Ny teknik öppnar möjlighet för pulvertillverkade komponenter i kärnkraftverk

Metallforskningsinstitutet Swerim har framgångsrikt avslutat ett treårigt forskningsprojekt som skapar möjligheter att tillverka stora komponenter till kärnkraftverk med pulvermetallurgi.

‒ Antalet leverantörer av konventionellt tillverkade komponenter till kärnkraftverk är idag begränsat med långa ledtider och begränsad konkurrens för branschen. Därför finns ett stort behov av att utveckla alternativa och komplementära tillverkningsmetoder, säger Irma Heikkilä som varit projektledare. Forskningsteamet på Swerim har haft ett nära samarbete med de tre svenska i drift varande kärnkraftverken samt med en av världens största tillverkare av kärnkraftverk, som finns i Frankrike.

Het isostatisk pressning av stora komponenter till kärnkraftverk är en intressant alternativ tillverkningsmetod till traditionell tillverkning. Livslängden och säkerheten på befintliga anläggningar kan ökas med kostnadseffektiva uppgraderingar, tex genom minskat antal svetsfogar. Syrehalten har som en delmängd identifierats runt frågeställningar rörande kvalificering av PM-HIP för tillämpning inom kärnkraften. En förhöjd syrehalt har till exempel en negativ effekt på materialens slagseghetsegenskaper. Pulvermetallurgiska komponenter har i dessa fall inte uppnått samma nivå på slagseghet (blivit lika tåliga) som för komponenter tillverkade med konventionella metoder typ smide, gjutgods etc.

Ett nyligen avslutat forskningsprojekt under ledning av Irma Heikkilä vid Swerim har skapat en möjlig väg fram för applikation av tekniken. Forskarna har utvecklat en teknik som kan integreras i tillverkningsprocessen, vilken skapar minimal och homogen syrehalt i slutprodukten. Detta trots att pulvermängden kan handla om flera ton.

‒ Den faktiska slutprodukten väger flera ton i det här fallet. Riktigt de dimensionerna har vi inte arbetat med, men vi har jobbat i industriskala i projektet. Fortfarande är det en jättelång väg att gå tills den här metoden kan tillämpas och det är en fråga på myndighetsnivå. Men vi har som ett första steg bevisat att det går att skapa stora komponenter till kärnkraftverk med extremt bra materialegenskaper, genom pulvermetallurgi. Min känsla är att det finns ett intresse hos branschen att faktiskt gå den långa vägen, säger Irma Heikkilä, Swerim.

Projektet

Projektet ”Reduced oxygen content om PM HIP materials for nuclear power plants” är finansierat av Vinnova med en budget på 3,6 miljoner kr och har pågått mellan 2017 – 2020. Partners: MTC Powder Solutions, Carpenter Powder Products, Quintus Technologies, Framatome, Ringhals, Forsmarks Kraftgrupp och OKG Uniper.

Ytterligare information

Irma Heikkilä, projektledare Swerim, Irma.heikkkila@swerim.se, 070-736 82 71