Zuverlässigkeit von ZfP-Verfahren zur Gewährleistung der Integrität von Cu-Schweißnähten zur sicheren Endlagerung radioaktiver Abfälle

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1 DGZfP-Jahrestagung Vortrag 44 Zuverlässigkeit von ZfP-Verfahren zur Gewährleistung der Integrität von Cu-Schweißnähten zur sicheren Endlagerung radioaktiver Abfälle Christina MÜLLER, Uwe EWERT, Mato PAVLOVIC, Martina SCHARMACH, Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), Berlin Ulf RONNETEG, CSM Materialteknik, Linköping, Schweden Hakan RYDEN, SKB Svensk Kärnbränslehantering AB, Oskarshamn, Schweden Kurzfassung. Svensk Kärnbränslehantering AB (Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co) ist für die Endlagerung der verbrauchten Kernbrennstäbe in Schweden verantwortlich. Diese langlebigen Abfallprodukte sollen so in ein in 500 m Meter Tiefe in Granitfelsen nahe der schwedischen Ostsee gelegenes Endlager aus Betonkammern eingebracht werden, dass keine späteren Zugriffe mehr nötig sind. Die Brennstäbe werden in einer Matrix aus einem Graphit- Gusseisengemisch eingelegt und von einem Cu-Kanister, der in Form eines Zylinders übergestülpt wird, umhüllt. Der Kanister wird dann oben und unten von je einem Deckel versiegelt. Für die Versiegelung stehen Elektronenstrahlschweißen und Rührreibschweißen als Techniken zur Verfügung. Die Sicherheit des Gesamtsystems, also eine gut abgedichtete Aufbewahrung der radioaktiven Substanzen unter allen denkbaren Einfluss-Szenarien bis zum theoretischen Abklingzeitpunkt in Jahren, wird mit modernen Methoden des Risikomanagements gewährleistet. Ein wichtiger Bestandteil ist die Untersuchung der Integrität der Schweißnähte als schwächste Stelle des Systems. Hierbei findet die ursprünglich für die amerikanische Militärluftfahrt entwickelte Methode der Probability of Detection (POD) Anwendung und wird für die komplexeren Situationen von 3-dimensionalen Defekten und 2-dimensionalen Datenfeldern der Ultraschall- und Röntgenprüfung weiterentwickelt. Die POD wird als Funktion der Fehlergröße bestimmt. Aus der POD-Kurve und der zugehörigen Vertrauensgrenze wird die Defektgröße abgelesen bei dem eine vertretbare Auffindsicherheit mit dem erforderlichen Vertrauensbereich vorliegt und wird mit der Anforderung an die Gesamtintegrität verglichen. Die Bewertung der Zuverlässigkeit der zerstörungsfreien Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Basisqualität und der Gewährleistung der Integrität zur sicheren Aufbewahrung der Kernbrennstäbe wird zur Zeit auf die Prüfung der Gusseisenmatrix und des Kupfermantels ausgedehnt. Als Resultat des BAM-SKB Projektes werden optimierte Schweiß- und Prüftechniken erwartet, die für den Produktionsprozess validiert sind und die erforderliche Restwanddicke mit vertretbarer Sicherheit garantieren. Ein Beitrag zur öffentlich-technischen Sicherheit in Europa. 1

