NETZSCH ARC system showcasing advanced thermal analysis capabilities for safety and risk assessment in chemical processes.

Accelerating Rate Kalorimetrie

Accelerating Rate Kalorimeter (Accelerating Rate Calorimetry (ARC)Die Methode, die isotherme und adiabatische Testverfahren beschreibt, wird zur Detektion thermisch induzierter Zersetzungsreaktionen eingesetzt. Das Standardverfahren ist Heat-Wait-Search (HWS.ARC^®) Technologie von NETZSCH

Accelerating Rate Kalorimetrie (ARC^®) ist der Gold-Standard für Prozesssicherheitstests, Analysen zum thermischen Durchgehen (thermal runaway) und die Bewertung von Reaktionsgefahren. Die ARC^®-Methode, die isotherme und adiabatische Testverfahren beschreibt, wird zur Detektion thermisch induzierter exothermer Zersetzungsreaktionen eingesetzt. Das Standardverfahren ist Heat-Wait-Search (HWS)HWS ist die Bezeichnung für eine Sequenz, die die Probe auf eine bestimmte Temperatur aufheizt (Heat), eine thermische Stabilisierung des Systems ermöglicht (Wait) und schließlich erkennt (Search), ob ein Anstieg der Probentemperatur festgestellt wird, der durch eine exotherme Zersetzungsreaktion der Probe verursacht wird.Heat-Wait-Search (Heat-Wait-Search (HWS)HWS ist die Bezeichnung für eine Sequenz, die die Probe auf eine bestimmte Temperatur aufheizt (Heat), eine thermische Stabilisierung des Systems ermöglicht (Wait) und schließlich erkennt (Search), ob ein Anstieg der Probentemperatur festgestellt wird, der durch eine exotherme Zersetzungsreaktion der Probe verursacht wird.HWS).

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Unsere Accelerating Rate Kalorimeter

Entdecken Sie die NETZSCH ARC^®-Produktpalette

Accelerating Rate Calorimeter 244 (ARC^®)
- Tracking-Rate bis 20 K/min
- RT bis 500 °C
- Probenvolumen bis 8,5 ml
Accelerating Rate Calorimeter 305 (ARC^®)
- Schnellste Tracking-Rate von bis zu 200 K/min
- RT bis 500 °C
- Probenvolumen bis 130 ml

Über die Methode

Accelerating Rate Kalorimetrie (`ARC^®`) - der Gold-Standard für Prozesssicherheitstests, thermische Durchlaufanalysen und die Bewertung von Reaktionsgefahren

Diagram of NETZSCH guarded hot plate (GHP) setup illustrating components like heaters, thermocouples, and sample vessel for thermal conductivity testing.

Das Funktionsprinzip

Die Methode beschreibt isotherme und adiabatische Testverfahren zur Erkennung thermisch induzierter exothermer Zersetzungsreaktionen. Das Standardverfahren ist Heat-Wait-Search (HWS).

Die Analyse erfolgt unter adiabatischen Bedingungen – „keine Wärmezufuhr, keine Wärmeabgabe“ –, um diesen schlimmsten anzunehmenden Fall (Worst-Case-SzenarienIm Zusammenhang mit einem chemischen Reaktor ist ein Worst-Case-Szenario die Situation, in der die durch die Reaktion verursachte Temperatur und/oder Druckerzeugung außer Kontrolle gerät.worst-case scenario) an Chemikalien und Reaktionsmischungen zu untersuchen.

Mithilfe der Heat-Wait-Search-Methode (HWS) ermittelt das ARC^® präzise den Beginn der Selbsterhitzung, misst den adiabatischen Temperatur- und Druckanstieg und ermöglicht die Berechnung wichtiger Sicherheitsparameter wie Temperatur- und Druckanstiegsrate, TMR* (Time to Maximum Rate) und die Reaktionstemperatur und ReaktionsenthalpieReaktionstemperatur und Reaktionsenthalpie können mit z.B. mit Hilfe der dynamischen Differenz Thermoanalyse (DSC) bestimmt werden. Das Verfahren dazu ist z.B. in der DIN EN ISO 11357-5 beschrieben.Reaktionsenthalpie.

