SE463791B - Metod foer reparation och underhaall av processmedieberoerda system i ett kaernkraftverk - Google Patents

Description

2 fi f 7' “7E!' åtskrhårïrg bch packboxar för tätning med hjälp av komplicerade verktyg träs över de läckande detaljerna. Därefter måste verktyg för åtskruvning införas med de problem det innebär i svåråtkomliga system. Det är heller inte ovanligt att skruvförband måste efterdragas efter en tids användning, vilket kräver att anläggningen är avstängd. Med denna typ av reparations- metod kan de vara svàrt att få reparationen godkänd som permanent.

SE 8701310-8 beskriver en tätningsanordning, fär tätande av en läcka vid den svets som förenar drivdonshuset med bottenstutsen, där tätningsanord- ningen består av en inre tätningshylsa av ett mjukt metalliskt material och en yttre hylsa av hårt metalliskt material.

Det är känt att utnyttja minnesmetall vid konstruktion av rörkopplingar för att sammanfoga rörändar för rörsystem i ett brett dimensionsintervall.

Minnesmetall nyttjas därvid främst i system där man vill undvika att svetsa på grund av brandrisk eller där man av kvalitetsskäl vill ündvika svetsförband. I system där ett stort antal kvalificerade svetsarbeten måste utföras har även försök med minnesmetall gjorts.

Ett stort antal patent beskriver olika utföranden av rörkopplingar där minnesmetall ingår. US 4773680 beskriver en rörkoppling som består av ett antal ringar av minnesmetall som deformeras så att de kan införas mellan två överlappande ytor. Vid efterföljande uppvärmning över transitionstem- peraturen kommer minnesmetallringarna att räta på sig till sin ursprung- liga form och förseglar öppningen mellan ytorna.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det har enligt föreliggande uppfinning visat sig fördelaktigt att vid reparation och förebyggande underhåll av processmedieberörda system i ett kärnkraftverk använda en metod som innebär att vid den systemdel som skall repareras anordna en anordning tillverkad helt eller delvis i minnes- metall.

Anordningen eller anordningens delar som är av minnesmetall deformeras först vid en temperatur understigande omslagstemperturen för metallen ifråga till önskad deformationsgrad för att erhålla lämplig form för anordnande vid systemdelen och för att lämplig påverkan på systemdelen skall uppkomma vid eferföljande uppvärmning av minnnesmetallen till en temperatur överstigande omslagstemperaturen.

GI 791 Speciellt reparationer som innebär att en detalj skall tätas p g a läckage eller risk för läckage eller avskärmas från kontakt med exempelvis en korrosiv miljö har visat sig lämpliga att utföra med hjälp av införande av anordning där minnesmetall ingår. Även andra applikationer såsom pålägg- ande av förband kring svetsar för att åstadkomma tryckspänningar över svetsen är möjliga att på ett enkelt sätt utföra genom att utnyttja minnesmetall i förbandet. Ett annat applikationsområde är tätning respek- tive pluggning av ånggeneratorrör. Genom att införa deformerade tät- ningshylsor eller ringar av minnesmetall i röret som vid påföljande upp- värmning expanderar eller vecklas ut erhålls en enkel metod att effektivt täta inuti ett svåråtkomligt rör.

För pluggning av ånggeneratorrör är det möjigt att införa konstruktioner som vid efterföljande uppvärmning rätas eller vecklas ut, expanderar eller dylikt för att på så sätt plugga igen röret.

Genom att på så sätt utnyttja en metod som innbär att en reparation av en spricka utförs genom att kring stället för sprickan eller där spricka befaras kunna uppstå anordnas ett förband som helt eller delvis består av minnesmetall kan man åstadkomma en lösning på svårbearbetade och dyrbara reparations- och underhållsproblem i kärnkraftanläggningar.

Minnesmetall fungerar i stort på så sätt att metallen kyls till ett martensitstabilt område varefter metallen deformeras till önskad form, deformationsgraden kan dock inte överstiga för materialet satt gräns.

