Stutzenschweißnahtprüfung durch Roboter
Geschweißte Stahlstutzenabschnitte in kerntechnischen Anlagen werden regelmäßig geprüft , da sie infolge von Hitze und Korrosion anfällig für Rissbildung sind. Die Stutzen bilden einen kritischen Teil des Kernreaktors und deshalb ist die Risserkennung erforderlich, um den sicheren Betrieb der Anlage zu gewährleisten. Allerdings befinden sich die Stutzen in einem Bereich, in dem hohe Werte der ionisierenden Strahlung vorliegen und dem Prüfpersonal somit nur eine sehr begrenzte Zeit zur Verfügung steht, um den Reaktor zu betreten und die Prüfausrüstung einzustellen und zu kalibrieren. Das Projekt 'Autonomous robot for an automatic inspection of nozzle welds in nuclear environment' (NOZZLEINSPECT) entwickelte deshalb einen Roboter, der dieser entscheidend wichtigen Arbeit nachgehen kann. Ziel war, die Prozeduren zur Kalibrierung und Prüfung zu automatisieren und zu diesem Zweck ein integriertes System zu entwickeln, das in den Inspektionsbereich gebracht und dort auf einfache Weise installiert werden kann. Die Projektpartner fertigten einen funktionierenden Prototypen des Inspektionssystems an, um sämtliche technische Probleme im Zusammenhang mit der Hardware in den Griff zu bekommen. Auf diese Weise konnten sie notwendigen Softwaresteuerungs- und Inspektionsalgorithmen entwickeln. Der Prototyp sollte groß, aber dennoch ausreichend leicht und tragbar sowie auf Rollen montiert sein. Er sollte darüber hinaus stabil sein, um beim Manövrieren nicht umzufallen, und ausreichend steif, um Spannkräften und anderen Kräften zu widerstehen. Die Forscher entwickelten einen neuen flexiblen Phased-Array-Prüfkopf, mit dem eine vollständige Inspektion der Stutzenschweißnahtbereiche möglich ist, ohne ständig die Ultraschallprüfköpfe zu wechseln. Überdies wurde ein modernes Navigationssystem gebaut, dessen 3D-Steuerungsfähigkeit dazu dient, der Schweißnaht um den Stutzen herum zu folgen, so dass dieser in einem einzigen Arbeitsgang inspiziert werden kann. Auch ein Ultraschallverfahren zur Inspektion der Stutzenschweißnaht sowie analytische Werkzeuge zum Interpretieren großer Mengen an 3D-Daten wurden entwickelt. Der Roboter wird die Inspektionszeit und menschliche Eingriffe drastisch reduzieren, was Zeit und Geld einspart, die Zuverlässigkeit steigert und außerdem das Personen vor der Aufnahme von Strahlung schützt. Das NOZZLEINSPECT-Konsortium wird das System an potenzielle Endnutzer wie die Betreiber von kerntechnischen Anlagen und Inspektionsdienstleister vermarkten. Das System wird somit dazu beitragen, die Atomindustrie und der europäischen Wirtschaft insgesamt zu unterstützen.