Die patentierte VariPhi-Option kompensiert Wärmeverluste und ermöglicht Tests mit niedrigem Phi-Wert, wodurch die Ergebnisse repräsentativer für Großanlagen sind.

_{TMR*: Der Zeitpunkt ab Beginn eines adiabatischen Prozesses bis zum Erreichen der maximalen Reaktionsgeschwindigkeit wird als TMR (}_{Time to Maximum Rate}_{) bezeichnet.}

Was macht die `ARC^®`-Systeme von NETZSCH einzigartig?

Sichere Untersuchung von thermischem Durchgehen und Worst-Case-SzenarienIm Zusammenhang mit einem chemischen Reaktor ist ein Worst-Case-Szenario die Situation, in der die durch die Reaktion verursachte Temperatur und/oder Druckerzeugung außer Kontrolle gerät.Worst-Case-Szenarien gemäß ASTM E1981.
Großer Messbereich: Temperatur: RT bis 500 °C I Druck: bis zu 150 bar I Nachführgeschwindigkeit: bis zu 200 K/min
Mehrere Behältertypen: Kugel- und Rohrkonstruktionen aus Edelstahl, Hastelloy oder Titan^®, Volumen von 1 ml bis 130 ml.
Robuste, explosionsgeschützte Konstruktion für die Prüfung von hochenergetischen Materialien und reaktiven Chemikalien.
Flexible Betriebsmodi: Heat-Wait-Search, Iso-Fixed, Iso-Track, Rampenscreening, Brandbeanspruchung und echte Isothermie.
Patentierte VariPhi-Option: ermöglicht Tests mit niedrigem Phi-Wert, die Erkennung endothermer Effekte, schnelleres Scannen und eine genaue Enthalpiebestimmung.
Integrierte Proteus^®-Software für Datenerfassung und -auswertung, kinetische Analyse und einfachen Datenexport.

Lange Lebensdauer

Hochwertige Prüfgeräte mit langer Ersatzteilverfügbarkeit und bestem Service

Immer für Sie da

Direkter Kontakt zu Ihren NETZSCH Experten aus Service, Labor, Schulung und Vertrieb

Proven Excellence im Service

Wir unterstützen Ihr NETZSCH Analysegerät über den gesamten Lebenszyklus

Häufig gestellte Fragen

Als äußerst vielseitige Miniatur-Reaktoren werden mit ihnen thermische Eigenschaften und Druckeigenschaften exothermer Reaktionen gemessen. Die erhaltenen Informationen helfen Ingenieuren und Wissenschaftlern, potentielle Risiken zu erkennen und sind auf die Schlüsselelemente in der Prozesssicherheit einschließlich Notabschaltungssystemen, Materialentsorgung, Prozessoptimierung und thermischer Stabilität ausgerichtet.

VariPhi ist der optionale interne Gleichstromheizer, der die Wärmeverluste ausgleicht und so Tests mit niedrigem Phi-Wert, schnellere Scans und präzise Enthalpiemessungen ermöglicht.