Därefter kommer metallen att återta sin ursprungliga form då den uppvärms till en temperatur över omslagstemperaturen, dvs den temperatur då en fasomvandling från martensit till austenit sker. För idag förekommande minnesmetallringar kan omslagstemperaturer i intervallet 200-150 OC väljas. Minnesmetallen är vanligtvis av Ni-Ti-X-typ, men även Fe-baserade legeringar av exempelvis Fe-Cr-Ni-Mn-Si-typ kan användas. Det finns även exempel på minnesmetall med s k två-stegs effekt vilket innebär att metal- len efter uppvärmning över omslagstemperaturen förändrar form också då den därefter kyls till en temperatur under omslagstemperaturen men över den temperatur vid vilken den ursprungliga deformationen ägt rum. Kraven på minnesmetallen är främst att de ingående ämnena inte skall orsaka problem för övriga delar av reaktorsystemet genom de korrosionsprodukter som kan bildas. 791' Vid reparation av exempelvis bottenstutsar i reaktortanken innebär metoden enligt uppfinningen att det är möjligt att åstadkomma en hållbar repara- tion av en svets med genomgående eller nästan genomgående spricka på ett väsentligt lättare sätt än tidigare. Metoden innebär dessutom att repara- tionen kan betraktas som permanent då den ej kräver ytterligare insatser i form av efterdragning av skruvförband etc.

Uppfinningen innebär att en reparation av en detalj på ett svàrâtkomligt ställe där spricka konstaterats eller kan befaras kan utföras genom att man tillverkar ett förband, hylsa, rör eller dylikt helt eller delvis i minnesmetall. Minnesmetalldelarna deformeras vid en temperatur understig- ande omslagstemperaturen till vald form och deformationsgrad och hålles därefter vid lägre temperatur än omslagstemperaturen. Förbandet etc träs, lindas eller på annat sätt anordnas vid detaljen vid en temperatur under- stigande omslagstemperaturen, därefter kommer förbandet etc att då tem- peraturen höjs över omslagstemperaturen att återgå till ursprunglig ode- formerad form så att ett tätt förband kring detaljen åstadkommas. Förban- dets funktion är främst att täta gentemot läckage men det kan även vara lastbärande. Hållfasthetsegenskaperna hos materialet är därför av betyd- else. Det kan även vara av vikt att de material som väljs för förbandet, både minnesmetallen(erna) och de konventionella legeringarna har värme- utvidgningsegenskaper som är kompatibla med materialet(n) hos den detalj som repareras.

Förbandet etc kan bestå av flera delar av minnesmetall varav dessa kan ha olika omslagstemperatur.

Vid montering av förbandet kan olika i förbandet ingående delar av minnes- metall väljas att uppvärmas i sekvens för att erhålla en successiv åt- skruvning av förbandet. Deformationen av minnesmetallen kan givetvis också väljas så att önskad tätning erhålls. Tätningen kan därvid anpassas till exempelvis sprickans storlek i den detalj som skall repareras.

För motsvarande reparationsbehov som beskrivits ovan är det också möjligt att konstruera delar innefattande minnesmetall som kan utnyttjas för repa- ration innifrån rör, stutsar o d. 791 Anordningar med minnesmetall kan även anordnas kring exempelvis rörsvetsar för att åstadkomma gynnsam spänningsbild i och kring svetsen.

Det är möjligt att höja omslagstemperaturen för en minnesmetall genom att utsätta minnesmetallen för tryckspänning. För att minska behovet av kyl- ning av hylsan under lagring och transport kan man därigenom på lämpligt sätt utsätta denna för tryckspänning, exempelvis genom att införa ett rör genom hylsan som kan fås att expandera och därigenom utsätter hylsan för tryckspänning.

RITNINGSFIGURER Figur 1 visar en genomskärning av en del av ett drivdonshus och en bot- tenstuts och en hylsa av minnesmetall.

Figur 2 visar samma snitt som figur 1, men med ett tätningsförband med ringar av minnesmetall.

Figur 3 visar också ett snitt genom drivdonshus och bottenstuts och med ett tätningsförband med flera delar av minnesmetall.

BESKRIVNING AV RITNINGSFIGURER Figur 1 visare en genomskärning genom en del av ett drivdonshus 1 som är förbunden med en bottenstuts 2 genom en svets 3. Mellan drivdonshuset 1 och bottenstutsen 2 finns en spalt 4. Vid sprickbildning i svetsen eller i svetszonen kan läckage av reaktorvatten förekomma. För att förhindra läckage har bottenstutsen och drivdonshuset försetts med ett utvändigt hölje 5 av minnesmetall som är så placerat att det täcker svetsen och ett område ovanför och under svetsen. Höljet är av minnesmetall, som deforme- rats under omslagstemperaturen och anordnas kring svetsen mellan drivdons- hus och bottenstuts vid en temperatur understigande omslagtemperaturen för minnesmetallen. Vid efterföljande uppvärmning av höjet kommer detta att krympa och ett tätt förband kring svetsen som förhindrar läckage av reak- torvatten uppkommer.

