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Thermische Spannungen

Thermische Spannungen entstehen aufgrund der Kontraktion der Werkstoffe beim Abkühlen auf tiefe Temperaturen. Sie können als permanente Belastungen im Betriebszustand z.B. bei Rohrleitungen oder als transiente Belastungen während der Abkühlung z.B. in dickwandigen Komponenten auftreten und gegebenenfalls zu Schäden führen. Da der Expansionskoeffizient bei vielen Materialien mit der Temperatur abnimmt, findet der größte Teil der Kontraktion oberhalb der LN2-Temperatur statt.
Zur groben Abschätzung der thermischen Kontraktion bei einer Abkühlung von Raumtemperatur auf eine beliebige kryogene Temperatur können deshalb die Werte
  • 0,3% für Stähle,
  • 0,4% für Aluminium und
  • 1% für Kunststoffe
dienen. Genauere Werte finden sich in der Literatur [7].