Instrument / Modus	AdiabatischAdiabatisch beschreibt ein System oder einen Messmodus ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung.Adiabatisch (Accelerating Rate)	Scanning	IsothermUntersuchungen bei geregelter und konstanter Temperatur werden als isotherm bezeichnet.Isotherm	Reaktion
`ARC^®` 244	+	mit `VariPhi`	mit `VariPhi`	–
`ARC^®` 305	+	mit `VariPhi`	mit `VariPhi`	mit `VariPhi`, Rühren, Injektion, Venting
Multi-Modul Kalorimetrie (MMC)Das Multi-Modul-Kalorimeter (MMC) besteht aus einer Basiseinheit und austauschbaren Modulen. Ein Modul ist für Accelerating Rate Calorimetry (ARC) vorbereitet, ein zweites wird für Scanning-Tests (Scanning Modul) herangezogen und ein drittes ist auf die Batterieprüfung von Knopfzellen (Knopfzellen-Modul) ausgelegt.MMC 274 `Nexus^®`, `ARC^®`-Modul	+	mit `VariPhi`	mit `VariPhi`	–
MMC 274 `Nexus^®`, Scanning-Modul	–	+	+	–
MMC 274 `Nexus^®`, HT-Coin-Cell-Modul	–	+	+	–

Das ARC^® 244 bietet eine kostengünstige Standard-ARC^®-Prüfung für Probenvolumina bis zu 8,5 ml. Das ARC^® 305 verfügt über erweiterte Funktionen wie höhere Tracking-Raten (bis zu 200 K/min), größere Probengefäße (bis zu 130 ml), Rühren, Injektion und verbesserte Entlüftungsmöglichkeiten.

Merkmal	`ARC^®` 244	`ARC^®` 305
Probenvolumen	bis 8,5 ml	bis 130 ml
Max. Tracking-Rate	bis 20 K/min	bis 200 K/min
Temperaturbereich	RT bis 500 °C	RT bis 500 °C
Druckbereich	bis 150 bar	bis 150 bar
Betriebsmodi	`Heat-Wait-Search`, Iso-Fixed, Iso-Track, Ramp, Fire Exposure	`Heat-Wait-Search`, Iso-Fixed, Iso-Track, Ramp, Fire Exposure
`VariPhi`	Optional	Optional
Rühren	Optional	Optional
Injektion	Optional	Optional
Venting	Optional	Optional

Ihre Vorteile

über 60

Jahre Erfahrung in der thermischen Analyse und Kalorimetrie

bis zu 150

Bar Druck für die sichere Simulation von Worst-Case-Szenarien

über 50

Vertriebs- und Servicestandorte weltweit für globalen Support und Service

NETZSCH `ARC^®` Anwendungsgebiete

Accelerating Rate Kalorimeter (ARC^®) von NETZSCH helfen der Industrie, sicher und profitabel zu arbeiten. Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen gehören:

Sicherheit chemischer Prozesse: Bestimmung des Zersetzungsbeginns, TMR, SADT (Self-Accelerating Decomposition Temperature) und kinetischer Parameter
Energetische Materialien: Treibstoffe, Sprengstoffe, Airbags
Isotherme Batterietests: Wärmetönung beim Laden und Entladen
Lagerungs- und Transportstudien: Verhalten unter realen thermischen Umgebungsbedingungen
Autokatalytische Reaktionsstudien: Iso-Track- und Iso-Fixed-Modi für Langzeitstabilitätstests

A technician in a blue lab coat and mask operates thermal conductivity testing equipment in a cleanroom environment.

Thermische Risikobewertung in chemischen Prozessen

Chemische Industrieprozesse, die auf exothermen Reaktionen basieren, können sehr gefährlich sein. Mangelnde Kenntnis über den Prozess können zu falschen Prozessbedingungen und somit zum thermischen Durchgehen von Anlagen oder Reaktoren führen.

Erfahren Sie, wie NETZSCH Hilfe bietet

Medien und Schulung

Broschüren

We introduce the ARC^® setup and working principle and give answers to questions about thermal hazard potential, adiabatic behavior, time to maximum reaction rate (TMR) and thermal runaway scenarios.

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In this webinar, we introduce several kinetic methods for the determination of TD24 in Thermal Risk Assessment of Chemical Processes, based on ARC^® and DSC measurements.

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This webinar is about thermal safety in storage and industry using the NETZSCH ARC^® and DSC methods combined with Kinetics Neo and Termica Neo Software for thermal simulations.

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