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Veranstaltungskalender


Vortrag
Austenitisch-ferritische Misch-Schweißverbindungen in Leichtwasserreaktoren ?
16.01.2017, 11:00 - 13:00
KIT, Campus Nord
Geb. 521, 2. OG, Raum 302,
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen
 

Zusammenfassung:

Der Betrieb von Kernkraftwerken erfordert die jahrzehntelange Gewährleistung der Kom-ponentenintegrität und der Anlagensicherheit. Einen bedeutenden Beitrag hierzu leistet ein ausgewogenes, auf die systemtechnischen Belange der Komponenten abgestimmtes Werkstoffkonzept. Diese Festlegungen müssen bereits in der Phase der Planung und Er-richtung getroffen und umgesetzt werden. Druckführende Komponenten des Primärkreises von Leichtwasserreaktoren mit großer Nennweite (z. B. Reaktordruckbehälter, Druckhalter, Primärkalotte der Dampferzeuger, Hauptkühlmittelleitungen) bestehen aus dem bainitischen Reaktorbaustahl 20 MnMoNi 5-5 oder 22 NiMoCr 3-7. Zur Begrenzung radiologisch wirksamer Korrosionsprodukte sind diese medienberührten ferritischen Komponenten auf der Innenseite mit einer austenitischen Schweißplattierung versehen, die eine gute Beständigkeit gegenüber gleichförmiger und abtragender Korrosion besitzt. Die in den Primärkreis integrierten Not- und Nachkühlsysteme der Nennweite DN ? 250 bestehen dagegen durchgängig aus austenitischen Strukturwerkstoffen, typischerweise aus X6 CrNiNb18-10. An den Schnittstellen beider Systembereiche ergeben sich daher Mischverbindungen zwischen innenplattierten, bainitschen Stutzen und austenitischen Komponentenanschlüssen. Die schweißtechnische Ausführung dieser sog. Mischverbindungen stellt eine besondere Herausforderung im Hinblick auf deren Langzeitbeständigkeit im Leistungsbetrieb dar.

Für Siede- und Druckwasserreaktoren (SWR/DWR) werden die weltweit typischen Ausfüh-rungsvarianten von Mischverbindungen unter Verwendung von austenitischen und Nickel-basis-Schweißzusatz-Werkstoffen vorgestellt. Der häufigste Schädigungsmechanismus derartiger Mischverbindungen im Leistungsbetrieb ist die primärwasser-gestützte Span-nungsrisskorrosion (PWSCC), die an Mischnähten mit Ni-reichen Schweißzusatzwerkstof-fen sowohl in Siedewasser- als auch in Druckwasserreaktoren beobachtet wird. Hierzu bekanntgewordene Schadensfälle (z.B. V.C. Virgil Summer, Davis Besse, ?), einschließ-lich daraus resultierende Sekundärfolgen (z.B. Freisetzung von Borsäure und Entstehung von Borsäurekorrosion) werden vorgestellt und erörtert.

Der korrosionsgestützte Rissinitiierungsmechanismus mit Ni-reichen Schweißzusatzwerk-stoffen und mögliche Abhilfemaßnahmen werden an Hand des Coriou-Diagrammes und der unterschiedlichen Mikrostruktur der Oxidschichten zwischen austenitischen und Ni-Basis-Schweißzusatzwerkstoffen erklärt. Daraus abgeleitet, werden Ausführungsvarianten vorgestellt, die gänzlich auf Ni-reiche Schweißzusatzwerkstoffe im Bereich der primärwas-serbenetzen Innenoberflächen verzichten.

Die positiven Betriebserfahrungen mit Mischnähten in deutschen SWR- und DWR-Anlagen werden durch befundfreie Ergebnisse aus wiederkehrenden Prüfungen untermauert. Die-ses weltweit beachtete Betriebsverhalten beruht mit auf einem ausgewogenen Werkstoff- und Herstellungskonzept derartiger Schweißverbindungen, das vom Anlagenlieferant be-reits zur Errichtungszeit so getroffen wurde, dass vergleichbare Schadensfälle, wie sie in ausländischen Anlagen beobachtet worden sind, ausgeschlossen werden können.

 
Referent/in
Dr.-Ing. Ulf Ilg
Veranstalter
Institut für Neutronenphysik und Reaktortechnik
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Campus Nord
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen
E-Mail:ingeborg schwartzJnm3∂kit edu
Zielgruppe
Alumni, Interessierte / Jede(r), Mitarbeiter, Nachwuchswissenschaftler, Studieninteressierte, Studierende, Wissenschaftliche Mitarbeiter
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