2 1 Das Schwedische Endlager-Projekt Abbildung 1: Kanisterlaboratorium in Oskarsamn Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB, Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co) ist in Schweden für die sichere Endlagerung von verbrauchtem Kernbrennstoff verantwortlich. Abbildung 2: Prizipskizze des Tiefenendlagers mit 3 Barriensystem KB3 Zur Entsorgung des langlebigen radioaktiven Abfalls (abgebrannte Kernbrennstäbe) plant SKB den Bau eines Tiefenlagers, das keinen Eingriff mehr durch spätere Generationen benötigt. Die abgebrannten Kernbrennstäbe werden in Kupferkanistern aufbewahrt. Hierfür kommen sie in eine Gusseisenmatrix, die dann von Kupfer umhüllt wird. Das KB3-System ist ein Multibarrierensystem für das der Kupferkanister die erste Barriere darstellt. Das Gußeisen-Insert verleiht dem Kanister die nötige Festigkeit und die Kupferumhüllung, bestehend aus sauerstofffreiem Kupfer, dient dem Korrosionsschutz. Die Bemühungen von SKB basieren auf einem Stufenprogramm zur Implementierung eines tiefen geologischen Endlagers bei gleichzeitiger Entwicklung der Technologien zur Endlagerung und zur sicheren Einkapselung. Die Beantragung für Konstruktion und Bau des Betriebes zur Einkapselung im Jahre 2006 und des tiefen Endlagers im Jahre 2008 sind wesentliche Meilensteine des Programms. Entsprechend des vorgesehenen Programms wird der Betrieb im Jahre 2017 aufgenommen. Das Versiegeln der Kupferkanister, bei dem der Deckel und der Boden auf die Kupferumhüllung geschweißt werden sind der kritischste Teil des Verkapselungsprozesses. Danach werden die Kanister in Kammern im Grundgestein in 500 m Tiefe gelagert, die mit Betonitlehm ausgegossen werden. Die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Gesamtsystems, das heißt die zuverlässig versiegelte Endlagerung des radioaktiven Materials unter allen denkbaren Szenarien der 2

3 Einflussnahme (Eiszeit, Erdbeben, ) wird mit modernen Methoden der Risikoeinschätzung und des Risikomangements gewährleistet. 2 Risikosituation und Zusammenhang zur Zuverlässigkeit der ZfP Ein Teil der Gesamtrisikobewertung ist die quantitative Bestimmung der Zuverlässigkeit der ZfP mit dem die Kupferkanisterkomponenten und die Schweißnähte auf mögliche Defekte geprüft werden. Das ZfP-System besteht aus der Prüfanweisung, den Geräten und dem Personal. Definition: vom zweiten europäisch-amerikanischen Workshop NDE Reliability, September 1999, Boulder, Colorado, USA : Zuverlässigkeit: Die ZfP-Zuverlässigkeit Zuverlässigkeit ist der Grad, mit dem das ZfP-System in der Lage ist, den vorgesehenen Zweck bezüglich der Entdeckung, der Charakterisierung und der Falschanzeigen zu ermitteln. Abbildung 3: Definition der Zuverlässigkeit der ZfP [1] Die Zuverlässigkeit der ZfP wird nun zum einen integral bestimmt, indem untersucht wird wie hoch die jeweilige Defektentdeckungsrate oder Defektauffindwahrscheinlichkeit der Prüfsysteme ist. Eine tiefer gehende Analyse und die Möglichkeit zur Optimierung bietet sich im modularen Modell (Abbildung 4) an. Dort geht man davon aus, dass die innewohnende Fähigkeit (Intrinsic Capablity) für das Funktionieren des ZfP-Systems durch die physikalischtechnische Basis gegeben ist, die gewährleistet dass vom Defekt ein detektierbares Signal zurückgeworfen wird. Sie stellt gleichzeitig eine ideale obere Grenze der Zuverlässigkeit dar. Die industriellen Anwendungsfaktoren (AP) wie die Ankoppelbedingungen beim Ultraschall oder die Zugänglichkeit der Komponente und der Einfluss des Menschen verringern oftmals die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems. Diese 3 Komponenten müssen nun noch im Kontext der sozialen- und Managementeinbettung gesehen werden. Die in diesem Artikel vorgestellte Untersuchung bezieht sich auf die innewohnende Fähigkeit und die im Labor realisierten Anteile von AP, um die prinzipielle Eignung der Prüfverfahren für die Kanisterprüfung in der späteren Produktion zu ermitteln. Zu einem späteren Zeitpunkt werden dann die vollständigen Anwendungsfaktoren und der Einfluss des Menschen in Vorbereitung des Qualifizierungsprozesses für die Produktion einbezogen werden. 3

