(GRS-714) Forschungsarbeiten zur Bewertung und Prognose der Integrität mechanischer Komponenten in LWR
Die Integrität mechanischer Komponenten von Leichtwasserreaktoren (LWR) wurde auch in jüngerer Vergangenheit wiederholt durch unerwartete Rissbildungen oder Wanddickenschwächungen beeinträchtigt, obwohl die dafür verantwortlichen Korrosionsmechanismen mittlerweile gut erforscht sind. Zur Vertiefung des Kenntnisstandes über die Zusammenhänge zwischen Wasserchemie, korrosionsbedingten Schädigungen und der Integrität mechanischer Komponenten behandelt dieser Bericht zwei Themenkomplexe:
- Bedeutung der Wasserchemie für die Korrosion
- Wiederkehrende Prüfungen zur Vermeidung von Komponentenversagen.
Die in LWR verwendeten wasserchemischen Fahrweisen haben maßgeblichen Einfluss auf das Korrosionsverhalten der Strukturwerkstoffe und sollten zum Werkstoffkonzept der jeweiligen Anlage passen. Dies wird an Beispielen illustriert und zusammen mit Richtlinien zur Wasserchemie, Überwachungseinrichtungen und einem Überblick über die relevante Betriebserfahrung vorgestellt. Ziel einer geeigneten Wasserchemie ist es, Korrosion der Oberflächen und Bildung von Ablagerungen zu minimieren und das Auftreten lokaler, loch- und rissbildender Korrosion weitestgehend zu verhindern. Eine Prognose für ihr Auftreten stellt jedoch noch immer eine Herausforderung dar. Konkrete Schwellenwerte für wasserchemische Parameter können zwar im Allgemeinen helfen, das Gefährdungspotenzial einzuschätzen, bieten jedoch keine Sicherheit, dass in den komplexen Gesamtsystemen nicht dennoch im Einzelfall Schäden auftreten.
Durch betriebsbegleitende zerstörungsfreie Prüfungen (ZfP) wird einem unvorhergesehenen Versagen der Komponenten aufgrund betriebsbedingter Schädigungsmechanismen entgegengewirkt. Hierzu müssen die eingesetzten Prüfverfahren und -techniken geeignet sein, entsprechende Schädigungen möglichst frühzeitig zu erkennen. Es werden typische, in LWR zum Einsatz kommende Prüfverfahren mit ihren jeweiligen Möglichkeiten und Grenzen vorgestellt. Daneben wird die relevante Betriebserfahrung aufbereitet und mehrere in Europa angewandte Regelwerke mit ihren jeweiligen Prüfprogrammen und der zugrundeliegenden Philosophie vorgestellt. Dies schließt auch die Qualifikation der Prüfverfahren und des Prüfpersonals mit ein. Die ZfP-Techniken werden stetig weiterentwickelt. Sie ermöglichen damit eine zunehmend bessere Charakterisierung des aktuellen Zustandes der Komponenten und somit eine genauere Integritätsbewertung. Mit dieser technischen Entwicklung geht mit einer gewissen Verzögerung oft auch eine Weiterentwicklung des Regelwerks einher.