Das Projekt "Teilvorhaben: Mikromechanische Modellierung von systematischen Rissfeldern und Bildung eines Bewertungskriteriums" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Otto-Graf-Institut, Materialprüfungsanstalt durchgeführt. In großen kerntechnischen Komponenten können herstellungsbedingt Rissfelder enthalten sein. Solche Rissfelder werden mit ZfP-Methoden mit einigen Einschränkungen erfasst. Die ZfP-Ergebnisse fließen in die sicherheitstechnische Beurteilung von rissfeldbehafteten Komponenten derart ein, als dass in den Regelwerken die Rissfelder als abdeckender Einzelfehler betrachtet werden. Bei großen Rissfeldern ist diese Vorgehensweise bruchmechanisch nicht anwendbar. Gesamtziel dieses Vorhabens ist es, eine ingenieursmäßige Methodik abzuleiten, mit der es möglich ist, den Sicherheitsabstand gegen Versagen für eine rissfeldbehaftete Komponente zu berechnen. Das Vorhaben ist Teil eines Verbundprojekts gemeinsam mit dem IEHK RWTH Aachen. Schwerpunkt der MPA-Untersuchungen sind Charakterisierung der Werkstoffe, Bruchmechanik- und Bauteilversuche, Simulationen mit Rousselier-Modell In einer Literaturrecherche werden Aufbau und Größe typischer Rissfelder herausgearbeitet. Existierende Berechnungskonzepte zur Bewertung von Rissfeldern werden gesichtet. Im Vorhaben werden drei Werkstoffe - eine Forschungsschmelze mit einem repräsentativen Rissfeld (IEHK; MeKom1), eine vergleichbare Schmelze ohne Rissfeld (IEHK; MeKom2) und ein realer Reaktordruckbehälterwerkstoff (MeKom3) - untersucht. Die Werkstoffe MeKom1 und 2 werden mechanisch (unterschiedliche Mehrachsigkeiten) und bruchmechanisch charakterisiert. Für alle 3 Werkstoffe werden Bruchmechanikversuche unter Mixed-Mode-Belastung durchgeführt. Aus MeKom1 wird ein Modellbehälter geprüft. Für systematische Untersuchungen werden Proben mit künstlichen Mehrfachrissen gefertigt, um den Einfluss von Rissausrichtung, -größenverteilung, -anzahl sowie der gegenseitigen Beeinflussung von Rissfeldern zu untersuchen. Zum Verständnis der Vorgänge beim Risswachstum und beim Zusammenwachsen der Risse werden Simulationen mit dem Schädigungsmodell nach Rousselier und Beremin (Tieflage) durchgeführt. Das Rousselier-Modell wird zur Beschreibung von niederen Mehrachsigkeiten erweitert.
Das Projekt "Smart monitoring of historic structures (SMOOHS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Otto-Graf-Institut, Materialprüfungsanstalt durchgeführt. Objective: Historic structures are often of extraordinary architecture, design or material. The conservation of such structures for next European generations is one of the main future tasks. To conserve historic structures it is more and more required to understand the deterioration processes mainly caused by the environment. In certain cases continuous monitoring systems have been installed to obtain information about the deterioration processes. However, most of these monitoring systems were just weather or air pollution data acquisition systems and use only basic models for data analysis. The real influence of the environment to the structure or the structural material is often unaccounted for. That means that the structural resistance is just calculated from the measurements and not determined by sufficient sensors. Another aspect is the fact that most monitoring systems require cabling, which is neither aesthetically appealing nor in some cases applicable due to the needed fastening techniques. The proposed project aims at the development of competitive tools for practitioners which goes beyond the mere accumulation of data. Smart monitoring systems using wireless sensor networks, new miniature sensor technologies (e.g. MEMS) for minimally invasive installation as well as smart data processing will be developed. It will provide help in the sense of warnings (e.g. increase of damaging factors) and recommendations for action (e.g. ventilation or heating on/off, etc.) using data fusion and interpretation that is implemented within the monitoring system. The development will consist of small smart wireless and robust sensors and networks, with sensors for monitoring of e.g. temperature, humidity, air velocity, strain and crack opening, acoustic emissions, vibration, inclination, chemical attack, ambient and UV light, with built-in deterioration and material models, data pre-processing, and alarm functions to inform responsible persons about changes of the object status.