4 Abbildung 4: Modulares Zuverlässigkeitsmodell Weiterhin können zwei unterschiedliche Zielstellungen bei der Zuverlässigkeitsuntersuchung der ZP-Systeme angeführt werden: Qualität Bestätigung der grundsätzlichen Zuverlässigkeit der SKB-Prüftechnik, die in den Schweißnähten auftretenden Fehler zu entdecken Risikobewertung Es ist zu gewährleisten, dass ein kritischer Verlust der radialen Wanddicke von 35 mm nur bei einem von 1000 Kanistern auftritt. 3 Schweißtechniken und Risikobewertung 3.1 Schweißtechniken für Cu-Kanister Im SKB-Kanisterlaboratorium wurden zwei Schweißtechniken parallel entwickelt[2]: 1. Elektronenstrahlschweißen (EBW, siehe Abbildung 5 a und c) 2. Rühr-Reib-Schweißen (FSW, siehe Bild b und d) 4

5 a: Prinzip des Elektronenstrahlschweißens (EBW) b: Prinzip des Rühr-Reib-Schweißens (FSW) c: Beispiel für Elektronenstrahlschweißen (EBW) d: Beispiel für Rühr-Reib-Schweißen (FSW) Abbildung 5: Prinzip und Beispiel für Elektronenstrahlschweißen (EBW) und Rühr-Reib-Schweißen (FSW) Entsprechend der unterschiedlichen metallurgischen Schweißprozesse zeigen sie auch grundsätzlich verschiedene Ausprägungen in der kristallinen Struktur und in auftretenden Defektarten. Im April 2004 wurde bei SKB die Entscheidung getroffen die Rührreibtechnik gegenüber der Elektronenstrahltechnik für den Produktionsprozess zu bevorzugen [3,4]. Deshalb wird im folgenden auf die Behandlung der Diskontinuitäten in den Rührreibschweißnähten eingegangen. 3.2 Risikobewertung Ein Bestandteil der Gesamtrisikoabschätzung des tiefen Endlagers besteht in der Bestimmung des Risikos für undichte Stellen an den Kanistern durch Defekte in den Schweißnähten. Die während des Schweißens im Produktionsprozess entstandenen Defekte erzeugen eine Verminderung der Wanddicke. Die mögliche zusätzliche Wanddickenreduktion durch Grundwasser-Korrosion erfordert eine minimale Restwanddicke von 15 mm. Als Konsequenz müssen die eingesetzten ZfP-Techniken solche Fehler, die die Wanddicke auf 15 mm oder weniger reduzieren würden, mit einer hohen und validierten Zuverlässigkeit finden. von außen: Korrosion durch Grundwasser Defekt Restwanddicke muss mindestens 15 mm betragen Abbildung 6: Die Schweißnaht und mögliche Defektkonfigurationen der DEfekte 5

6 4 Zuverlässigkeitsbewertung mit der POD Zusammen mit dem statistischen Versuchsplan zur Optimierung der Schweißtechnik wird zur Bestimmung der POD der Schweißnahtdefekte eine systematische statistische Methodologie angewandt. Die POD (Probability of Detection Wahrscheinlichkeit der Entdeckung), bei der die Entdeckungswahrscheinlichkeit als Funktion der Defektgröße dargestellt wird, wurde ursprünglich für die US-Amerikanische Militärluftfahrt (MIL 1823 [5]) entwickelt. Ein prinzipieller Verlauf einer POD Kurve ist in Abbildung 11 dargestellt: mit wachsender Defektgröße wächst auch die Entdeckungswahrscheinlichkeit. Bei der Größe a90/95 schneidet die untere 95%- Vertrauensgrenze das 90% POD-Niveau. Diese Größe zählt als die Defektdimemsion ab der mit einer sicheren Auffindung zu rechnen ist. Um die POD experimentell zu bestimmen müssen wohldefinierte Prüfungen mit der bei SKB für die Kanisterproduktion vorgesehenen Prüftechniken vor Ort ausgeführt werden. Kanisterdeckel Schweißnaht Kanister a: Ansicht eines Kanisters b: kritischer Fehler Abbildung 7: Ansicht eines Kanisters 6

