Starkes Know-how

Kernkraftwerke verlangen Lacken einiges ab

Die in Kernkraftwerken verwendeten Lacke sind hochwertige Spezialprodukte. Ihre Qualität wird in anspruchsvollen Testprogrammen überprüft.

In Finnland gibt die Strahlungs- und Atomsicherheitsbehörde STUK den YVL-Leitfaden und STUK-YTO-TR 210-Bericht zu den Anforderungen an Lacke und Beschichtungen in Kernkraftwerken aus. Darüber hinaus stellen Auftraggeber und Zulieferer des Kernkraftwerks ihre eigenen Anforderungen.

Teknos als Lacklieferant für Kernkraftwerk Olkiluoto

Teknos verfügt über langjährige Erfahrung in speziellen, industriellen Beschichtungen für Kernkraftwerke.

„Wir begannen in diesem Sektor in den 1970er Jahren als Lacklieferant für den Reaktorblock Loviisa-1. Darauf folgten Lacklieferungen für Loviisa-2 und die heutigen Reaktorblöcke Olkiluoto-1 und Olkiluoto-2. Im Jahr 2010 lieferten wir neben den Lacken für Olkiluoto-3 eine spezielle Polyurethan-Beschichtung für die Böden der Olkiluoto-1-Turbinenhalle. Wir haben auch Lacke und Beschichtungen für alle Kernkraftwerke in Schweden und für einige Werke in Russland geliefert. Das größte Projekt ist der Reaktorblock Olkiluoto-3, der sich derzeit im Bau befindet”, gibt Research and Development Director Kurt Blomqvist an.

Es gibt über 400.000 m² Betonoberfläche bei OL3. Fünf Eiffeltürme könnten mit dem Eisen in den OL3-Strukturen gebaut werden. 

Auf nahezu der gesamten Stahl- und Betonoberfläche eines Kernkraftwerks wird eine 2-Komponenten-Epoxid-Beschichtung aufgetragen. Darüber hinaus werden einige Polyurethan- und Zinksilikatlacke für elastische Bodenbeschichtungen und Außenflächen verwendet.

Anspruchsvolle Tests

Die Eignung von Lacken und Beschichtungen lässt sich mithilfe von verschiedenen Testverfahren nachweisen. Beschichtungen für die inneren Strukturen des Reaktorsicherheitsbehälters unterliegen den anspruchsvollsten Bedingungen. Neben den üblichen Schutzqualitäten wird von den Lacken sehr gute Strahlungsbeständigkeit, Haltbarkeit in einem simulierten Unfallszenario und Beständigkeit gegenüber Dekontaminierung erwartet.

Bei der Verwendung in Kernkraftwerken müssen Lacke zudem Chemikalienresistenz, ausreichende Haftungseigenschaften, Verschleißfestigkeit sowie Feuerbeständigkeit bei Bodenbeschichtungen aufweisen. Die Chemikalienresistenz wird unter Verwendung von Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Alkali, Ethanol und Aceton getestet – also mit jenen Chemikalien, die in den verschiedenen Prozessen eines Kraftwerks verwendet werden.

R&D Chemiker Ari Vaha beurteilt die DBA-Testproben im VTT Technical Research Center in Finnland.

Ein simulierter Unfallszenariotest, bekannt als DBA-Test (Design Basis Accident, Auslegungsstörfall), ist besonders anspruchsvoll. Bei diesem Test werden beschichtete Materialproben in einem Autoklav für eine Woche unter hohem Temperatur- und Dampfdruck getestet. Darüber hinaus werden die Materialproben einer Schockkühlung ausgesetzt. Am Ende des Tests muss die Beschichtung noch gut auf der Oberfläche haften.

„Dieser Test ist für Beschichtungen sehr anspruchsvoll, besonders für dicke Bodenbeschichtungen. Das war für uns eine Herausforderung. Durch intensive Forschung und Entwicklung fanden wir jedoch eine Lösung in unseren speziell für diesen Zweck entwickelten Spezialprodukten”, erzählt Tero Ojala, Chemiker in der Forschung und Entwicklung.

Viele Rohre und Klammern werden mehrmals vor der Montage lackiert. Nach der Montage und Inspektion werden die Schweißverbindungen aufgesteckt.

Forschung und Entwicklung ist ein Prozess über mehrere Jahre

Der DBA-Test sowie Tests in Bezug auf Strahlungsbeständigkeit, Dekontaminierungsfestigkeit und Feuerbeständigkeit werden im VTT Technical Research Centre of Finland durchgeführt. Teknos führt die Tests hinsichtlich Chemikalienresistenz, Verschleißfestigkeit und Haftung gemäß dem STUK-YTO-TR 210-Bericht durch.

„Diese Tests sind kein Honiglecken. Einige chemische Tests können sogar bis zu einem halben Jahr dauern”, erklärt Blomqvist.

Die Entwicklung von Lacken für den Einsatz im Kernkraftbereich erstreckt sich über viele Jahre, erläutern Kurt Blomqvist Leiter der Forschung und Entwicklung bei Teknos (links) und R&D Chemiker Tero Ojala.

„Die Entwicklung und Tests dieser speziellen Lacke und Beschichtungen dauern insgesamt mehrere Jahre. An diesem Prozess waren bereits ein Dutzend Mitarbeiter beteiligt. Neben mir gehörten Ari Vaha, Chemiker in der Forschung und Entwicklung und Mikko Nihtilä, Vertriebsleiter zur Kerngruppe bei technischen Fragen. Ein wichtiger Teil der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten wurde auch von Labormitarbeitern durchgeführt. Andere Mitarbeiter waren ebenso an aufwendigen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten beteiligt, darunter an der Entwicklung von Teststationen, Lackierungen, Messungen der Schichtdicke, Tests, Dokumentation von Testergebnissen, Vorbereitung von Qualitätszertifikaten und Sicherstellung der Produktverfolgung.”

„Neben dem Reaktorblock Olkiluoto-3 liefert Teknos auch Lacke für die Dampfturbinenhauptanlage. Diese Lacke haben alle anspruchsvollen Tests bestanden”, berichtet Tero Ojala.

Wenn ein Lack für den Einsatz in einem Kernkraftwerk genehmigt wird, ist dies ein Zeichen dafür, dass der Lack besonders hochwertig und technisch fortgeschritten ist.

Umfassendes Spezialwissen

Ein Kernkraftwerk stellt eine besonders anspruchsvolle Testumgebung für Lackprodukte dar.

„Wenn ein Lackprodukt von einem Kernkraftwerk genehmigt wird, ist dies ein Zeichen dafür, dass der Lack besonders hochwertig und technisch fortschrittlich ist. Bei Teknos haben wir stark in die Herstellung solcher Lacke investiert, sowohl finanziell als auch in Bezug auf die Arbeitsstunden. Wir sind stolz darauf, dass wir uns durch unsere eigenen Produkte zu einem führenden Anbieter in diesem Sektor entwickelt haben. In Finnland und außerhalb verfolgen wir neue Kraftwerksprojekte aufmerksam. Wir sind startklar, wenn die zu erwartende Renaissance der Kernkraft tatsächlich beginnt”, stellt sich Blomqvist vor.

Der Artikel wurde von Juhani Ikonen, Head of Information Department TVO bei Teollisuuden Voima Oy, verfasst. Fotografien von Hannu Huovila, TVO Bildergalerie und Teknos.

TVO, Teollisuuden Voima Oyj, ist eine nicht börsennotierte Aktiengesellschaft, die 1969 gegründet wurde, um Strom für ihre Aktionäre zum Selbstkostenpreis zu produzieren. Weitere Informationen: www.tvo.fi