Ich bin Sicherheitsingeneur und arbeite gerade an der Erstellung einer Gefährdungsbeurteilung für Kryomodule, welche für das europäische Röntgenlaser-Projekt (XFEL) eingesetzt werden sollen.

Ich freue mich auf Ihre/Eure Meinung /Stellungnahme zu der unten beschriebenen Problemathik.

Welche technischen Regeln, Vorschriften und Verordnungen sind Ihnen bekannt, die in Deutschland/ der EU für die Ausstattung von Vakuumbehältern mit Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung gelten?

Insbesondere geht es um Vakuumbehälter, die Rohrleitungen oder Behälter umschliesen, die kryogeinsche Fluide (d.h. tiefkalte Gase oder Flüssigkeiten) beinhalten.

Nach welchen Gesichtspunkten und Technischen Regeln müssen die Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung ausgelegt werden (z.B. für Kryomodule) ?

Die einzige konkrete technische Regel, die mir dazu bekannt ist, stammt aus dem US-amerikanischen ASME-Code:
The standard requirement for a vacuum relief is given in CGA S-1.3—1995, paragraph 4.4.2: “The total discharge area of vacuum relief devices on a
container shall be at least 0.00024 square inches per pound (0.3414 mm^2/kg) of water capacity of the container.”

Vakuumbehälter sind nach meinem Verständnis dabei Behälter, die für Überdrücke <= 0.2 barü ausgelegt sind.

In der TRB 403 Abschnitt 3.6 steht:

"Druckbehälter, in denen ein negativer Betriebsüberdruck entstehen kann, für den sie nicht ausgelegt sind, müssen mit einer Druckentlastungseinrichtung gegen eine unzulässige
Druckunterschreitung versehen sein. Sicherheitseinrichtungen gegen Druckunterschreitung müssen so beschaffen sein, dass sie den maximal notwendigen Massenstrom, in der Regel
als Luftstrom, zuleiten können, ohne dass der zulässige negative Betriebsüberdruck unterschritten werden kann."

Isolierte Behälter kann man zum Teil mit einer Platte vor einer Öffnung versehen. Diese Platte fällt herunter, wenn das Vakuum zusammenbricht.
Welche Sicherheitsmassnahmen könnte /sollte man zusätzlich treffen, wenn man mit dynamischem Druckaufbau an den Vakuumbarrieren rechnet, der den formalen Auslegungsdruck
der Vakuumtanks prinzipiell übersteigt. (diese können dynamische transversale Kraftwirkungen erfahren).


Danke für (konstruktive) Antworten und

Viele Grüße

Eine ähnliche Vorschrift wie im zitierten ASME Code ist in der EN 13458-2 Abschnitt 4.2.6.3 für vakuumisolierte Kryobehälter enthalten:
"Am Außenmantel muss ein Druckentlastungseinrichtung eingebaut sein. Die Entlastungseinrichtung muss so eingestellt sein, dass sie bei einem Druck von nicht mehr als 0,5 bar anspricht. Der Entlastungsquerschnitt der Druckentlastungseinrichtung darf nicht kleiner als 0,34 mm2 je Liter Fassungsvermögen des Innenbehälters sein, muss aber einen Durchmesser von mindestens 10 mm haben."