7 (Schlauchpore) (Verbindungslinienhaken) Abbildung 8: Bereiche in der Rührreibschweißnaht mit typischen Defekten a: Schlauchpore b: Joint Line Hooking (Verbindungslinenhaken) Abbildung 9: 7

8 Kanisterdeckel Ultraschall Prüfkopf Röntgenstrahlen 10 MeV Schallwelle Schweißnaht Schweißnaht Defekt / reflektierender Bereich Kanister Detektor a: Prinzip der radiographischen Aufnahme einer Kanisterschweißnaht (Rührreibschweißung) b: Ultraschallprüfung mit Gruppenstrahlern Abbildung 10: Non-destructive testing methods used in the project. In den Abbildungen 7 bis 9 sind reale Schweißnahtdefekte und deren Position im Kanister dargestellt. Abbildung 10 zeigt wie die beiden Prüftechniken, Hochenergie Röntgentechnik und UT-Gruppenstrahlerechnik(siehe auch [4]) zur Prüfung der Kanisterkomponenten eingesetzt wird. Um die wahre Defektkonfiguration zu bestimmen, muss man die Schweißnähte zerstörend prüfen oder eine umfassendere Prüftechnik als Referenz ausführen. Als Referenzmethoden wurden von der BAM Hochenergie-CT und UT-Transmissions-Verfahren eingesetzt bevor letztendlich eine zerstörende Prüfung mit metallurgischer Analyse der Querschliffe stattfand, wie in Abbildung 12 und 13 dargestellt. 8

9 POD Prinzip-Bild POD Radiale Dimension [mm] Abbildung 11: Die POD wird als Funktion der Fehlergröße bestimmt. Die für die Kupferschweißnähte typischen Fehler sind zum einen ein flächenhafter rissähnlicher Fehler, der sich von der Verbindungslinie zwischen Kanisterzylinder und Deckel ausbildet(jlh Verbindungslinienhaken) und zum anderen die volumetrisch ausgebildeten Schlauchporen mit stark zerklüfteter Oberfläche. In Abbildung 12 und 13 sind jeweils die Querschliffe der Verbindungslinienhaken bzw. Schlauchporen dargestellt. JLH Joint Line Hooking (Verbindungslinenhaken) Abbildung 12: Querschliff eines JLH-Defektes Schlauchpore Abbildung 13: Volumetrische Fehler in einer FSW 9

10 JLH (a) SKB UT-Scan (JLH+Schlauchpore) Schlauchpore (b) SKB-RT Scan (Schlauchpore) Abbildung 14: Experimentelle Ergebnisse für die Schweißnaht FSW5 Teilstück 136 ; links Ultraschallgruppenstrahlerscan mit Abbildung des JLH und der Schlauchpore und rechts das Röntgenbild Der Verbindungslinienhaken JLH ist im Röntgenbild(Abb. 14 rechts) überhaupt nicht zu sehen, da er in Strahlrichtung zu schmal ist. Im Ultraschallgruppenstrahlerbild(Abb. 14 links) ist er aber als deutliche grüne Linie zu sehen, da er ein guter Reflektor senkrecht zum Schallstrahl ist. Die zickzak -Schlauchpore ist mit beiden Techniken zu sehen. Das Röntgenbild ist für den volumetrischen Fehler besser ausgeprägt da die zerklüftete Oberfläche den Schall in allen möglichen Richtungen refektiert. 4.2 Effektive POD Bewertung Abbildung 16 zeigt die prinzipielle Vorgehensweise bei der Erstsellung einer POD mit der â über a -Philosophie. Ein Defekt der Größe a erzeugt ein Signal der Höhe â. Entsprechend der Prüfanweisung wird ein Schwellwert definiert ab dessen Überschreitung eine Anzeige tatsächlich als Fehlerbefund gezählt wird. Wenn man davon ausgeht, dass die Signalgrössen statistisch normalverteilt sind, kann man das â über a - Diagramm (links im Bild von Abbildung 14) in eine POD-Kurve überführen, bei der die POD über der Fehlergröße aufgetragen wird(rechts im Bild von Abbildung 14). Der detaillierte mathematische Formalismus kann in [4],[5] nachgelesen werden. Problem: Wie kann das komplexe 3D-Defekt-Problem mit einer 1D-POD behandelt werden? Indem die zur Ausprägung des Signals zur Defektanzeige effektiv wirksamen 1D Größen, bei Röntgen die maximale durchstrahlte Defektlänge und bei UT die effektive reflektierende Fläche senkrecht zum Schallstrahl, die Rolle des a übernehmen. Entsprechend wird für das â die maximale UT-Echohöhe hinter dem Defekt bzw. das Maximum in der auf Grauwerte im digitalen Röntgenbild umgesetzte maximale Intensität gewählt. Wie unten noch einmal tabellarisch aufgelistet: Volumenfehler und flächenhafte Fehler werden separat behandelt Volumenfehler RT flächenhafte Fehler UT Die physikalisch richtige â über a POD ist in Abbildung 15 zu sehen. 10