Das Projekt "Faserverbunde für Luftfahrt und Windkraft - CarboAir" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airbus Defence and Space GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel ist es, durch eine gezielte Einarbeitung CNTs in ein luftfahrtzugelassenes Epoxidharz als sekundäre Füllmaterialien zu Kohlenstofffasern neuartige, maßgeschneiderte, quasi dreiphasige faser- bzw. textilverstärkte Faserverbunde für die Luftfahrt zu generieren, deren Leistungsfähigkeit und Werkstoffpotential in Bezug auf Flammschutz und Schadenstoleranz weit über den derzeitigen Stand der Technik und Forschung hinausgeht. 2. Arbeitsplanung In einem ersten Schritt werden die Luftfahrtspezifischen Anforderungen festgelegt (API). Anschliessend werden im Verbundprojekt CNTs modifiziert und in einem Matrixmaterial dispergiert (APII und III). Diese modifizierten Harzsysteme werden via Prepreg Technologie oder bevorzugsweise via ein 'Vacuum assisted Processing' (VAP) Prozess zu Hybride Faserverbunde verarbeitet (AP IV). In ein Iterationsprozess werden diese neue Materialien charakterisiert (AP V) und via neue Prozessentwicklungen weiter optimiert. Die Technologiefähigkeit wird zum Schluss evaluiert via der Konstruktion eines Demonstrators-Bauteils (AP VI), welche anschliessend getestet (AP VI) und bewertet (AP VII) wird. 3. Ergebnisverwertung Obwohl der Einsatz von Faserverbunden in der Luftfahrt große Potentiale mit sich bringen, sind einige Eigenschaften kritisch zu betrachten um dessen Potential völlig auszuschöpfen. Einerseits müssen wegen zunehmender Verwendung von Verbundwerkstoffen, auch näher hin zum Passagierbereich stringente Brandanforderungen erfüllt werden. Die herkömmlichen Verbundwerkstoffe erfüllen diese Anforderungen nicht und können deswegen zurzeit in vielen Anwendungen nicht genutzt werden. Andererseits soll die Schadenstoleranz erhöht werden, das heißt, die Rissweiterbildung soll nach Impakt möglichst gering sein. Für Verbundwerkstoffe mit einer niedrigen Rissweiterbildung können die Wartungsintervalle erhöht werden, welche große Kosteneinsparungen mit sich bringen.
Das Projekt "Mitarbeit am Europaeischen HDR Projekt Soultz s. F. zur Nutzung der Erdwaerme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Fachbereich Geophysik, Arbeitsgruppe Experimentellen Geophysik durchgeführt. Hot-Dry-Rock Systeme beinhalten bei weitem das groesste Potential zur Nutzung der Erdwaerme. Aufgrund des geringen Porenraums und geringer Permeabilitaet muessen kuenstliche Stroemungswege zur Entnahme von Waerme geschaffen werden. Die Stroemungseigenschaften solcher Fliesswege sind wenig erforscht, ebenso die thermisch induzierte Rissbildung bei Abkuehlung des Gesteins im Untergrund. Zu beiden Fragen werden experimentelle und theoretische Untersuchungen bei Laborbedingungen durchgefuehrt.
Das Projekt "Erfassung und Beschreibung von Mikrotrennflächen in Festgestein" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GeoForschungsZentrum Potsdam durchgeführt. Mikrotrennflächen spielen eine zentrale Rolle in der Ingenieurgeologie, Gesteinsphysik und Felsmechanik. Um die Entwicklung von Mikrorissen und Risssystemen in Gesteinen besser vorhersagen zu können, soll in Fortsetzung der bisherigen Arbeiten am GeoForschungsZentrum Potsdam das Mikrorisswachstum unter Modus I und II Belastung untersucht werden. Hierzu sollen fortgeschrittene Verfahren zur Analyse der bei der Rissbildung abgestrahlten akustischen Emissionen (AE) eingesetzt werden, um den Anteil unterschiedlicher Mikrorisstypen bei Rissbildung unter Modus I und II Belastung zu bestimmen. Diese Untersuchungen sollen dazu beitragen, den Zusammenhang zwischen Mikrorissverteilung in der Prozesszone und Bruchzähigkeit für unterschiedliche Belastungsarten zu erfassen. Im ersten Teil der Studie wurde ein Verfahren zur Bestimmung der Modus II Bruchzähigkeit (PTS-Test) entwickelt. Dies soll nun weiterentwickelt werden, um es in der Anwendung als Standardverfahren (International Society of Rock Mechanics (ISRM) Suggested Method) einsetzen zu können. Hierzu sollen der Einfluss der Probengröße und der Belastungsgeschwindigkeit auf die Bruchzähigkeit untersucht werden.
