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Hochqualitätsschweißen für Urenco

14-04-2009

URENCO ist ein Unternehmen zur Urananreicherung für den Einsatz als Brennstoff in Atomkraftwerken. Bei dieser Anreicherung wird mit hochradioaktivem Material gearbeitet, weshalb der Produktionsprozess strengsten Sicherheitsvorgaben unterliegt. Ein Teil der Produktionsanlage besteht aus Rohrleitungen, in denen das Uran zu- und abgeführt wird. Wenn es um die technische Planung, Produktion und Montage besonders wichtiger Teile dieser Rohrleitungen geht, beauftragt URENCO Vos Mechanical Special Solutions.

Foto:  Frank Borggreve, Manager Special Solutions

Paul Israël (Construction Manager) und Arno Voorhuis (Construction Engineer) arbeiten beide bei Enrichment Technology Company Limited (ETC), einem Betrieb, der sich im Jahre 2003 von URENCO abgelöst hat: „ETC ist ein weltweit operierender Hightech-Konzern mit Niederlassungen in den Niederlanden, Großbritannien und Deutschland. In Almelo findet die Produktion von Gaszentrifugen statt. Die Entwicklung dieser Zentrifugen geschieht in Jülich und die Rohrleitungen für die Kaskaden werden in Gronau gefertigt. Die Anreicherungsanlagen werden in Capenhurst entworfen. ETC kümmert sich auch um das Projektmanagement für diese Produktionsstätten. Im Jahre 2006 wurde ETC im Rahmen einer Joint Venture zwischen URENCO und AREVA ein unabhängiges Unternehmen. Vor diesem Hintergrund kann man URENCO als Auftraggeber für ETC betrachten.“

Ein kurzer Überblick über den Prozess der Anreicherung

URENCO Nederland B.V. in Almelo ist die niederländische Zweigniederlassung von URENCO Ltd., die mit Gaszentrifugen für die Verwendung als Brennstoff in Atomkraftwerken in der ganzen Welt Uran anreichert. Die Urananreicherung ist erforderlich, weil natürliches Uran nur zu 0,7 Prozent aus spaltbaren Atomen besteht (den sogenannten U235-Atomen), mittels derer in Atomkraftwerken Strom erzeugt wird. Mit Hilfe der Urananreicherung vergrößert URENCO den Anteil spaltbarer Atome im Uran auf ca. 4 Prozent. Wie funktioniert diese Anreicherung? Paul Israël und Arno Voorhuis: „Uran wird in Gasform über ein Rohrleitungssystem in eine sich schnell drehende Zentrifuge geleitet. Hier werden die nicht spaltbaren Uranatome von den spaltbaren Atomen getrennt. Die ersteren sind schwerer und bewegen sich in der enorm schnell drehenden Zentrifuge deshalb eher Richtung Wand als die leichteren U235-Atome. Diese bleiben mehr in der Mitte der Zentrifuge, werden dort entnommen und zu einer weiteren Zentrifuge geleitet. Das Ziel für URENCO ist um ca. 4 Prozent angereichertes Uran. Der Schritt von 0,7 zu etwa 4 Prozent angereichertem Uran kann nicht in einer einzigen Zentrifuge erreicht werden. Darum wird das Anreicherungsverfahren in einer Gruppe hintereinander geschalteter Zentrifugen mehrere Male wiederholt. So eine Abfolge von miteinander verbundenen Zentrifugen nennt man bei URENCO eine Kaskade. Technisch gesehen ist URENCOs Anreicherungstechnik mittels Gaszentrifugen bereits seit Jahren weltweit Spitzenreiter. Diese Technik wurde in den 1970er Jahren durch ein Konsortium von Spezialisten aus England, Deutschland und den Niederlanden entwickelt. Derzeit gibt es wieder mehr Nachfrage für die Urananreicherung, da die Kernenergie neues Gewicht gewonnen hat.“

Spitzenreiter

In den Produktionsstätten von URENCO Nederland stehen mittlerweile mehr als 10000 Zentrifugen mehrerer Generationen. Dabei handelt es sich um Hightech-Anlagen, bei denen auch die Sicherheit eine große Rolle spielt. Hier wird schließlich mit radioaktiven Materialien umgegangen. URENCO ist bevollmächtigt pro Jahr 4500 Tonnen SWU-angereichertes Uran herzustellen. „Die Urananreicherung mittels Gaszentrifugen gilt derzeit als die effizienteste Anreicherungstechnologie. Durch unablässige Forschung und Entwicklung arbeiten wir ständig weiter an der Verbesserung des Verfahrens, damit es noch zuverlässiger und effizienter wird“, so Paul Israël und Arno Voorhuis.