11 RT UT a = durchstrahlte Länge eines Fehlers â = maximaler Kontrast a = Fläche senkrecht zum Schallstrahl â = maximale Echo-Höhe Abbildung 15: Eingangsgrößen für die POD Signalantwort Defektgröße Signalgröße Entdeckungswahrscheinlichkeit a â POD Experimente oder Modellierung Berechnung mit einer Log-Normalverteilung (oder anderes statistisches Modell) a â log â POD 100 % log a lineare Beziehung typische POD a Abbildung 16: â über a - Philosophie Wie kann aus der physikalisch richtigen POD auf die Wahrscheinlichkeit für die kritische radiale Restwanddickenminderung geschlossen werden? Da der physikalisch richtige Parameter a nicht mit der kritischen Ausdehnung in radialer Richtung der Kanisterwand übereinstimmt muss noch eine statistische Untersuchung der Defektgeometrien mit in die Untersuchung einbezogen werden. Diese ist im Abschnitt erläutert. 4.3 â über a - praktische Ausführung Wir bestimmen a 90/95 als Schlüsselgröße, d. h. die Fehlergröße a bei der die untere 95% Vertrauensgrenze das 90% POD-Niveau schneidet. Die Fehler mit einer Größe von a 90/95 werden mit mindestens 90% Wahrscheinlichkeit entdeckt und nur 5% würden außerhalb dieses Rahmens fallen, wenn das Experiment wiederholt wird. Wir können mit der Annahme arbeiten, dass nur einer von 100 Kanistern einen kritischen Fehler hat. Das ergibt zusammen, dass nur bei jedem Kanister eine kritische Leckage auftreten kann. Eine ausführliche Darstellung der â über a -Methode kann in [4,6] gefunden werden Integritätsanforderungen Die radiale Fehlerausdehnung der auftretenden tolerierbaren Fehler muss so begrenzt sein, dass eine Restwanddicke von 15 mm als Barriere gegen Grundwasserkorrosion bestehen bleibt. Die maximal erlaubte Fehlerausdehnung in radialer Richtung beträgt 35 mm. Zusammen mit der POD, die zur physikalisch wirksamen Fehlerausdehnung a gehört, muss noch die Statistik zur Fehlergeometrie ergeben, dass - für FSW für volumetrische und flächenhafte 11

12 Kontrast (SKB-RT) für EB für volumetrische und flächenhafte Fehler jeweils gezeigt wird, dass kein Fehler mit einer radialen Ausdehnung a r 35 mm in der Schweißnaht ist. Wenn kein Fehler mit a r 35 mm der Fehlergesamtheit unterhalb von a 90/95 vorhanden sein soll, bedeutet das, dass die Geometrie der Fehler so beschaffen sein muss, dass für a a 90/95 kein a r 35 mm auftreten darf. D. h. es muss die Korrelation von der durchstrahlte Fehlerlänge zur radialen Ausdehnung und die Fläche senkrecht zum UT-Strahl zur radialen Ausdehnung untersucht werden. 4.4 Ergebnisse In den folgenden Diagrammen werden Ergebnisse für die beiden Defekttypen Schlauchpore und Verbindungslinienhaken für Rührreibschweißnähte betrachtet POD-Ergebnisse für FSW RT für Schlauchporen Abbildung 17: Volumetrische Fehler in einer FSW Durchstrahlte Länge (BAM-CT) [mm] Abbildung 18: FSW5 Radiographie â über a Streudiagramm 12

