometrischen Ausdehnung fertigungsbedingt schwierig zu realisieren sind. Bei den vergleichenden Untersuchungen kristallisierten sich zwei Fertigungsverfahren, Funkenerosion (EDM: electrical discharge maching) ...

Schmiedestahl als neuer Behälterwerkstoff zur Endlagerung von schwach- und mittelradioaktiven Abfällen für das Endlager Konrad

May 29, 2017

Mathias Hoffmann

Mit diesem Beitrag berichtet die BAM über den Stand der Technik und die bereits existierenden Behälterbauarten für die Lagerung von mittelradioaktiven Abfällen mit Ausblick auf die Vorteile und Anwendungszwecke von Schmiedestahl als bevorzugter Behälterwerkstoff. Aus Sicht der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wird dargestellt, welche Herausforderungen im Allgemeinen bei der Qualifizierung von Schmiedestahlbehältern existieren und warum diese im Vergleich zu den bislang verwendeten Konstruktionen bevorzugt zur Erfüllung der erhöhten Anforderungen an die Barriereeigenschaften eines Behälters der Abfallbehälterklasse II (ABK II) ausgewählt werden.

RFID sensor systems embedded in concrete – validation experiments for long-term monitoring

May 29, 2017

Sergej Johann; Christoph Strangfeld; Maximilian Müller; Björn Mieller; Matthias Bartholmai

Structural Health Monitoring (SHM) is an important part of buildings surveillance and maintenance to detect material failure as early as possible and to contribute in protection of structures and their users. The implementation of Radio Frequency Identification (RFID) sensor systems without cable connection and battery into building components offers innovative possibilities to enable long-term in-situ SHM of addressed structures, bridges. The objectives of the presented study are complete embedding of RFID sensors systems in concrete, full passive communication with the systems, at best for the whole life span of structures. One challenge for this task is the highly alkaline environment in ...

RFID sensor systems embedded in concrete – validation experiments for long-term monitoring

May 24, 2017

Matthias Bartholmai; Sergej Johann

Structural Health Monitoring (SHM) is an important part of buildings surveillance and maintenance to detect material failure as early as possible and to contribute in protection of structures and their users. The implementation of Radio Frequency Identification (RFID) sensor systems without cable connection and battery into building components offers innovative possibilities to enable long-term in-situ SHM of addressed structures, bridges. The objectives of the presented study are complete embedding of RFID sensors systems in concrete, full passive communication with the systems, at best for the whole life span of structures. One challenge for this task is the highly alkaline environment in ...

Damit Berichte etwas berichten

May 24, 2017

Marko Haas

Der Vortrag "Damit Berichte etwas berichten" wurde anlässlich des 22. Controller-Erfahrungsaustausches der Bundesbehörden am 17.05.2017 gehalten. Er beschäftigt sich mit wesentlichen Grundlage für die professionelle Darstellung von Daten für Controller, aber auch für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Dabei werden die Grundsätze einer aussagekräftigen Darstellung anhand des Akronyms "MEHR Güte" entwickelt und dargestellt.

Thermomechanisches Verhalten von semikristallinem Polyester-Urethan

Apr 27, 2017

Nikolaus Mirtschin

Formgedächtnispolymere werden durch thermomechanische Vorbehandlung, die Programmierung, in eine temporäre Form überführt. In die Ursprungsform kehren sie dann erst nach externer Stimulierung, durch Auslösen des Formgedächtniseffekts, wieder zurück. Um diesen Effekt zu optimieren, werden in dieser Arbeit thermomechanische Designoptionen analysiert und Stellschrauben der Programmierung diskutiert. Quantifiziert wird das Materialverhalten eines physikalisch vernetzten Polyurethans mit semikristalliner Polyester-Weichsegmentphase (PEU) in thermomechanischen Messungen, in denen das Polymer Dehnungen bis über 1000% fixiert. Deformationen im breiten Schmelzübergangsbereich der Weichsegmentphase ermöglichen ...

Numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung an Eisenbahnfahrwegen und ihre Anwendung im Brückenübergangsbereich

Mar 29, 2017

Jeffrey Bronsert

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung von Eisenbahnfahrwegen, die auch für Fahrwege mit einer Diskontinuität einsetzbar ist. Der Fokus wurde hier auf Fahrwege mit einem Brückenbauwerk gelegt, weil es an den Übergängen zu einer erhöhten Beanspruchung kommt. Daher wurde für den Fahrweg mittels der Finiten Elemente Methode (FEM) ein dreidimensionales Modell mit einer Lösung im Zeitbereich entwickelt, das die wesentlichen Elemente des Schienenverkehrs, das Fahrzeug, den Fahrwegoberbau und den Untergrund, enthält. Aufgrund der unendlichen Ausdehnung des Untergrundes wurde für den Rand des endlichen FE-Gebiets, die sogenannte ...

Immunochemical determination of caffeine and carbamazepine in complex matrices using fluorescence polarization

Feb 27, 2017

Lidia Oberleitner

Pharmacologically active compounds are omnipresent in contemporary daily life, in our food and in our environment. The fast and easy quantification of those substances is becoming a subject of global importance. The fluorescence polarization immunoassay (FPIA) is a homogeneous mix-and-read format and a suitable tool for this purpose that offers a high sample throughput. Yet, the applicability to complex matrices can be limited by possible interaction of matrix compounds with antibodies or tracer. Caffeine is one of the most frequently consumed pharmacologically active compounds and is present in a large variety of consumer products, including beverages and cosmetics. Adverse health effects of ...

Microstructure-property relationship in microalloyed high-strength steel welds

Feb 15, 2017

Lei Zhang

High-strength steels are favoured materials in the industry for production of safe and sustainable structures. The main technology used for joining the components of such steel is fusion welding. Steel alloy design concepts combined with advanced processing technologies have been extensively investigated during the development of High-Strength Low-Alloy (HSLA) steels. However, very few studies have addressed the issue of how various alloy designs, even with limited microalloy addition, can influence the properties of high-strength steel welds. In high-strength steel welding practices, the challenges regarding microstructure evolution and the resulting mechanical properties variation, are of ...

Zuverlässigkeitsanalyse von digitalen Radiographie-Systemen bei der Prüfung von realen Materialdefekten

Jan 3, 2017

Daniel Kanzler

Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ist aus solchen Bereichen unseres Lebens nicht mehr wegzudenken, in denen Schäden mit hohen Folgekosten oder Gefährdungen von Menschenleben entstehen können (Beispiele: Transportwesen, Energieerzeugung, Chemieindustrie). In der Praxis kann ein Prüfsystem an seine Grenzen geraten, z.B. bei kleinen Defekten. Defekte mit kritischer Größe werden möglicherweise nicht detektiert. Daher müssen probabilistische Bewertungsverfahren das Prüfsystem beschreiben. Es wird eine objektive Qualitätskennzahl gesucht, auf deren Basis die Anwendbarkeit der Prüfmethode definiert werden soll. Die Auffindwahrscheinlichkeit (engl. probability of detection - POD) erfüllt diese Anforderung ...

Instrumental analysis, metabolism and toxicity of cis- and trans-zearalenone and their biotransformation products

Dec 8, 2016

Sarah Drzymala

Trans-Zearalenone(ZEN)is a non-steroidal estrogenic mycotoxin which frequently contaminates cereal grains worldwide. Ingestion of food and feed containing ZEN causes numerous mycotoxicoses in animals and possibly humans with pronounced estrogenic effects. Due to the trans-configurated double bond, ZEN isomerizes to the cis-configuration upon the influence of light. This work investigates the instrumental analysis, metabolism and toxicity of ZEN and cis- ZEN. The first part focused on the determination of ZEN in edible oils. Due to a maximum level of 400 µg/kg ZEN in the European Union (EU), reliable analytical methods are needed. A comprehensive method comparison proved dynamic covalent hydrazine ...

Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk

Nov 29, 2016

Tristan Herbst

Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein methodisches Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk bereitgestellt. Das Bewertungskonzept ermöglicht einen ganzheitlichen Vergleich verschiedener Szenarien für den Abbruch und die Aufbereitung von Mauerwerk unter Berücksichtigung der Anwendung von Mauerwerkbruch und aussortierter Fremdstoffe zur Verwertung. Es kombiniert die Kosten-Wirksamkeitsanalyse, die Stoffflussanalyse, die Ökobilanzierung, die Betrachtung sozialer Aspekte und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Materialqualitäten. Das Bewertungskonzept basiert im Kern auf der Kosten-Wirksamkeitsanalyse ...

Hydrogen Diffusion and Effect on Degradation in Welded Microstructures of Creep-resistant Low-alloyed Steels

Sep 19, 2016

Michael Rhode

Low-alloyed heat-resistant steels have a fundamental contribution to the currently applied steel grades in pressurized and temperature loaded components like membrane walls(water walls)or pressure vessels. Here, the main advantages of the low-alloy concept can be used in terms of superior high temperature mechanical properties, workability and decreased amounts of expensive alloy elements. The main challenge for the future is to further increase the power plant thermal efficiency independent of the type of power plant concept, i.e. fossil-fired or nuclear power plant, where the material selection can directly affect reduction of CO2 emissions. In power plant design, welding is the most applied ...

Naturmessungen und numerische Simulationen zur Untersuchung von Freileitungsseilen im natürlichen Wind

Sep 1, 2016

Dominik Stengel

Für Tragmasten von Freileitungen ist meist die Windeinwirkung bemessungsrelevant. Mit den großen Spannweiten der Hochspannungsebene trägt dabei die Windeinwirkung auf die Leiterseile einen maßgebenden Anteil zur Gesamtbeanspruchung dieser Tragstrukturen bei. Daher ist es offensichtlich, dass das Tragverhalten der Freileitungsseile eine wichtige Rolle für die zuverlässige Bemessung bei Neubauten oder der Bewertung der Zuverlässigkeit des Bestands spielt. Hierfür sind insbesondere die Extremwindereignisse, das sog. 50-Jahres-Windereignis von Bedeutung. Bei diesen hohen Windgeschwindigkeiten treten vor allem windinduzierte Schwingungen der Leiterseile auf. Die für die Bemessung herangezogenen Konzepte ...

Verhalten reaktiver Brandschutzsysteme auf kreisförmigen Zuggliedern aus Blank- und Baustahl

Aug 31, 2016

Dustin Häßler

Im Bauwesen werden Zugglieder aus Stahl in der Regel für Aussteifungsverbände, Abhängungen und Unterspannungen von Trägern verwendet. Die dafür verbauten, meist kreisförmigen Vollprofile dienen häufig der Stabilisierung des Tragwerks. Ein Versagen der Stahlzugglieder kann zu einem Einsturz der gesamten Konstruktion führen. Unter Brandeinwirkung verlieren ungeschützte Stahlkonstruktionen aufgrund der schnellen Erwärmung frühzeitig ihre Tragfähigkeit. Durch den Einsatz reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen kann deren Erwärmung verlangsamt und dadurch der Feuerwiderstand verbessert werden. Die Optik der oftmals filigranen Stahlzugglieder bleibt dabei im Wesentlichen unverändert. Für ...

Einfluss der Porosität von Beton auf den Ablauf einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion

Jun 6, 2016

Katja Voland

This thesis deals with the question of how the porosity of concrete influences the process of a damaging alkali-silica-reaction (“ASR”). In particular, it is examined whether the use of slip form pavers and the reduced porosity resulting from this use have an effect on the process of a damaging ASR. Since the 1980s slip form pavers have been used, which modifies the structure of concrete. However, these modifications have not yet been taken into consideration in the relevant technical guidelines. The use of slip form pavers instead of conventional concrete pavers results in a denser structure. Due to the denser structure the ductility and the porosity of the concrete decrease. Thus it is more ...

