Nuklearkomponenten Fertigungsservice

Verwendung von nuklearqualifizierten Legierungen wie 304L/316L (ASME SA-240), Inconel 600/690 und Zirkoniumlegierungen für Brennstäbe oder kernnahe Bauteile. Auswahl von Materialien mit niedrigem Neutronenabsorptionsquerschnitt, minimalem Aktivierungspotential und nachgewiesener Strahlungsversprödungsresistenz.

Auslegung für stationäre und transiente thermische Belastungen gemäß RCC-M Abschnitt B und ASME Abschnitt III. Modellierung von Kriech-Ermüdungs-Wechselwirkungen mit elastisch-plastischer FEM. Einbau von Dehnungsfugen, Bälgen und spannungsabbaubedingten Geometrien in Bauteile, die >300°C Dauerbetrieb ausgesetzt sind.

Definition der Schweißnahtgeometrie gemäß RCC-M C700 oder ASME IX. Anwendung von Volldurchschweißung mit GTAW oder SAW für Druckgrenzflächen der Klassen 1 und 2. Durchführung von Röntgenprüfungen (RT), Ultraschallprüfungen (UT) und Eindringprüfungen (PT) an kritischen Nähten. Durchführung von Wärmebehandlungen nach dem Schweißen bei Bedarf.

Spezifikation von metallischen oder spiralförmigen Dichtungen mit kontrollierten Vorspannzonen. Durchführung von Helium-Lecktests (<1×10⁻⁹ Pa·m³/s) für Primärdichtungen. Anwendung von doppelten Behälterkonzepten und redundanten Dichtungen bei Bauteilen, die mit radioaktiven Flüssigkeitssystemen in Kontakt stehen.

Bewertung der kumulativen Ermüdungsschäden gemäß ASME NB-3222.4 oder RCC-M Anhang Z. Anwendung von seismischen Lasten und Modalanalysen für Verankerungssysteme. Auslegung von Ankerbolzen und Halterungen zur Erfüllung standortspezifischer SSE/OBE-Anforderungen mit Sicherheitsfaktoren ≥2,0.

Anwendung von ISO 286-1 oder ASME Y14.5 Toleranzen mit Spiel- oder Übergangspassungen. Für Gleitteile innerhalb des Reaktorkerns Toleranzstapelkontrolle ≤±0,1 mm. Definition von GD&T für Schnittstellenflächen, die kritisch für Verschraubung, Abdichtung oder Ausrichtung während des Betriebs sind.

Begrenzung des Rauheitswertes Ra auf ≤0,8 µm für fluidberührte Oberflächen. Anwendung von Elektropolieren oder mechanischem Polieren für interne Kühlkanäle. Entfernung von Graten und Partikeln mittels validierter Entgratungs-, Wasch- und 100 % visueller/Boreskopinspektion zur Vermeidung von Durchflussbehinderungen und Brennstoffschäden.

Vollständige Rückverfolgbarkeit vom Rohmaterial bis zum Endprodukt über Chargennummer, Losnummer und Prozesskarte. Archivierung von Prüfberichten (RT, UT, PMI), Materialzertifikaten (EN 10204 3.2) und Schweißprotokollen. Sicherstellung der QM-Konformität mit ISO 19443 und IAEA GS-R Teil 2.

Durchführung von Hydrostatik-, Pneumatik- und Funktionstests entsprechend der Bauteilklasse. Verwendung von 3D-Koordinatenmessgeräten (CMM) zur Dimensionsprüfung sowie Härteprüfungen (≥HB200), Zug- und Kerbschlagbiegeversuchen an Produktionsmustern. Überprüfung der NDT-Personalschulungen gemäß ISO 9712 oder ASNT SNT-TC-1A.

Entwurf und Dokumentation gemäß ASME Abschnitt III (NCA/NB/NC/ND) oder RCC-M (französischer PWR-Standard). Sicherstellung der Einhaltung durch nationale Behörden (z. B. NRC, NNSA, CNSC) mittels unabhängiger Drittprüfungen. Vorbereitung von Designspezifikationen, Designberichten und Spannungsanalyseberichten für die Lizenzierung.

