Für die Kernforschungsaktivitäten des tschechischen Forschungszentrums Řež werden Zeitstandeigenschaften mit einer ZwickRoell Kappa 50 DS in einer Heißen Zelle ermittelt

Um die Entwicklung neuer Nukleartechnologien zu unterstützen und die Materialforschung an stark bestrahlten Materialien auf ein neues Niveau zu heben, wurde vom tschechischen Forschungszentrum Řež, eine Anlage mit Heißen Zellen errichtet. Die dort ermittelten Testergebnisse dienen der Verlängerung der Betriebslebensdauer von innovativen Kraftwerken insbesondere mit hohen Betriebstemperaturen.

Im Rahmen des Projekts „Sustainable Energy Project“ (SUSEN) wurde der Bau der Forschungsanlage mit zehn Heißen Zellen von der Europäischen Union und der tschechischen Regierung unterstützt. Dieses Projekt für nachhaltige Energie umfasst den gesamten experimentellen Bereich der Materialforschung von der Herstellung der bestrahlten Materialproben in verschiedenen Formen, über mechanische Tests und der Erstellung von metallographischen Mustern bis hin zu abschließenden fraktographischen Analysen.
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Die elektromechanische Zeitstandprüfmaschine, für die sich der Kunde entschieden hat, ist eine ZwickRoell Kappa 50 DS mit Hochtemperaturofen bis zu einem maximalen Einsatzbereich von +1.200 °C und berührungslosem Längenänderungsmesssystem. Der einfache Probenwechsel und die optimierte Bedienung waren aufgrund der Platzierung der Prüfmaschine in der unzugänglichen Heißen Zelle entscheidend. Die Teilautomatisierung für das Öffnen des Ofens, das Ansetzen der Thermoelemente und des Extensometers unterstützt Benutzer, die die Prüfmaschine mit Hilfe von Manipulatoren von außerhalb der Heißen Zelle bedienen. Aufgrund der radioaktiven Umgebung innerhalb der Heißen Zelle wurden strahlungsresistente Lackierungen, Kabelummantelungen und Kabeldurchführungen verwendet. Die Maschinenbediener sind mit bis zu 500 mm dicken Stahlblöcken und 900 mm dicken Abschirmfenstern vor der Strahlung geschützt.

Mit den Hochtemperatur Zeitstandzugversuchen gemäß ASTM E139 und ASTM E292 und den Rissaufweitungs- und -fortschrittsversuchen an CT-Proben gemäß ASTM E1457-13 werden maßgebliche Testergebnisse bis zu einer Temperatur von 800 °C generiert. Diese Daten dienen als grundlegende Parameter für Berechnungsmodelle von Programmen, die auf die Verlängerung der Lebendsauer von Kernkraftwerken und einen wirtschaftlicheren Brennstoffeinsatz abzielen.

Mechanische Zeitstandversuche in der Kernkraftwerksforschung sind notwendig, um die Prozesse zu simulieren, die in den Strukturkomponenten der Kernkraftwerke stattfinden. Die in den Heißen Zellen durchgeführten mechanischen Prüfungen liefern Daten zu bestrahlten Komponenten aus Reaktorkernen, durch die Betreiber von Kernkraftwerken, wie z.B. das tschechische Energieunternehmen ČEŽ, neue Erkenntnisse über die Abbaumechanismen und die Stabilität der Kraftwerke erhalten.

Für Dr. Ondřej Srba, Leiter der Abteilung Material und mechanische Eigenschaften, stellen die stabile und benutzerfreundliche testXpert Prüfsoftware und die daraus resultierende einfache Einschulung der Bediener den Hauptnutzen des ZwickRoell Prüfsystems dar. Die Ausstattung mit einem 3-Zonen-Ofen bis zu einem maximalen Einsatzbereich von +1.200 °C und einem automatisierten Temperaturregler stellt eine präzise Regelung der Probentemperatur sicher. "Der laserXtens HP/TZ ermöglicht eine präzise Dehnungsregelung und erfordert keine Probenmarkierung, die insbesondere für kleine Proben sehr schwierig sein kann. Darüber hinaus ist unser Prüfsystem teilautomatisiert, sodass sowohl Extensometer als auch Thermoelemente ein- und ausgeschwenkt und der Ofen ferngesteuert geöffnet und geschlossen werden können", erklärt Dr. Srba.

"Die mechanische Prüfung bestrahlter Materialien in der Heißen Zelle erfordert neue fortschrittliche Lösungen, die von ZwickRoell umgesetzt wurden", bestätigt Dr. Srba und begründet, dass die Kombination aus Preis, Qualität und fortschrittlicher Technologie, aber auch das hohe Niveau an technischer Unterstützung und die Stabilität die Gründe waren, warum sich das Forschungszentrum Řež für den Kauf dieses ZwickRoell Prüfsystems entschieden hat.


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