|
Tiivistelmä:
|
Tässä raportissa esitetään kuparisen loppusijoituskapselin kannen ja pohjan sulkemishitsaus tavanomaisella tyhjiössä tehtävällä elektronisuihkuhitsauksella (EBW) ja menetelmän kehitystyössä saavutetut tulokset. Vaihtoehtoisena menetelmänä oleva kitkatappihitsaus (FSW) esitellään pääpiirteittäin. Kuparin hitsaus on haastavaa johtuen pääosin sen suuresta lämmönjohtokyvystä.
EBW menetelmä perustuu ns. lävistävään hitsaukseen, jossa ei käytetä lisäainetta. Menetelmän etuna on hitsimateriaalin vastaavuus perusaineen kanssa. Verrattuna muihin sulahitsausmenetelmiin EBW:n aiheuttamat muutokset materiaalissa on pienet. EBW-prosessille tyypillistä on suuri määrä eri hitsausmuuttujia (parametreja), mutta käytännössä kuparin hitsauksessa vain muutamilla hitsausparametreilla säädetään hitsin laatua ja hitsausprosessin stabiilisuutta. Hitsausmenetelmän vaatima tyhjiö estää materiaalin hapettumisen, mutta toisaalta rajoittaa hieman menetelmän käyttöä.
Hitsille ja hitsausprosessille esitetään vaatimukset, jotka voidaan jakaa kahteen luokkaan. Ensimmäisessä ja tärkeimpään luokkaan liittyvät pitkäaikaisturvallisuudesta johdetut vaatimukset. Näitä ovat korroosionkesto ja riittävä virumissitkeys. Toiseen luokkaan kuuluvat vaatimukset liittyvät hitsausprosessin asettamiin vaatimuksiin komponenttien valmistukselle, komponenteille ja kapselointilaitoksen muihin prosesseihin. Hitsausprosessin, mukaan lukien henkilöstön, laitteiston ja prosessin pätevöinnin, täytyy myös täyttää ydinlaitoksissa yleisesti käytössä olevat vaatimukset.
Hitsauksen laadunvarmistus ja tarkastus (QA/QC) esitellään erillisenä kappaleena. Hitsauksen laadunvarmistus kattaa henkilöstön, laitteiston ja itse hitsausprosessin. EBW hitsausprosessin pätevöintiin on olemassa normistot ja hyväksyttämistavat. Tähän liittyy oleellisena osana alustavan (pWPS) ja varsinaisen hitsaustyöohjeen (WPS) pätevöinti.
Hitsien laatu on osoittautunut tähän mennessä kohtuullisen hyväksi, vaikka hitsausprosessin optimointi on vielä kesken. Raportin kirjoittamisen hetkellä vielä ei ole riittävää tilastollista aineistoa hitsin virheettömyyteen perustuvaan suorituskykyanalyysiin.
FSW-menetelmää on tarkasteltu vaihtoehtoisena menetelmänä. Kyseinen menetelmä on ruotsalaisen ydinjätehuoltoyhtiön SKB:n valitsema menetelmä kapselin sulkemiseen. Vaikka menetelmä on verrattain nuori, SKB:n tulokset ovat olleet hyviä ja hitsi täyttää pitkäaikaisturvallisuuden asettamat vaatimukset. Laitteiston säätöjärjestelmien automatisoinnin kehitystyö on kesken, mutta odotettavissa on, että sen kehitystyö on valmis muutaman vuoden sisällä.
|
