Reaktive Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen mit doppelt gekrümmter Oberfläche

Reaktive Brandschutzsysteme können die Feuerwiderstandsdauer von Stahlbauteilen signifikant erhöhen. Im Brandfall schäumt das reaktive Brandschutzsystem auf und bildet um das Stahlbauteil eine thermische Schutzschicht aus. Dadurch wird die Erwärmung des Stahls verlangsamt und der temperaturbedingte Festigkeitsverlust verzögert. Reaktive Brandschutzsysteme werden überwiegend in drei Bereichen angewendet: Hochbau, Offshore bzw. maritimer Sektor sowie Tank- bzw. Behälterbau. Insbesondere bei Stahltanks und -behältern sind häufig einfach oder auch doppelt gekrümmte Bauteiloberflächen anzutreffen. Aufgrund des meist begrenzten seitlichen Expansionsvermögens von reaktiven Brandschutzsystemen kann es bei Bauteilen mit konvexer Oberflächenkrümmung zu einer Intensivierung der Rissbildung im Schaum kommen, wodurch sich häufig die thermische Schutzwirkung verschlechtert. Da zum Thema des Einflusses der Oberflächenkrümmung auf die Leistungsfähigkeit reaktiver Brandschutzsysteme bisher kaum Untersuchungen vorliegen, wurden exemplarisch zwei Tankböden mit zwei verschiedenen Trockenschichtdicken eines reaktiven Brandschutzsystems einer Brandprüfung unterzogen. Bei gleicher Trockenschichtdicke des reaktiven Brandschutzsystems zeigten die Tankböden eine wesentlich schnellere Erwärmung als ebene Stahlplatten mit vergleichbarem Profilfaktor. Die Brandprüfungen und die Ergebnisse zum Einfluss der Oberflächenkrümmung werden im Beitrag ausführlich vorgestellt und diskutiert.

Intumescent fire protection coatings on steel members with double curved surface
Intumescent fire protection coatings, also referred to as reactive fire protection systems, can significantly increase the fire resistance of steel members. In case of fire, the intumescent coating foams up and forms a thermal protection layer around the steel. This slows down the heating of the steel and delays its temperature-related loss of strength. Intumescent fire protection coatings are predominantly used in three areas: building construction, offshore or maritime sector as well as tank construction. Steel tanks often have single- or double-curved surfaces. Due to the usually limited lateral expansion capacity of intumescent coatings, steel components with convex surface curvature can experience an intensification of crack formation in the foam, which often worsens the thermal protection effect. Since there is almost no existing research study or test data on the influence of the surface curvature on the performance of intumescent coatings, fire tests were carried out to investigate two different dry film thicknesses on torispherical and hemispherical heads. With the same dry film thickness of the intumescent coating, the tested steel components with curved surface showed a much faster heating than flat steel plates with comparable section factor. The fire tests and the results on the influence of the surface curvature are presented and discussed in detail in the article.