Figur 2 visar en annan typ av förband att användas enligt uppfinningen för att täta ett eventuellt läckage mellan drivdonshus och bottenstuts. För- bandet består av minst två ringar 7 av minnesmetall, runt ringarna är

Claims (8)

42623 791 anordnat ett hus 8 som tar upp de axiella krafter som verkar på förbandet. Genom att anordna ett förband i flera delar kan man kompensera för den excentricitet som förekommer mellan drivdonshus och stuts. Figur 3 visar ytterligare en utformning av förbandet för tätning av ett eventuellt läckage mellan drivdonshus och bottenstuts 2 enligt uppfinn- ingen. Förbandet är uppbyggt av två ringar 9 av minnesmetall, omgivna av ett hus 10 som väsentligen består av två delar. En yttre del 11 består av en minnesmetall som kan ha högre omslagstemperatur än ringarna 9 och en inre 12 del är tillverkad av en konventionell legering, exempelvis rost- fritt stål. Förbanden för reparation enligt uppfinningen kan också vara försedda med tätningar av olika slag, exempelvis metallbrickor eller grafitplattor, som vid tryckuppbyggnad krossas och bildar effektiva tät- ningar. Skruvar, kilar och andra i förband förekommande konstruktions- element kan givetvis också ingå. För pluggning av ånggeneratorrör införes en anordning innefattande minst en del tillverkad av minnesmetall som bockas så att anordningen blir lätt att införa i rörsystemet. Då anordningen är placerd på önskat ställe, uppvärmes den och vecklas därmed ut på så sätt att en tätning av röret uppstår. För s k "sleeving" av ånggeneratorrör införes hylsor av minnesmetall som komprimerats eller veckats på så sätt att de är möjliga att införa i ett ânggeneratorrör och som därefter uppvärmes då de förts till önskat ställe i röret och kommer på så sätt att utgöra en invändig tätning av röret. Metoden enligt ovan kan varieras på mångahanda sätt inom ramen för nedan- stående patentkrav. PATENTKRAV

1. Metod för reparation och underhåll av processmedieberörda system i ett kärnkraftverk k ä n n e t e c k n a d av att en anordning, inne- fattande minst ett konstruktionselement tillverkat av minnesmetall, varvid minnesmetal1en(erna) deformeras vid en temperatur understigande omslags- temperaturen för minnesmetallen ifråga, anordnas vid en systemdel vid en temperatur understigande omslagstemperaturen för nämnda minnesmetall(er) och att temperaturen därefter höjs över omslagstemperaturen. f: 4623 791

2. Metod enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d av att kring en systemdel anordnas ett förband innefattande en ring, hylsa eller dylikt tillverkad av minnesmetall.

3. Metod enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d av att kring en systemdel anordnas ett förband innefattande minst en del såsom exempelvis ring, hylsa eller dylikt av minnesmetall och minst en annan del innefatt- ande ett kring ringen(arna) anordnat hus eller dylikt varvid denna del/ dessa delar är tillverkad(e) av en konventionell legering, exempelvis rostfritt stål eller en Ni-baserad legering. Ä.

Metod enligt ptentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d av att kring en systemdel anordnas ett förband innefattande minst en del såsom exempelvis ring, hylsa eller dylikt av minnesmetall och kring ringen etc, minst en annan del tillverkad helt eller delvis av minnesmetall.

5. Metod enligt något eller några av patentkrav 1-4 k ä n n e t e c k - n a d av att kring området vid svets mellan drivdonshus och bottenstuts anordnas anordning helt eller delvis av minnesmetall.

6. Metod enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d av att i ett ånggeneratorrör införes anordning för tätning av röret, såsom ring, hylsa eller dylikt tillverkad av minnesmetall.

7. Metod enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d av att i ett ånggeneratorrör införes anordning för pluggning av röret innefattande konstruktionsdel avsedd att vecklas eller rätas ut eller expandera varvid nämnda konstruktionsdel är tillverkad av minnesmetall.

8. Metod enligt något eller några av patentkrav 1-7 k ä n n e t e c k - n a d av att vid en systemdel anordnas anordning innefattande minnesme- tall av Ni-Ti-X-typ eller Fe-baserad minnesmetall av exempelvis Fe-Cr-Ni- Mn-Si-typ.