DE1053685B

DE1053685B - In strahlengefaehrdeten Aggregaten und Apparaten einsetzbare Werkstoffkombination

Info

Publication number: DE1053685B
Application number: DES54049A
Authority: DE
Inventors: Hubert Salmen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-06-27
Filing date: 1957-06-27
Publication date: 1959-03-26

Description

In strahlengefährdeten Aggregaten und Apparaten einsetzbare Werkstoffkombination In Atomkraftwerken, Atomlaboratorien und anderen mit radioaktiven Substanzen arbeitenden Betrieben sind Werkstoffe erforderlich, die einerseits bei der Berührung mit radioaktivem Kühlwasser oder radioaktiven Wärmeträgern sowie gegebenenfalls radioaktiven Abwässern od. dgl. nicht oder zumindest nicht vorzeitig zerstört werden, andererseits durch die Berührungen mit den radioaktiven Substanzen nicht selbst radioaktiv werden. Von besonderem Einfluß und zumeist zerstörender Wirkung ist die Einwirkung von Neutronen auf allen bisher bekannten Werkstoffen, insbesondere wenn es sich um große Neutronendichten handelt, welche die Werkstoffe beaufschlagen. Mit einem Schutz gegen derartige Neutronenbeeinflussung. wie sie im sogenannten Primärteil von Reaktoren auftritt, beschäftigt sich die Erfindung nicht. Sie hat sich vielmehr die Aufgabe gestellt, eine Werkstoffkombination zu entwickeln, die gegen Gammastrahlen (eleh tromagnetische Wellen) und Betastrahlen (Elektronenstrahlen) sowie gegen Alphastrahlen (Strahlen von Heliumkernen) beständig ist und die bei Neutronenbestrahlung von einer Dichte, wie sie außerhalb von Reaktoren u. dgl. auftritt, nicht empfindlicher ist als bekannte Werkstoffe.
Diese Werkstoffkombination soll insbesondere bei Wärmeaustauschern eingesetzt werden. Als Werkstoffe, die einerseits bei Berührung mit radioaktiven Alpha-, Beta- oder Gammastrahlen nicht oder zumindest nicht vorzeitig zerstört werden und nicht selbst radioaktiv werden, verwendet man hauptsächlich Aluminium, und zwar möglichst reines Aluminium, sowie häufig auch Chromnickelstähle, insbesondere 18o/o-Chrom-, 8%-Nickelstähle und Chrom-Niclzel-Molvbdän-Stähle, insbesondere 1811/o-Chrom-, 8,1/o-Nickel-, 2o/o-Molybdänstähle, als Richtanalysen. Aus diesen Werkstoffen bestehen zumeist die Wärmeaustauscher, zumeist Röhrenwärmeaustauscher, in Atomkraftwerken bei Forschungsreaktoren u. dgl., was materialmäßig sehr aufwendig ist. Darüber hinaus sind diese Werkstoffe zum Teil erheblichen klassischen; Korrosionen ausgesetzt, die möglicherweise durch Kontakt mit den radioaktiven Substanzen nachteilig gefördert werden. Im übrigen sind bei Behältern zur Aufnahme radioaktiver Abfallstoffe Auskleidungen der z. B. aus Metall bestehenden Behälter mit Gummi, Latexzement, Sulphurzement u. dgl. bekannt, doch sind wegen der erheblichen Schichtdicke der Auskleidungen diese Werkstoffkombinationen für die oben angegebenen Zwecke, insbesondere für Wärmeaustawscher, nicht einsetzbar.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Werkstoffkombination zum Einsatz in strahlengefährdeten Aggregaten und Apparaten, insbesondere für deren Wärmeaustauscher, zu entwickeln, die von derartig hochwertigen Stoffen absieht oder, wenn sie verwendet werden, deren Lebensdauer wesentlich erhöht.
Die Erfindung betrifft eine in strahlengefährdeten Aggregaten und Apparaten einsetzbare Werkstoffkombination aus Metall und Kunststoffauflage und besteht darin, daß die Kunststoffauflage aus hochtemperaturbeständigen, thermisch härtbaren Kunststoffen oder Kunststoffkombinationen besteht. Handelt es sich um Aggregate, wie beispielsweise Wärmeaustauscher, bei denen zwar die Wärmeträgersubstanz, beispielsweise die Reaktorflüssigkeit selbst, auf die Wärm.eaustauschaggregate eine korro.dierendeWirkung nicht ausübt, jedoch radioaktiv ist, so kann es unter Umständen zweckmäßig sein, lediglich die Außenseite, die beispielsweise mit Brackwasser in Berührung steht, wenn man Brackwasser zur Kühlung verwendet. mit der genannten Kunststoffauflage zu versehen. Bei Wärmeaustauschern wird man dafür sorgen, daß die Kunstharzau.flage eine Schichtdicke von höchstens 10 bis 30 EL aufweist, wodurch die Wärmeübergangszahlen ungünstig insofern nicht beeinflußt werden, als der bei Wärmeaustauscher üblicherweise anzusetzende Verschmutzungsfaktor infolge Schmutzablagerungen auf den Wärmeaustauschflächen durch die erfindungsgemäße Kunstharzauflage wesentlich reduziert wird, so daß die durch die Kunstharzauflage unzweifelhaft eintretende Verschlechterung der Wärmeübergangszahlen durch den letzterwähnten Effekt wieder kompensiert wird. Im übrigen sind Kunstharzauflagen auf Wärmeaustauscherflächen u. dgl. an sich bekannt.
Nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß,die Kunstharzauflage aus an sich bekannten, möglichst hochtemperaturbeständigen, thermisch härtbaren Kunststoffen besteht bzw. aus solchen Kunststoffkombinationen, die durch ihre Kombination mit beispielsweise Silikonen eine entsprechende Temperaturbeständigkeit aufweisen. Diese Wahl -wird man, nach. der Erfindung auch (tann treffen, wenn die behandelten Werkstoffe in den strahlengefährdeten Aggregaten und Apparaten Temperaturen entsprechender Höhe nicht ausgesetzt sind. So wird man, wenn die auftretenden Temperaturen beispielsweise zwischen 60 und 80°C liegen, bevorzugt solche Kunstharzauflagen verwenden, die bis zu 200 oder sogar 300° C beständig sind.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß unter Verzicht auf teuere Werkstoffe, wie sehr reines Aluminium oder Chromnickel- bzw. Chrom-Nickel-:flolybdän-Stähle, und unter Verwendung von beispielsweise Messing oder einfachem Stahl strahlengefährdete Aggregate und Apparate hergestellt -,verden können, wobei durch die Berührung mit den. radioaktiv verseuchten Substanzen weder an den Apparaten und- Aggregaten Korrosionen auftreten noch die Aggregate selbst radioaktiv werden. Gerade die letzterwähnte Tatsache ist überraschend, da man bisher angenommen hat, daß nur ganz spezielle Werkstoffe in .der Berührung mit radioaktiven Substanzen inaktiv bleiben.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von .speziellen Beispielen in bezug auf Aggregat- und Apparatausbildungen sowie in bezug auf mögliche Werkstoffkombinationen ausführlicher erläutert:

