DD285479A7 - Elektrode zur elektroerosiven ganzprobengewinnung aus stahlwerkstoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrode zur elektroerosiven Ganzprobengewinnung aus Stahlwerkstoffen, vorzugsweise aus in Revision befindlichen Anlagenkomponenten, an denen es moeglich ist, werkstofftechnische Untersuchungen zum direkten Nachweis des Effektes der thermischen Ausheilung sowie des Sproedbruchverhaltens von Reaktordruckgefaeszen labormaeszig durchzufuehren. Der Aufbau der Elektrode ist in seiner Grundform durch einen Halbhohlzylinder mit ausgearbeiteter Elektrodenzunge, vorgegebenen Elektrodenkantenradien und Radien fuer die Elektrodenaufnahmeringe gekennzeichnet. Weiterhin ist zur Gewaehrleistung eines Freischnittes beim Erodieren die Elektrode exzentrisch gearbeitet, so dasz die Elektrodenzunge eine Dicke von etwa 1,5 mm aufweist und bis zum Elektrodenende kontinuierlich auf eine Dicke von etwa 1,0 mm abnimmt. Fig. 1{Kernreaktor; Thermische Ausheilung; Elektroerosion; Werkstoffuntersuchung; Probeentnahmevorrichtung; Elektrode; Ganzprobengewinnung; Reparaturarbeiten}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Elektrode zur elektroerosiven Ganzprobengewinnung aus Stahlwerkstoffen bei Reparaturarbeiten, insbesondere beim thermischen Ausheilen von Reaktordruckgefäßen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus der Fachliteratur sind eine Vielzahl von Elektroden zur elektrochemischen, elektroerosiven und mechanischen Zerkleinerung bi\v. Durchbohrung von metallenen Werkstücken bekannt. In der DE-OS 3419502 wird eine Elektrode zum elektrochemischen Durchbohren von metallenen Werkstücken beschrieben. Hauptanliegen der Erfindung ist es, eine Elektrode zu entwickeln, die verhindert, daß sich in der Endphase des Durchbohrens vor der Stirnseite der Elektrode eine dünne Membrane bildet, die durch den den Arbeitsspalt durchströmenden Querschnitt zu Schwingungen angeregt wird. Weiterhin ist aus der DE-OS 3222586 ein Verfahren zur Fertigung von Werkzeugelektroden für die elektroerosive Bearbeitung und Einrichtung zu dessen Durchführung bekannt. Das in dieser Patentschrift vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Einrichtung betreffen die elektroerosive Bearbeitung formgebender Flächen von Stempeln und Matrizen für Trennschnitte. Nachteilig an den beschriebenen Erfindungen ist, daß sie sich nicht zur Ganzprobengewinnung aus Stahlworkstoffen eignen.

Des weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, daß als Elektrodenwerkstoff Kupfer verwendot werden kann

(K. H. Eckhard: Elektroerosive Metallbearbeitung, H. 39 der Schriftenreihe Feinbearbeitung, Deutsche Verlagsanstalt Stuttgart

Die konstruktive Gestaltung der Elektrode in ihrer Grundform als Hohlzylinder bzw. Teilhohlzylinder ist in der US-PS 2902584 beschrieben. Diese Patentschrift betrifft ein Verfahren zum Herauslösen von Materialien durch Elektroerosion. Durch die Elektrode, die als kreisförmiger Körper aus Blech mit geschlossenen Seitenkanten, also als Teilhohlzylinder, aufgebaut ist, werden halbkreisförmige Vertiefungen in das Werkstück geschnitten.

Weiterhin ist aus der DE-PS 976565 ein Verfahren zur elektroerosiven Bearbeitung von Metallen bekannt, wobei die dabei verwendeten Elektroden als dünne Bleche ausgebildet sind. Zum Herstellen der muldenförmigen Ausnehmungen sind zwei kreiszylinderschalenförmige, als dünne Bleche ausgebildete Elektroden in der Art eines Baggergreifers um einen gemeinsamen Drehpunkt auf einer kreisbogenförmigen Bahn gegeneinander beweglich angeordnet.

Die beschriebenen technischen Lösungen beschreiben somit einerseits den konstruktiven Grundaufbau der Elektroden und andererseits geben sie Auskunft über den Elektrodenwerkstoff. Zur Ganzprcbenentnahme aus einem in Revision befindlichem Reaktordruckgefäß eines Kernkraftwerkes sind die Elektroden aus dem bekannten Stand der Technik nicht geeignet, da diese keine 100%ige Garantie der erfolgreichen Entnahme der Ganzproben fernbedient über eine Entfernung von 8 bis 10m ermöglichen. Weiterhin können durch die im Stand der Technik bekannten Elektroden nachfolgend aufgeführte Bedingungen bei der Entnahme von Ganzproben aus Reaktordruckgefäßen nicht erfüllt werden:

- Gewährleistung der Mindestmaße der Ganzproben zur nachfolgenden Durchführung der werkstofftechnischen Untersuchungen an diesen.

- Garantie, daß durch die Probenentnahme das Grundmetall und das Probenmaterial in ihren Werkstoffeigenschaften nicht verändert werden.

