Duroc F20 för säkerhetsrelaterade ventiler
Duroc Engineering har i mer än tio år levererat tjänster och produkter baserade på Duroc-teknologin till kärnkraftverket Ringhals. Tillsammans med Ringhals har Duroc bland annat utvecklat det koboltfria materialet Duroc F20. Under 2004 verifierade Ringhals att koboltbaserade ventilmaterial kunde elimineras i ett viktigt säkerhetssystem och ersättas av koboltfria Duroc F20. Duroc F20 har med stor framgång installerats i flera ventilsystem.
- Ringhals kärnkraftverk har under många år arbetat med teknik-
och säkerhetsfrågor för att kunna ersätta koboltbaserade material i
våra säkerhetsventiler. Detta har också stor betydelse långsiktigt
för kärnkraftsindustrin internationellt, säger Göran Embring vid
Ringhals avdelning för material och analys.
Koboltbaserade material är idag vanligt förekommande i ventiler
inom industrin. Detta på grund av kobolts förmåga till låg friktion
under höga kontakttryck. Koboltbaserade legeringar används av detta
skäl bland annat som ventilmaterial i kärnkraftverk, men i den
miljön kan legeringarna generera negativa bieffekter.
Koboltrika nötningsfragment från ventilytorna följer med
vattenflödet i den slutna primärkretsen och löper risk att
aktiveras när de passerar bränslet i reaktortanken. Denna process
medför ett signifikant bidrag till bakgrundsstrålningen, som man
vill hålla på en minimal nivå för att underlätta underhållsarbeten
nära primärkretsen.
Det av Ringhals och Duroc utvecklade materialet Duroc F20 har
lika låg friktionskoefficient som koboltbaserade legeringar vid
höga tryck, samt har dessutom uppvisat låg friktionskoefficient
även vid låga tryck. Detta vidgar genast tillämpningsområdet och
användningspotentialen för Duroc F20 som ersättare för
koboltbaserade legeringar. Förutom i ventilsystem där
strålningsaspekten blir en avgörande faktor, finns det rent
tekniska och ekonomiska fördelar i att använda Duroc F20 i
ventilsystem som arbetar under låga kontakttryck.
Materialet är framtaget vid Durocs anläggningar i Umeå,
friktionsprovat vid Ångström Laboratoriet, Uppsala Universitet och
Battelle Memorial Institute, USA.
Doktorsavhandling - förståelse för koboltbaserade
legeringar
För att kunna utveckla ett ersättningsmaterial för kobolt, med
likvärdiga eller ännu bättre egenskaper har det varit nödvändigt
att förstå hur materialen fungerar. Därför har ett
doktorandprojekt, initierat av Ringhals bedrivits parallellt med
utvecklingen av Duroc F20.
En viktig slutsats i avhandlingen, var att koboltbaserade
legeringar vid högt tryck bildar ett nanometertunt ytskikt, som
skapar förutsättningarna för dess låga friktionskoefficient.
Avhandlingen "On the Mechanisms behind the Tribological
Performance of Stellites" försvarades av Daniel Persson, anställd
hos Duroc Engineering, i december 2005 på Ångströmlaboratoriet,
Uppsala universitet.