Das Projekt "Ökologische Holzvergütung für Holz im Aussenbereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Holzbiologie und Institut für Holzbiologie und Holzschutz der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Es soll eine umweltfreundliche Imprägnierung der Dauerhaftigkeit von Holz im Außenbereich auf der Basis einer Öl-Hitzebehandlung mittels einer Pilotanlage entwickelt und erprobt werden. Zu untersuchen sind Behandlungsparameter wie Zeit, Druck, Temperatur und Ölbeladung für die im Holzbau im Außenbereich typischen Holzarten und Querschnitte. Zu prüfen sind die Ergebnisse auf Festigkeit der Hölzer, Resistenz gegen holzzerstörende Organismen, Rissbildung, Optik, Weiterverarbeitungsmöglichkeiten und Energie- und Ölverbrauch. Die Behandlung der Hölzer wird größtenteils bei Firma MENZ HOLZ in Ehrenburg-Reuchelbach erfolgen, während die chemischen Untersuchungen und Bewertungen bei der BFH in Hamburg durchgeführt werden. Zielsetzungen des Projekts Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines umweltfreundlichen, biozidfreien Verfahrens zum Schutz von Holz im Gartenbereich (GK 3- 4), durch Einsatz von pflanzlichen Ölen und Anwendung von Energie aus nachwachsenden Rohstoffen. Im weiteren Mittelpunkt stehen die Abstimmung der Verfahrensparameter und die Erarbeitung einer Methode zur Qualitätssicherung der Materialgüte im Prozess und Markt.
Das Projekt "Untersuchung zum Berst- und Leckoeffnungsverhalten an Heizrohren des Dampferzeugertyps WWER-440" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieur- und Servicegesellschaft für Energie und Umwelt, Niederlassung Dresden durchgeführt. Die Beurteilung defektbehafteter Bauteile aus hochzaehen Werkstoffen ist fuer die Sicherheitsbewertung von Kraftwerksanlagen von grosser Bedeutung. Neben der Gewaehrleistung des sicheren Betriebes ist auf eine staerkere Auslastung der spezifischen Eigenschaften dieser Werkstoffe zu orientieren. Die Ausnutzung der plastischen Reserve bei austenitischen Staehlen ist jedoch problematisch und wird mit den existierenden Berechnungskonzepten nur bedingt erfasst. Inhalt des Forschungsvorhabens ist, die Kinetik der Rissausbreitung des Austenits X8CRNITI18.10 anhand von Berstversuchen zu untersuchen. Dabei soll den konkret moeglichen Einsatz- und Havariebedingungen staerker Rechnung getragen werden. Anhand der experimentellen Ergebnisse ist ein Bewertungskonzept zu entwickeln, das unter Einbeziehung des Plastifizierungsgrades das Bauteilverhalten betriebsnah beschreibt. Diese Richtlinie soll nach Moeglichkeit quantitative Aussagen enthalten.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Gerätes zur Dichtheitsprüfung von Hausanschluss-Stutzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IKT- Institut für Unterirdische Infrastruktur gGmbH durchgeführt. Problem- und Zielstellung Der häufigste Schadensfall an Kanälen ist laut der DWA Umfrage 2004 mit 20 Prozent der Einbindungsbereich von Hausanschlussleitungen an die öffentliche Kanalisation. Die Einbindung erfolgt mittels Abzweigen oder so genannten Hausanschluss-Stutzen, die vielfach bereits direkt nach Einbau undicht sind. Dies ist eines der zentralen Ergebnisse des vergleichenden IKT Warentests 'Hausanschluss-Stutzen'. Im Rahmen dieses von 14 kommunalen Netzbetreibern gemeinsam getragenen und finanzierten Projektes hat sich unter anderem auch herausgestellt, dass es derzeit keine Möglichkeit gibt, neu eingebaute Stutzen mit vertretbarem Aufwand auf Dichtheit zu prüfen und somit eine Qualitätskontrolle der Bauarbeiten durchzuführen. Kommunale Auftraggeber können somit nicht nachvollziehen, ob Baufirmen überhaupt richtig arbeiten, eine Kontrolle findet nicht statt. Aber auch die ausführenden Baufirmen haben keine Möglichkeit die Qualität ihrer Arbeit direkt nach dem Einbau zu überprüfen. Undichtigkeiten an Hausanschlussstutzen werden dann erst bei der haltungsweisen Dichtheitsprüfung festgestellt oder sie sind, im Fall von Infiltrationen, erst erkennbar, wenn sich der Grundwasserspiegel angeglichen hat und die Haltung inspiziert wird. Damit entsteht bereits zum Zeitpunkt des Anschlusses von Hausanschlussleitungen das Risiko der Undichtheit von Kanalnetzen an ihren neuralgischsten Punkten. Die Folge sind umweltschädliche In- und Exfiltrationen sowie ein erhöhter Sanierungsbedarf der öffentlichen Netze. Öffentliche Mittel werden so für die Sanierung von Schäden aufgewendet, welche durch eine Qualitätsprüfung bei der Bauabnahme vermeidbar gewesen wären. Die Anforderungen aus der SüwV Kan NRW und Paragraph 45 LBO NRW verschärfen dieses Problem noch. Vor diesem Hintergrund war es Ziel des in Kooperation mit der Fa. Städtler und Beck, Speyer durchgeführten Projektes, diese Lücke bei der Qualitätssicherung zu schließen und ein Gerät zu entwickeln, mit dem unter Baustellenbedingungen eingebaute Hausanschluss-Stutzen mit vertretbarem Aufwand vor der Verfüllung des Leitungsgrabens auf Dichtheit geprüft werden können. Vorgehensweise: Im Rahmen des Projektes wurde ein Stutzendichtheitsprüfgerätes von ersten Versuchsgeräten bis zu einem in Labor- und In-situ-Versuchen erprobten Prototypen entwickelt. Der jetzt zur Verfügung stehende Prototyp besteht aus drei Bauelementen. Einer Absperreinheit, die das Herzstück des Stutzendichtheitsprüfgerätes darstellt, einem transparenten Druckbehälter mit Stativ, über den der Prüfdruck mit Hilfe einer Luftpumpe aufgebracht werden kann, und einem Vorratsbehälter für Wasser. Ergebnis: Nach Abschluss des Projektes steht jetzt ein Gerät zur Verfügung, mit dem die auf dem Markt befindlichen, in Hauptrohre ab DN 300 eingebauten Hausanschlussstutzen DN 150 geprüft werden können. Mit dem Gerät können Stutzen direkt nach dem Einbau auf Dichtheit geprüft werden. usw.
