Projekt
SafeDDT – Safe deflagration to detonation transition.
Explosionsdruckstoßfeste Auslegung bei Umschlag von Deflagration auf Detonation.
dashboard Zielsetzung
Das Ziel des Forschungsprojekts SafeDDT ist die simulationsbasierte Bewertung von Anlagenteilen wie Behältern, Rohrleitungen und Armaturen, für welche die Gefährdung besteht, einer Gasexplosion ausgesetzt zu werden.
Mittels numerischer Simulationen wird die bleibende Verformung der Anlagenteile vorhergesagt. Ergänzt durch ein methodisches Vorgehen wird eine konservative explosionsdruckstoßfeste Auslegung gewährleistet, um Entwicklungszeiten zu verkürzen und die Anzahl benötigter Experimente zu reduzieren. Die exaktere Auslegung ermöglicht eine weniger konservative Auslegung als mit dem aktuellen Stand der Technik. In Zukunft wird es möglich sein, rechnerisch explosionsdruckstoßfeste Nachweise für Anlagenteile führen zu können, ohne zeit- und kostenaufwendigen Experimente durchführen zu müssen.
Das Phänomen DDT verstehen, numerische Methoden entwickeln, sicher Auslegen, Anlageneffizienz erhöhen – das ist SafeDDT!
Abbildung: Gasexplosion in einem Behälter mit Anschlussleitung.
dashboard MILESTONES
Literatur in Normen und Wissenschaft
Entwicklung numerischer Modelle
Methode zur konservativen Auslegung
Validierung der Auslegungsmethode
dashboard Übersicht
Verbesserte explosionsdruckstoßfeste Auslegung basierend auf numerischen Simulationen
Lastfall: Gasexplosionen mit DDT, instabiler und stabiler Detonation
Bewertung und Berücksichtigung bleibender Verformungen
dashboard Motivation
Szenarien mit DDT, dem Umschlag von Deflagration auf Detonation, sind bei Explosionen von vorgemischten Gasen kritisch und für die Auslegung gefährdeter Anlagenteile maßgebend. Der in der Anlage zu realisierende Betriebsdruck und die notwendigen Wandstärken sind hiervon abhängig. Steigt der Umsatz einer Anlage mit einem höheren Betriebsdruck, wird dieser durch eine meist zu konservative Auslegung nach dem Stand der Technik begrenzt, da immer ein experimenteller Nachweis erforderlich ist und der maximale Explosionsdruck ebenfalls mit einem höheren Betriebsdruck steigt. Experimentelle Nachweise sind aufgrund des hohen Aufwands nur begrenzt möglich, da ein geeigneter Versuchsstand vorhanden sein muss und Prototypen der Anlagenteile gefertigt werden müssen.
Es gibt keine nationalen oder internationalen Normen oder Richtlinien, die eine rechnerische Auslegung gegen Gasexplosionen mit DDT ermöglichen. In der Norm DIN EN 14460 – Explosionsfeste Geräte (Stand: April 2018) wird explizit erwähnt, dass diese nur für Deflagrationen gilt und nicht für Detonationen. Eine simulationsbasierte Bewertung hat das Potential Gasexplosionen mit DDT besser zu bewerten.
ashboard PUBLIKATIONEN
Müller, M., Bernhardi, O. E., Denecke, J., Schildberg, H. P., Schmidt, J.:
Analysis of Plastic Deformation of Pipes Due to Deflagration to Detonation Transition Using Static Equivalent Pressure, Pressure Vessels and Piping Conference (PVP), American Society of Mechanical Engineers, Las Vegas, 17-22 July 2022, DOI: https://doi.org/10.1115/PVP2022-84790.
PROJEKTLEITUNG:
MITARBEITER | KONTAKT:
person Matthias Müller, M.Sc.
email E-Mail senden
phone +49 721 6699 4780
FORSCHUNGSSCHWERPUNKTE:
Weitere Projekte
RiIM – Risk-based Pipeline Integrity Management
Entwicklung eines KI-gestützten, risikobasierten Pipeline-Integritätsmanagementsystems
SISProof – Safety Instrumented System Proof
Entwicklung von Softsensoren für die SIS-Überwachung zur Gewährleistung der funktionalen Sicherheit.
EuroValve – European Program on Evaluation of Safety Valve Stability
Entwicklung eines neuen Sicherheitskriteriums für Sicherheitsventile.
Quelle des Titelbilds "Tube Geometry", Projekt RiIM: Harald Hoyer from Schwerin, Germany, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons
.jpg){kind=link}
Quelle des Titelbilds "Winstainforth", Projekt SafeDDT, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