Verantwortlich für hochwertiges Rohrleitungssystem

Auch Vos Mechanical Special Solutions ist am Bau der hintereinander geschalteten Produktionshallen beteiligt, in denen die Zentrifugen ihre Arbeit verrichten. Paul Israël und Arno Voorhuis: „Im Laufe der Zeit hat URENCO in Almelo mehrere Produktionshallen für das Zentrifugenverfahren errichtet. Mittlerweile sind wir bei SP5 Halle 6. Vos Mechanical Special Solutions hat den Auftrag erhalten, für den „Take-off“ in dieser Halle 6 die technische Planung, Fertigung, Montage und die Testläufe für die Urandurchleitung durchzuführen. Take-off ist der Raum, in dem das noch nicht angereicherte Uran (Feed) über die UF6-Rohre zu den Gaszentrifugen transportiert wird, von wo es als verarmtes (Tails) und angereichertes Uran (Product) wieder zurückkommt. Sowohl Feed als auch Tails und Product werden in speziellen Transportcontainern gelagert. Die Rohrleitungen zu und von den jeweiligen Kaskaden sind Schlüsselelemente innerhab des gesamten Prozesses. Diese Rohrleitungssysteme werden von Special Solutions angefertigt und auch durch sie installiert. Die erforderliche technische Planung geschieht bei Special Solutions mit Hilfe des untenehmenseigenen 3D-Systems Inventor. Fertigung und Hochqualitätsschweißen der Rohre erfolgt im eigenen Cleanroom in Klazienaveen. Die Sicherheit spielt bei all diesen Arbeitsvorgängen eine zentrale Rolle. Zu Beginn eines Projekts wird das Team von Vos Special Solutions in allen die Sicherheit betreffenden Punkten ausführlich durch ETC informiert.“

Extrem hohe Anforderungen an das Schweißverfahren

Paul Israël und Arno Voorhuis: „Wir stellen extrem hohe Anforderungen an die Schweißarbeiten von Vos Special Solutions. Die Ausführung erfolgt bei Vos auf höchstem Niveau im TIG-Schweißverfahren. Die Undurchlässigkeit der Aluminiumrohre muss getestet und garantiert sein. Auch das liegt in Händen von Vos Special Solutions. Schließlich wird Uran durch die Rohre geleitet, weshalb sie absolut dicht sein müssen. Das Rohrleitungssystem darf zudem auch keine Verunreinigungen aufweisen. Deshalb werden sämtliche Schweißarbeiten im speziellen Cleanroom von Special Solutions in Klazienaveen durchgeführt. Es versteht sich von selbst, dass hierbei bestimmte Temperaturen und ein festgelegter Feuchtigkeitsgrad beachtet werden. Bei diesem Projekt handelt es sich um rund 700 Meter Rohrleitungen. Das erscheint nicht besonders viel, man muss aber die extremen Sicherheitsanforderungen und die absolute Undurchlässigkeit berücksichtigen. Zudem werden die Produktionszeiten immer kürzer, was dazu führt, dass Vos Special Solutions zwar auf höchstem Niveau schweißen und montieren muss, dafür aber eine stets geringere Produktionszeit zur Verfügung hat. Für diese Arbeiten haben sie als eines der wenigen Unternehmen für diesen Bereich qualifizierte und erfahrene Schweißer im Mitarbeiterteam. Wir können auch feststellen, dass Special Solutions über die Verfahren, die bei uns stattfinden und durchlaufen werden, Bescheid weiß. Dadurch wird die Zusammenarbeit äußerst effizient. Vos Special Solutions unterscheidet sich von anderen Unternehmen darin, dass es lösungsorientiert handelt. Werden im Laufe eines Projektes Änderungen in der technischen Planung erforderlich, können sie sich schnell und kundenorientiert darauf einstellen. Bereits am Tag darauf liegt bei uns eine übersichtliche 3-D-Zeichnung auf dem Tisch. Man reagiert schnell auf unsere Fragen und Wünsche. Darüber hinaus können Special Solutions auch bei der Demontage von Produktionshallen eingesetzt werden. Auch hierbei müssen, aus Gründen der Sicherheit, genaue und engmaschige Kontrollen erfolgen. Vos Special Solutions ist hierbei mit der Demontage der Rohrsysteme beauftragt, URENCO sorgt für die Entsorgung.“

SWU it die Abkürzung für „Seperative Work Unit“, die weltweit standardisierte Einheit zur Messung der Urananreicherungsarbeit.