- Beherrschung der langen Erodierzeiten (15 bis 30 Stunden pro Ganzprobe), die sich aus dem im Reaktordruckgefäß vorhandenen Elektrolyt Deionat (sehr schlechte Leitfähigkeit) ergeben.

- 100%ige Garantie, daß durch die Ganzprobenentnahme keine Beeinträchtigung der nuklearen Sicherheit des Reaktordruckgefäßes entsteht (z. B. größere Wanddickenschwächung als zugelassen).

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Elektrode zur elektroerosiven Ganzprobengewinnung aus Stahlwerkstoffen, an denen es möglich ist, Werkstoffuntersuchungen labormäßig durchzuführen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine Elektrode zu schaffen, mit der es möglich ist, über eine entsprechende Entnahmevorrichtung Ganzproben elektroerosiv aus Stahlwerkstoffen, vorzugsweise aus in Revision befindlichen Anlagenkomponenten, zu gewinnen, an deren nachfolgend werkstofftechnische Untersuchungen unter Laborbedingungen

realisiert werden können. Diese Aufgebe wird mit einer Elektrode gelöst, die in ihrer Grundform aus einem Halbhohlzylinder aus Kupfer mit entsprechenden Seitenwänden besteht. Erfindunpsgemäß weisen die Seitenwände des Halbhohlzylinders gerundete Elektronenkanten &uf. Der Innen- und Außenradius des Halbhohlzylindert sind derart versetzt, daß in Richtung der Vorderkante der Elektrode die Wandstärke des Halbhohlzylinders kontinuierlich zunimmt und in eine Zunge ohne gerundete Kanten und Seitenwände ausläuft, wobei die Zunge an ihrer Vorderseite angeschrägt ist und an der beginnenden Erodierstulle ein Erodierplateau aufweist.

Ausführungebeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1: die Seitenansicht der Elektrode zur elektroerosiven Ganzprobengewinnung Fig. 2: die geschnittene Vorderansicht d';r Elektrode und Fig.3: die Draufsicht der Elektrode.

Für den direkten Nachweis des Effektes einer thermischen Ausheilung sowie der Sprödbruchsicherheit von Reaktordruckgefäßen Ist nach dem gegenwärtigen Stand der Technik eine Ganzprobengewinnung aus der durch Neutronenversprödung am meisten belasteten Zone des Reaktordruckgefäßes für die Auswertung unter Laborbedingungen unbedingt notwendig. Die Probengewinnung wird mittels einer speziollen Probeentnahmevorrichtung, in der die erfindungsgemäß entwickelte Elektrode über Eloktrodenaufnahmeringe, Isolierbuchsen auf einer Elektrodenachse im Elektrodenlager positioniert wird, realisiert. Dazu wird erfindungsgemäß die Elektrode 1 in ihrer Grundform als Halbhohlzylinder, mit einem Radius von vorzugsweise 25mm, aus Kupferblech bzw. Kupfervollmaterial, mit einem Mindestkupferantail von 99,9%, gefertigt. Zur Vermeidung von Nacharbeiten der Erodierflächen im Reaktordruckgefäß wird bei der Herstellung der Elektrode 1 im Halbhohlzylinder ein Elektrodenkanter radius 4 von mindestens 5mm aber vorzugsweise von 10mm gewährleistet. Weiterhin werden die Stirnseiten der Elektrode 1 so gearbeitet, daß ein Radius für die Elektrodenaufnahmeringo 3 von ca. 15mm entsteht. Für das Erodieren im Stillstandswasserregime eines Reaktors ist es notwendig, die Grundform des Halbhohlzylinders dar Elektrode 1 durch Abarbeitung der Elektrodenkantenradien 4 so zu verändern, daß an der Vorderseite der Elektrode 1 eine Eiektrodenzunge 2 von mindestens 2 mm, aber maximal 10mm angeschrägt bzw. so gearbeitet wird, daß beim Erodieren der Ganzproben in der Endphase keine Membrane entsteht, die im ungünstigsten Fall den Erodiervorgang abbricht. Zur Gewährleistung eines entsprechenden Freischnittes beim Erodieren weist die Elektrode 1 an der Vorderseite der Elektrodenzunge 2 eino Dicke von etwa 1,5mm auf, und diese nimmt kontinuierlich bis zum Elektrodenende 5 bis auf eine Dicke von etwa 1,0 mm ab.

Claims (1)

1. Elektrode zur elektroerosiven Ganzprobengewinnung aus Stahlwerkstoffen/ die in Ihrer Grundform aus einem Halbhohlzylinder aus Kupfer mit Seitenwänden besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände des Halbhohlzylinders gerundete Elektrodenkanten aufweisen und Innen- und Außenradius des Halbhohlzylinders derart versetzt sind, daß in Richtung der Vorderkante der Elektrode die Wandstärke des Halbhohlzylinders kontinuierlich zuminnt und in eine Zunge ohne gerundete Kanten ausläuft, die an ihrer Vorderseite angeschrägt ist.

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