In der Nuklearindustrie wird rostfreier Stahl für eine Vielzahl von Komponenten verwendet: Reaktoren, Wärmetauscher, Turbinen, Becken für radioaktive Schlämme und vieles mehr.
Die verwendeten Komponenten bestehen in der Regel aus Edelstahl, einem Material, das höchste Korrosionsbeständigkeit und lange Zuverlässigkeit bei geringer oder gar keiner Wartung bietet.
Rostfreie Stahlsorten und Kobaltbeschränkungen für nukleare Anwendungen
Je nach Umgebung sind die gebräuchlichsten Güten 1.4307 (304L) und insbesondere 1.4404 (316L). Gelegentlich erfordert die Anwendung auch hochaustenitische Sorten oder Sorten mit hoher Streckgrenze wie nichtrostende Duplexstähle.
Darüber hinaus unterliegt nichtrostender Stahl häufig weiteren Beschränkungen hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung. Insbesondere der Gehalt an Kobalt kann begrenzt sein. Ein allgemeiner Höchstgehalt von 0,2 Prozent ist akzeptabel, aber es gibt Einschränkungen, die bis zu einem Höchstgehalt von 0,05 Prozent reichen. Der Grund dafür ist, dass dieser Bestandteil ein Isotop enthält, das radioaktiv wird und sich zersetzt, wenn es von Kernmaterial selbst bestrahlt wird.
Der vorgeschriebene Höchstgehalt an Kobalt hat schwerwiegende Auswirkungen auf das Schmelzen des Rohmaterials selbst. Rostfreier Stahl wird zu 95 % oder mehr aus Schrott recycelt. Je strenger die Beschränkungen für den Kobaltgehalt sind, desto weniger Schrott kann verwendet werden.
Einhaltung der strengen Normen für Profile aus nichtrostendem Kernstahl
Aufgrund der Art der Anwendung gehören die Qualitätsstandards zu den strengsten überhaupt. Montanstahl verfügt über eine langjährige Erfahrung in der Herstellung von Sektionen und Komponenten für die Nuklearindustrie.
Jedes Projekt hat seine eigenen spezifischen Anforderungen: Es wird ein Produktionsplan vereinbart, in dem jeder Produktionsschritt mit den entsprechenden Verfahren festgelegt ist. Auch die zerstörungsfreien Prüfungen werden spezifiziert und für die endgültige Dokumentation sorgfältig aufgezeichnet und in das Lebensdauerprotokoll aufgenommen.
Sowohl die Qualitätsabteilung als auch die Produktionsabteilung sind geschult und daran gewöhnt, die Produktion von Profilen mit erweiterten Kontrollen, Inspektionen und der dazugehörigen Dokumentation mit Haltepunkten und Zeugenaussagen, Inspektionen durch Dritte, die von der Nuklearindustrie verlangt werden, zu handhaben.
Diese Art von Produkten durchläuft einen speziellen Weg durch die Produktion und wird von einem speziell ernannten Projektleiter begleitet. Natürlich stehen die Kollegen der Qualitätsabteilung jederzeit zur Verfügung, um jede gewünschte Unterstützung zu leisten.
Welche Technologien werden eingesetzt?
Montanstahl ist in der Lage, alle verfügbaren Produktionstechnologien einzusetzen und gemeinsam mit dem Kunden die für den jeweiligen Zweck am besten geeignete auszuwählen. Die gewünschten Profile können durch Warmwalzen, Warmstrangpressen oder Laserschweißen hergestellt werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Produkttoleranzen weiter einzuengen, indem eine warmgewalzte, warmstranggepresste oder lasergeschweißte Vorform verwendet und auf die gewünschten Abmessungen und Toleranzen kaltgezogen wird.
Wo nichtrostender Stahl in der Nuklearindustrie verwendet wird
Auffangbehälter
Sicherheitsbehälter sind wichtige Komponenten in Kernkraftwerken, die den Reaktorkern aufnehmen und die Freisetzung von radioaktivem Material verhindern. Diese Behälter müssen hohen Drücken, Temperaturen und Strahlungswerten standhalten. Daher werden sie aus Werkstoffen hergestellt, die diesen extremen Bedingungen standhalten können. Edelstahl ist aufgrund seiner hervorragenden Festigkeit, Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit das bevorzugte Material für den Bau von Sicherheitsbehältern in Kernreaktoren.