13 POD a 90/95 = 2.60 Abbildung 18 zeigt das â über a Streudiagramm bei dem der maximale radiographische Kontrast gegenüber der maximalen durchstrahlten Länge für die Durchstrahlungsbilder der Schlauchporen der Schweißnaht FSW5 dargestellt ist Im Mittel ist ein linear ansteigender Trend zu verzeichnen, der jedoch lokal starke Streuung aufweist. Diese kann zum großen Teil auf die Unsicherheit bei der Bestimmung der maximal durchstrahlten Länge auf Grund der zickzack -Gestalt (siehe Abbildung 17) zurückgeführt werden POD = 0.9 POD Unteres 95% Vertrauensniveau Durchstrahlte Länge Abbildung 19: FSW5 Radiographie POD Die resultierende POD-Kurve mit der entsprechenden unteren 95%- Vertrauensgrenze in Abbildung 19 zeigt ein a 90/95 von 2.6 mm für die durchstrahlte Länge an. Die entsprechende radiale Dimension der Defekte beträgt 4mm wie Abbildung 20 zu entnehmen ist. 13

14 Durchstrahlte Länge, mm Kritische Größe = 35 Zerstörende Prüfung Zerstörungsfreie Prüfung (CT) Radiale Ausdehnung, mm Abbildung 20: Korrelationsdiagramm durchdrungene Fehlerlänge über radialer Dimension Amplitude, % Quadratwurzel der reflektierenden Fläche Abbildung 21: FSW5 Ultraschall â über a Streudiagramm Der gleiche Satz von Schlauchporen wurde mit UT-Gruppenstrahlertechnik geprüft mit a als Fläche senkrecht zum Schallstrahl und â als maximale Echoamplitude. Das zugehörige â über a Streudiagramm in Abbildung 21 spiegelt die bekannte Tatsache wieder, dass Schlauchporen keine idealen Reflektoren für Ultraschall sind und dass die Echo-Höhe von einer Reihe weiterer Einflußgrößen als der Fehlergröße, wie in [7] beschrieben beeinflusst sind. Die hierzu gehörige POD-Kurve in Abbildung 22 und das Diagramm zur Defektgeometrie (Zusammenhang der radialen Ausdehnung zur Fläche senkrecht zum Schallstrahl) in Abbildung 23 ergeben für a 90/ mm² und für die 14

15 Kritische Größe = 35 Fläche [mm²] POD a a entsprechende sicher detektierbare radiale Dimension 6.3 mm. Die Kreuze in Abbildung 23 stammen bereits aus der zerstörenden Untersuchung. Beide Methoden sind in der Lage die Schlauchporen trotz der schwierigen zickzack -Gestalt weit unter der geforderten kritischen Ausdehnung zu entdecken. POD 0.9 POD 0.5 POD 95% Unteres lower conf. Vertrauensniveau bound Area, Fläche mm^2 [mm²] (cubes) Abbildung 22: POD Kurve für UT-Prüfung von Schlauchporen Zerstörungsfreie Prüfung (CT) Zerstörende Prüfung Radiale Dimension Abbildung 23: Korrelationsdiagramm a (Fläche UT-Strahl) über radialer Fehlerausdehnung 15