Das Projekt "Durchfuehrung des HDR-Sicherheitsprogramms - Phase III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, Institut für angewandte Informatik durchgeführt. Die Untersuchungen Phase III an der stillgelegten HDR-Anlage umfassen folgende Schwerpunkte (Teilprojekte Tp): Tp 1: Untersuchungen zum Containmentverhalten bei extremen Stoerfaellen - Wasserstoffverteilung im Containment bei kleinem und grossem Leck - Wasserstoffdeflagration mit Einsatz des Gluehkerzenkonzepts - Wirkung von Accident Management-Massnahmen Tp 2: Untersuchungen zur Komponentenschaedigung und Ueberwachung im Langzeitbetrieb - Rissbildung an Rohrkruemmern und Schweissnaehten unter Korrosionseinfluss - Leckoeffnungsverhalten von Rohrleitungen und Leckdetektion - Rissbildung an RDB-Stutzen bei Thermoschock mit kleinen Transienten - Qualifikation von zerstoerungsfreien Detektions- und Ueberwachungsverfahren von Komponenten Tp 3: Untersuchungen zum Verhalten geschaedigter Rohrleitungen bei dynamischen Stoerfaellen - Rissentwicklung und Leckverhalten von geschaedigten Rohrleitungen bei Blow down und Erdbebenlast - Lastaufbau und Rohrleitungsverhalten bei Kondensationsschlag Tp 4: Untersuchungen zum Brandablauf und Brandschutz in einem geschlossenen Containment - Oelbrand und Kabelbrand mit Filtereinsatz.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung von Verfahren zur Dichtheitspruefung von erdverlegten Kanaelen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Durch die ueber lange Zeitraeume andauernde Exfiltration aus schadhaften Kanalrohren in den umgebenden Boden werden zahlreiche physikalische, chemische und biologische Vorgaenge ausgeloest, die sich gegenseitig beeinflussen koennen. Untersuchungen am ISA haben bereits gezeigt, dass die Exfiltration im wesentlichen von drei Faktoren beeinflusst wird: 1. Art und Tiefe des Kanalschadens; 2. Fliesstiefe bzw. Druckhoehe im beschaedigten Kanalrohr; 3. biomechanische und hydrologische Eigenschaften des Untergrundes. Dabei setzt die Einlagerung von Feststoffpartikeln aus dem Abwasser und die bakterielle Besiedlung des Bodenkoerpers die Wasserdurchlaessigkeit des anstehenden Untergrundes erheblich herab. Weiterhin kann sich, abhaengig vom Kanalbetrieb und der Abwasserzusammensetzung, eine Sielhaut im Kanalrohr ausbilden, welche die Exfiltrationsrate in geringen Masse vermindert. Die Untersuchungen zur Dichtheitspruefung von Kanaelen wurden an einer grosstechnischen Versuchsanlage an einem Betonrohr mit definierten Leckagen in der Rohrsohle durchgefuehrt. Ziel dieser Versuche war die Quantifizierung der Exfiltrationsrate von in kontinuierlicher Abfolge mit unterschiedlichen Druckhoehen und Leckagendurchmessern durchgefuehrten Wasserdruckmessungen. Die Ergebnisse liessen deutlich eine Abhaengigkeit des Wasserverlustes zum einen von der aufgebrachten Druckhoehe zum anderen von dem Durchmesser der Leckage erkennen.
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