Aufgebrochener Plunger

Am Sonntag den 27.10.02 kam es gegen 9:20 Uhr zu einem Vakuum-Zusammenbruch im Bereich der Cavity-Strecke HERA-WL. Die Senderanlage lief zu diesem Zeitpunkt seit ca. 8 h mit einer Leistung von 430...410kW. Der Strahlstrom betrug 5...1,5 mA. Der Sender wurde bei einem Cavity-Vakuumdruck von 5*10-7 mbar automatisch über das Interlock-System abgeschaltet. Der Druck in der Cavity-Strecke stieg aber weiter, so dass bei ca. 5*10-6 mbar die Vakuum-Schotten den Cavity-Bereich automatisch gegen das restliche Strahlvakuumsystem abriegelten. Zuletzt erreichte der Druck den 10-4 mbar-Bereich. Eine Lecksuche durch MVA war zunächst erfolglos. Ein aufgenommenes Massenspektrum deutete auf Wasser im Vakuumsystem hin. Daraufhin wurden die Kühlkreise der Cavities #3 und #4 (Position WL 68-70m) entwässert, um ein Wasser-Vakuum-Leck lokalisieren zu können. Die beiden Cavities waren während der letzten 2 Wochen bereits wiederholt durch Vakuum-Probleme aufgefallen. Beim Ausblasen der Kühlkreise mit Druckluft fiel auf, dass der Plunger #1 von Cavity #4 ungewöhnlich warm war. Es wurde beschlossen den Plunger unverzüglich auszubauen und nicht erst zu warten, bis das Kühlsystem ausgetrocknet und eine Lecksuche möglich gewesen wäre. Der Vakuum-Abschnitt wurde belüftet und der verdächtige Plunger ausgetauscht. Der ausgebaute Plunger war nach erstem Augenschein, offenbar aufgrund von Überhitzung, ausgebeult und auf der Oberfläche mehrere mm tief aufgerissen. Die Kupferoberfläche war außerdem ungewöhnlich sauber (wie nach einem Ofenprozess mit wasserstoffhaltigem Formiergas). Die Oberflächentemperatur betrug zum Zeitpunkt des Ausbauens noch gefühlte 40...50°C! Die Oberflächentemperatur war im Maximum sicher höher als 600°C, wahrscheinlich aber eher 800°C. Der V2A-Kern des Plunger´s war sicher wärmer als 320°C (erkennbar aus den Anlassfarben des zentralen Kühlwasser-Rohres.
Vermutete Ursache: Eine eingefangene Luftblase im Kopf des Plungers konnte wegen zu geringer Kühlwassergeschwindigkeit nicht ausgespült werden. Durch ungenügende Kühlung erfolgte Dampfbildung. Der Dampf isolierte dann den Plungerkopf vom Kühlwasserstrom.