a) 80 bis 120 Teile Phenolformaldehydharz,

nicht plastifiziert,

2 bis 10 " Silikonharz,

50 bis 80 " Lösungsmittelgemisch;

b) 80 bis 120 Teile Präkondensationsprodukt

aus Äthoxylenharz und

Phenolformaldehyd,

2 bis 10 " Silikonharz,

3 :bis 10 " Amin,

50 bis 80 " Lösungs.mittelgemisch.

Es handelt sich :dabei um thermisch aushärtende Produkte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. In strahlengefährdeten Aggregaten und Apparaten einsetzbare Werkstoffkombination aus Metall und Kunststoffauflage, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffauflage aus hochtemperaturbeständigen, thermisch härtbaren Kunststoffen oder Kunststoffkombinationen besteht.
2. Werkstoffkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffauflage eine Schichtdicke von 10 bis 30 g, aufweist.
3. Werkstoffkombination nach -den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine der folgenden Kunstharzkombinationen a) 80 bis 120 Teile Phenolformaldehydharz, nicht plastifiziert, 2 bis 10 " Silikonharz, 50 bis 80 " Lösungsmittelgemisch;

b) 80 bis 120 Teile Präkondensation@sprodukt aus Äthoxylinharz und Pheno:lformal-dehyd, 2 bis 10 " Silikonharz, 3 ;bis 10 " Amin, 50 bis 80 " Lösungsmittelgemisch.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 855 569; belgische Patentschrift Nr. 512071; »Atomics«, B.d. 5, 1954, S. 69 bis 72.