Verwendung hochfester, strahlenresistenter Legierungen wie Inconel 600, Hastelloy oder Edelstahl (316L). Für Teile, die extremer Strahlung und Temperatur ausgesetzt sind, Auswahl von Materialien mit Zertifizierungen nach ASTM A240, ASME SA-240 oder UNS N06600. Sicherstellung der Losrückverfolgbarkeit mittels Werksprüfzeugnissen (MTR) und Konformitätsbescheinigungen.

Anwendung der Schweißnormen ASME Abschnitt III oder RCC-M für Hochdruckgrenzflächen. Nutzung von Volldurchschweißungen mit GTAW oder SAW. Nachbehandlung nach dem Schweißen (PWHT) gemäß NQA-1 oder ASME Kessel- und Druckbehältercode zur Spannungsreduzierung und Rissbeständigkeit.

Berücksichtigung der Wärmeleitfähigkeit bei der Auslegung – Kupferlegierungen (C11000) und Aluminium sind ideal für Wärmetauscher. Nutzung thermischer Simulationen (FEA) zur Optimierung der Bauteilleistung unter zyklischer thermischer Belastung. Sicherstellung der Ermüdungslebensdauer gemäß ASME III Abschnitt NC oder RCC-M Abschnitt M für langfristige Stabilität im Betrieb.

Verwendung korrosionsbeständiger Beschichtungen wie Oxid- oder PVD-Beschichtungen, konform mit ASTM B633 oder ASME SA-249 für strahlenexponierte Oberflächen. Gestaltung der Komponenten zur Vermeidung von Spannungsrisskorrosion (SCC) und galvanischer Korrosion in Hochstrahlungsumgebungen, gemäß ANSI/ANS 57.1 und ASTM G48.

Durchführung von Ermüdungsanalysen gemäß ASME Abschnitt III oder RCC-M, um die Bauteile gegen zyklische Lasten abzusichern. Validierung der Spannungsbereiche und Auslegung für mindestens 10⁶ Zyklen im Betrieb. Für erdbebenresistente Komponenten Durchführung dynamischer Analysen gemäß den Anforderungen der NRC Regulatory Guide 1.60 und IEEE 344.

Anwendung enger Toleranzen für kritische Bauteile, die mit nuklearen Sicherheitssystemen interagieren. Aufrechterhaltung von Merkmalen wie Bohrungen, Nuten und Gewinden mit Toleranzen von ±0,01 mm oder enger. Verwendung von GD&T nach ASME Y14.5 oder ISO 1101 für geometrische Kontrollen. Sicherstellung der Bauteilausrichtung mit Passstiften, Vorrichtungen und Spannmitteln zur Minimierung von Montageabweichungen.

Gestaltung von Dichtungsflächen mit metallischen oder Elastomerdichtungen, Gewährleistung der Dichtheit gemäß API 6A für Hochdruck- und Hochtemperaturdichtungen. Durchführung von Helium-Lecktests (<1×10⁻⁹ Pa·m³/s) und Druckabfalltests gemäß ASME Abschnitt III und RCC-M für primäre Behälterkomponenten.

Einsatz von ZfP-Methoden wie Ultraschallprüfung (UT), Radiographie (RT) und Wirbelstromprüfung (ET) zur Inspektion kritischer Schweißnähte und Bauteile. Durchführung einer 100%-Inspektion sicherheitsrelevanter Komponenten zur Erkennung innerer Fehler. Befolgung der Akzeptanzkriterien gemäß ASME V oder RCC-M.

Vollständige Rückverfolgbarkeit vom Rohmaterial bis zum fertigen Bauteil. Einschluss von Materialzertifikaten, Schweißverfahrensprüfberichten (WPQR) und ZfP-Berichten. Speicherung bauteilspezifischer Dokumentationen in einem ERP-System zur Unterstützung von Regulierungsprüfungen und Einhaltung der NRC- oder DOE-Anforderungen.

Sicherstellung, dass Designs den Standards der Nuklearindustrie entsprechen, einschließlich ASME Abschnitt III, RCC-M und ISO 9001/14001. Durchführung von Compliance-Bewertungen mit relevanten Nuklearbehörden (z. B. NRC, CNSC) zur Gewährleistung von Sicherheitsmargen und Betriebseffizienz. Führung von Aufzeichnungen gemäß 10 CFR Teil 50 und verwandten Richtlinien.