16 UT-Echo-Amplitude (-9dB) [%] Abbildung 24: Querschliff eines JLH Joint Line Hooking (Verbindungslinienhaken) Abbildung 24 zeigt den typischen Verlauf eines Verbindungslinienhakens JLH (Joint Line Hooking). Die senkrechte Linie stellt die Lücke zwischen Kanister und Deckel dar(siehe auch Abbildung 8). Daraus geht in horizontaler Richtng ein Bogenstück und eine flach auslaufende rissähnliche Struktur hervor. Die gesamte Struktur dieses Fehlers ist komplex und â über a wurde zunächst empirisch angewandt. Für â wurde wiederum die maximale Echohöhe gewählt. Für a konnte direkt die radiale Ausdehnung benutzt werden, die hier direkt proportional zur reflektierenden Fläche ist (Abbildung 25). Die POD-Kurve (Abbildung 26) ergab ein a 90/95 von 4mm, das hier gleich der radialen Dimension ist. Radiale Defektausdehnung [mm] Abbildung 25: â über a Diagram für die JLH-Fehler 16

17 POD 95% unterer Vertrauensbereich Radiale Dimension [mm] Abbildung 26: POD-Kurve für JLH-Fehler Radial dimension of the curved part Width of the gap Inclination angle of the flat section of the curved part Width of the flat section of the curved part Radial dimension of the flat part Inclination angle of the straight part Kissing part Radius of the curved part Abbildung 27: Auswertung der JLH-Fehler Möchte man den Verbindungslinienhaken physikalisch korrekt behandeln, müssen das Bogenstück und der flach auslaufende Teil separat betrachtet werden wie es in Abbildung 27 angedeutet ist. In [6] finden sich ausführliche Darstellungen zur Modellierung des UT-Echos von den einzelnen Defektabschnitten. Der ursprünglich geplante differenzielle POD-Ansatz konnte aber aufgegeben werden, da die Schweißtechnik so weiter verbessert wurde, dass der Verbindungslinienhaken nicht mehr auftritt. 17

18 5 Schlußfolgerungen Für die Bewertung der bei SKB implementierten ZfP-Methoden wurde im hier beschriebenen Projekt erfolgreich die POD-Methode gegenüber dem MIL1823erweitert und angewandt. Es konnte gezeigt werden, dass die auftretenden Fehler mit den ZfP- Methoden sicher detektiert werden können und ab welcher Fehlergrösse eine bestimmte Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Fehler übersehen wird. Die zugehörigen radialen Wanddickenverringerungen sind erheblich kleiner als der für die Korrosionsbeständigkeit kritische Wanddickenverlust, so dass die ZfP-Methoden zur Produktionsprüfung empfohlen werden können Als Ergebnis dieses SKB-BAM-Projektes werden optimierte Prüftechniken zur Verfügung gestellt, die für den Produktionsprozess validiert sind und die die nötige Restwanddicke als Barriere gegen Grundwasserkorrosion mit ausreichender Zuverlässigkeit gewährleisten. Das gemeinsame SKB-BAM-Projekt ist ein Beitrag für die langfristige öffentliche Sicherheit in Europa. Literatur [1] Topical Conference Paper Summary Book, American-European Workshop on nondestructive Inspection Reliability, Sept. 1999, NIST, Boulder [2] N. N. RD & D-programme Technical Report TR-01-30, Svensk Kärnbränslehantering AB, September [3] Ulf Ronneteg, Lars Cederquest, Håkan Rydén, Tomas Öberg, Christina Müller, Reliability in sealing of canister for spent nuclear fuel, June 2006 [4] Christina Müller, Mystislav Elagin, Martina Scharmach, Carsten Bellon, Gerd-Rüdiger Jänisch, Sylke Bär, Bernhard Redmer, Jürgen Göbbels, Uwe Ewert, Uwe Zscherpel, Rainer Boehm, Gerhard Brekow, Anton Erhard, Thomas Heckel, U. Tessaro, Dirk Tscharntke, Ulf Ronneteg, Reliability of nondestructive testing (NDT) of the copper canister seal weld, April 2006 [5] MIL-HDBK-1823, Department of Defense Handbook, Nondestructive Evaluation System Reliability Assessment, 30. April 1999 [6] Dirk Tscharntke, Rainer Boehm, Christina Müller, Ulf Ronneteg, Hakan Rydén, Ultrasonic Investigations on Copper Canister Welds in Preparation fort he Storage of Spent Nuclear Fuel in a Deep Reposity, ECNDT