Die Beförderung gefährlicher Stoffe in größeren Mengen findet überwiegend in Transporttanks statt. Im Hinblick auf die Beförderung entzündbarer Gase und Flüssigkeiten ergibt sich insbesondere beim Befüllen und Entleeren der Tanks sowie bei Reinigungs- und Reparaturarbeiten die Gefahr, dass die Tanks durch eine Explosion im Tankinneren mit den entsprechenden Folgen für die Umgebung über ihre Versagensgrenzen hinaus beansprucht werden, zumindest solange, wie sich beispielsweise Restmengen des Ladegutes im Tank befinden. Voraussetzung für eine derartige Explosion ist also das Vorhandensein eines explosiblen Gas-/ bzw. Dampf/Luft-Gemischs geeigneter Verteilung und Konzentration im Inneren des Tanks und einer Zündquelle innerhalb oder außerhalb des Tanks. Einer Reaktionsübertragung aus der Umgebung des Tanks über eine freie Öffnung in das Tankinnere kann durch das Vorsehen einer Flammendurchschlagsicherung begegnet werden. Hierbei wird also vorausgesetzt, dass sich die Zündquelle außerhalb des Tanks befindet. Flammendurchschlagsicherungen unterliegen hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit jedoch gewissen Einschränkungen. Bei Arbeiten im oder am offenen Tank (z.B. Schweißarbeiten) kann es dennoch zu einer Zündung im Tankinneren kommen. Gegen die Auswirkungen einer Explosion im Tankinneren empfiehlt sich die explosionsdruck- bzw. explosions- druckstoßfeste Bauweise als alternative Sicherungsmaßnahme. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass der Tank den Beanspruchungen durch eine Explosion im Tankinneren ohne oder mit bleibende(r) Verformung gewachsen ist. Aus Wirtschaftlichkeitserwägungen und da Transporttanks im allgemeinen gewissen Restriktionen bezüglich ihres zulässigen Gesamtgewichts unterliegen, wird im Rahmen geltender Regelungen eine möglichst leichte - also explosionsdruckstoßfeste - Bauweise bevorzugt. Sinnvoll anwendbar ist diese Maßnahme jedoch nur dann, wenn die Art und Höhe der Beanspruchung durch eine entsprechende Explosion bekannt ist. Neben stofflichen Gesichtspunkten spielen verschiedene Aspekte konstruktiver Art, die Einfluss auf den Reaktionsablauf in einem Tank haben, eine wesentliche Rolle. Demzufolge sind die Randbedingungen, unter denen sich Explosionen in Transporttanks ereignen können, festzustellen. Ferner sind die Parameter, die die Explosionskennwerte tangieren, zu bestimmen und ihr Einfluss ist zu quantifizieren. Vor diesem Hintergrund wird in der vorliegenden Arbeit ferner über die erweiterte Definition des Begriffes 'Explosionsdruckstoßfestigkeit', Methoden des analytischen und experimentellen Eignungsnachweises und Berechnungs- und Konstruktionsmöglichkeiten zu optimierter Auslegung von explosionsdruckstoßfesten Transporttanks berichtet.

The transport of large volumes of hazardous materials primarily takes place using transport tanks. With respect to the transport of flammable gases and liquids, a particular risk is that when tanks are being charged or discharged, an explosion within the tank with resulting effects for the environment will cause the lank to be stressed beyond its failure limit under certain circumstances; this is at least the case when, for example, residual volumes of the freight are in the tank. A requirement for such an explosion is that there exists an explosive gas/ air or vapour/air mixture of suitable distribution and concentration within the tank and that there is an ignition source inside or outside of the tank. Providing a flame arrester or flame trap can counteract the potential risk of a reaction being transferred from the tank's surroundings to the inside of the tank via a free opening. It is assumed here that the ignition source is located outside of the tank. However, flame arresters respectively flame traps are subject to certain restrictions ~s far as their applicability is concerned. When work is being performed on or in the open tank (e.g. welding work), an ignition within the tank may nonetheless occur. A recommendable alternative safety measure to counteract the effects of an explosion within a tank is to use a design that is explosion-pressure proof or explosion-blast resistant. This measure ensures that a tank will be able to withstand the stresses encountered under the conditions that arise when an internal explosion occurs, with or without plastic deformation. However, this measure is only appropriate if the type and magnitude of the stresses resulting from an internal explosion are known. In addition to material-related aspects, different design aspects that have an effect on the course of the reaction within the tank play a significant role. In the present thesis explanations concerning the course of explosions with gas/air or vapour/air mixtures in tanks will be given based on the results of investigations carried out with an installation specifically developed for that purpose. Thus the boundary conditions under which explosions can take place inside tanks will be determined on one hand and material and design related parameters that touch the explosion characteristics will be quantified. Before this background a more precise definition of the term explosion pressure proof design than that being applied in the past will be presented and the development of analytical and experimental methods to verify and optimize explosion pressure proof designs of tanks and their components will be derived. Thus the evaluation of transport tanks will be put in a concrete and easy applicable form. Finally, recommendations on the implementing of the above-mentioned findings into the relevant regulations or standards will be formulated.