Untersuchungen zur Betriebsparameterwahl für ein neuartiges Rohrinnentrennsystem

Durch den Beschluss der deutschen Bundesregierung, nach dem Reaktorunfall von Fukushima im März 2011 aus der Nutzung der Kernenergie auszusteigen, befinden sich in Deutschland aktuell 27 Prototyp- und Leistungsreaktoren im Rückbau. Seit April 2023 sind in der Bundesrepublik keine Kernkraftwerke mehr im Betrieb.
Der Rückbau von Rohrleitungen, die aufgrund von beengten Platzverhältnissen oder durch die Einbaulage in Betonstrukturen von außen nur schwer zugänglich sind, ist mit vielen Herausforderungen und Mehraufwand für das Personal vor Ort verbunden. Es existiert u.a. ... mehrkein universelles Rohrtrennsystem, mit welchem Rohrleitungen aus verschiedenen Materialien, Durchmessern und Wandstärken von der Rohrinnenseite getrennt werden können. Für die Anwendung im kerntechnischen Umfeld sind zusätzliche Funktionen wie eine fernhantierte Bedienung oder die Dekontaminierbarkeit der Maschine von großer Bedeutung. Auf dem Markt verfügbare Geräte sind größtenteils auf die Rohraußentrennung fokussiert und auf gewisse Durchmesser und Materialien beschränkt. Zudem basieren die Entwicklungen auf konventionellen Anwendungsfällen und müssen für die Rahmenbedingungen in einer kerntechnischen Anlage weiter adaptiert werden.
Ausgehend davon wird in dieser Arbeit die Rohrinnentrennung durch Scheibenfräser, Kreissägeblätter und Trennscheiben an unterschiedlichen Werkstücken untersucht. Anschließend werden für die drei genannten Fertigungsverfahren Empfehlungen für die Betriebsparameterwahl zur Rohrinnentrennung ausgesprochen. Die Entwicklung eines Versuchsstandes zur Rohrinnentrennung und die Auswahl der Messtechnik einschließlich der Methodik der definierten Zielgrößen bilden einen weiteren Schwerpunkt dieser Arbeit.
Die Untersuchungen im Rahmen der vorliegenden Dissertation sind Teil des vom Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojektes „Entwicklung eines neuartigen, universellen Rohrinnentrenners für die Demontage von (kontaminierten) Rohrleitungen (RoTre).“ Im genannten Projekt mit Förderkennzeichen 15S9415A+B wurde ausgehend von verschiedenen experimentellen Versuchsreihen ein Prototyp zur Rohrinnentrennung entwickelt. Der Nachweis der Praxistauglichkeit des entwickelten Rohrinnentrennsystems bildet den Abschluss der Arbeit.

Following the German government's decision to phase out the use of nuclear energy after the reactor accident in Fukushima in March 2011, 27 prototype and power reactors are currently undergoing a dismantling process in Germany. No nuclear power plants have been in operation in Germany since April 2023.
The dismantling of pipelines, which are difficult to access from the outside due to limited space or because they are installed in concrete structures, is associated with many challenges and additional work for the personnel on site. Among other things, there is no universal pipe cutting system that can be used to separate pipes made of different materials, diameters and wall thicknesses from the inside of the pipe. ... mehrAdditional functions such as remote operation or the ability to decontaminate the machines, are of great importance for use in a nuclear environment. Most of the devices available on the market focus on pipe decontamination and are limited to certain diameters and materials. In addition, the developments are based on conventional applications and must be further adapted to the particular conditions in a nuclear facility.
Based on this, this thesis examines the internal pipe separation using disk cutters, circular saw blades and cut-off wheels on different work pieces. Subsequently, recommendations for the choice of operating parameters for internal pipe cutting are made for the three production processes mentioned. This thesis also focuses on the development of a test rig for internal pipe cutting and the selection of a measurement technique, including the methodology of the defined targets.
The investigations presented in this dissertation are part of the research project "Development of a novel universally internal pipe separator for the dismantling of (contaminated) pipelines (RoTre)", funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF). The aforemen-tioned project, which has the funding reference 15S9415A+B, developed a prototype for internal pipe separation based on various experimental test series. Proof of the practical suitability of the developed internal pipe separation system thereby concludes the doctoral thesis.