Human Factors in Non-Destructive Testing (NDT): Risks and Challenges of Mechanised NDT

May 19, 2016

Marija Bertović

Non-destructive testing (NDT) is regarded as one of the key elements in ensuring quality of engineering systems and their safe use. A failure of NDT to detect critical defects in safetyrelevant components, such as those in the nuclear industry, may lead to catastrophic consequences for the environment and the people. Therefore, ensuring that NDT methods are capable of detecting all critical defects, i.e. that they are reliable, is of utmost importance. Reliability of NDT is affected by human factors, which have thus far received the least amount of attention in the reliability assessments. With increased use of automation, in terms of mechanised testing (automation-assisted inspection and the ...

A Numerical Model for Self-Compacting Concrete Flow through Reinforced Sections: a Porous Medium Analogy

Apr 20, 2016

Ksenija Vasilić

This thesis addresses numerical simulations of self-compacting concrete (SCC) castings and suggests a novel modelling approach that treats reinforcement zones in a formwork as porous media. As a relatively new field in concrete technology, numerical simulations of fresh concrete flow can be a promising aid to optimise casting processes and to avoid on-site casting incidents by predicting the flow behaviour of concrete during the casting process. The simulations of fresh concrete flow generally involve complex mathematical modelling and time-consuming computations. In case of a casting prediction, the simulation time is additionally significantly increased because each reinforcement bar occurring ...

Wirkungsweise von Polypropylen-Fasern in brandbeanspruchtem Hochleistungsbeton

Apr 15, 2016

Klaus Pistol

Das Hauptanliegen der Arbeit besteht in der experimentellen Erforschung der faserbedingten mikrostrukturellen Schädigungsprozesse in brandbeanspruchtem HPC. Dazu werden das thermische Degradationsverhalten von Polypropylen-Fasern (PP-Fasern) mithilfe thermoanalytischer Verfahren aus der Polymerforschung untersucht und die Wechselwirkung der schmelzenden PP-Fasern mit dem umgebenden Betongefüge unter Verwendung hochtemperaturmikroskopischer Methoden analysiert. Des Weiteren werden erstmalig akustische und röntgentomographische Methoden zur zerstörungsfreien Untersuchung der Rissgenese in thermisch beanspruchten Betonproben kombiniert. Zur Validierung der Ergebnisse und zur Visualisierung von mikroskopischen ...

Analyse der Schallemissionssignale aus Ermüdungsrisswachstum und Korrosionsprozessen Untersuchung der Möglichkeiten für die kontinuierliche Zustandsüberwachung von Transportbehältern mittels Schallemissionsprüfung

Mar 9, 2016

Janne Wachsmuth

Die Schädigung von Gefahrgutbehältern während ihres Transports durch Korrosion und Ermüdungsrisswachstum sind Ursache von Unfällen, die Menschenleben gefährden, die Umwelt schädigen und hohe Sachschäden verursachen. Um solchen Unfällen vorzubeugen, werden präventive Intervallprüfungen durchgeführt. Diese sind jedoch kostenintensiv, unter anderem durch die Standzeit der Transportmittel. Eine Alternative bietet die Idee einer kontinuierlichen Zustandsüberwachung mittels Schallemissionsprüfung (SEP). So sollen Materialfehler sofort nach dem Entstehen entdeckt und repariert werden können. Die Schallemissionsprüfung ist eine online Methode der Familie der zerstörungsfreien Prüfung. Schallemission ...

Reactive Boundary Layers in Metallic Rolling Contacts

Mar 9, 2016

John Burbank

In order to meet the goal of reducing CO2 emissions, automotive industry places significant importance on downsizing components to achieve greater efficiency through lower weight and reduced friction. As friction reductions are associated with energy efficiency and wear protection with resource conservation, ever greater attention has been given to adamantine carbon- based coatings and high-alloyed steels. Such applications are, however, associated with high production costs and energy expenditures, as well as many technical difficulties. Therefore a key issue in meeting the goals of friction reduction, wear protection and development of comprehensive lightweight strategies is whether or not ...

