Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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Organisationseinheit der BAM
Langzeitversuche über 10 Jahre an Federkern-Metalldichtungen mit Aluminium- bzw. Silberummantelungen
(2023)
Federunterstützte Metalldichtungen mit Aluminium(Al)- oder Silber(Ag)-Ummantelung werden u.a. in Behältern für Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle eingesetzt, da diese Dichtungen eine sehr gute Dichtheit gewährleisten sowie Langlebigkeit und Beständigkeit gegenüber erhöhten Temperaturen und radioaktiver Strahlung aufweisen. Auch wenn die Sicherheit solcher Behälter und der verwendeten Dichtungen vielfach belegt wurde, sind sie Gegenstand andauernder Forschung, etwa im Hinblick auf eine absehbar benötigte verlängerte Zwischenlagerdauer. Aus diesem Grund werden an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Fachbereich 3.4 „Sicherheit von Lagerbehältern“ seit über 20 Jahren Versuche an solchen Metalldichtungen durchgeführt. Dabei sollen zusätzliche Erkenntnisse hinsichtlich der Sicherheitsreserven der Dichtungen in unterstellten Störfallszenarien (axiale Bewegung des Deckelsystems bzw. Aufweitung der Nutgeometrie) und insbesondere detailliertere Erkenntnisse zum Langzeitverhalten gewonnen werden.
The Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) is a federal institute for materials research and testing in Germany and has been involved in the qualification and safety evaluation procedures of metal seals from the early beginning of the interim storage licensing procedures for radioactive materials, stored in dual purpose casks. Regarding this subject, BAM investigates the long-term behavior of metal seals under the influence of temperature using experimental data and analytical approaches. The development of numerical models is in progress as well. Systematic experimental investigations performed by BAM indicate a continuous decrease of the remaining seal force and the usable resilience considering the leak tightness. Hence, there is a fundamental interest of describing time and temperature dependency to gain predictable values for the long-term behavior and to achieve reliable results with help of short-term tests.
The paper gives an overview about the sealing principle, test program and test results of metal seals of the type HELICOFLEX® HN200. The aging effect, respectively the long-term behavior in dependency of time and temperature, are introduced for two different outer liner materials, aluminum and silver.
An zwei mit Flüssiggas (Propan) gefüllten Lagerbehältern mit Brandschutzisolierung wurden Brandversuche über eine Dauer von bis zu 90 Minuten durchgeführt. Für eine Brandschutzisolierung wurde erstmals experimentell die Erfüllung der entsprechenden Brandschutzanforderungen der Technischen Regel Druckbehälter TRB 610 nachgewiesen.