(GRS-659) Forschungsvorhaben zum Einfluss der Herstellungsqualität auf die Sicherheit von druckführenden Komponenten
In den letzten Jahren sind einige Fälle von Herstellungsfehlern in Komponenten der druckführenden Umschließung von Kernkraftwerken bekannt geworden. Solche Fehler können dazu führen, dass die Anforderungen an die sicherheitstechnische Auslegung nicht mehr eingehalten werden und mit einer Schädigung oder einem Versagen der Komponenten im Betrieb oder bei Störfällen gerechnet werden muss. Daher ist ein Auftreten von Fehlern während der Fertigung zu verhindern. Eine spätere Reparatur oder ein Ersatz fehlerhafter Komponenten im Betrieb ist in der Regel nur unter großem Aufwand möglich.
In dem vorliegenden Forschungsvorhaben wurden von der GRS Fertigungsverfahren von Komponenten der druckführenden Umschließung in Leichtwasserreaktoren untersucht, um mögliche Ursachen für fertigungsbedingte Abweichungen, Maßnahmen zu deren Erkennung und Vermeidung sowie den Umgang mit vorhandenen Abweichungen und deren Bewertung aufzuarbeiten. Hierzu werden verschiedene Fertigungsverfahren für diese Komponenten beschrieben, d. h. Gieß-, Umform-, Schweißverfahren und Wärmebehandlungen. Während der einzelnen Fertigungsschritte können Fehler oder Abweichungen auftreten, die in der Regel durch eine optimierte Prozessführung und die Einhaltung von Vorgaben vermieden oder minimiert werden können. Beispiele für typische Fehler sind Seigerungen, Einschlüsse, Lunker, Risse, Gefügefehler oder geometrische Abweichungen. Weiterhin werden die zerstörenden und zerstörungsfreien Prüfungen beschrieben, die zwischen den Fertigungsschritten und zur Endabnahme durchgeführt werden, um mögliche Fehler oder Abweichungen frühzeitig aufzufinden. Falls sie nicht toleriert werden können, sollen sie möglichst noch im Rahmen der Fertigung beseitigt werden. Alternativ müssen Halbzeuge bzw. Komponenten verworfen und neu gefertigt werden.
Anschließend werden die Vorgaben zur Fertigung von Komponenten der druckführenden Umschließung in verschiedenen nationalen Regelwerken analysiert, z. B. KTA, ASME, RCC-M, russisches Regelwerk. Um Fehler in den Komponenten zu vermeiden und eine hohe Qualität dieser Komponenten zu gewährleisten, enthalten diese Regelwerke sowohl Anforderungen an die Qualifizierung einzelner Fertigungsverfahren und Prüfmethoden als auch an die Durchführung der Fertigung. Schließlich werden anhand einiger prominenter Beispiele die sicherheitstechnischen Auswirkungen von fertigungsbedingten Abweichungen analysiert.