Kurzfaserverstärktes Polyamid — Charakterisierung der Mikroschädigungsentwicklung unter zweiachsiger mechanischer Last

Mar 9, 2016

Karoline Lenke

In der vorliegen Arbeit wird ein kurzglasfaserverstärktes Polyamid 6 unter zweiachsiger mechanischer Belastung charakterisiert. Die Analyse umfasst das einachsige und zweiachsige Ermüdungsverhalten unter Zug-, Torsions- und Zug-Torsionslast sowie die dabei auftretende charakteristische Mikroschädigungsentwicklung. Zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens unter zweiachsiger Axial-Torsionslast kann das auf Ermüdungslasten angepasste, nicht-differenzierende Tsai-Hill-Kriterium angewendet werden. Die Mikroschädigungsanalyse erfolgt begleitend zu den mechanischen Belastungsversuchen mit der zerstörungsfreien Prüfmethode der Röntgenrefraktionsanalyse. Durch fraktographische Analysen des Werkstoffes ...

Experimentelle Untersuchung und Analyse der Schädigungsevolution in Beton unter hochzyklischen Ermüdungsbeanspruchungen

Mar 9, 2016

Marc Thiele

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht das Ermüdungsverhalten von Beton unter hochzyklischen Druckschwellbeanspruchungen. Der aktuelle Wissensstand bezüglich des Ermüdungsverhaltens ist nach wie vor sehr lücken

Signatur der Streuung von Radarwellen durch die Heterogenität von Beton

Jan 18, 2016

Thomas Kind

Das Radarverfahren ist ein schnelles bildgebendes Verfahren für die Untersuchung der inneren Struktur von Stahlbeton-Bauwerken und wird seit längerem erfolgreich für die zerstörungsfreie Untersuchung von Brückenbauwerken eingesetzt. Für die Rekonstruktion der Lage der Bewehrung reicht die Annahme einer homogenen Materialeigenschaft des Betons meistens aus. Nähere Untersuchungen der empfangenen Streuungen der Radarwellen zeigen, dass neben der starken Streuung der Radarwellen an den metallischen Einbauteilen auch schwache Streuungen existieren. Diese schwachen Streuungen im Beton wurden nun erstmals in dieser Arbeit untersucht und können der Heterogenität des Betons zugeordnet werden. Die schwachen ...

Beitrag zur Ermittlung vorrangig konstruktiver Einflussgrößen auf die Heißrissinitiierung an geschweißten Bauteilen

Nov 9, 2015

Christian Gollnow

Die bisherigen Forschungsergebnisse ermöglichen, ungeachtet der Vielzahl existenter experimenteller und numerischer Ergebnisse, keine allgemeingültige Heißrisscharakterisierung und speziell Erstarrungsrisscharakterisierung. Ursächlich hierfür ist vor allem die Vielzahl von Einflussgrößen und damit die komplexe Interaktion dieser Mechanismen, die eine generelle Beschreibung des Heißrissphänomens erschwert. Die Heißrissentstehung und somit die Erstarrungsrissinitiierung werden durch die Interaktion von Schweißprozess, Metallurgie und Design beschrieben. Die Literaturrecherche zeigt, dass bei der Erstarrungsrisscharakterisierung der konstruktive Aspekt vielfach unterschätzt wird. Hierbei werden ...

Abscheidung ultradünner funktionalgruppentragender Polymerschichten auf Metalloberflächen mittels Elektrospray Ionisation

Sep 22, 2015

Korinna Altmann

Funktionalisierte Oberflächen sind in vielen Bereichen, z. B. als Haftvermittler in Polymerkompositen, für katalytische Anwendungen oder als Sensoren von Interesse. Für viele solcher Anwendungen ist es ausreichend, den verwendeten Werkstoff mit einem ultradünnen Polymerfilm zu überziehen. Dazu gibt es bislang einige Verfahren, wie z. B. Chemical Vapour Deposition, Layer-by-Layer-Technik, Langmuir-Blodgett-Technik oder Spin-Coating, die alle bestimmte Nachteile haben. In der vorliegenden Arbeit wurden wenige Nanometer dicke Polymerschichten auf metallischen und nicht-metallischen Substraten mittels Elektrospray Ionisation abgeschieden. So wurden typischerweise etwa 10 nm dicke Schichten von ...