Rohrleitungssysteme
Rohrleitungssysteme werden in Kernreaktoren verwendet, um Kühlmittel, Brennstoff und andere Materialien durch den Reaktor zu transportieren. Diese Rohrleitungssysteme müssen hohen Drücken und Temperaturen sowie den korrosiven Auswirkungen radioaktiver Stoffe standhalten können. Edelstahl ist aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit das bevorzugte Material für Rohrleitungssysteme in Kernreaktoren.
Rohrleitungssysteme aus Edelstahl werden aus hochwertigen, korrosionsbeständigen Edelstahllegierungen hergestellt, die für die raue Umgebung in Kernreaktoren ausgelegt sind. Diese Legierungen sind resistent gegen Lochfraß und Spaltkorrosion, die durch den Kontakt von Materialien mit radioaktiven Flüssigkeiten entstehen können. Rohrleitungssysteme aus Edelstahl tragen auch dazu bei, die Integrität des Systems zu erhalten, indem sie Leckagen und andere Probleme verhindern, die zu gefährlichen Situationen führen könnten.
Brennstäbe
Die Brennstäbe sind das Material, das die Kernbrennstoffpellets umgibt und die Aufgabe hat, den Brennstoff einzuschließen und ihn vor der Reaktorumgebung zu schützen. Das Material der Brennstäbe muss stabil, haltbar und beständig gegen Korrosion, Strahlung und extreme Temperaturen sein. Edelstahl wird aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit als Brennstabmaterial verwendet.
Brennstäbe aus nichtrostendem Stahl tragen dazu bei, die Integrität des Brennstoffs zu erhalten und das Risiko eines nuklearen Unfalls zu verringern. Die Festigkeit und Haltbarkeit von Edelstahl machen ihn außerdem zu einem idealen Werkstoff für Brennstäbe, da er den extremen Temperaturen und Drücken in einem Kernreaktor standhält.
Lagertanks
Rostfreier Stahl wird auch für den Bau von Lagertanks für nukleare Abfälle verwendet. Edelstahl ist äußerst korrosionsbeständig und damit ein ideales Material für die Lagerung radioaktiver Abfälle, die stark korrosiv sein können. Lagertanks aus Edelstahl tragen dazu bei, dass radioaktive Abfälle sicher eingeschlossen und transportiert werden können.
Strukturelle Komponenten
Neben Beton werden viele tragende Bauteile aus Edelstahlprofilen wie Trägern, Kanälen, Winkelstäben und Hohlprofilen hergestellt. Dies gilt sowohl für den Reaktorkern als auch für alle umliegenden Einrichtungen wie die Lagerung und Vorbereitung von Brennstäben usw. Einige Strukturprofile sind nur in geschweißter Ausführung erhältlich, was zu zusätzlichen Sicherheits- und Qualitätsanforderungen für geschweißte Strukturkomponenten in der Nuklearindustrie führt.
Im Jahr 2013 veröffentlichte Sellafield Ltd. eine neue Ausgabe seiner Spezifikation Fabrication of Plant & Equipment (Carbon Steel & Stainless Steel) General Duty, die das Laserstrahlschweißen als zulässiges Schweißverfahren enthält. Und heute ist die Laserschweißtechnik weltweit für die Herstellung von Sektionen und Teilen für die Nuklearindustrie voll akzeptiert.
Die wesentliche Rolle von rostfreiem Stahl bei der Gewährleistung von Sicherheit und Zuverlässigkeit in der Nuklearindustrie
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass nichtrostender Stahl aufgrund seiner außergewöhnlichen Festigkeit, Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Temperaturen und Strahlung ein unverzichtbarer Werkstoff in der Kernindustrie ist. Edelstahl wird für den Bau von Sicherheitsbehältern, Rohrleitungssystemen, Brennstoffhüllen, Lagertanks und Stützstrukturen verwendet – alles kritische Komponenten eines Kernreaktors.
Die Verwendung von rostfreiem Stahl in der Nuklearindustrie trägt dazu bei, die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Kernreaktoren zu gewährleisten, Unfälle zu vermeiden und die Umwelt zu schützen.
Da die Nachfrage nach sauberen, zuverlässigen Energiequellen weiter steigt, wird die Verwendung von rostfreiem Stahl in der Nuklearindustrie wahrscheinlich zunehmen, da er ein wesentlicher Werkstoff ist, der den sicheren und effizienten Betrieb von Kernkraftwerken gewährleistet.
Montanstahl hat Profile für die Nuklearindustrie in fast alle relevanten europäischen Länder sowie in die USA und China geliefert und gilt als zuverlässiger und kompetenter Partner für die Lieferung von Edelstahlprofilen an die Nuklearindustrie.