Impianti da vuoto e relativi aspetti di sicurezza. De Lazzari Mauro

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1 Impianti da vuoto e relativi aspetti di sicurezza De Lazzari Mauro Corso di aggiornamento sull'operazione delle macchine acceleratrici - Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre 2015

2 Elementi principali Gli elementi principali del sistema da vuoto sono: Camere da vuoto (criostati, diagnostiche, etc.) e relativi sistemi di collegamento/sezionamento Sistemi di pompaggio Vacuometri e relative teste di misura Sistema di controllo Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

3 Camere da vuoto e relativi sistemi di collegamento/sezionamento Criostato Valvola Ingresso criostato Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

4 Camere da vuoto e relativi sistemi di collegamento/sezionamento Diagnostica Magnete Valvola prevuoto diagnostica Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

5 Sistemi di pompaggio Il pompaggio viene garantito da: abbinamento di una pompa turbomolecolare e una pompa primaria Pompa ionica (nelle linee di trasferimento del fascio) Per il prevuoto delle linee e diagnostiche si utilizza un carrello costituito da una pompa a membrana e una piccola pompa turbodrag Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

6 Sistemi di pompaggio Pompa Turbomolecolare Testa Pirani Valvola Isolamento Pompa Primaria Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

7 Teste di misura Criostato acceleratore ALPI Gruppo valvole per cicli criostato Bayard Alpert Penning/Pirani Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

8 Teste di misura Criostato iniettore PIAVE Gruppo valvole per cicli criostato Bayard Alpert Pirani Penning Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

9 Sistema di controllo Videata del Linac Rack adibito al controllo dei criostati del Linac Consolle Linac e scaffalatura dei server Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

10 Criticità Di seguito si riportano alcuni aspetti critici quando si opera nelle vicinanze delle camere da vuoto del complesso Linac/Piave. Se tali camere contengono liquidi criogenici (come i criostati) il livello di attenzione deve aumentare. Riflettere bene prima di agire La fretta e la superficialità inducono all errore Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

11 I soffietti possono essere: Idroformati Lamellari Urto - Soffietti Il ridotto spessore del soffietto aumenta il rischio di rientro nella camera da vuoto in seguito ad urti accidentali o a eccessivo peso da sopportare Soffietto lamellare Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

12 Urto - Passanti elettrici Permettono il collegamento elettrico tra la l interno e l esterno della camera da vuoto La presenza della ceramica usata come isolante aumenta il rischio di rientro anche in seguito a deboli urti Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

13 Urto - Pompe turbomolecolari Tutte le pompe turbomolecolari collegate ai criostati e alle diagnostiche del Linac sono del tipo a levitazione magnetica Con pompa in movimento, un eventuale urto (anche di piccola entità) può portare all arresto della pompa e talvolta alla rottura irreparabile (crash) della stessa. Anche un urto/trazione ai cavi di alimentazione può portare alle stesse conseguenze E consigliabile spegnere la pompa turbomolecolare per ogni intervento meccanico (anche saldatura) nei pressi della pompa Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

14 Urto - Teste di misura Permettono la misura della pressione all interno della camera da vuoto La presenza di conduttori elettrici isolati da materiale plastico o ceramico aumenta il rischio di rientro anche in seguito a deboli urti Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

15 Mancanza aria compressa - Valvole a piattello L apertura e chiusura della valvola è assicurata dalla pressione dell aria compressa In caso di abbassamento/assenza della pressione dell aria compressa la valvola: Se chiusa: non può essere aperta Se aperta: Non può essere chiusa non è garantita la posizione del piattello Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

16 Mancanza aria compressa - Valvole ad angolo La chiusura della valvola è assicurata dalla molla di ritorno che agisce quando la fornitura d aria compressa viene interrotta Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

17 Apertura MANUALE Valvole EVITARE di agire sul comando manuale di APERTURA delle valvole collegate al sistema di controllo Prima di aprire le valvole manuali installate controllare che: Valvola a piattello la pressione differenziale sia inferiore a 70 mbar Valvola ad angolo per prevuoto o rientro verificare «fisicamente» che tutte le altre valvole collegate alla camera siano chiuse Al termine delle operazioni chiudere con un tappo la flangia libera Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

18 Attivazione del materiale - Precauzioni Prima di operare su zone a rischio attivazione e prima di manipolare un componente da vuoto che potrebbe essere stato colpito dal fascio di ioni, verificare se questo è attivato (come da norme interne di radioprotezione dell acceleratore Linac) Se lo strumento evidenzia un valore superiore a quello del fondo naturale fare riferimento al Servizio di Radioprotezione Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

19 Operazioni su camere in vuoto - Precauzioni Prima di operare su camere in vuoto (e soprattutto nei pressi dei criostati) isolare la camera stessa chiudendo tutte le valvole collegate. Le valvole possono essere chiuse/aperte dal programma di supervisione installato su un pc presso la consolle Tandem/Linac/Piave ATTENZIONE Valvola APERTA: led ROSSO Valvola CHIUSA: led VERDE Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

20 Operazioni su camere in vuoto - Precauzioni Prima di operare su camere in vuoto (e soprattutto nei pressi dei criostati) isolare la camera stessa chiudendo tutte le valvole collegate. Le valvole possono essere chiuse/aperte dal controllore dedicato installato in un armadio rack situato nel «grigliato» per il Linac o nei pressi del gruppo di pompaggio Per chiudere la valvola premere l interruttore e controllare che il led OPEN sia spento Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

21 Operazioni su camere in vuoto - Precauzioni Successivamente verificare lo stato di tutte le valvole collegate alla camera interessata controllando i riferimenti esterni di ciascuna valvola Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

22 Operazioni su camere in vuoto - Precauzioni Prima di operare nei pressi di una pompa turbomolecolare accesa provvedere al suo spegnimento (e attendere l arresto del rotore!) Arresto della pompa Premere il tasto STOP o START/STOP Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

23 Come avviare un gruppo di pompaggio Dopo aver concluso i lavori riavviare il gruppo di pompaggio turbomolecolare Avvio della pompa Premere il tasto START o START/STOP Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

24 Automazione dei gruppi di pompaggio Start Pulsante Start pompa turbo premuto? SI Accendi pompa primaria NO? Soglia Pirani attiva? NO Arresto pompa turbo SI Ritardo 20 secondi Apri valvola isolamento Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

25 Automazione dei gruppi di pompaggio Soglia Pirani attiva NO SI Accendi pompa turbo Vai allo start? La pompa rotativa e accesa? La valvola isolamento è aperta? La soglia Pirani è attiva? NO Arresto del sistema SI NO Pulsante Stop pompa turbo premuto? SI Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

26 Automazione di un gruppo di pompaggio Sequenza reale al Linac START Soglia Pirani OK Apertura valvola dopo 20 sec Avvio pompa turbo Reset allarme Avvio pompa rotativa Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

27 Buone norme operative Prima di operare nei pressi delle diagnostiche o altri dispositivi di misura sperimentali verificare che i relativi alimentatori siano spenti (pericolo ALTA TENSIONE) Per manipolare le superfici che saranno esposte al vuoto è indispensabile usare i guanti in lattice o similare Tappare o coprire tutte le flange dei componenti non più usati per evitare il depositarsi di sporcizia e umidità Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre

28 Domande Aspetti di sicurezza degli acceleratori Piave/ALPI 21 settembre