Herstellung, Charakterisierung und Funktionalisierung polymerer Nanopartikel und Untersuchung der Wechselwirkungen mit biologischen Systemen

Aug 20, 2015

Regina Bleul

Die Nanomedizin beschäftigt sich unter anderen mit der Frage, wie sich die Behandlung gefährlicher Krankheiten effizienter und sicherer gestalten lässt, deren konventionelle Therapie oftmals mit schweren Nebenwirkungen einhergeht. Die Vision ist, ein theranostisches Wirkstoffträgersystem zu schaffen, das seinen therapeutischen Cargo sicher an den Wirkort transportiert, dort freisetzt und gleichzeitig in Echtzeit verfolgt werden kann, um die Therapie individuell anzupassen. Die Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung eines Wirkstoffträgersystems bilden Untersuchungen zum Verhalten von nanopartikulären Substanzen in physiologischer Umgebung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden polymere ...

Zum Einfluss der Wärmeführung auf die Rissbildung beim Spannungsarmglühen dickwandiger Bauteile aus 13CrMoV9-10

Aug 17, 2015

Thomas Lausch

Wirtschaftliche und ökologische Aspekte führten in den letzten Jahren zu deutlich gesteigerten Anforderungen an die Effizienz und die Flexibilität petrochemischer Anlagen. Die heutzutage geforderten Prozesstemperaturen und -drücke lassen sich nur durch den Einsatz neuer warmfester Stahlgüten erreichen. Der mit Vanadium modifizierte Stahl 13CrMoV9-10 weist eine bessere Kriech und Druckwasserstoffbeständigkeit auf und wird seit Mitte der 90er Jahre im petrochemischen Reaktorbau eingesetzt. Aufgrund der niedrigen Zähigkeit und hohen Festigkeit des Schweißgutes im geschweißten, nicht spannungsarm geglühten Zustand sowie einer erhöhten Sensitivität gegenüber Spannungsrelaxationsrissen bedarf dieser ...

Charakterisierung von Gesteinsbewuchs und -verwitterung durch einen Modellbiofilm

Aug 6, 2015

Franz Seiffert

Natürliche Gesteinsformationen und von Menschen aus Gesteinsmaterial erschaffene Gebäude oder Monumente werden bei genügend langer Inkubation von zahlreichen Mikroorganismen besiedelt, welche komplexe Ökosysteme bilden. Dies führt oft zu Verfärbungen der Gesteinsoberflächen durch Pigmente der Mikroorganismen. Zudem können die Organismen das Gestein angreifen und zusammen mit abiotischen Faktoren eine Auflösung herbeiführen, was von essenzieller Bedeutung für die Bildung von Böden und gleichzeitig kritisch für die Erhaltung von Kulturgütern ist. Ein profundes Verständnis der Primärbesiedlung auf Gesteinen ist eine Voraussetzung, um Prozesse der Sukzession und der Gesteinsverwitterung besser nachvollziehen ...

Modellierungsansätze und neue Brennhilfsmittelkonzepte für die LTCC-Drucksintertechnologie

Jul 27, 2015

Björn Mieller

Niedrigsinternde Glas-Keramik-Komposite (LTCC, low temperature co-fired ceramics) werden erfolgreich als kompakte, mehrlagige Schaltungsträger in der Automobilindustrie und Hochfrequenztechnik eingesetzt. Dazu werden sie mit Verfahren der Folien- und Multilayertechnik verarbeitet und gemeinsam mit aufgedruckten Metallisierungen bei Temperaturen bis 900 °C co-gesintert. Besonders bei hohen Anforderungen an die Reproduzierbarkeit der Sinterschwindung hat sich das Sintern mit axialer Druckunterstützung etabliert, wodurch unter anderem die Schwindung in der Ebene der Einzelfolien unterdrückt werden kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die LTCC-Drucksintertechnologie unter zwei Gesichtspunkten ...